2205双相不锈钢连续管组织与性能分析

针对碳钢连续管在适量H2 S和CO2共存的油田腐蚀工况中,管材腐蚀严重以及疲劳寿命短等问题,开发了具有较强耐蚀性和强塑性合理匹配的2205双相不锈钢连续管.通过对该管材开展微观组织、 硬度、 力学性能、 塑性和腐蚀等检测评价,全面分析了2205双相不锈钢连续管的各项性能.分析结果表明:该管材组织以奥氏体和铁素体相为主,...     

含CO_2高压气田集气站加热炉换热盘管材质的选择

徐深气田集气站采用天然气加热炉对气井来气进行换热,通过对现场破裂加热炉盘管的分析检验,可以认定盘管破裂的原因是由于酸性介质的腐蚀造成的。从各井的天然气组分分析来看,能够对工艺管道及设备构成腐蚀的成分是天然气中的CO2及气田水中的Cl-。因此应根据气相中CO2分压和采出水中Cl-含量的不同,来确定加热炉换热盘管材质选用碳钢、316 L或2205双相不锈钢的技术界限。     

庆深气田耐蚀材质抗应力腐蚀开裂性能室内评价

针对庆深气田集气站加热炉换热盘管材质高温、高含CO_2和Cl~-的典型工况条件,对13Cr不锈钢、316L奥氏体不锈钢和2205双相不锈钢三种材质进行了抗应力腐蚀开裂性能室内评价实验,明确了实验材质腐蚀的主要类型以及腐蚀形成与温度、CO_2分压和Cl~-浓度的相关性。实验结果表明,13Cr不锈钢可以作为庆深气田地面系统中分离器、脱水装置等关键设备的选材;316L不锈钢不宜作为加热炉的材质,但是可以应用于分离器、脱水装置、脱碳装置等设备;2205双相不锈钢可用于庆深气田加热炉换热盘管中。     

苏里格气田集输管道管材的耐蚀性评价

为了更好地了解苏里格气田集输管道所用管材在微含H2S、低含CO2和湿气输送工艺条件下的耐蚀性,对常用的20#、L360、L450钢进行了化学成分测试、腐蚀速率测定和抗H2S腐蚀性能评价。试验结果表明,三种试验钢材的化学成分均符合相关标准要求;在苏里格气田地下水环境下,三种钢材腐蚀等级为中、低级,耐蚀性能为L450>L360>20#,基本满足苏里格气田实际工况下的耐蚀要求;L450管道钢具有良好的抗HIC性能和较好的抗SSC性能,完全满足苏里格气田微含硫腐蚀条件下的适用性要求。     

炼油装置常用的五种材料抗冲蚀规律研究

设计搭建了旋转式冲蚀试验装置,通过电化学方法,研究了NH4HS浓度、多相流温度和氯含量对炼油装置常用的10号碳钢、15CrMo钢、双相钢2205,合金Incoloy825和316L不锈钢抗冲蚀特性规律.利用测试获取的开路电位图和Tafel曲线通过转化计算得到对应转速下的腐蚀速率.对比试验数据可知:10号碳钢和15CrMo钢抗腐蚀能力相对较弱,双相钢2205耐蚀性一般,Incoloy825和316L抗腐蚀能力较好.温度上升、NH4HS浓度增大和氯含量增加,均加剧材料的腐蚀.     

天然气集输系统用LC65-2205双相不锈钢焊管工艺及性能

针对阿曼Khazzan气田项目集输管线建设用LC65-2205双相不锈钢焊管的生产,依据项目采购标准对LC65-2205双相不锈钢焊管进行了拉伸性能、冲击韧性、显微硬度及抗点蚀性能等的研究分析,并通过定量金相技术测定了母材、焊缝和热影响区（HAZ）三个位置区域的铁素体含量。结果显示,开发的LC65-2205双相不锈钢焊管管体母材、焊缝及热影响区110 ℃高温拉伸性能、-56 ℃低温冲击韧性、显微硬度值分布、抗点腐蚀性能、铁素体含量及尺寸精度均满足且优于技术标准要求,可用于含H2S、CO2、Cl-等强腐蚀性介质的油气输送。     

H2S分压对镍基合金G3应力腐蚀开裂的影响

针对高含H2S和CO2油气田开发过程中油井套管腐蚀严重的问题,探讨了镍基合金在H2S-CO2-Cl^-环境中的腐蚀机理。采用慢应变速率拉伸试验法(SSRT)研究了G3镍基合金在高含H2S-CO2-Cl^-环境中的腐蚀情况,特别是H2S分压对应力腐蚀开裂(SCC)的影响。     

2205/Q235大面积双相不锈钢复合板性能分析

针对油田对集输管线用板材较高抗腐蚀性的要求,采用爆炸焊接技术,对2205双相不锈钢与碳钢Q235进行爆炸焊接,研制出了10 000 mm(长)×1 400 mm(宽)×14 mm(厚)大面积双相不锈钢复合板材,其中不锈钢层厚度为2 mm。检测结果表明:复合板材的剪切强度及其他力学性能均达到或超过标准要求;HIC试验和SSCC试验加载为72%Rt 0.5时均未出现任何裂纹;在H2S,CO2,C l-共存的气相腐蚀介质中,试样蚀速率为0.045mm/a;两种材料的复合界面SEM观察及元素分析表明,2205双相不锈钢与Q235完全实现了冶金结合。     

双相不锈钢在油气工业中的工程应用

KL2气田是我国大型的含CO2凝析气田,单井产量高,集输管网面临高压、高温、高氯离子条件下的CO2腐蚀,气田地面工程采用了双相不锈钢。由于双相不锈钢在我国油气田属于首次大规模使用,因此,双相不锈钢的技术要求对安全应用尤为重要。结合工程的特点和标准规范要求,对双相不锈钢2205的各种材料,包括钢管、管件、复合钢板等,提出了附加技术要求。其中特殊检验要求包括了耐现场环境的应力腐蚀试验,控制制造质量的有害金属间相试验检验等,其中金属间相试验采用ASTMA923方法B冲击韧性试验、方法C氯化铁溶液点蚀试验。工程成功运行6年,证明这些特殊技术要求达到了预期的效果。     

模拟地面集输环境下温度对2205双相钢均匀腐蚀及点蚀行为的影响

针对油气集输管线在CO2和含高浓度的Cl-地层水环境中易发生腐蚀失效的问题,通过腐蚀失重试验和电化学测试分析,研究了2205双相不锈钢在高分压CO2+高矿化度+高浓度Cl-地层水集输管线环境中的腐蚀行为。结果表明:在模拟油田集输管线环境中,升温引起的2205双相不锈钢的均匀腐蚀速率基本不变,整体表现为轻度腐蚀,但由于Cl-的存在,2205双相钢在50 ℃和70 ℃时出现明显的点蚀坑形貌;2205双相钢在3种测试温度下的阳极极化曲线存在明显的钝化区,随着温度的升高,2205双相钢的点蚀电位先升高、再下降,在30~50 ℃,存在一个临界点蚀温度CPT;交流阻抗图谱在50 ℃和70 ℃分别表现出了点蚀诱导期和点蚀发展期的特征。     

普光高酸性气田井简管材及完井方案优选

四川盆地普光气田属于高含H2S和CO2的碳酸盐岩过成熟酸性气田,存在气藏压力高、埋藏深度大、地质构造复杂、腐蚀严重、易喷易漏、安全风险高等开发难题.为解决上述难题,实现气田的安全高效开发,在深入调研国内外高含硫气田完井技术现状的基础上,分析了硫化氢、二氧化碳以及氯离子等对井下管材的腐蚀方式,提出了管柱腐蚀的防治措施:①采用防腐蚀管材;②注入缓蚀剂;③将上述两种方式综合应用.进而设计了3种完井方案:①高镍基合金完井;②高镍基合金与高抗硫材质组合完井;③高抗硫材质完井.经分析对比,最终确定采用镍基合金和高抗硫钢套管组合,配合镍基合金油管和永久式封隔器的完井方案;射孔后下酸压—生产一体化完井管柱,酸化压裂后投产.该方案成功解决了气井酸压、生产、防腐蚀等问题,具有防腐性能优越、后期维护成本低、管柱有效生产时间长、安全系数高等特点.     

不锈钢材料在高含硫井口装置中的试验研究

针对我国油气田特别是四川气田H2S含量高，对井口装置腐蚀严重，容易发生突发事故的情况，选用了3种不锈钢材料135、2205、318进行H2S应力腐蚀试验分析。通过模拟四川气田基本情况，并参照NACE TM0177-1996标准溶液，利用U形弯曲浸泡试验、慢应变速率拉伸试验、电化学分析等方法，对3种材料应力腐蚀开裂进行了对比分析。试验分析表明，双相不锈钢2205具有良好的抗H2S应力腐蚀性能和良好的力学性能。     

塔河油田地面集输管网碳钢管线材质实验研究

塔河油田恶劣的腐蚀环境对地面集输管网碳钢管材的选用提出了更高的要求,现场服役管线失效分析表明,内腐蚀失效形式主要为腐蚀穿孔和沟槽腐蚀,硫酸盐还原菌(SRB)是造成管线失效的原因之一。选择塔河油田地面集输管网在用典型碳钢管材为研究对象,采用CORTEST高温高压反应釜模拟塔河油田典型工况条件并进行全浸腐蚀实验。实验结果表明:P、S、Mn等杂质元素恶化了管材的耐腐蚀性能;碳钢管线在SRB腐蚀环境下极易发生点蚀。因此,在塔河油田典型腐蚀环境下,地面集输管网应选用P、S、Mn等杂质元素含量低的碳钢管材;建议选用含铜抗菌碳钢来抑制细菌腐蚀,但含铜抗菌碳钢在塔河腐蚀环境下的适用性需做进一步研究。     

316L和2205不锈钢腐蚀性能对比

为了深入研究316L和2205两种不锈钢材料的腐蚀行为,结合两种材料的腐蚀特点,研究了特定环境工况下两种材料的点腐蚀与时间的关系。研究结果显示,随腐蚀时间延长,两种不锈钢点蚀程度均不断增加,随后下降。对于点蚀程度而言,在同等环境工况下316L和2205不锈钢均存在点蚀风险,但2205不锈钢具有更加优秀的耐点蚀性能;通过特定工况条件下的均匀腐蚀和应力腐蚀试验对比,结果表明这两种不锈钢具有很优秀的耐应力腐蚀开裂性能,2205不锈钢优于316L不锈钢。     

MDEA脱硫溶液腐蚀性能影响因素研究

利用电化学方法在MDEA溶液介质中对20#、20R、304不锈钢、316L四种材质在不同工况下的腐蚀行为进行了室内模拟评价。结果表明,碳钢在气相和液相中的腐蚀速率随温度升高而增加。在相同条件下,20#和20R在气相中的腐蚀速率高于液相。实验条件下,未通入H2S的胺液对各材质均无明显的电化学腐蚀,通入H2S至饱和的胺液在运行一段时间后碳钢的气相腐蚀速率增加。实验过程中,均未检测到不锈钢304及316L的电化学腐蚀倾向。     

N08825镍基合金复合管件加工技术及耐蚀性研究

为了避免高H2S/CO2油气田用管道的电化学腐蚀损伤和应力腐蚀开裂问题,以某天然气净化厂原料气管线拟使用的N08825镍基合金复合管为例,研究了其加工技术及耐蚀性能。研究结果显示,N08825镍基合金复合管力学性能及SCC性能均满足中石化普光气田净化厂原料气管线安全隐患治理工程SEI《焊制复合钢管、管件规格书》要求。结果表明,通过控制大直径镍基合金管件加工工艺并在复合管内表面涂刷防护剂,可确保复合管件成型质量及高H2S/CO2环境下的抗应力腐蚀开裂性能。     

徐深气田集输过程中的抗酸材质及抗蚀方法

从徐深气田的气质条件来看,天然气中的CO2及气田水中的Cl―是造成工艺管道及设备腐蚀的主要原因.当 pCO 2为0.021~0.21 MPa时,采用增加管道壁厚并注入缓蚀剂的防腐措施;当 pCO 2﹥0.21 MPa时,采用碳钢内衬奥氏体不锈钢的双金属复合管作为管道内防腐保护措施;当Cl―质量分数达到0.001%时,应首先考虑Cl―引起的腐蚀,同时兼顾CO2腐蚀,采用碳钢内衬双相不锈钢或直接采用双相不锈钢材质.     

普光气田集输站场排污管线腐蚀与对策

普光气田是国内首次大规模开发的高酸性气田,H_2S体积分数平均为15%,CO_2体积分数平均为8.6%,且气井普遍产出地层水。溶解了H_2S和CO_2气体的产出水进入集输站场排污管道,再加上其中富含氯离子和微生物等腐蚀介质,使得该部位抗硫碳钢A333管材腐蚀条件恶劣。室内电化学和模拟工况试验评价分析表明,A333钢在该环境下耐蚀性较差。针对排污管线存在的腐蚀风险开展了防腐蚀试验,结果表明,A333钢须与缓蚀剂配合使用才能满足高酸性气体环境下的腐蚀控制要求。同时开展了替代管材(耐蚀合金、涂层和柔性复合管)的研究和筛选,为同类高酸性油气田集输站场排污管线的选材和防腐蚀方案制定提供借鉴和参考。     

K气田集输管道焊缝腐蚀失效研究

K气田天然气中主要腐蚀介质为CO2和气田水中的氯离子。采用碳钢管道进行气田内部集输,使用1年左右碳钢管道发生了严重腐蚀。通过腐蚀调查和对典型管道腐蚀样品剖析检查,对腐蚀产物进行检测分析,采用了电化学测量方法测量在腐蚀环境中焊缝不同区域金属的腐蚀电位。分析结果表明：在发生腐蚀的阶段没有发现地层水参与腐蚀的证据,CO2是导致气田内部集输碳钢管道腐蚀失效的主要腐蚀介质;由于化学成分和微观结构的差异,焊逢与钢管母材金属在湿流体介质中形成了电位差,导致气田碳钢管道焊接区域发生严重腐蚀。焊接材料和焊接工艺对碳钢管道的CO2腐蚀有重要影响,对于含腐蚀性流体的气田,在进行内部集输工程建设设计和施工时,应开展焊接焊头抗腐蚀性评价试验研究。     

常顶换热器腐蚀原因分析

中国石化股份有限公司洛阳分公司常压塔顶换热器H1001管束的材质为316L奥氏体不锈钢,运行一个周期后腐蚀泄漏严重,被迫更换。分析认为,管束泄漏是由于H2S—HCl-H2O腐蚀环境引起的电化学腐蚀、冲蚀和停工时连多硫酸引起的应力腐蚀开裂。强化“一脱二注”工艺防腐蚀措施、改变换热工艺设计、选用09Gr2AlMoRE钢或2205双相钢以及严格执行停工检修规程等措施可延长换热器使用寿命。