镍基合金825在元素硫环境中的局部腐蚀特征

通过模拟普光气田元素硫沉积环境,调节腐蚀体系的温度,研究了固溶强化镍基合金825的腐蚀特征,并利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等技术手段研究了镍基合金825发生点蚀后腐蚀产物的形貌和成分。结果表明,一定温度下元素硫(S8)与酸性NaCl溶液共同作用使镍基合金825产生明显的以点蚀为主的局部腐蚀。腐蚀产物层存在开裂现象,其腐蚀产物主要由Cr、Ni、S、O等元素组成。镍基合金825在高于元素硫熔点的温度及Cl-存在条件下易发生局部腐蚀。     

5种套管在含H2S、CO2模拟腐蚀环境中的耐蚀性比较

根据某油田气井含H2S、CO2气体的腐蚀环境,对5种套管进行了耐蚀性模拟评价,失重法评价发现其平均腐蚀速率相当,为均匀腐蚀,试样表面有少量浅腐蚀坑,腐蚀产物中有FeS等,抗硫套管NT95SS腐蚀速率略低;模拟腐蚀试验前后力学性能几乎无变化,说明短时间内套管在含H2S、CO2模拟腐蚀环境中只发生了表面的均匀腐蚀,尚未引起强度变化.     

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。     

高铬镍基合金可耐氧化环境

美国Haynes International公司设计出一种高铬镍合金，它可使湿法磷酸生产中使用的元件延长有效使用期。牌号为G-35的合金是比G-30合金更高档的产品，其组分为58Ni，33．2Cr，8．1Mo，2Fe，0．6Si，0．3Cu，0．05C。高铬含量使合金在高氧化介质和酸性氯化物环境中拥有出色的抗腐蚀能力。     

在燃气热腐蚀中铝硅涂层和镍基合金的高温耐蚀性

叙述了某些镍基合金上铝硅涂层的高温耐蚀性。铝硅涂层的评定采用了RFL燃气热腐蚀试验装置,单铝涂层及某些镍基合金试样也用来试验对比。结果表明,在某些镍基合金上的铝磕涂层具有比单铝涂层为好的耐热腐蚀性能。     

Incoloy 825/L360复合管焊接接头耐蚀性研究

目的研究Incoloy 825/L360复合管焊后的焊缝耐蚀性能。方法以Incoloy 825/L360复合管为研究对象,选用Inconel625焊材进行了镍基合金焊缝的焊接,并对焊缝和Incoloy 825母材在质量分数为3.5%的NaCl溶液、6%的FeCl_3溶液中进行电化学试验,并对其耐蚀性进行了对比分析。结果在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,不同温度下母材自腐蚀电位均高于焊缝,自腐蚀电流密度均小于焊缝,随着温度的升高,母材的自腐蚀电位和焊缝的自腐蚀电流密度均增加,母材的自腐蚀电流密度变化不明显;在质量分数为6%的FeCl_3溶液中,母材与焊缝的自腐蚀电位整体较高,母材的自腐蚀电流密度高于焊缝,不同温度下焊缝极化曲线均存在明显的钝化平台。结论 Incoloy 825母材和焊缝在两种溶液中的耐蚀性存在一定差异;在质量分数为3.5%的NaCl溶液中,母材腐蚀对温度不敏感,焊缝的腐蚀敏感倾向性随着温度的升高而增大,腐蚀敏感性高于母材;在质量分数为6%的FeCl_3溶液中,不同温度下的焊缝极化曲线均存在明显的钝化平台,腐蚀敏感性低于母材。     

一种含Re单晶镍基合金的蠕变行为

通过组织形貌观察及蠕变曲线测定,研究了一种含Re镍基单晶合金的高温蠕变行为.结果表明,4.2％Re单晶合金在1060～1100℃温度区间具有较好的承温能力,但表现出较强的施加应力敏感性.经高温蠕变断裂后,在试样不同区域γ'相具有不同的组织形貌,在远离断口区域γ'相形成的筏状组织与施加应力轴方向垂直,而在近断口区域,筏状γ'相的粗化及扭曲程度增加为该区域发生较大塑性变形所致.在蠕变后期,合金的变形机制是迹线方向为[011]和[011]的滑移位错切入筏状γ'相,主次滑移系交替开动,使筏状γ '相发生扭折形成不规则的扭曲形态,直至发生断裂是合金的蠕变断裂机制.     

镍基合金共格沉淀过程计算机模拟研究进展

介绍了一种先进的共格沉淀动力学模型,以及运用计算机对镍基合金共格沉淀过程组织演化模拟取得的进展.该模型可成功地描述共格沉淀过程中反相畴、沉淀相形貌和结构的演化,并将形核、长大和粗化在同一物理模型内加以考虑.利用此模型已经对许多先进镍基合金的相变动力学进行了模拟研究.     

微量Cr的添加对铜在含SO2环境中耐蚀性的影响

采用TEM,SEM和XPS等测试分析方法,研究了微量Cr的添加对铜合金在二氧化硫环境中耐蚀性的影响.结果表明:微量Cr的加入提高了合金的耐蚀性,随着添加量的增多,合金的耐蚀性进一步提高;另一方面,由于合金中低含量的Cr不能在试样表面独立成膜,耐蚀性的提高很大程度上依赖于致密腐蚀产物层对含Cr层的保护作用,所以微量Cr的加入对合金耐蚀性的改善是轻微的.同时,Cr的分布不均对合金的耐蚀性有一定的破坏作用.     

增氮降镍对316奥氏体不锈钢在江水环境中的耐蚀性的影响

目前,有关增氮降镍对316奥氏体不锈钢耐蚀性的影响研究鲜见报道。采用周浸腐蚀、极化曲线和交流阻抗等手段研究了增氮降镍对316奥氏体不锈钢在重庆地区江水中耐蚀性的影响。结果表明:增氮降镍改进型316不锈钢耐蚀性优于传统316不锈钢;传统316不锈钢点蚀倾向严重,增氮降镍后倾向于表面均匀腐蚀;极化曲线和交流阻抗谱拟合参数反映规律一致,随着腐蚀时间的延长,30 d时腐蚀速率最低,超过30 d后试验钢表面钝化膜遭到破坏,腐蚀速率升高。     

元素S对镍基合金718在含H2S和CO2盐溶液中腐蚀行为的影响

目前就元素S对高酸性油气井中常用的金属材料镍基合金718腐蚀行为影响的研究较少。在模拟高温、高含H2S/CO2和高Cl-浓度的腐蚀环境中,通过高温高压腐蚀模拟试验,结合失重测量、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等技术手段研究了元素S对镍基合金718腐蚀行为的影响。试验表明:在205℃,CO2分压3.5 MPa、H2S分压3.5 MPa、Cl-浓度200 g/L环境下,1 g/L元素S的加入加剧了镍基合金718的腐蚀,增加了应力腐蚀开裂的敏感性。点蚀主要源于Cl-参与的歧化反应,而均匀腐蚀是高温下的单质S直接或间接与金属发生反应导致的。开裂的成因是单质S的加入加速了点蚀坑的形成和发展,导致多个点蚀坑连通构成长条状的腐蚀坑,最终形成裂纹导致开裂。     

低Cr钢在H_2S/CO_2环境中的腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究普通低Cr油套管用钢在模拟塔里木油田环境的H2S/CO2腐蚀行为.结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,Cr元素在腐蚀产物膜中的富集显著改善了膜的保护性,低Cr钢表现出良好的抗CO2均匀腐蚀和局部腐蚀能力;在模拟CO2/H2S腐蚀条件下,H2S腐蚀占主导作用,其均匀腐蚀速率远小于单独CO2腐蚀环境中的均匀腐蚀速率;低Cr材料H2S腐蚀的阳极极化曲线存在较为明显的钝化区,交流阻抗图谱(EIS)拟合的H2S腐蚀极化电阻远大于CO2腐蚀极化电阻.     

L360钢在含H_2S/CO_2溶液中的腐蚀失效形式研究

在模拟NY气田含H2S/CO2地面集输工况环境中,采用高温高压釜进行了L360钢的腐蚀实验,结果表明,均匀腐蚀速率略高于NACE标准0.076mm/a,但应力腐蚀敏感性很低,应力诱导点蚀是L360钢腐蚀的主要破坏形式。应力使金属表面能增大,腐蚀产物膜变得疏松,促进了局部腐蚀的发展。     

基于腐蚀时间效应的含H_2S/CO_2环境中的腐蚀速率预测模型

高含H_2S/CO_2高温高压气井中井筒油管、套管的腐蚀已成为制约井筒完整性的主要因素,一旦井筒完整性失效将会给油气田的开发造成重大影响,并可能导致严重的人员安全、环境及经济损失。由于高温高压H_2S/CO_2环境腐蚀机理较为复杂,国际上使用较为广泛和经典的DE Waard腐蚀速率计算模型已不能预测类似高温高压复杂环境下井筒的腐蚀速率。目前,实验室通常开展短期的腐蚀测试试验,并以此数据预测长期的腐蚀速率,但长期的腐蚀速率与短期腐蚀速率差异甚大。因此,为了准确地预测服役寿命周期内油套管的腐蚀状况,采用自主设计制造的高温高压材料损伤试验平台,模拟气井井筒的实际腐蚀环境,开展CO_2、H_2S腐蚀环境中的电化学腐蚀速率测试试验,研究了不同测试时间下的腐蚀速率,分析了腐蚀速率的时间效应。结果表明:在管柱服役早期,其腐蚀速率较大,随着服役时间的延长,由于形成了腐蚀产物膜以及腐蚀性气体浓度的降低,腐蚀速率逐渐降低直至稳定于某一较低值。最后,利用数理统计方法建立了考虑腐蚀时间效应的腐蚀速率预测模型,可为合理选择油套管材质和油气井的安全评价提供依据。     

新型高铬镍基合金涂层在SO2/O2气氛中的抗高温腐蚀性能

基于动力用煤在燃烧过程中产生的硫氧化物对电厂锅炉“四管”造成的腐蚀,采用20钢作为基体材料,对自行研制的新型高铬镍基合金（铬含量在40％以上）涂层和另一种传统的镍铬合金（Ni70Cr30)涂层在SO2／O2气氛中的高温腐蚀动力学规律进行了研究,并采用金相显微镜、配有能谱分析仪的扫描电镜以及X－ray衍射仪等对腐蚀产物的形貌和组成等进行了分析。结果表明,由新型高铬合金制备的涂层具有优良的抗硫氧化物腐蚀性能,适于作燃煤电厂锅炉“四管”的防护涂层材料。     

30CrMo抽油杆在超临界CO_2环境中的腐蚀行为

目前,对抽油杆材料在超临界CO2环境中的腐蚀研究报道较少。为此,利用高温高压反应釜,开展了30Cr Mo抽油杆材料在超临界CO2环境中的腐蚀模拟试验。通过失重法测量了30Cr Mo在不同CO2压力、温度和含水率条件下的平均腐蚀速率;利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对比分析了腐蚀产物膜的形态和组成。结果表明:在超临界CO2试验条件下,30Cr Mo腐蚀严重,试样表面出现点蚀或台地腐蚀。随着CO2压力增大,30Cr Mo平均腐蚀速率减小。30Cr Mo腐蚀产物膜随着CO2压力增大更加致密。随着温度升高,30Cr Mo平均腐蚀速率先增大后减小,平均腐蚀速率在80℃达到3.456 mm/a的峰值。当含水率从30%提高到60%时,30Cr Mo平均腐蚀速率从0.083 mm/a迅速增大到1.230 mm/a。研究结果可为油田CO2驱开发过程中抽油杆的使用与腐蚀控制提供支持。     

Ni-Fe-P化学镀层的制备及其在CO_2和H_2S/CO_2环境中的耐蚀性能

为了改善石油天然气行业含CO2和H2S/CO2的腐蚀液中油套管的耐蚀性,在N80钢表面制备了Ni-Fe-P化学镀层,考察了Ni-Fe-P镀层的形貌、成分及相结构,并研究了其在模拟油田采出水(饱和CO2环境)和含H2S/CO2的腐蚀液中的耐蚀性。结果表明:制备的Ni-Fe-P镀层为非晶态结构的高磷镀层;Ni-Fe-P镀层有较高的抗CO2腐蚀性能;在含H2S的腐蚀液中加入CO2会加速Ni-Fe-P镀层的腐蚀;在含H2S/CO2的腐蚀液中,Cl-加速了Ni-Fe-P镀层钝化膜的破坏。     

熔盐堆用镍基合金在熔融氟盐中的腐蚀研究进展

熔盐堆(Molten salt reactor,MSR)是第四代先进核反应堆中唯一的液态燃料反应堆,因在热转化效率、中子经济性、固有安全性、在线燃料循环、核废料处理等方面具有无可比拟的优势而备受国内外研究者的关注。熔盐的选择对MSR的运行安全及效率至关重要。熔融氟化盐如LiF-BeF2(FLiBe)、LiF-NaF-KF(FLiNaK)等具有较小的热中子吸收截面、高热导率、高比热容、良好的流动性、低的蒸气压(高温时)、良好的高温稳定性等一系列优异的热物化性能,被公认为MSR最理想的冷却剂和核燃料载体。目前,国内外均选用镍基合金作为MSR的主要结构材料。然而,超强高温腐蚀性熔融氟盐的存在对镍基合金提出了苛刻的要求。目前,国内外学者们对熔盐堆用镍基合金在熔融氟盐中腐蚀行为的研究主要集中在两个方面:一是镍基合金在熔融氟盐中热腐蚀行为的影响因素及微观机制,二是提高镍基合金的耐高温熔盐腐蚀性能。一般认为,镍基合金在熔融氟盐中的腐蚀机制主要包括以下四种:本质腐蚀、氧化性杂质引起的腐蚀、温差驱动的腐蚀和异种材料引起的腐蚀。因此,合金自身和熔盐腐蚀环境是影响镍基合金在氟盐中热腐蚀行为的两大主要因素。在合金自身方面,主要为合金元素(Ni、Cr、Mo、Fe、Si等)及含量、合金显微组织(晶界特征、组织缺陷等)的影响;在熔盐腐蚀环境方面,主要为熔盐组分、熔盐中的杂质及腐蚀产物、熔盐温度、坩埚材质、核裂变产物等的影响。目前,提高镍基合金耐熔盐腐蚀性能的主要途径有:在镍基合金方面,包括有微合金化(添加Ti、RE等)、晶界工程处理、陶瓷相增强复合材料技术;在熔盐方面,包括熔盐纯化、添加单质金属(如Zr、Be、Li等)降低熔盐的氧化还原势等。此外,采用电镀法、激光熔覆法、化学气相沉积法、等离子喷涂法等表面改性技术在镍基合金上制备金属涂层(Ni、Co、Mo、NiCoCrAlY等)和陶瓷涂层(氮化物如AlN、碳化物如SiC)。本文重点综述了镍基合金在熔融氟盐中热腐蚀行为的主要影响因素及微观机制,以及国内外研究者在提高镍基合金耐高温熔盐腐蚀性能方面的研究进展。针对当前已开发的镍基合金与强腐蚀性的熔融氟盐相容性亟待解决的一些关键基础问题,提出了未来镍基合金在熔融氟盐工程应用中的主要技术方向和发展趋势,为耐高温氟盐腐蚀材料的研究和开发提供重要思路。     

变形铜合金在盐雾和二氧化硫环境中的耐蚀性研究

采用扫描电镜和失重法对经过不同变形工艺处理的铜合金在二氧化硫和盐雾环境中的腐蚀行为进行了研究.结果表明:在盐雾环境中,铜合金的失重速度随时间的推移呈上升趋势,经过拉拔的冷轧样较未经过拉拔的冷轧样耐蚀性差.在二氧化硫腐蚀环境中,合金的失重速度随暴露时间的推移逐渐降低,经过拉拔的试样较未经过拉拔的试样有更好的耐蚀性.