低Cr X70管线钢在多相流腐蚀环境中CO2腐蚀行为研究

利用高温高压反应釜模拟油田多相流腐蚀环境,对低CrX70管线钢CO<,2>腐蚀行为进行了研究.采用失重法计算腐蚀速率,利用SEM、EDS、XRD等手段观察和分析了腐蚀产物膜的形貌、结构和成分.结果表明:随着腐蚀环境温度的升高,X70管线钢平均腐蚀速率和点蚀速率的变化趋势均是先增大后减小,在60℃时平均腐蚀速率达到最大值,而在90℃时点蚀速率达到最大值;基体中的Cr容易生成Cr<,2>O<,3>在金属表面沉积,可以有效阻碍阴离子穿透腐蚀产物膜到达金属表面,大大减少Cl-导致的点蚀;随着环境温度的升高,FeCO<,3>在腐蚀产物膜中占的比例也随温度的升高而增加.     

集输管线钢在CO_2/油/水多相流环境中的腐蚀行为

设计正交试验,采用失重法在高温高压反应釜中研究X65钢在CO_2/油/水多相流环境中的腐蚀行为。结果表明:原油含水率为集输管线钢CO_2腐蚀的主控因素,对腐蚀速率的影响显著;X65钢腐蚀产物膜晶粒呈胞状颗粒堆积,堆积不紧密且存在空隙,与基体结合松散,对基体保护作用弱,试样表面呈现均匀腐蚀形态,局部存在点蚀坑,X65钢抗CO_2腐蚀性能较差;原油低含水率与高含水率时X65钢表面腐蚀膜的组成基本相同,都主要是FeCO_3和Fe。     

X70管线钢CO_2湿气顶部的腐蚀行为

采用高温高压冷凝反应釜模拟CO2湿气顶部腐蚀环境,研究了X70钢在不同腐蚀时间和温差条件下的腐蚀行为。采用SEM和EDS等分析方法究了腐蚀产物膜的宏观、微观形貌和结构特征,明确了湿气条件下腐蚀产物膜与局部腐蚀之间的关系,探讨了CO2湿气顶部腐蚀机理。结果表明,在不同的腐蚀时间条件下,X70钢的局部腐蚀与腐蚀产物膜脱落位置呈对应关系;在不同温差条件下,当腐蚀产物膜达到一定厚度后,腐蚀产物膜上也可能存在温度梯度,从而导致腐蚀膜更容易发生局部脱落。     

温度对X80管线钢CO2腐蚀行为的影响

在模拟实际工况下,利用高温高压反应釜对X80管线的CO2腐蚀行为进行了研究,通过质量损失法、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,研究了温度对X80管线钢腐蚀性能的影响.结果表明:随着温度的升高,实验钢的平均腐蚀速率和点蚀速率均是先增大后减小.在30℃时,试样表面未形成完整的腐蚀产物膜,此时环境温度较低,平均腐蚀速率和点蚀速率也最小;在60℃时,平均腐蚀速率达到最大值,此时腐蚀产物膜脱落严重,但点蚀现象并不明显;当温度到达90℃时,实验钢的点蚀速率达到最大值,并且点蚀速率与平均腐蚀速率相差程度最大;在120℃时,腐蚀产物膜与基体以及内外层之间的结合最为紧密,对基体的保护作用增强,所以此时的腐蚀速率比60、90℃的腐蚀速率均低.     

热处理对X80管线钢CO2腐蚀行为的影响

分析了热处理对X80管线钢显微组织的影响,采用失重法研究了试样在模拟地层水中的CO2腐蚀情况,观察试样的宏观腐蚀形貌,综合分析组织对X80管线钢CO2腐蚀行为的影响.结果表明:X80钢经调质处理后得到索氏体,正火得到珠光体.调质处理后,试样较原始硬度都有所提高,850℃淬火+ 550℃回火试样的耐CO2腐蚀性能最好,腐蚀速率为0.5285 mm/a.X80管线钢的原始组织的腐蚀情况主要为点蚀,调质处理试样出现均匀腐蚀,而正火试样只是局部存在明显点蚀.     

X52钢的CO2腐蚀行为

通过扫描电镜观察及X射线衍射分析,研究X52钢在模 拟输送管腐蚀环境条件下的腐蚀行为.结果表明,X52钢的平均腐蚀速率为06289 mm/a ,其表面形成三层形貌及成分各异的腐蚀产物,三层膜中主要的腐蚀产物均是FeCO3和Fe 2O3,宏观腐蚀形态基本为均匀腐蚀,但是在扫描电镜下观察到金属遭受的破坏以局部 腐蚀为主.     

X80管线钢在高矿化度油田采出液中的腐蚀行为

利用高温高压釜动态模拟实验,采用失重法研究了含水率和CO₂分压对X80管线钢在油水混合物中腐蚀速率的影响;利用扫描电镜 (SEM)、能谱 (EDS) 和X射线衍射技术 (XRD) 等技术手段表征腐蚀产物表面形貌、清理腐蚀产物后试样的表观特征和腐蚀产物成分。结果表明：随着含水率的增加,X80钢的腐蚀速率单调增加;X80钢的腐蚀速率随CO₂分压的增加而增加,分压为1.5 MPa时,产物膜最致密;X80钢在油水混合物中的腐蚀产物主要由FeCO₃构成;CO₂分压一定时,总压的改变对X80钢的腐蚀程度影响较小。     

X60管线钢在湿气和溶液介质中的H2S/CO2腐蚀行为

利用高温高压反应釜模拟高含硫气田H2S/CO2共存环境,分别在流动湿气和溶液介质中进行API-X60腐蚀实验,探讨了高H2S分压对腐蚀行为的影响.X60管线钢的腐蚀速率在湿气介质中随H2S分压升高而增加,在溶液介质中则先升高后降低,腐蚀形态均由全面腐蚀趋于局部腐蚀,腐蚀产物以硫铁化合物(FexSy)为主.H2S分压为2.0 MPa条件下,溶液介质中形成的腐蚀产物中富S相比例明显增加,HS-和Cl-穿过膜层缺陷引发点蚀,多孔且不连续的富S膜层进一步促进点蚀发展.     

X70管线钢在含CO2库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用动电位扫描、交流阻抗电化学方法和慢应变速率拉伸实验（SSRT）研究了CO2对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂（SCC）行为的影响,并利用扫描电镜分析了不同CO2分压下的断面形貌．结果表明：CO2能够与腐蚀膜FeCO3反应,生成可溶性Fe的络合物Fe（CO3）2^2-,加速X70管线钢腐蚀;CO2与H2O形成H2CO3和HCO3^-,为阴极反应提供H^＋．X70管线钢在含CO2溶液中的SCC机理为氢脆一阳极溶解协同机理,且随CO2分压的增加,氢脆作用增大．     

X65钢在模拟集输管道环境中的腐蚀行为

通过腐蚀失重、SEM、XRD等方法,研究了X65钢在模拟集输管道CO_2/油/水环境中的腐蚀特性。结果表明:X65钢腐蚀速率随流速和CO_2分压升高均呈现先增大后减小的趋势,存在临界流速和临界压力;低于临界值,基体表面上生成的腐蚀产物疏松多孔、不稳定,高于临界值后形成的产物膜致密、附着力较强,具有一定保护作用;流速增大超过1m/s会使油膜比较均匀地吸附在试样表面,减少了腐蚀反应活性点,一定程度上保护了基体不被腐蚀,腐蚀速率下降;随CO_2分压增大,CO_2在原油内的溶解度增加使原油黏度下降,流动性变好,与基体接触和吸附的概率增加,对X65钢的缓蚀作用增强,也会使腐蚀速率下降。     

影响鞍钢X70管线钢CO2腐蚀行为的环境因素和材料因素

利用失重法、扫描电镜等,研究了X70管线钢在CO2分压为2MPa的NACE溶液中高温高压环境下的腐蚀行为,结果表明,温度和Cl-是影响X70钢腐蚀的主要环境因素,随温度的升高均匀腐蚀速率增大。钢中珠光体、粒状贝氏体组织及非金属夹杂物MnS、CaS等在腐蚀环境中促进了管线钢的腐蚀。因此在材料方面要降低珠光体及粒状贝氏体含量,细化夹杂物,并降低夹杂物级别。     

20钢在模拟CO_2驱工况环境中的腐蚀行为

采用高温高压釜动态模拟CO_2驱工况环境,使用失重法研究温度和CO_2分压对20钢腐蚀速率的影响,利用离子色谱分析试验前后钙镁离子的含量,并用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)表征腐蚀形貌和产物成分。结果表明:20钢发生了严重CO_2腐蚀,其腐蚀速率随温度升高而增大、随CO_2分压的增大呈现先降低后增大的趋势;CO_2分压促进采出水中钙镁的沉积;腐蚀产物主要是FeCO_3。     

X65管线钢在模拟土壤中的腐蚀行为

以华南某地酸性土壤为参考土壤体系,采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法,应用X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等系统研究了X65管线钢在模拟土壤腐蚀环境介质中埋地腐蚀不同周期的腐蚀行为。结果表明:在该模拟土壤环境中X65管线钢表面腐蚀形貌由不均匀的点蚀发展为较为均匀的全面腐蚀,电化学极化曲线表现为阳极活化控制,自腐蚀电位出现正移,腐蚀产物主要由α-FeOOH、Fe_3O_4、Fe_2O_3等组成。     

CO2分压对X80管线钢腐蚀性能的影响

模拟油田CO2驱油现场环境,利用高温高压反应釜,采用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法,研究了不同CO2分压对X80管线钢腐蚀性能的影响。结果表明,X80管线钢的腐蚀速率随着CO2分压的升高呈先升高后下降的趋势,在CO2分压为1.5MPa时达到最大值。当CO2分压为0 MPa和0.5 MPa时发生均匀腐蚀,当分压升高到1.5MPa和2MPa时发生了局部腐蚀。CO2分压为0MPa时的腐蚀产物为非晶态物质,其余各分压下的腐蚀产物均以FeCO3为主。随着CO2分压的升高,腐蚀产物与基体结合的紧密度随着CO2分压的升高越来越紧密;腐蚀产物膜厚度呈先升高后降低的趋势,与腐蚀速率的变化相对应。     

Corrosion and Stress Corrosion Cracking Behavior of X70 Pipeline Steel in a CO2-Containing Solution

The electrochemical corrosion and stress corrosion cracking (SCC) behaviors of X70 pipeline steel in CO₂-containing solution were studied by electrochemical measurements, slow strain rate tensile tests, and surface characterization. The results found that the electrochemical corrosion of X70 steel in aerated, alkaline solution is an activation-controlled process, and a stable passivity cannot develop on steel. Corrosion rate of the steel increases with the CO₂ partial pressure. The enhanced anodic dissolution due to the additional cathodic reaction in the presence of CO₂, rather than the film-formation reaction, dominates the corrosion process. The mass-transfer step through FeCO₃ deposit is the rate-controlling step in corrosion of the steel. The susceptibility of steel to SCC and the fracture brittleness increase with the CO₂ partial pressure. The enhanced fracture brittleness is attributed to the evolution and penetration of hydrogen atoms into the steel, contributing to crack propagation. The formed deposit layer is not effective in reducing hydrogen permeation due to the loose, porous structure.     

交流杂散电流对X80管线钢腐蚀行为的影响

采用失重法研究了不同电流密度(0～200 A/m2)的交流杂散电流对X80管线钢腐蚀的影响,并且采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)观察分析X80管线钢腐蚀后基底的微观形貌以及腐蚀产物的表面形貌、结构组成和物相成分.结果表明,随着交流杂散电流密度的增加,X80钢的腐蚀速率先是缓慢增大,随后快速增大,最后增大趋势减缓,并不会无限制增大.腐蚀产物分为两层,外层是红棕色的Fe2 O3和棕黄色的FeOOH混杂在一起的疏松多孔的结构,内层是黑色的Fe3O4形成的致密结构.低电流密度时,腐蚀形式主要是均匀腐蚀;高电流密度时,腐蚀形式转变为局部腐蚀.