模拟CO2驱环境下产出水的平衡溶液性质研究

本文利用高压反应釜模拟CO2驱环境进行了腐蚀试验,通过CO2腐蚀反应的推导与计算,分析了其产出水中CO2平衡溶液化学性质及各阳极反应的腐蚀平衡电位。结果表明,CO2平衡溶液存在形式主要为水溶CO2、H2CO3、和HCO3-离子,水溶CO2浓度最高;基体Fe与溶液中H2CO3、HCO3-离子生成FeCO3反应为本试验CO2驱油环境下CO2腐蚀过程最主要阳极反应。     

X70钢在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中的腐蚀行为

用动电位极化曲线和交流阻抗法研究X70钢在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中的腐蚀行为。结果表明:酸性溶液中存在CO2时,溶液中H 浓度增大,同时存在可还原的H2CO3、HCO3-,可加快X70钢的腐蚀。X70钢在HAc-NaAc溶液中活性溶解时生成的中间产物为Fe(OH)ads;在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中,活性溶解时生成的中间产物仍为Fe(OH)ads。     

X70钢在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中腐蚀行为

用动电位扫描法和交流阻抗法研究X70钢在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中的腐蚀行为。结果表明：酸性溶液中存在CO2时,使得溶液中H+浓度增大,同时还有可还原的H2CO3、HCO3-,可加快X70钢的腐蚀。X70钢在HAc-NaAc溶液中活性溶解时生成的中间产物Fe(OH)ads,在饱和CO2的HAc-NaAc溶液中,活性溶解时生成的中间产物仍为Fe（OH）ads。     

CORROSION BEHAVIOR OF X70 PIPELINE STEEL IN SIMULATED KUERLE SOIL SOLUTION WITH CO2

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--阳极溶解协同机理, 且随CO2 分压的增加, 氢脆作用增大.     

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．     

N80油套管钢CO2腐蚀阴极过程电化学阻抗谱分析

利用电化学阻抗（EIS）技术研究了N80钢在不同介质条件下CO2腐蚀过程中可能存在的阴极反应及其反应速度。结果表明，N80钢在CO2腐蚀环境下存在H^ 和H2O以及H2CO3，HCO36-的还原反应，但在不同条件下各个还原反应的速度并不相同，在酸性的饱和和CO2溶液中，H^ 的还原控制着阴极反应速度，HCO3^-和H2CO3的珲原反应速度较小；在中性的饱和CO2溶液中，阴极过程以HCO36-和H2CO3的还原为主，H^ 的还原反应速度比较微弱；在碱性的NaHCO3溶液通入CO2后，HCO3^-的还原控制着阴极反应速度，在以上条件下，H2O的还原速度比较微弱，还不会对阴极交换电流产生影响。     

铁在含H_2S的硫酸溶液中的腐蚀机制研究

应用动电位极化曲线和交流阻抗方法,研究了铁在含H_2S的硫酸溶液中的腐蚀电化学行为,得出阴、阳极反应的动力学方程,并结合CNDO/2量化计算结果,提出了相应的腐蚀反应机制。结果表明,H_2S可大大促进铁阳极溶解反应,且低极化时反应较快,相应动力学参数为:v_(H )=-0.83,v_(HS-)=0.35,b_a=40mV;H_2S对阴极反应的促进程度较小,且不随H_2S浓度改变,相应动力学参数为:v(H )=1.19,v_(H_2S)=0,b_c=-116mV。     

几种常用管线钢在CO2及H2S/CO2环境中的腐蚀行为

对带状组织级别不同的管线钢在CO2及H2S/CO2饱和的NACE溶液中的腐蚀速率和腐蚀形貌进行了比较分析。结果表明,在CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,发生均匀腐蚀的特征越明显,通过生成保护性膜抵抗腐蚀的能力越强。而带状组织级别越高的材料,发生局部腐蚀,尤其是点蚀的特征越明显。在H2S/CO2饱和的NACE溶液中,带状组织级别越低的材料,越不易发生氢致开裂现象。为了提高管线钢抗CO2及H2S/CO2腐蚀的性能,应控制其带状组织。     

温度、Cl-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响

利用电化学阻抗技术研究了温度、Cl^-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响，结果表明，随着温度的升高，CO2腐蚀的阴极、阳极电极反应速率会明显增大，与此同时，温度的升高又容易使腐蚀产物膜在试样表面形成，对基体金属起到一定的保护作用，增加介质中的Cl^-浓度，会使阳极溶解速率先增加，后减小；阴极还原速率则缓慢减小；同时，Cl^-还会破坏腐蚀产物膜在试样表面的覆盖，N80钢加入Cr元素以后，CO2腐蚀阴极、阳极反应速率降低，材料具有一定的抗CO2腐蚀能力。     

CO2输送管道腐蚀研究进展

在碳捕获、利用与封存(CCUS)的研究中,CO_2管输中的腐蚀控制尤为重要。在CO_2管道腐蚀研究成果的基础上,归纳了CO_2输送管道的腐蚀速率、机理、过程及主要控制措施。研究显示H2O是产生腐蚀的主要因素,输送过程中水含量的均值不应超过0.038%(体积分数)。当存在SO2及O2时,管道的腐蚀速率将达到4.0 mm/a;当存在NO2时,管道的腐蚀速率将达到12 mm/a。O2含量较低时加速腐蚀,当O2含量大于0.057%(体积分数)时出现钝化现象,且腐蚀速率小于0.01 mm/a。CO_2腐蚀产物中的表层是Fe CO3等轴晶粒,中间为棒状晶粒且充满孔洞,最内层为致密的Fe CO3晶粒。形成过程为:钢材基体在最初溶解阶段形成Fe3C架构,Fe CO3晶粒沉积在表面,然后CO_22-和HCO3-向内扩散并与钢基体反应形成中间层和内层。工程中采用抗腐蚀管材、涂镀层管材、加注缓蚀剂以及阴极保护等措施克服腐蚀影响。     

铁在二氧化碳溶液中的腐蚀电化学行为研究

用电化学极化曲线和交流阻抗研究了铁在二氧化碳溶液中的腐蚀电化学行为,得出了在二氧化碳溶液中的电化学反应机理,在所研究的ＣＯ２分压范围内,ＣＯ２促进了阴极反应,抑制了阳极溶解反应,利用弱极化曲线拟合法得出了铁的腐蚀速度,腐蚀电位与二氧化碳分压的关系,试验和的推导结果相吻合。     

电解质对锌在薄层液膜下腐蚀规律的影响

设计了一套适合于研究金属材料在薄层液膜下腐蚀的三电极电化学测量电池。Cl^-浓度的增大，促进了Zn在大量溶液中的阳极反应，降低了传递电阻和自腐蚀电位，从而导致腐蚀速率增大。在0.01mol/L的NaCl溶液中，随着液膜厚度的减小，传递电阻增大，腐蚀速度降低。在同浓度、不同电解质的大量溶液中，Na2SO4溶液对Zn的腐蚀最严重，其次是NaN03，腐蚀最轻的是NaCl；而在薄层液膜下，对Zn的腐蚀作用最明显的是NaCl；其次是Na2SO4；再次是NaN03，最轻的是Na2CO3。     

铁在不同pH值的NaCl溶液中的腐蚀行为

    采用线性扫描伏安法(LSV)和Tafel方法测定铁的极化曲线,研究了铁电极在不同pH值NaCl溶液中,以及在不同浓度NaCl溶液中腐蚀规律.结果表明,酸的浓度越增加,铁的腐蚀越容易;Cl^-对铁有腐蚀促进作用.通过极化曲线得到腐蚀参数和动力学参数,探讨了不同溶液中铁的腐蚀机理：氯离子的存在能够改变钝化膜的组织结构,提高膜的溶解速率.     

H2S对X70钢在弱酸性溶液中的腐蚀行为的影响

用静态失重法、动电位扫描法、交流阻抗法结合扫描电镜研究了H2S对X70钢在弱酸性溶液中的腐蚀行为的影响.结果表明,在25 ℃、pH=4.6的HAC-NaAC体系中,加入0.04 mmol/L的H2S会大幅度加速X70钢的腐蚀;随着H2S浓度的增大,X70钢的腐蚀速率逐渐减小,但均大于空白溶液,表现为加速X70钢的腐蚀;当H2S浓度为10 mmol/L时,腐蚀速率小于空白溶液,表现为对X70钢的腐蚀反应的抑制作用.这是由于FeS保护膜的稳定性与H2S的浓度有关.     

N80钢在模拟深层气井水溶液中的CO2腐蚀行为

利用高压釜、扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）等手段，研究了温度、CO2分压、Cl^-浓度、pH值和流速等因素对N80钢在模拟深层气井水溶液中腐蚀行为的影响．结果表明，温度对腐蚀速率的影响很大，随着温度的升高，腐蚀速率先增大后减小，80℃时腐蚀速率达到最大值，生成的腐蚀产物主要为FeCO3；降低溶液pH值、增加溶液中的Cl^-浓度、提高CO2分压以及介质的流速，均加剧了N80钢的腐蚀．     

铁在含H2S在撤酸溶液中的腐蚀机制研究

应用动电位极化曲线和交流阻方法，研究了铁在含Ｈ２Ｓ的硫酸溶液中的腐蚀电化学行为，得出阴，阳极反应的动力学方程，并结合ＣＮＤＯ／２量化计算结果，提出了相应的腐蚀反应机制。结果表明，Ｈ２Ｓ可大大促进铁阳极溶解反应，且低极化时反应较快，相应动力不参数为：ｖＨ＋＝－０．８３，ｖＨＳ－＝０．３５，ｂａ≈４０ｍＶ；Ｈ２Ｓ对阴极反应的促进程度较小，且不随Ｈ２Ｓ浓度改变，相应动力学参数为：ｖＨ＋＝１．１９，ｖＨ２     

不同腐蚀介质中16Mn钢高温高压腐蚀行为的比较

采用高压釜研究了16Mn钢在含有CO2与CO2+H2S介质的NACE(5wt%NaCl+0.5wt%CH3COOH)溶液中的高温高压腐蚀行为,利用失重法计算了腐蚀速率,通过SEM,XRD,EPMA等手段分析了腐蚀产物的成分及结构。结果表明:CO2腐蚀产物主要为Fe3C;CO2+H2S腐蚀产物主要为FeS,60℃时有FeCO3形成,腐蚀主要显示以CO2腐蚀为主的点蚀特征,90~120℃时,腐蚀系统以H2S腐蚀为主导,腐蚀产生的鼓泡、阶梯状裂纹是CO2与H2S协同作用的结果,CO2会增大H2S腐蚀的敏感性,使腐蚀产生氢损伤的温度提高。     

CO_2对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

通过动电位极化、电化学阻抗和浸泡失重等方法,考察了X80钢在含有不同浓度CO2的库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为,采用扫描电镜对腐蚀形貌进行了观察。结果表明:当土壤模拟溶液中通入的CO2和N2的体积比分别为CO2∶N2=10∶90,20∶80和30∶70时,不同浓度的CO2都促进了X80钢在库尔勒土壤介质中的腐蚀速率。这主要是因为通入的CO2使模拟溶液的p H值显著下降,导致溶液变为酸性,腐蚀过程由原来的氧控制变为了析氢反应为主,阴极反应过程进一步加快。另一方面,溶液中存在的CO2增加了X80钢表面腐蚀产物膜的缺陷,对基体的保护作用下降。这些因素导致X80钢的腐蚀速率增大。     

金属管道在CO2/H2S环境中的腐蚀行为

金属管道因油气输送介质中含有CO2与H2S而遭受严重腐蚀,尤其是点蚀,导致其过早失效、油气水泄漏,增加了安全隐患与环境污染风险.对金属管道在含CO2、H2S环境中的腐蚀行为进行概述,论述了CO2与H2S共存体系中竞争协同效应与二者分压比的划分,探讨了CO2、H2S以及CO2/H2S腐蚀机理、腐蚀产物类型以及环境对管道腐...     

H2 S 对油气管材的腐蚀及防护研究综述

随着石油天然气工业的迅速发展,酸性气体引起的油气管材腐蚀问题日益突出,尤其是H2S引起的腐蚀广泛存在,严重影响着油气开采及输送管道和炼制加工设备的使用寿命。综述了H2S对油气管材腐蚀的机理、影响因素及防护方法,探讨了温度、H2S分压、p H值、流速、Cl-浓度、CO2分压及管材材质等因素对H2S腐蚀的影响,建立了H2S腐蚀速率预测模型并对其进行了相关分析,对H2S腐蚀防护方法进行了评述。最后,简述了H2S腐蚀的研究现状及发展趋势。