总压对L360NS钢在CO2/H2S/O2体系中腐蚀行为的影响

为明确总压对钢材在CO₂/H₂S/O₂体系中腐蚀行为的影响,采用高温高压反应釜、扫描电子显微镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪、3D光学轮廓仪等仪器,探究了不同总压对L360NS钢在CO₂/H₂S/O₂体系中腐蚀行为的影响。结果表明：总压在0.2～1.5 MPa范围内改变时,L360NS钢的均匀腐蚀速率随着总压的增大而升高。原因是总压增大导致溶液中气体含量增大,腐蚀反应动力学加快,加剧腐蚀。腐蚀产物膜底层为楔状和晶粒状产物掺混,表层为颗粒状,产物组成为FeCO₃、Fe₂O₃、FeS、FeS₂。总压增大,腐蚀坑数量增多,且出现横向、纵向扩展,局部腐蚀程度加深,这是由于腐蚀产物FeCO₃、Fe硫化物与Fe₂O₃等氧化物对基体的保护不均匀。     

L360Q管线钢在CO_2体系模拟气田水中的腐蚀行为

为了探究管线钢L360Q在CO2体系气田采出水中的腐蚀行为,采用电化学法、失重法、扫描电镜及能谱分析技术,针对国内某气田腐蚀环境,研究了气田模拟采出水中温度、腐蚀时间、腐蚀介质流态对L360Q腐蚀的影响。结果表明:温度升高导致L360Q开路电位负移,阻抗值减小;而随着腐蚀时间的延长,开路电位正移,阻抗值增大。温度的升高加速了L360Q的腐蚀;随着腐蚀时间的延长,L360Q腐蚀速率下降,L360Q在模拟气田水中的腐蚀产物主要为FeCO_3。腐蚀介质的流动能够提高L360Q的腐蚀速率。     

20~#钢H_2S-HCl-H_2O混合气体高温腐蚀行为

本工作设计了精巧的气路系统,建立了混合气体高温腐蚀石英弹簧天平,灵敏度为1.2×10~(-5)g。研究了20~#钢在 H_2S-H_2O、HCI-H_2O 以及 H_2S-HCl-H_2O 混合气体(H_2S 100—500ppm;HCl 50—250ppm;H_2O 130—540ppm)中310℃,360℃高温腐蚀行为。20~#钢混合气体高温腐蚀动力学服从分段抛物线规律,在实验温度下,平均腐蚀速率为0.06—0.46mm/a。高温腐蚀膜基本组成相为 Fe_3O_4、FeS、FeS_2和 FeCl_3。20~#钢310℃ H_2S-HCI-H_2O 混合气体高温腐蚀动力学规律异常性是由氧氯化反应造成的。     

H2S,CO2酸性环境中110ksi钢P110,C110套管的应力腐蚀速率

110 ksi钢级C110,P110套管在酸性油气田环境服役过程中受到应力和腐蚀的双重作用,其腐蚀速率与静态的结果不同。如何利用室内试验结果为现场选材提供依据,目前研究尚不充分。采用挂片法、高温高压恒载荷应力腐蚀试验装置和高温高压三点弯曲应力腐蚀试验装置测试了60℃,10MPa,10%（体积分数,下同）H₂S,20%CO₂酸性环境中,P110,C110套管钢分别在自由状态、拉应力以及剪应力状态下的腐蚀速率。结果表明:在酸性环境中,套管钢承受应力作用时会发生应变老化,腐蚀速率显著增大;腐蚀作用在缺口敏感和应力集中部位尤为明显,这些特殊结构部位将形成微裂纹并持续扩展,造成套管钢力学性能和使用寿命降低。本方法适合受应力和腐蚀双重作用下管材腐蚀速率的测试。     

油田碳钢管道材质耐蚀性分析及腐蚀防治

分析了某油田常用的碳钢材质原油管道的腐蚀行为,对20钢、20G钢和L360N钢3种材质进行了化学成分分析、金相检验、电化学测试、高温高压釜腐蚀试验以及现场穿孔统计。结果表明:管道材质的化学成分中Cr、Mo、Ni、Nb、Si、Ti等含量相对较高、组织晶粒度更小时会提高其耐蚀性;在该油田腐蚀工况下,20钢的腐蚀速率最大、穿孔频次最高,20G钢和L360N钢次之;提出了腐蚀监测、"碳钢+缓蚀剂"防腐蚀模式和泄漏报警的腐蚀防治措施。     

20钢在H2S溶液中的应力腐蚀开裂行为研究

采用电化学极化、慢应变拉伸、外加极化电位等方法对20钢在饱和H2S溶液中的应力腐蚀及其预防措施进行了研究.研究结果表明,20钢在饱和H2S水溶液中具有很高的应力腐蚀敏感性;在饱和H2S水溶液中对20钢进行适当的阳极或阴极极化均可降低20钢的应力腐蚀开裂敏感性,但阳极极化效果最为明显;在饱和H2S水溶液中添加咪唑啉缓蚀剂、硫脲-吡啶复配缓蚀剂都能显著降低20钢的应力腐蚀开裂敏感性.     

Cl~-浓度对X80管线钢在CO_3~(2-)-HCO_3~-溶液中电化学腐蚀行为的影响

随着高强度管线钢广泛应用于油气管道输送领域,长距离埋地管道腐蚀现象越发明显。为了探究Cl~-与CO_3~(2-)-HCO_3~-共同作用下高强度钢的腐蚀行为,利用动电位极化及交流阻抗技术研究X80钢在不同浓度Cl~-的0.05 mol/L Na_2CO_3+0.10 mol/L NaHCO_3溶液中的电化学特征,并结合金相显微镜对X80钢的腐蚀形貌进行表征。结果表明:X80管线钢在不同浓度Cl~-的0.05 mol/L Na_2CO_3+0.10 mol/L NaHCO_3溶液中,其极化曲线呈现典型的活化-钝化-再活化特征;当Cl~-浓度由0 mol/L增大至0.09 mol/L时,X80钢的腐蚀速率呈现逐渐增大的趋势;当Cl~-浓度为0 mol/L时,试样表面腐蚀反应受阻,腐蚀现象较弱,只有几个小的腐蚀坑存在;当Cl~-浓度为0.09 mol/L时,极化电阻Rp出现最小值,此时X80管线钢的腐蚀现象最严重;溶液中的Cl~-吸附在X80钢表面会加速金属腐蚀反应的进行。     

CO2/O2环境下L320钢在不同流速下的腐蚀行为研究

为了确定L320钢在CO₂/O₂环境中不同流速下的腐蚀行为,通过多相流瞬态模拟仿真软件,模拟目标管道的流动状态,确定室内模拟试验的流速范围,选择L320钢进行CO₂/O₂共存体系下不同流速的高温高压动态反应釜试验,采用扫描电镜、X射线衍射仪对腐蚀产物进行微观形貌表征和成分分析。结果表明:温度和压力随着里程的增加呈现下降的趋势;管道气体流速和壁面剪切力随着里程的增加呈现逐渐上升的趋势。基于Pearson相关系数法,确定了流速是影响腐蚀速率的主控因素。随着流速的增加,L320在CO₂/O₂共存条件下的均匀腐蚀速率逐渐增大。CO₂/O₂共存体系的腐蚀产物为Fe 2 O₃、FeOOH、Fe(OH)3、Fe 3 O 4、FeCO₃等。研究结论可为不同流速下的L320钢在CO₂/O₂共存环境中的防护提供借鉴。     

Ca2+对3Cr钢在CO2环境中腐蚀行为的影响

随着油气开发进入到高含水期，高Ca²⁺、高Cl^-的地层水环境对管柱的安全服役提出了更高的要求。采用高温高压釜模拟井下流态环境，结合电化学研究结果，分析了Ca²⁺浓度和暴露时间对3Cr钢腐蚀行为的影响。结果表明：尽管Ca²⁺的存在会促使溶液酸化，但3Cr钢在含Ca²⁺溶液中的腐蚀速率更多取决于试样表面的膜层质量。当溶液中总Cl^-浓度为128 000 mg/L,Ca²⁺浓度在0～3 600 mg/L的范围内时，3Cr钢在Ca²⁺浓度为1 080 mg/L时平均失重速率最大，为2.2 mm/a。在Ca²⁺含量为180 mg/L的环境中，3Cr钢的失重速率曲线显示3Cr钢的失重速率随时间呈反“V”变化趋势，当腐蚀时间为240 h时，试样的平均失重速率达到最大值。当将3Cr钢放入通入CO₂的含有Ca²⁺的溶液中时，3Cr钢表面形成Fe_x...     

中东某代表性油田L80-1套管材料的腐蚀行为及腐蚀图版初步研究

为了给中东某代表性油田服役套管材料的选择提供依据,采用浸泡失重试验、正交试验、SEM、XRD等研究了该油田环境中不同CO₂分压、H₂S分压、含水率、浸泡时间等因素对L80-1套管材料腐蚀行为的影响。结果表明：在试验测试参数范围内,对L80-1钢的腐蚀速率影响程度最大的是含水率,其次是CO₂分压,然后是H₂S分压、温度,影响最小的是Cl^-浓度。随着浸泡时间的延长,L80-1钢的腐蚀速率越来越小,膜层越来越致密平整。随着CO₂分压的增加,L80-1钢的腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势,在2.00 MPa时达到最大值。随着H₂S分压的增加,L80-1钢的腐蚀速率不断增加。L80-1钢在开采前期腐蚀轻微,但一旦产出液中含水率超过30%,其腐蚀速率将迅速升高,因此开采中后期须采取防腐措施。基于腐蚀行为研究的基础数据,绘制了几种套管钢的CO₂-H₂S腐蚀图版。腐蚀图版表明在中东典型油田腐蚀环境中,L80-...     

碳钢在H2S／CO2体系中的应力腐蚀开裂机理

应力腐蚀开裂是含H2S／CO2天然气输送管线腐蚀破坏的主要形式,探究其开裂机理有利于实施有效的防护,目前相关研究尚不够深入。采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等表面分析技术对U形环X52钢试样在H2S／CO2介质中的应力腐蚀开裂（SCC）行为进行了研究,并分析探讨了其发生SCC的机理。结果表明：X52钢...     

温度对油管钢CO2/H2S腐蚀速率的影响

为了研究温度对油管钢CO2/H2S腐蚀速率的影响,采用高温高压釜装置,辅以失重法计算和扫描电镜分析,对不同温度下(80 ℃,90 ℃,100 ℃,110 ℃)油管钢N80,P110的CO2/H2S腐蚀速率进行了研究,得到不同温度下两种钢的腐蚀速率和腐蚀形貌.研究结果表明,在试验温度范围内,N80钢和P110钢都发生了极其严重的 CO2/H2S腐蚀,随着温度的升高,两种钢的腐蚀速率均先增后降,且在90 ℃时达到最大,但P110钢的腐蚀速率高于N80钢.     

温度对镍基合金718在高含H_2S/CO_2环境下应力腐蚀行为的影响

镍基合金718是一种高酸性油气井中常用的金属材料,但对其应力腐蚀开裂敏感性及其影响因素的研究较少。利用高温高压反应釜进行应力腐蚀开裂模拟试验,结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等分析手段研究了温度对718镍基合金在高含H_2S/CO_2环境下应力腐蚀行为的影响。结果表明:在CO_2分压3.5 MPa、H_2S分压3.5 MPa、Cl~-含量150 000 mg/L的模拟环境下,镍基合金718在150,175,205℃下均未发现点蚀和裂纹,应力腐蚀开裂敏感性较低;但随温度升高,镍基合金718的C环应力腐蚀试样表面的钝化膜出现明显的硫化和颗粒状的腐蚀产物,并逐步团聚形成点蚀源。     

控氧对注水井管柱腐蚀行为的影响

目前,对L80钢溶解氧腐蚀的研究非常少,对交互作用控氧的研究几乎未见报道。利用高温高压腐蚀模拟试验,分别研究了L80钢在控氧前(1.00mg/L)、控氧后(0.05mg/L)以及控氧前后(1.00mg/L+0.05mg/L)交互作用下的腐蚀规律,主要研究了控制溶解氧含量对L80钢腐蚀行为的影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和激光共聚焦等技术,分析了腐蚀产物的形貌和成分。结果表明:控制溶解氧含量对L80钢有减缓腐蚀的作用;在控氧交互作用下,L80钢表面的腐蚀有缓解,但局部腐蚀的风险增大,控氧交互作用有促进腐蚀的作用。     

塑性变形条件下16MnR钢的CO2腐蚀电化学行为

油气田管材常常在各种应力和变形状态下服役,为了研究应力和变形对钢CO2腐蚀电化学行为的影响,利用电化学技术分别测量了16MnR钢在不同弯曲塑性变形状态下的CO2腐蚀电化学阻抗谱、线性极化电阻和自然腐蚀电位.结果表明:随着应变的增大,自然腐蚀电位负移,线性极化电阻逐渐减小,腐蚀速率增大.在拉伸和压缩塑性变形状态下16MnR钢CO2腐蚀的电化学阻抗谱均由高频容抗弧和低频感抗弧组成.随着应变的增大,容抗弧和感抗弧逐渐收缩,反应的总阻抗减小.冷加工变形增大了16MnR钢的电化学活性,使阳极溶解加快,腐蚀速率增大.     

Q345R钢焊接热影响区在碳酸钠和硫化氢混合介质中的应力腐蚀行为

以往对Q345R钢焊接热影响区在碳酸盐和硫化氢混合介质中的应力腐蚀开裂行为研究不多。针对石油化工行业的CO2-H2S-H2O典型腐蚀环境中Q345R钢应力腐蚀失效造成的重大事故,通过慢应变速率试验(SSRT)和楔形张开加载(WOL)预裂纹应力腐蚀试验研究了Q345R钢热影响区在Na2CO3和H2S混合环境中的应力腐蚀行为。结果表明:在Na2CO3+H2S复杂介质环境中,Q345R钢热影响部位应力腐蚀敏感性较低,其断口呈现韧性断裂形貌,WOL裂纹扩展速率较低,应力强度因子KI值基本不变,应力腐蚀倾向不明显。     

不同钢材在储罐沉积水中的电化学腐蚀行为

目前,鲜有多种钢材在储罐沉积水中腐蚀机制的研究报道。采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线测试技术研究碳钢Q235,管线钢X65、X80,不锈钢316L等4种钢材在原油储罐沉积水中的电化学腐蚀行为,并结合扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射谱(XRD)对钢材腐蚀形貌和腐蚀产物成分进行分析。结果表明:Q235钢、X65钢和X80钢浸泡24 d后表面生成疏松腐蚀产物,316L钢表面没有明显腐蚀现象发生;Q235(3.462μA/cm~2)、X65钢(4.122μA/cm~2)和X80钢(5.848μA/cm~2)在原油沉积水中极化曲线自腐蚀电流密度远大于316L(0.118μA/cm~2),316L钢极化曲线有明显的钝化区;随着浸泡时间延长,Q235钢、X65钢、X80钢的EIS谱阻抗模值缓慢增加,随后阻抗模值降低,而316L钢的阻抗模值没有明显变化。     

海上油气田油套管用材110Cr13S适用性研究

为评价110Cr13S油套管钢在海上油气田开发工程中的适用性,采用暴露腐蚀试验、原位电化学测试、应力腐蚀测试研究了110Cr13S钢在模拟深水油气田井下高温、高压、CO₂与H₂S共存腐蚀环境中的腐蚀行为。利用扫描电镜、能谱仪、电化学工作站、慢应变速率拉伸试验机测试了110Cr13S油套管钢在温度为129.5℃,H₂S分压为358 Pa以及CO₂分压为2.754 MPa条件下的腐蚀形貌、腐蚀产物成分、电化学行为及慢应变速率拉伸曲线。结果表明：在模拟深海油气田井况条件下,110Cr13S钢的平均腐蚀速率为0.004 4 mm/a,试样表面生成了结构致密完整的钝化膜,具有较好的耐蚀性和优异的抗硫化物应力腐蚀开裂性能,110Cr13S油套管钢适用于深水、高温、高压、CO₂与H₂S共存条件下的油气井开发油套管选材。     

L245钢在不同温度饱和CO_2的NaHCO_3水溶液中的腐蚀行为

碳钢作为运输管道的重要原材料,在油气采集运输中被大量使用,但其在含CO_2的Na HCO_3水溶液的环境中非常容易发生腐蚀。为了解L245钢管材在油气田采集运输中的腐蚀情况,通过浸泡法和电化学方法研究了L245钢在不同温度饱和CO_2的Na HCO_3水溶液中的腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析了腐蚀产物的表面形貌和成分。结果表明:在饱和CO_2的Na HCO_3水溶液中,当温度从30℃升高至70℃时,L245钢的腐蚀电流密度从167.3μA/cm~2升至762.9μA/cm~2,电荷转移电阻从238.80Ω·cm~2减小到40.29Ω·cm~2,溶液温度的升高加快了物质传递速率,从而导致腐蚀速率增加。     

高温CO2介质中N80钢的腐蚀行为

目前,对油气田环境中N80钢高温CO₂腐蚀的研究不多。采用高温高压腐蚀失重法研究了N80钢在60³50℃内、CO₂分压为2 MPa的多元热流体水样中的腐蚀状况,对其腐蚀产物形貌及成分进行了观察分析,并探讨了其腐蚀机理。结果表明:100℃时N80钢的二氧化碳腐蚀速率出现极大值,而在200℃左右腐蚀速率有极小值。温度对N80钢CO₂腐蚀产物的形貌和组成有较大影响,80¹00℃的腐蚀产物出现规则晶体,晶体粗大且堆积较疏松,120¹80℃的腐蚀产物晶体排布得越来越致密,200℃以后腐蚀产物发生了变化,CO₂腐蚀的主要产物由FeCO₃变成了Fe₂O₃。