腐蚀介质浓度对油井管材料的电化学腐蚀影响的研究

基于腐蚀电化学理论,以油井管材料为研究对象,在CS电化学工作站实验装置上,利用电化学方法,测试不同温度、不同Cl-浓度环境对油井管材料的电化学腐蚀。结果表明,Cl~-在较低浓度下促进了腐蚀,但在高浓度下抑制腐蚀,在浓度为3.5%的NaCl溶液中,腐蚀效果最明显。P110钢在同一种氯离子浓度下,随着温度的增加腐蚀速率也逐渐增大,可见温度促进P110钢的腐蚀,温度越高腐蚀速率越快。     

大气环境下A3钢腐蚀现象的研究

采用三电极体系研究了液滴浓度以及环境相对湿度对液滴下镀锌钢腐蚀的影响,采用电化学交流阻抗和电化学噪声等对腐蚀的发展过程进行测试。结果表明,在Na Cl浓度为1.5%时腐蚀速率较小;当Na Cl浓度小于1.5%时,随着浓度的减小腐蚀速率增大;当Na Cl浓度大于1.5%时,随着浓度的增加腐蚀速率增大。在环境湿度为80%RH时腐蚀速率最小,湿度低于80%RH时,随湿度增加腐蚀速率减小;在湿度高于80%RH时,随着湿度的增加,腐蚀速率增大。     

杂散电流与Cl-对碳钢腐蚀行为实验探索与设计

采用电化学测试和表面形貌观察研究了不同交流电密度和Cl~-浓度对X80钢在近中性pH环境中的腐蚀规律。随着交流电密度增大,试样的腐蚀电位降低;当交流电密度相同时,X80钢在高Cl~-浓度中的腐蚀电位要低于低Cl~-浓度中的腐蚀电位;在交流电与Cl~-共同作用下,试样表面点蚀坑数目增多,点蚀坑直径与深度增加,腐蚀敏感性增高。针对本科实践教学,可以从电化学和表面形貌表征方面来设计杂散电流与Cl~-对碳钢腐蚀行为的影响。     

P110钢在不同pH值NaCl溶液中的腐蚀行为研究

采用全浸泡腐蚀实验和静态电化学测试方法研究了P110钢在不同p H值Na Cl溶液中的腐蚀行为,并通过分析失重法结果、电化学极化曲线和扫描电镜结果,对P110钢在不同p H值Na Cl溶液中的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀机理进行讨论。实验结果表明:P110钢在不同p H值Na Cl溶液中均发生了点蚀,当溶液p H值大于3时,腐蚀速率随着溶液p H值的增大而减小,试样表面发生点蚀的倾向性开始降低,发生均匀腐蚀的倾向性增加;当溶液p H值小于3时,腐蚀速率有所减小,但点蚀密度有所增加。     

Q235钢焊缝在亚硫酸铵介质中的腐蚀行为

针对Q235钢焊缝在亚硫酸铵介质中腐蚀严重的实际，采用三电极电化学研究法和金相组织分析法研究了J420焊条焊接Q235钢的焊缝在亚硫酸铵介质中的腐蚀行为。研究结果表明，Q235钢用J420焊条焊接后，焊缝的组织特点决定了其耐腐蚀性较差。温度升高、亚硫酸铵溶液浓度增大，均可以促使焊缝的腐蚀速率增大。     

温度和Cl-对Q235钢在MDEA/CO2体系中腐蚀行为的影响

通过浸泡腐蚀试验和电化学测量研究了温度和Cl-质量浓度对Q235钢在CO2饱和的20％(质量分数)N-甲基二乙醇胺溶液(MDEA/CO2)中腐蚀行为的影响.结果表明,温度和Cl-质量浓度对Q235钢在MDEA/CO2体系中腐蚀行为的影响是交互的.Cl-质量浓度为1 g/L和10 g/L时,Q235钢的腐蚀速率随温度升高而增大;Cl-质量浓度为15 g/L时,Q235钢的腐蚀速率随温度升高呈先增后减的变化趋势.     

X80管线钢在力电化学耦合作用下CO2腐蚀行为的研究

以典型的管线钢材料X80钢为对象,采用动电位极化和电化学阻抗谱技术,研究了在弹性拉伸应力(60%σ_(ys))和塑性拉伸应力(108%σ_(ys))状态下,不同CO_2分压和Cl~-质量分数对材料腐蚀的影响规律。结果表明:受拉伸应力作用的X80钢腐蚀速率随CO_2分压的增大而增大,但并非单纯正相关关系;随Cl~-质量分数的增大,呈现先升高后降低的规律,当Cl~-质量分数为3.5%时,X80钢的腐蚀速率达到最大值。此外,塑性应力状态下X80钢的腐蚀速率明显高于弹性应力状态下的值,原因是塑性应力提高了金属表面的电化学反应活性。     

J55在含S~(2-)与Cl~-环境下的电化学腐蚀行为研究

利用动电位极化与电化学阻抗谱分析评价方法,研究了不同浓度的S~(2-)和Cl~-与S~(2-)共存情况下的套管钢J55腐蚀行为,分析了S~(2-)和Cl~-对J55的电化学腐蚀影响。结果表明:随着S~(2-)和Cl~-浓度的增大,J55的钝化膜稳定性下降,耐腐蚀能力下降;在含S~(2-)的腐蚀介质中J55的腐蚀行为主要由扩散过程控制,而在含S~(2-)和Cl~-的腐蚀介质中时则主要由电化学过程控制; S~(2-)的存在会对J55在含Cl~-环境下的点蚀产生一定的缓蚀作用。     

三元复合驱采出液中温度对P110套管钢腐蚀影响研究

采用电化学工作站测试了P110钢在三元复合驱采出液中的腐蚀行为,分析了不同温度和不同浓度条件下的影响规律,用扫描电镜对P110钢的腐蚀形貌进行观察分析。结果表明,P110钢在弱碱和强碱ASP溶液中具有不同的钝化性能,在强碱ASP溶液中钢表面形成了保护性良好的钝化膜。随温度的增加,P110钢在强碱或弱碱ASP溶液中的耐蚀性均降低。P110钢的腐蚀速率均随ASP浓度的增加而减小,NaOH和Na2CO3的添加对其腐蚀具有不同的作用。在ASP溶液中,P110钢表面形成一层致密的白色垢层,抑制基体进一步发生腐蚀。     

A3钢在不同CO2盐溶液中的腐蚀规律研究

通过静态、动态及电化学实验方法测试不同含盐量溶液中饱和二氧化碳对A3钢的腐蚀影响,以及溶液中Ca2 和S2-对A3钢的腐蚀影响。研究结果表明,NaCl质量分数50g/L时,腐蚀速率最大;温度在60℃时腐蚀速率最大;腐蚀速率随CO2分压的升高而增大;Ca2 离子的存在减缓了腐蚀;S2-离子的存在减缓了腐蚀。本文从静态、动态及电化学测试的不同方面入手,评价CO2在不同介质条件下的腐蚀规律,了解CO2腐蚀性与介质的关系,对现场如何采取防腐措施具有一定的指导作用。     

NH_4Cl溶液浓度对Incoloy 825合金腐蚀行为的影响

通过电化学阻抗技术、极化曲线和浸泡腐蚀实验对Incoloy 825合金在不同浓度NH4Cl溶液中的腐蚀行为进行了研究。研究结果表明:开路电位随着浓度的升高而负移,腐蚀倾向增大;采用等效电路RS(Q1R1)(QdlRt)对电化学阻抗谱进行拟合,电荷转移电阻Rt随浓度增加而减小,Incoloy 825合金的维钝电流密度和腐蚀速率随浓度的增加而增大;825合金的腐蚀形貌主要为局部腐蚀,点蚀的密集度和大小随浓度的增加而增大;EDS结果表明Cl-参与了电化学反应过程。     

Cr13钢在含CO_2油田采出液中腐蚀行为的实验研究

采用静态电化学测试和动态高温高压腐蚀方法,研究了Cr13钢在含CO_2的油田采出液中的腐蚀行为,分析了Cl~-浓度和温度对Cr13钢CO_2腐蚀性能的影响规律,分析了扫描电镜腐蚀形貌。结果表明:Cr13钢在含CO_2的油田采出液中呈现出明显的钝化行为,随着温度的增加,Cr13钢钝化电流密度呈现先增加后降低的趋势,60℃时达到极值;随着Cl-浓度的增加,Cr13钢钝化电流增加,耐蚀性降低;这主要是由表面膜层疏松程度不同所导致的。     

高Cr钢热浸镀锌层微观表征及其腐蚀速率研究

通过扫描电镜研究了30Cr2Ni4MoV钢热浸镀锌表面的显微组织,采用静态质量损失法在3.5%NaCl溶液中进行0~96 h的腐蚀试验。结果表明,最佳热浸镀锌温度θ在520~580℃之间。镀锌层中的组织从钢基开始,依次为Г、δ_1、ζ和η相。随着热浸镀锌时间的增加,镀锌层腐蚀程度发生较大变化;腐蚀速率随着浸镀温度的增加表现出单调减小的变化趋势。     

特石管线腐蚀行为及机理研究

利用失重法、动电位极化,结合扫描电子显微镜SEM,研究了不同地域特石管线管段的腐蚀行为,以及主要腐蚀性离子对腐蚀行为的影响规律。研究结果表明:不同地域管段不同区域腐蚀介质中的氯离子和碳酸氢根离子含量越高,特石管线腐蚀速率越大。其中特石管线双台子河水管段腐蚀速率最大,腐蚀最严重,其次是首站外管段腐蚀较为明显,大坝西处管段腐蚀速率最小。不同管段腐蚀行为腐蚀机理相同,均属于阳极溶解的电化学腐蚀,只是由于不同管段环境中的离子浓度不同导致腐蚀速率不同。三种环境模拟溶液中,HCO3-,Cl-均对X52钢腐蚀起促进作用,随着两种离子浓度的增加,腐蚀速率也增加。     

锅炉尾部受热面低温腐蚀的实验研究

锅炉尾部设备易发生低温腐蚀。20钢和ND钢为锅炉尾部设备的常用材料,采用线性极化法测量两种钢材在不同温度和不同硫酸浓度下的腐蚀速率。由实验结果可知:常温下,当硫酸浓度较低时,20钢的腐蚀速率远大于ND钢。当硫酸浓度大于60%时,两种钢材的腐蚀速率相近。保持硫酸浓度为50%,当温度小于50℃时,随着温度的变化,20钢的腐蚀速率波动远大于ND钢,当温度升至50℃以上时,温度变化对ND钢的腐蚀速率影响较大,对20钢腐蚀速率的影响较小。保持硫酸浓度为70%时,同样的温度变化,20钢和ND钢的腐蚀速率差别不大。ND钢为首选的抗低温腐蚀专用钢。     

NH4Cl溶液浓度对Incoloy 825合金腐蚀行为的影响

通过电化学阻抗技术、极化曲线和浸泡腐蚀实验对Incoloy 825合金在不同浓度NH₄Cl溶液中的腐蚀行为进行了研究。研究结果表明：开路电位随着浓度的升高而负移,腐蚀倾向增大;采用等效电路R_S（Q₁R₁）（Q_dlR_t）对电化学阻抗谱进行拟合,电荷转移电阻R_t随浓度增加而减小,Incoloy 825合金的维钝电流密度和腐蚀速率随浓度的增加而增大;825合金的腐蚀形貌主要为局部腐蚀,点蚀的密集度和大小随浓度的增加而增大;EDS结果表明Cl^-参与了电化学反应过程。     

在共沸醋酸溶液中Cl~-离子浓度对钛腐蚀行为的影响

醋酸精馏塔是进行醋酸净化的核心工艺设备,而钛托盘的腐蚀问题亟待解决。本文模拟醋酸精馏塔的实际腐蚀环境,采用电化学阻抗谱和动电位极化法研究了钛在模拟共沸醋酸溶液中的腐蚀行为,讨论了Cl~-浓度对钛腐蚀行为的影响规律,并利用金相显微镜观察了其形貌变化。实验发现,共沸醋酸溶液中Cl~-质量浓度从0.1%增加至0.5%时,钛腐蚀速率从1.15×10~(-9)g·m~(-2)·a~(-1)增加至6.53×10~(-9)g·m~(-2)·a~(-1);随着共沸醋酸中Cl~-浓度的增大,钛表面钝化膜遭到严重破坏,膜阻抗从9291 Ohm降低至690.3Ohm;腐蚀后的钛表面颜色从银白色到灰色,出现明显的凹坑和隧道状的纹路。     

集输系统垢下腐蚀特性研究

通过现场调研,结合油气集输领域垢下腐蚀现状,分析了垢下腐蚀机理和主要影响因素。通过动电压极化曲线的测量,拟合塔菲尔曲线,测量介质的腐蚀参数,通过改变介质参数和测试条件,分别验证了Cl~-浓度和腐蚀温度对腐蚀速率的影响。研究表明,随着Cl~-浓度的增加,自腐蚀电位正移,腐蚀电流增加,局部腐蚀加速。随着温度的增加,腐蚀状态也呈加速状态,说明Cl~-浓度和介质的腐蚀温度对局部腐蚀均具有催化作用。     

不同浓度TH-628缓蚀剂对20#钢焊缝腐蚀影响

采用电化学噪声测试技术和电化学极化技术,研究了不同浓度TH-628缓蚀剂对20#钢及含有焊缝的20#钢腐蚀快慢的影响。试验结果表明:TH-628缓蚀剂能明显减缓循环水对20#钢和含有焊缝20#钢的腐蚀,随着TH-628缓蚀剂浓度的增加,腐蚀速率随之下降。含焊缝试件腐蚀减缓速度低于不含焊缝试件,焊缝部位的腐蚀是整个设备的薄弱环节,建立在线腐蚀监测系统重点应考虑焊缝部位。     

电化学氢通量法用于油气管线在线腐蚀监测

通过恒电位阳极极化和失重法考察了不同pH、温度和H2S浓度下Q235A钢在弱酸性介质中的氢渗透电流密度与腐蚀速率的变化情况,着重探讨了各影响因素下氢渗透电流与失重腐蚀速率之间的相关性,为氢通量技术用于油气管道非侵入式腐蚀监测提供依据。研究发现:随着pH降低或介质温度升高,Q235A钢的腐蚀速率与氢渗透电流均逐步增大,且二者之间具有良好的线性相关性。随着H2S浓度增加,Q235A钢的腐蚀速率呈现先增大后降低的趋势,但氢渗透电流则先增大而后趋于稳定;当H2S浓度在5~200 mg·L-1范围内,腐蚀速率与氢电流符合二阶多项式函数关系。通过自制的氢通量探针监测实验管道内腐蚀时,发现过厚的管壁降低了氢电流测量灵敏度,但采用恒电位阶跃法得到的氢渗透电量(氢通量)则与失重腐蚀速率之间具有良好相关性,表明渗氢电量法可用于测量油气管道的内腐蚀速率。