J55油管钢在模拟CO_2驱油环境下电化学腐蚀行为

本文通过电化学交流阻抗法研究了模拟某CO2驱环境下温度和两相缓蚀剂对J55油管钢腐蚀行为的影响。利用软件拟合Nyquist图获得了电化学腐蚀动力学参数,分析了J55钢的腐蚀行为特征,计算了不同浓度下缓蚀剂对J55钢的缓蚀效率。结果表明,未加缓蚀剂时电荷传递电阻和中间产物电阻均随温度升高而降低;添加缓蚀剂后的电荷传递电阻均远远大于空白试验条件下电荷传递电阻;该两相缓蚀剂用量大于80mg/L时其缓蚀效率大于95%,具有优越抗CO2腐蚀性能。     

模拟CO2驱环境中咪唑啉类缓蚀剂对J55钢腐蚀性能的影响

采用极化曲线和电化学阻抗谱方法研究了模拟CO₂驱环境中两种咪唑啉类缓蚀剂对J55钢的缓蚀性能。利用拟合得到了电化学腐蚀的热动力学参数并对其进行了分析,同时计算了两种缓蚀剂对J55钢的缓蚀效率。结果表明,腐蚀电流密度(J_corr)均随缓蚀剂用量提高而不断减小,缓蚀剂作用下的电荷传递电阻RI均远远大于空白试验条件下的R_t值,改性咪唑啉缓蚀剂比咪唑啉缓蚀剂对C02腐蚀具有更好的缓蚀效果。     

温度对油管钢CO2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验,采用失重法、SEM和XRD等手段研究了温度对N80钢在4MPaCO2分压下CO2腐蚀行为的影响。试验结果表明:N80钢在4 MPa CO2分压下腐蚀较为严重。在温度较低时,腐蚀产物晶粒粗大且堆垛比较疏松,对基体保护性较差;随温度升高,腐蚀产物膜变得致密稳定,腐蚀速率显著降低,腐蚀特征由局部腐蚀转变为全面腐蚀。     

天然气井CO2分压对油管腐蚀行为的影响

CO2腐蚀是威胁油气开采过程中井下管柱服役安全的重要因素。本工作采用高温高压腐蚀模拟试验,研究了CO2分压对N80钢CO2腐蚀行为的影响。结果表明,在CO2腐蚀较为敏感的80℃时,N80钢腐蚀速率随CO2分压升高而上升,腐蚀类型与腐蚀产物膜形貌随CO2分压增加而变化,在相对低CO2分压下以全面腐蚀为主,高CO2分压下腐蚀类型由全面腐蚀转变为局部腐蚀。腐蚀产物膜的局部损伤是导致金属基体表面局部腐蚀的重要诱因。     

介质流速对X60管线钢高压CO2腐蚀行为的影响

在60℃、5 MPa CO₂条件下,采用高压釜试验研究了腐蚀介质的流动对X60管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,腐蚀介质的流动导致腐蚀速率增大,但流速与腐蚀速率之间不存在线性关系;随着流速的增加,腐蚀形态呈现均匀腐蚀-局部腐蚀-均匀腐蚀的特点,腐蚀产物膜的表面和截面形貌也随之发生变化。     

温度对X65和3%Cr管线钢CO2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜对X65及新研制开发抗CO2腐蚀的含3%Cr低合金管线钢在不同温度下的CO2腐蚀行为进行研究。结果表明,X65管线钢腐蚀速率随温度升高呈先增大后减小的规律,在80℃附近达极大值,含3%Cr低合金管线钢的腐蚀速率随温度升高呈单调增加趋势。X65管线钢腐蚀产物膜以FeCO3晶体堆垛为主要特征,含3%Cr低合金管线钢腐蚀产物膜主要由FeCO3和Cr(OH)3组成,随温度升高腐蚀产物中的Cr含量显著提高,Fe含量明显下降。含3%Cr低合金管线钢表面形成的富Cr腐蚀产物膜结构致密无孔洞,显著降低均匀腐蚀速率和有效抑制局部腐蚀发生。     

流速对油管用N80钢CO2腐蚀行为的影响

采用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验,采用失重法、SEM等手段研究了流速对N80油管钢CO₂腐蚀行为的影响。结果表明,N80油管钢在100℃,0.6 MPa CO₂分压时随流速的增大,腐蚀速率几乎呈指数形式增加。低流速时,N80钢腐蚀以全面腐蚀形态为主,流体冲刷的作用有限,但当流速增加以后,局部腐蚀形态愈发明显,流体冲刷显著加剧局部腐蚀的作用。     

咪唑啉与硫脲在CO2腐蚀体系中的缓蚀协同作用机理

采用极化曲线和电化学阻抗技术(EIS)研究了油酸基咪唑啉季铵盐(OIMQ)与硫脲(TU)对Q235碳钢在CO2饱和盐水溶液中的缓蚀协同效应。结果表明,TU对碳钢腐蚀的阴极过程和阳极过程都有强烈的抑制作用,而OIMQ是一种以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂。二者复配使用,可以有效降低使用浓度,表现出优异的缓蚀协同效应。OIMQ与TU在碳钢表面形成了一层双层结构的缓蚀剂吸附膜,TU可能主要存在于膜的底部,而OIMQ主要存在于膜的顶部,这种结构的缓蚀剂膜一方面阻止了腐蚀性离子的渗透,另一方面也限制了TU分子的脱附。     

温度对Cr13不锈钢CO2腐蚀行为的影响

模拟高温高压腐蚀环境,通过扫描电镜和能谱分析,研究不同温度下的Cr13不锈钢的耐CO2腐蚀性能。结果表明,随着温度升高,Cr13不锈钢CO2腐蚀速率在150℃达到最大以后下降;温度的变化也导致表面腐蚀产物成分和结构的变化,影响腐蚀产物对金属基体的保护效果。     

CO_2分压对N80油管钢CO_2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验。采用失重法、SEM和XRD等手段研究了CO2分压对N80油管钢在100℃下CO2腐蚀行为的影响。结果表明,N80钢的腐蚀速率随CO2分压升高而上升。不同CO2分压下腐蚀类型与腐蚀产物膜宏观形貌的变化相对应,在低CO2分压下腐蚀产物膜完整覆盖。随着CO2分压的进一步升高,腐蚀产物膜由局部覆盖转而重新完整覆盖。相应地,N80钢在低CO2分压下发生全面腐蚀,然后随CO2分压的进一步升高,腐蚀类型由局部腐蚀向全面腐蚀过渡。     

湿气温度对3Cr管线钢CO2腐蚀行为的影响

利用高温高压冷凝反应釜模拟深海湿气管道的现场环境,研究了湿气温度对3Cr管线钢湿气CO2腐蚀行为的影响;运用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等分析技术对试样表面腐蚀产物的形貌和成分进行了分析。结果表明,在相同管壁温度(10℃)下,湿气温度在30～90℃内范围变化时,3Cr管线钢的平均腐蚀速率随湿气温度的升高而增大,且都没有发生局部腐蚀。在这些湿气温度条件下,3Cr管线钢的腐蚀产物膜是两层结构,外层膜的主要成分为FeCO3,内层为非晶态的富Cr膜。     

流速对CO2/O2环境中L485钢腐蚀行为的影响

为研究CO₂/O₂共存环境中流速对L485钢腐蚀行为的影响,在高温高压动态反应釜中进行模拟腐蚀试验,测试L485钢的均匀腐蚀速率,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等方法观测腐蚀产物的微观形貌和成分。结果表明：CO₂/O₂共存体系中,随着流速的增大L485钢的均匀腐蚀速率逐渐增大,且表面呈现由局部腐蚀向均匀腐蚀转变的特点;CO₂/O₂共存体系中L485钢的腐蚀产物为Fe₂O₃、FeOOH、Fe(OH)₃、Fe₃O₄、FeCO₃。     

N80油管钢CO2腐蚀点蚀行为

在模拟油田CO2 腐蚀环境下 ,利用XRD、EDS和SEM研究了N80钢点蚀坑的形成与发展 .结果表明 ,Cl-会在腐蚀产物膜与金属界面处富积成核 ,加速该区域的阳极溶解 ,促使点蚀坑的形核 ;点蚀坑内也有Cl-富积 ,在膜与基体界面处形成厚度为 3 μm的富积层 ,加速点蚀坑内基体的腐蚀 ,使得点蚀坑进一步发展 .同时 ,讨论了阳极反应与点蚀坑形貌之间的关系     

3Cr钢在CO2环境中的腐蚀试验研究

利用高温高压反应釜研究了两种3Cr钢在模拟中海油CO2环境中的腐蚀行为,在温度为60℃,CO2分压为1.5MPa以及介质流速为1m/s的条件下,两种3Cr钢呈现较明显的均匀腐蚀,平均腐蚀速率分别达到1.3614mm/a、1.2172mm/a。结合SEM和EDS分析手段研究了3Cr钢的CO2腐蚀产物。结果表明,其产物为富Cr产物膜,Cr的富集程度越高,Cr和Fe原子的分数比越大,产物膜的保护性能就越好。     

流速和碳链长度对咪唑啉衍生物在高压CO2环境中缓蚀性能的影响

合成了5种碳链长度不同的咪唑啉衍生物以及两种碳链中带有双键的咪唑啉衍生物。通过动态失重、SEM、AFM和接触角测定等分析表征手段,研究了它们在碳钢表面上的吸附能力与疏水能力以及在高压CO2环境中在3种流速下对碳钢腐蚀的缓蚀性能。结果表明,咪唑啉碳数为21时疏水效果最好,其浓度为50,100和200 mg/L时,接触角分别为80.5°,87.8°和96.2°。通过测量力曲线,同样发现随碳链的增长,其粘附力逐渐增大,当碳数为21时,粘附力达到最大。高压釜动态失重实验表明,缓蚀剂的缓蚀性能与碳链的长度以及溶液流速有关。流速为0.3和0.6 m/s时,碳数为17时缓蚀效果最好;流速为5.5 m/s时,碳链越长,缓蚀效果越好。同样条件下,碳链中带有双键的咪唑啉的缓蚀效果总是优于碳链中没有双键的咪唑啉的缓蚀效果。     

高等级合金CO2环境下的腐蚀行为研究

以 Sanicro 25 奥氏体不锈钢和 HR230、740H 镍基合金为研究对象,在高温 CO₂环境下分别进行了 800、900 和 1000 ℃的腐蚀实验。利用分析天平获得材料反应前后的质量变化,利用 SEM/EDS 对合金反应后的形貌及腐蚀产物进行观察分析,利用XRD表征合金表面的腐蚀产物。结果表明：3种材料在高温CO₂环境下的腐蚀动力学曲线均符合抛物线规律,反应速率均随着温度的升高呈现量级的增加,表面腐蚀产物尺寸随着温度的升高不断增大。3种材料表面生成的腐蚀产物主要为富Cr氧化物。3种材料表面腐蚀产物结构存在差异,Sanicro 25 不锈钢上的呈多层,而 HR230 和 740H 合金上的为单层;HR230 和 740H 合金均存在内氧化现象,且740H 合金中高含量的 Al 和 Ti 使其内氧化程度更加严重,抗 CO₂腐蚀性能降低。因此,在高温CO₂环境下镍基合金HR230具有较为优越的抗腐蚀性能。     

超临界CO2输送环境中O2、SO2和NO2杂质对X52钢腐蚀行为的影响

通过腐蚀模拟试验、表面分析技术水化学模拟计算等方法,对比了在含O₂、SO₂或NO₂杂质超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀行为差异,探讨了杂质及其交互作用对X52钢腐蚀的影响机理。结果表明：在含0.02%(体积分数)O₂的超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀速率仅为0.007 mm/a,而在含0.02%SO₂或0.02%NO₂环境中X52钢的腐蚀速率均高于0.300 mm/a;当O₂与SO₂或NO₂共存时,二者交互作用促进腐蚀性物质H₂SO₄或HNO₃形成,进而促进X52钢的腐蚀速率提升;在含不同杂质的超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀和成膜反应过程主要由杂质控制,X52钢腐蚀程度不...     

高含CO2低含H2S条件下温度对P110碳钢腐蚀规律的影响

为了明确高含CO₂及少量H₂S条件下,温度变化对石油管材P110钢腐蚀速率的影响,利用高温高压硫化氢反应釜开展了腐蚀模拟试验,利用失重法记录腐蚀速率。应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和激光共聚焦显微镜等,研究并分析了P110钢表面的腐蚀形貌和产物。结果表明：在1 MPa CO₂分压、20 kPa H₂S分压和流速1 m/s条件下,P110钢管材均匀腐蚀速率随温度升高先增大后减小,在100℃附近达到峰值。当温度超过80℃时,P110钢表面腐蚀形态由全面腐蚀转变为局部腐蚀。随着温度的升高,P110钢表面腐蚀产物由富铁结构转变为富硫结构,致密的陨硫铁矿和磁黄铁矿阻碍腐蚀反应的离子扩散。此外,在60～100℃,温度升高会同时促进阴极反应和阳极反应,导致P110钢自腐蚀电流密度增加,腐蚀速率提高,而当温度继续由100℃升高至120℃时,P110钢自腐蚀电流密度减小,腐蚀过程逐渐受到抑制。     

N80油管钢CO2腐蚀点蚀行为

在模拟油田CO     

模拟CO2驱环境下3Cr和20#集输管线钢防腐性能对比

利用高压反应釜模拟了陕北某油田CO2驱油环境进行了不同温度和不同CO2分压3Cr和20#集输管线钢的腐蚀行为以及三种缓蚀剂对其缓蚀性能进行了研究,计算并对比了其腐蚀速率及缓蚀效率,分析了腐蚀产物膜表面形貌,对两种材质经济性能进行了对比。结果表明,相同CO2分压下,20#钢55℃时的腐蚀速率明显大于3Cr钢甚至接近3倍,但较低温度30℃时3Cr和20#钢的腐蚀速率较接近;咪唑啉缓蚀剂能较好控制CO2腐蚀;低合金钢3Cr相对于20#钢具有更显著的经济效益。