库尔勒土壤模拟溶液的模拟性和加速性研究

通过实验室埋片、浸泡、动电位极化和电化学阻抗等方法对X80钢在库尔勒水饱和土壤和模拟溶液的腐蚀行为进行了研究。结果表明,X80钢在模拟溶液中的腐蚀速率约是水饱和土壤中的4倍,这与动电位极化结果相似。同时,X80钢在模拟溶液和土壤中腐蚀的阳极反应和阴极反应都为活化控制,腐蚀过程的变化趋势一致,表明模拟溶液能够较好地反映出库尔勒土壤的腐蚀特性,并具有加速性。     

外加电位对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

采用动电位扫描方法和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为,并用扫描电镜观察分析了不同外加电位下的断口形貌。结果表明,X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的极化曲线具有典型的活性溶解特征。随外加电位的负移,X80管线钢的应力腐蚀敏感性明显增加。阴极极化条件下,X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的SCC的开裂机制为氢致破裂(HIC)。     

热处理后的X80管线钢在土壤模拟液中的腐蚀行为研究

以21世纪天然气输送管线的首选钢-X80钢为例,利用失重法及电化学测试系统分析其在榆林定边和湖北黄冈地区的两种酸碱性土壤模拟溶液中的腐蚀情况,通过对正火态和调质态的X80钢在土壤模拟溶液中腐蚀情况进行研究,失重试验表明该钢在榆林定边地区腐蚀速率高于湖北黄冈地区的腐蚀速率,但差别比较小;两种不同组织X80钢的腐蚀速度都是由快到慢,最后趋于平稳;无论酸碱土壤,调质后的X80钢的腐蚀速度偏小。电化学测试表明两种不同组织的X80钢在酸碱土壤模拟溶液中都只有活性溶解,没有钝化倾向;调质态X80钢的自腐蚀电位偏负,腐蚀电流密度较小,导致其在两种模拟溶液中的腐蚀倾向大,腐蚀速率小。     

N80钢在模拟深层气井水溶液中的CO2腐蚀行为

利用高压釜、扫描电镜（SEM）和X-射线衍射（XRD）等手段，研究了温度、CO2分压、Cl^-浓度、pH值和流速等因素对N80钢在模拟深层气井水溶液中腐蚀行为的影响．结果表明，温度对腐蚀速率的影响很大，随着温度的升高，腐蚀速率先增大后减小，80℃时腐蚀速率达到最大值，生成的腐蚀产物主要为FeCO3；降低溶液pH值、增加溶液中的Cl^-浓度、提高CO2分压以及介质的流速，均加剧了N80钢的腐蚀．     

拉应力作用下X80管线钢预制长槽缺陷周围局部腐蚀行为

目的评价在应力作用下,土壤中管道长槽缺陷周围的腐蚀速率。方法采用有限元方法分析了100%屈服应力下,X80管线钢垂直于应力方向的长槽形人造缺陷周围的应力分布。采用扫描电化学显微镜技术(SECM)测试了100%屈服应力下,库尔勒土壤模拟溶液中预浸40天的X80管线钢试件人造缺陷附近的腐蚀电化学活性,通过电流场模型和法拉第定律计算并估计了人造缺陷端部应力集中区和缺陷两侧在库尔勒土壤中的腐蚀速率。结果外加应力下,长槽形预制缺陷端部产生应力集中,缺陷两端局部应力达到试件所施加应力的2～3.4倍。在土壤模拟溶液中,缺陷端部应力集中区为阳极区,缺陷两侧低应力区为阴极区。预制缺陷端部应力集中区域作为阳极,有腐蚀加速的趋势,存在点蚀倾向。结论在拉应力作用下,库尔勒土壤模拟溶液中X80钢缺陷端部平均腐蚀速率可达0.12 mm/a,点蚀速率可达0.9～1.7 mm/a,分别为自然腐蚀速率的1.25倍和9.4～17.7倍,即在应力集中位置更易发生点蚀。     

X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为

本文采用失重法、电化学测试、SEM、EDS等方法,研究了X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X80钢在3个测试点模拟土壤溶液中以全面腐蚀为主,局部位置发生点蚀;其在不同模拟溶液中的腐蚀速率大小依次为:AN000>AN065>AN016;随着浸泡时间的增加,Ca2+吸附在X80钢表面并形成Ca的产物层,有效地减缓了X80钢在AN016模拟溶液中的腐蚀。在含盐量较高的土壤环境中,富集在钢基表面的结晶盐对钢的腐蚀具有一定的减缓作用。     

库尔勒土壤中阴离子对X80管线钢腐蚀行为的影响

采用浸泡、极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了库尔勒土壤模拟溶液中HCO3-,Cl-及SO42-等阴离子对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明,在HCO3-溶液中分别加入Cl-,SO42-后,X80钢的腐蚀速率明显增大,且Cl-比SO42-对X80钢腐蚀速率的促进作用更强;在HCO3-溶液中同时加入Cl-和SO42-后,两种离子对腐蚀速率的促进作用大于Cl-或SO42-单独时的作用,但低于两者单独添加时促进作用的加和。     

建筑用X80钢在土壤模拟溶液中的腐蚀行为分析

研究了建筑用X80钢在土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明,随着溶液中CO32-浓度的增加,阳极极化电流随着电位的增加均呈现增加的趋势。溶液的pH值越高,X80钢表面越容易形成钝化膜,并且致密性和稳定性越好。     

外加电位对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉仲试验(SSRT)研究了不同外加电位下X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜分析了不同电位下的断面形貌.结果表明,X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中具有SCC敏感性;在Ecorr附近施加弱极化时,应力腐蚀开裂敏感性增加;施加强阳极电位时,发生强烈阳极溶解,导致阳极溶解断裂;施加强阴极电位时,析氢过程加强,导致氢致应力腐蚀断裂.     

温度、溶解氧及pH值协同作用下高强度钢的腐蚀行为研究

通过正交试验法和动电位扫描技术对温度、溶解氧、p H值等因素共同作用下X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为进行研究。结果表明:温度、溶解氧和p H值对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响较大。随着温度的升高,X80钢的腐蚀电流密度逐渐增大;随溶解氧含量的不断降低,试样的腐蚀电流密度明显减小;随溶液p H值的升高,试样的腐蚀电流密度呈逐渐减小的趋势。溶解氧对X80钢的腐蚀性影响最大,而温度对金属的腐蚀性影响相对最小。     

油套管N80钢的乙酸腐蚀行为

模拟油气田环境,采用高温高压釜对油套管N80钢进行失重腐蚀试验.结果表明:N80钢的腐蚀速率随着乙酸浓度的增加呈升高趋势,但在乙酸浓度为3000μl/L时反而比在1000μl/L时低,并且其在含乙酸的腐蚀介质中的腐蚀速率远高于在未含乙酸的腐蚀介质中的腐蚀速率.利用扫描电子显微镜(SEM)、能散X射线谱仪(EDS)和X射线衍射技术(XRD)研究了在不同乙酸浓度条件下油管钢N80腐蚀的特征并讨论了其腐蚀机理.     

X70管线钢在库尔勒土壤环境中应力腐蚀研究

在不同应力和不同应变速率慢拉伸条件下,用电化学极化测量方法研究了X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学行为.分析了应力和应变速率等因素对X70管线钢极化曲线的影响,并探讨了力学.电化学交互作用机理.试验结果表明:应力和应变能够明显影响X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为,使得开路电位升高,腐蚀电流密度增大,腐蚀速率增加;而且静应力对阳极电流密度的影响明显大于对阴极电流密度的影响.     

氯化铈对X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用浸泡试验、电化学阻抗、动电位极化曲线等方法研究了CeCl3对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响规律,对腐蚀宏观形貌进行了观察,采用X射线衍射分析X80钢表面的腐蚀产物。结果表明,当添加0.5～2.0g/L CeCl3时,降低了X80钢在该条件下的腐蚀速率,当CeCl3加量为1g/L时,腐蚀速率降至最低,这是因为当溶液中的Ce3+与阴极反应产生的OH-结合成Ce(OH)3和CeO2,这些表面产物隔离了X80钢与腐蚀介质的直接接触,增大了腐蚀反应阻力,从而使腐蚀速率下降。     

CORROSION BEHAVIOR OF X70 PIPELINE STEEL IN SIMULATED KUERLE SOIL SOLUTION WITH CO2

采用动电位扫描、交流阻抗电化学方法和慢应变速率拉伸实验(SSRT)研究了CO2对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响, 并利用扫描电镜分析了不同CO2分压下的断面形貌. 结果表明: CO2能够与腐蚀膜FeCO3反应, 生成可溶性Fe的络合物 Fe(CO3)2 2-, 加速X70管线钢腐蚀; CO2与H2O形成H2CO3和HCO3-, 为阴极反应提供H+. X70管线钢在含 CO2溶液中的SCC机理为氢脆--阳极溶解协同机理, 且随CO2 分压的增加, 氢脆作用增大.     

N80钢在尿素辅助稠油蒸汽吞吐环境中的腐蚀行为研究

目的 为解决油田现场尿素辅助稠油蒸汽吞吐环境中使用的N80钢油套管管柱的尿素腐蚀问题。方法 采用动态高压釜模拟尿素辅助蒸汽吞吐采出井的井筒工况环境，借助扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子谱仪（XPS）表征技术，研究了N80钢在不同浓度尿素溶液中的腐蚀特性。结果 结果表明，高温蒸汽环境中尿素溶液对N80钢的腐蚀是活化腐蚀、均匀腐蚀，表面腐蚀产物主要组份为FeCO3，且随着尿素溶液浓度的增大，腐蚀产物膜厚度增加，膜厚增长速率减小，对N80钢的腐蚀愈严重。对尿素辅助稠油蒸汽吞吐采出井井筒而言，在有原油存在下30%浓度尿素溶液中，由于原油起到了缓蚀剂作用，不会形成严重腐蚀，且随着原油量的增加，对N80钢的平均腐蚀速率降低。对于尿素辅助蒸汽吞吐提高采收率技术而言，在满足井筒腐蚀控制要求的前提下，现场试验方案的尿素溶液浓度可以高达30%。结论 N80钢能够满足尿素辅助稠油蒸汽吞吐采出井井筒腐蚀控制要求，可以安全使用。     

稀土Ce对X80钢土壤模拟溶液腐蚀行为的影响

采用失重分析、SEM、XRD、极化曲线和EIS等分析手段,研究了稀土Ce对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:稀土Ce能提高X80钢的耐蚀性,降低腐蚀速率,使未脱落区锈层的FeOOH和Fe3O4变致密,增强对基体的保护作用,微观腐蚀形貌以均匀腐蚀为主。随着Ce含量的增加,Icorr减小,腐蚀阻力增大,Ce的最适宜含量是0.0093%。腐蚀过程中可观察到锈层的破裂,导致腐蚀阻力发生变化。     

X65钢在含超临界CO_2的NaCl溶液中腐蚀机制的讨论

利用高温高压反应釜研究了X65管线钢在含有超临界CO2(supercritical CO2,SC CO2)的3.5%NaCl溶液、去离子水以及溶解有NaCl溶液的超临界CO2相中的腐蚀行为.结果表明,Cl-的存在导致X65钢在含有饱和SCCO2的NaCl溶液中的腐蚀速率显著升高,腐蚀产物膜的晶粒形貌发生改变.X65钢在超临界CO2相中的腐蚀速率远远低于在NaCl溶液中的腐蚀速率,但出现局部腐蚀.X65钢在含有SC CO2的NaCl溶液中的腐蚀分为3个阶段:第一个阶段为基体快速溶解阶段,表面没有FeCO3生成;第二阶段为FeCO3开始沉积阶段,形成的FeCO3腐蚀产物膜不完整,增大了阴极还原反应面积,导致腐蚀加速;第三阶段为腐蚀产物膜保护阶段,形成的腐蚀产物膜致密性逐渐提高,保护性好,但Cl-仍然可以穿过腐蚀产物膜到达膜基界面,从而加速钢的腐蚀.建立了普通管线钢在含Cl-溶液中的超临界CO2腐蚀模型.     

X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶解氧液中的腐蚀行为

采用动电位极化和交流阻抗技术(EIS)研究了库尔勒土壤模拟溶液中的溶解氧对X70管线钢在该溶液中腐蚀行为的影响.极化曲线及交流阻抗试验结果表明,随着库尔勒土壤模拟溶液中氧含量的减少,X70钢的极化电阻(Rp)升高,腐蚀电流密度(icorr)降低,腐蚀速率减小;在溶解氧含量较高(1.1345 mg/L和3.0491 mg/L)时,腐蚀行为是活化控制过程;在溶解氧含量较低(0.4056 mg/L)时,腐蚀行为是扩散控制过程.     

X70管线钢在含CO2库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用动电位扫描、交流阻抗电化学方法和慢应变速率拉伸实验（SSRT）研究了CO2对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂（SCC）行为的影响,并利用扫描电镜分析了不同CO2分压下的断面形貌．结果表明：CO2能够与腐蚀膜FeCO3反应,生成可溶性Fe的络合物Fe（CO3）2^2-,加速X70管线钢腐蚀;CO2与H2O形成H2CO3和HCO3^-,为阴极反应提供H^＋．X70管线钢在含CO2溶液中的SCC机理为氢脆一阳极溶解协同机理,且随CO2分压的增加,氢脆作用增大．     

温度和溶解氧对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用浸泡失重、动电位极化和电化学阻抗等方法研究了温度和溶解氧对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响,通过扫描电镜和X射线衍射仪测试了腐蚀产物的形貌和组成,通过溶解氧测试仪和电导率仪分别测试了不同条件下溶液中氧的含量和电导率。结果表明:温度和溶解氧不能改变X80管线钢表面腐蚀产物膜的组成,但温度由25℃升高到35℃,溶液中溶解氧的含量变化不明显,电导率明显上升,离子运动速度增大,腐蚀速率因而增大;当采用氮气除氧以后,溶解氧含量下降幅度远大于溶液电导率的下降幅度,腐蚀反应速率明显减小,溶解氧成为影响X80管线钢腐蚀速率的主要因素。