温度对N80和KO80SS钢在饱和CO_2地层水中电化学腐蚀的影响

利用极化曲线和电化学阻抗谱研究温度对N80和K080SS钢在饱和CO2地层水中电化学腐蚀阴阳极过程的影响.结果表明:N80钢和KO80SS钢随成膜温度的升高,腐蚀加剧,腐蚀电位下的电极反应速度分别由阳极和阴极控制.在30℃条件下N80钢的阳极交流阻抗谱显示活化区与腐蚀产物膜覆盖区并存,基体处于腐蚀状态;温度达到60和90℃时.N80钢腐蚀产物膜基本完全覆盖基体表面,KO80SS钢生成的腐蚀产物膜完整均匀;两种钢的阳极腐蚀均受活化控制.两种钢的阴极腐蚀反应均同时受扩散和活化控制,阴极反应以H2CO3、HCO-3的还原为主,H+的还原占从属地位.     

温度对N80钢在饱和CO2模拟地层水下腐蚀行为的影响及机理

目的 研究N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中于不同温度下的腐蚀行为及腐蚀特征,探究N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中的腐蚀规律及机理。方法 利用高温高压釜对N80钢在不同温度(60、90、120 ℃)的饱和CO2模拟油田地层水中浸泡96 h的失重腐蚀进行测试,并用电化学分析仪对其进行相同条件下的宏观电化学测试。采用XRD、SEM、EDS对N80钢腐蚀后的腐蚀产物物相结构、表面形貌、元素组成及腐蚀产物去除后基体表面的腐蚀形貌进行分析。结果 N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中所形成的腐蚀产物主要由FeCO3和溶液介质中的结晶盐CaCO3组成。温度影响腐蚀产物膜的形貌特征、晶粒尺寸及其致密度变化,导致基体发生不同程度的腐蚀。60 ℃时,表面生成的腐蚀产物膜均匀覆盖于基体表面,产物膜膜层平整、致密,去除腐蚀产物后,表面有少量点蚀坑;温度升至90 ℃时,基体表面覆盖的腐蚀产物凹凸不平,晶粒粗大,排列较乱,规则性差于60 ℃下的腐蚀产物,腐蚀产物去除后,发现基体表面有大片蚀坑群,发生连片腐蚀;120 ℃时,腐蚀产物晶粒减少,覆盖不均,具有明显蚀孔和裂纹,部分腐蚀产物脱落,去除腐蚀产物后的基体表面出现大面积蚀坑,发生严重腐蚀。N80钢的腐蚀速率由60 ℃时的0.021 0 g/(m².h)增至90 ℃时的0.036 0 g/(m².h),至120 ℃时的0.044 4 g/(m².h)。N80钢的自腐蚀电流密度由60 ℃时的1.362 3× 10^?6 A/cm²增至90 ℃时的1.427 3×10^?6 A/cm²,至120 ℃时的1.785 1×10^?6 A/cm²,但其自腐蚀电位则随温度的增加而减小。结论 随腐蚀温度增加,N80钢表面所生成的腐蚀产物膜变得较疏松,且膜层含较多微孔与裂纹,腐蚀速率持续增加,N80钢腐蚀加重。     

油气田腐蚀环境中N80钢和3Cr钢的腐蚀行为

采用失重法、X射线衍射法、扫描电镜观察及能谱分析等方法比较研究了N80钢和3Cr钢在模拟胜利油田某油井腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明:在试验条件下,N80钢和3Cr钢的腐蚀速率随腐蚀时间的延长均呈现先急剧降低后缓慢降低的趋势,N80钢的腐蚀速率明显高于3Cr钢的;腐蚀360h后,N80钢表面形成的腐蚀产物膜呈双层结构,XRD测试结果表明两层产物膜均由FeCO_3构成,后期沉淀形成的外层膜较为疏松,原位形成的内层膜致密完整,计算得到双层产物膜的平均密度为1.54g/cm~3;3Cr钢表面形成的腐蚀产物膜为致密完整的单层膜结构,由FeCO_3和Cr(OH)_3构成,产物膜平均密度为2.571g/cm~3。3Cr钢表面形成的腐蚀产物膜的保护性远远优于N80钢表面形成的腐蚀产物膜的。     

不同温度下X80钢的CO2腐蚀电化学特性

采用动电位扫描和交流阻抗技术研究了常压条件下X80钢CO2腐蚀电化学特性。结果表明:在30～80℃范围内,阳极反应机理没有发生变化,而阴极反应机理在60℃时已经发生改变;在阳极极化条件下,X80钢CO2腐蚀的电化学阻抗谱(EIS)曲线具有三个时间常数,其中低频感抗弧与试样表面活化溶解有关,低频容抗弧与试样表面腐蚀产物膜生成有关;随着温度的升高,EIS曲线低频区感抗弧逐渐缩小,容抗弧逐渐扩大。     

温度对N80钢在CO2饱和的NaCl溶液中的腐蚀电化学行为的影响

利用动电位极化和电化学阻抗技术研究了温度对N80钢在CO2饱和的NaCl溶液中腐蚀过程的影响。结果表明,温度的升高促进了腐蚀反应的阳极过程和阴极过程,使得N80钢腐蚀速率增大,而且温度对阴极过程的促进作用大于阳极过程,导致了Ecorr的正向移动。温度的升高并没有改变腐蚀机理;在温度较低的环境中,电化学阻抗谱呈现3个时间...     

温度对N80钢CO2腐蚀产物膜结构和力学性能的影响

利用高温高压釜,以油田地层水为腐蚀介质,以高温高压气水两相为腐蚀环境,在N80油套管钢上生成CO2腐蚀产物膜,研究了65～115℃温度范围内腐蚀产物膜的结构和力学特性.结果表明:当温度在65～90℃时,腐蚀产物膜的主要成分为(Fe,Ca)CO3;在115℃时,膜的主要成分为(Fe,Ca,Mg)CO3和Fe3O4.随温度的升高,腐蚀产物膜的各项力学性能,如硬度、杨氏模量、断裂韧性以及膜与基体的结合强度均显示出升高的趋势.     

热处理对N80钢表面镍基合金涂层CO2腐蚀性能的影响

利用等离子热喷涂技术在N80钢表面制备了镍基合金涂层,并进行高温扩散处理。通过CO2高温高压腐蚀试验评价涂层在模拟油田环境中的耐蚀性能,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)方法分析了涂层的微观形貌和相组成。结果表明,镍基合金涂层由单质Ni相及固溶体Cr1.2Ni2.88、FeNi3、MoO2和CuO组成。经过600℃扩散处理后,涂层内原子结构更为致密。涂层的CO2高温高压腐蚀速率为0.0046mm/a,是原始涂层的1/100,具有优良的抗CO2高温高压腐蚀性能。     

温度对N80钢在CO_2/O_2共存环境中腐蚀行为的影响

采用高温高压反应釜、失重法、X射线衍射法、扫描电镜观察及能谱分析等方法研究了N80钢在CO2与O2共存环境中不同温度下的腐蚀行为。结果表明,在CO2与O2共存环境中,N80钢的腐蚀速率随温度的升高呈现先急剧增大后缓慢减小的趋势,在90℃时腐蚀速率最大。XRD结果表明,三个温度条件下腐蚀产物均由FeCO3,Fe3O4和Fe2O3多种腐蚀产物共同组成。在低温时,N80钢表面主要由FeCO3紧密地覆盖在试样表面,阻碍腐蚀过程的进行;随着温度的升高,腐蚀产物中氧化物逐渐增多,且疏松多孔,保护作用减弱;温度达到120℃时,高温氧化铁产物逐渐变得致密,具有一定保护作用。     

温度对N80钢饱和CO2地层水中腐蚀电化学性能影响

利用交流阻抗技术研究了温度对N80油套管钢在模拟地层水中CO2腐蚀过程的影响?结果表明,低温下阻抗谱出现了高频容抗弧?中低频感抗弧和低频容抗弧3个时间常数,其中高频容抗弧与双电层电容和传递电阻有关,感抗弧对应膜的活性溶解,低频容抗弧与试样表面膜的生成有关?随着温度的升高,感抗弧逐渐缩小,直至消失,而低频的容抗弧则逐渐扩大,表明温度的升高有利于腐蚀膜的生成?随着浸泡时间的延长和温度的升高,腐蚀过程的传递电阻增加,这与高温下生成腐蚀膜的致密性有关?     

N80钢动态和静态CO2腐蚀行为对比研究

通过模拟油气田井下腐蚀环境进行CO2腐蚀试验， 研究N80油井管钢在动态和静态条件下的腐蚀行为.结果表明：在所模拟的油田腐蚀环境中，N80钢在静态条件下的平均腐蚀速率略高于动态条件下的平均腐蚀速率，而其局部腐蚀在动态条件下则比静态时严重得多，检测到的最大腐蚀速率达到了35 mm/a，这和试样表面腐蚀产物膜的破损有关.O、C、Cl-在坑内富集，表明Cl-仍是引起试样局部腐蚀加剧的主要原因之一.     

N80钢CO2腐蚀产物膜研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下，用XRD、EDS和SEM研究了N80钢腐蚀产物膜的形成与发展情况。结果表明，在本试验条件下N80钢CO2腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用，可以降低腐蚀速率。腐蚀产物膜分3层，讨论了3层膜的结构特征与形成机理。初步研究了腐蚀产物膜的破坏特征。腐蚀产物膜的晶体类型是（Fe,Ca)CO3复盐。     

Cl-对N80钢在CO2水溶液中腐蚀行为的影响

应用动电位扫描和电化学阻抗谱研究了Cl-对N80钢在CO2水溶液中腐蚀行为的影响.结果表明：随着介质中Cl-浓度的增加,基体的阳极溶解速率先增加后减小;而阴极的还原速率则缓慢减小.     

沉积砂对X60钢在饱和CO2油田水中腐蚀行为的影响

在饱和CO2条件下,进行X60钢在含有沉积砂油田水中腐蚀行为的模拟试验,利用失重法研究了沉积砂对X60钢腐蚀速率的影响,并采用SEM观察沉积砂对X60钢腐蚀形貌的影响。结果表明,在静态饱和CO2油田水中,沉积砂的存在降低了X60钢的腐蚀速率,同时使得X60钢局部腐蚀的趋势明显降低;在低流速条件下,当砂含量较高时,砂对X60钢CO2腐蚀的影响与在静态条件下无明显区别。     

N80钢在江苏油田水中的应力腐蚀行为研究

采用慢应变速率实验法及SEM研究了N80钢在江苏油田水中的应力腐蚀行为。结果表明,N80钢在试验介质中存在应力腐蚀现象,其力学性能较空气中有明显下降,且受到应变速率和温度的共同作用和影响。     

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。     

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。     

Ni-Fe-P镀层在H2S/CO2腐蚀环境中的腐蚀电化学研究

在油管常用钢N80钢表面制备了Ni-Fe-P化学镀层,采用SEM、EDS、XRD等分析手段,对所制备镀层的成分、微观形貌、结构等性能进行了分析研究;采用电化学方法评价了Ni-Fe-P镀层在H2S/CO2溶液中的耐蚀性。结果表明,N80钢表面经过化学镀Ni-Fe-P处理后,其耐蚀性得到很大的提高,镀层结构为非晶态;电化学测试结果表明该镀层在H2S/CO2溶液中具有极强的钝化倾向和很好的耐酸性,结果均证明Ni-Fe-P镀层具有良好的抗H2S/CO2腐蚀性能。     

温度和硫离子对N80钢CO2腐蚀电化学行为影响

应用电化学阻抗谱、EIS扫描电镜(SEM)及能谱（EDS）研究了温度和硫离子交互作用下,N80钢的CO₂腐蚀电化学行为及腐蚀膜的形貌与组成.结果表明：温度和硫离子对N80钢CO₂腐蚀电化学行为影响显著;硫离子加入后试样表面吸附着一层腐蚀膜;随着油田地层水中S^2-浓度的增加,传递电阻R₁、膜电阻R₂及扩散阻抗W增加,膜电容Q₂减小;腐蚀膜主要由FeS及少量FeCO₃组成;其致密性随硫离子含量增加和温度升高而增强.               

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。