某油田地面集输管道用材腐蚀行为研究

模拟油田现场腐蚀环境,利用高温高压实验设备辅以失重法研究了某油田地面集输管道正在使用中的管材20G钢、L245钢、5Cr钢、316L不锈钢和板材16Mn钢在不同温度和CO_2分压下的腐蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对腐蚀产物的形貌及成分进行分析。结果表明:20G钢、L245钢、5Cr钢、16Mn钢和316L不锈钢均在温度一定的情况下,随CO2分压的增大,平均腐蚀速率先增大后减小;在CO_2分压一定的情况下,平均腐蚀速率随温度的升高先增大后减小。在温度为80℃,CO_2分压为0.5 MPa时,均达到最大平均腐蚀速率。20G钢、L245钢、5Cr钢和16Mn钢的腐蚀形貌为不均匀的全面腐蚀,腐蚀产物主要为FeCO_3,316L不锈钢由于在腐蚀介质中发生钝化,腐蚀形貌为轻微的点蚀。     

涂层破损时杂散电流对Q235、16Mn、X70钢腐蚀的影响

通过腐蚀速率测定、腐蚀形貌观察、腐蚀坑深度测量及分形维数计算等方法,研究了杂散电流作用下涂层破损率对Q235、16Mn和X70钢腐蚀的影响.结果表明,杂散电流作用下,Q235钢腐蚀程度最严重,16Mn次之,X70最小;随杂散电流增大和涂层破损率减小,腐蚀速率和腐蚀坑深度均相应增大,腐蚀程度加剧;根据"盒子"维法测定杂散电流腐蚀形貌的分形维数,反映的腐蚀规律与实测腐蚀速率吻合,分形维数可定量表征杂散电流腐蚀形貌.     

16Mn集输管线钢在含CO2凝析气田的腐蚀行为

对比研究了16Mn钢在模拟工况环境和实际工况环境中的腐蚀行为。采用失重法、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对试样腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物成分进行了分析,研究了温度和CO2分压对腐蚀速率的影响。结果表明,16Mn钢主要发生严重的CO2腐蚀,液相腐蚀速率大于气相腐蚀速率,腐蚀速率随温度和CO2分压增加而增大。     

东-黄管线在役16Mn钢的力学性能及腐蚀行为

利用力学性能测试装置和电化学测试技术研究了东-黄管线在役16Mn钢的力学性能指标和腐蚀行为。给出了在役16Mn钢的部分力学性能参数,腐蚀电位随浸泡时间的变化关系,以及不同浸泡时间后的极化曲线和电化学阻抗谱。结果表明,在役16Mn钢的各项力学性能参数相对于未服役的16Mn钢有不同程度的降低。16Mn钢在东营土壤模拟液中的腐蚀行为比较复杂,腐蚀过程表现为初期发生均匀腐蚀,后期发生局部腐蚀,而且整个腐蚀过程中的腐蚀速度不规律变化。     

高铁弹条用60Si2Mn弹簧钢腐蚀行为研究

为有效够延长弹条在大气腐蚀环境下的服役时间,在常规60Si2Mn弹簧钢的化学成分基础上进行合金成分设计,研究了轧制、热处理工艺对3种实验钢(常规60Si2Mn钢、耐蚀60Si2Mn-1钢和耐蚀60Si2Mn-2钢)显微组织及力学性能的影响,并以0.01 mol/L的NaHSO₃溶液为腐蚀介质,使用周期浸润法进行不同周期的腐蚀实验,对比分析了耐蚀60Si2Mn钢和常规60Si2Mn钢在大气环境下的腐蚀行为。结果表明：3种实验钢热轧后的组织均为铁素体和珠光体,耐蚀60Si2Mn钢的珠光体片层间距均小于常规60Si2Mn钢;热处理后3种实验钢的组织均为铁素体和渗碳体,耐蚀60Si2Mn钢经回火后组织中铁素体的回复程度低于常规60Si2Mn钢,热处理后耐蚀60Si2Mn钢的力学性能优于常规60Si2Mn钢;3种弹簧钢的腐蚀速率随腐蚀周期的增加不断下降,相同腐蚀周期下,耐蚀60Si2Mn钢的腐蚀速率低于常规60Si2Mn钢,两者腐蚀速率的差距在腐蚀后期尤为明显。腐蚀后期Cu、Cr、Ni元素富集于耐蚀60Si2Mn钢靠近基体一侧的锈层中,形成更加致密的锈层,显著提高其耐大气腐...     

X70和16Mn钢土壤腐蚀行为比较 II.点蚀和缝隙腐蚀

用丝束电极测量和缝隙腐蚀试验等方法研究X70钢和16Mn钢在3种介质中点蚀和缝隙腐蚀方面的异同行为,发现在同样腐蚀环境下X70钢表面电位极差大于16Mn钢,结合形貌观察可以肯定X70钢具有较强点蚀倾向.2种管道钢在较弱腐蚀溶液中缝隙腐蚀不明显,以平均腐蚀为主;在较强腐蚀溶液中,缝隙腐蚀和平均腐蚀同时发生.从缝隙腐蚀失重数据看,X70钢缝隙腐蚀平均失重稍大于16Mn钢,但试验尚不能肯定两者在最大缝隙深度方面是否存在差异.     

16Mn低合金钢在H_2S环境中的氢损伤性能

根据NACE TM0284标准对16Mn低合金钢在含饱和H2S的标准A溶液中的氢损伤性能进行了研究。利用CHI660C电化学测试系统对16Mn钢腐蚀渗氢前后的电化学性能进行测量。结果表明,16Mn钢渗氢量较高,对氢致开裂(HIC)较敏感,试样出现了典型的阶梯状HIC裂纹。腐蚀渗氢后试样的自腐蚀电位明显负移,自腐蚀电流密度增大,使得阳极溶解速率增加,材料耐蚀性能降低。16Mn钢P、Mn、S的高含量决定了其特殊的组织性能——高浓度缺陷,致使其氢损伤较严重。     

X70和16Mn钢土壤腐蚀行为比较II 点蚀和缝隙腐蚀

用丝束电极测量和缝隙腐蚀试验等方法研究X70钢和16 Mn钢在3种介质中点蚀和缝隙腐蚀方面的异同行为，发现在同样腐蚀环境下X70钢表面电位极差大于16 Mn钢，结合形貌观察可以肯定X70钢具有较强点蚀倾向.2种管道钢在较弱腐蚀溶液中缝隙腐蚀不明显，以平均腐蚀为主；在较强腐蚀溶液中，缝隙腐蚀和平均腐蚀同时发生.从缝隙腐蚀失重数据看，X70钢缝隙腐蚀平均失重稍大于16 Mn钢，但试验尚不能肯定两者在最大缝隙深度方面是否存在差异.      

16Mn(HIC)钢在硫化氢环境中的应力腐蚀开裂行为

用慢应变速率拉伸实验及U形弯试样浸泡实验研究了16Mn钢和16Mn(HIC)钢的基体及焊缝材料在酸性H2S溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为.结果表明:在实验条件下上述材料均具有明显的SCC敏感性,其裂纹是氢致开裂引起的穿晶型应力腐蚀开裂;16Mn(HIC)钢抗SCC的性能优于16Mn钢,但16Mn(HIC)不具有明显的耐SCC的性能;两种材料焊缝的SCC敏感性明显大于母材,热处理能够改善焊缝抗应力腐蚀开裂的性能.     

常用集输管线钢在CO_2多相流中的腐蚀行为

用高温高压釜考察了动态条件下温度、CO2分压和油水比等因素对X65、Q235B、16Mn三种钢的CO2腐蚀行为的影响;用扫描电镜对腐蚀试样进行了表面形貌观察,对腐蚀产物进行了能谱分析与X射线衍射分析。结果表明,钢在CO2多相流腐蚀介质中的耐蚀顺序为:16Mn,Q235B,X65。随着含水量、压力的增加,三种钢的腐蚀速率增加;随着温度的升高,钢的腐蚀速率先升高,60℃时最大,90℃时腐蚀速率最小。     

A3钢和16Mn钢在土壤环境中腐蚀行为差异的研究

介绍了近二万平方公里内60多个埋片试验点组成的A3钢和16Mn钢埋片的配对对比试验,随机对比试验和对比分析的结果,应用数理统计和模式识别等方法,证明了土壤埋设条件下,A3钢和16Mn钢的腐蚀失重、腐蚀产物、点蚀状况等腐蚀行为基本相同。得出了一个包含4种土壤理化性质的数学模型,用来判别在何种土壤条件下,16Mn钢可能会比A3钢显示稍高的耐蚀性。     

铝酸钠溶液中Na2S2O3对16Mn钢的腐蚀行为影响

目的 研究16Mn钢在不同S2O32-浓度的NaAlO2溶液中的腐蚀行为.方法 通过盐雾腐蚀、失重法、电化学腐蚀实验以及SEM、EDS等分析手段研究16Mn钢的腐蚀行为.结果 S2O32-质量浓度由3g/L增加至7 g/L时,腐蚀速率从0.4990g/(m2·d)增大至0.5180 g/(m2·d),最大点蚀深度从3.6 μm增至4.5 μm,腐蚀电流密度由0.648 μA/cm2增至5.186μA/cm2,容抗弧半径逐渐减小.EDS分析可知,腐蚀产物主要由O、Al、S、Fe四种元素组成,其中Al、O元素含量较多,且随着S2O32-浓度的增加先升高后降低.结论 铝酸钠溶液中S2O32-的存在会促进16Mn钢的腐蚀,S2O32-浓度变化对16Mn钢的腐蚀行为有显著影响,试样的腐蚀速率总体上随S2O32-浓度的增加呈上升趋势.当S2O32-质量浓度为3 g/L时,试样表面会生成Al(OH)3膜,对基体有一定的保护作用,腐蚀速率上升较缓慢;当S2O32-质量浓度升至4g/L后,氧化膜被S2O32-穿透,腐蚀速率上升较快;但是当S2O32-质量浓度上升到5g/L后,腐蚀速率增长较慢并趋于平缓.     

管线钢在近中性pH值溶液中的应力腐蚀开裂

用电化学极化测试技术、慢应变速率拉伸试验研究了 管道钢(16Mn钢)在近中性pH值溶液中的应力腐蚀行为,并探讨了外加电位、CO2、温度等 因素的影响.结果表明,应力腐蚀开裂为氢脆型应力腐蚀开裂;随着阴极电位的增加SCC敏 感性增大,溶液中加入CO2后对应力腐蚀有着明显的促进作用.     

X70和16Mn钢土壤腐蚀行为比较I电位和平均腐蚀速度

通过研究国内常用的X70和16Mn 2种管道钢在土壤浸出液中的电位-时间曲线，并根据失重试验和极化曲线，比较它们的平均腐蚀速度.结果表明，16Mn钢腐蚀电位比X70钢稍负约20 mV，其平均腐蚀速度明显高于X70钢；X70钢的腐蚀产物膜具有短期保护性.     

16Mn钢在管输俄罗斯原油析出水中的腐蚀行为

采用浸泡失重、极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和能谱分析研究了管道16Mn钢在管输俄罗斯原油析出水中的腐蚀行为.管输俄罗斯原油析出水中主要的侵蚀性离子有氯离子和硫酸根离子.研究表明,16Mn钢在在析出水中的腐蚀主要表现为均匀腐蚀,腐蚀产物膜较致密,主要成分为Fb2O3.     

16Mn钢土壤腐蚀行为研究

针对某油田典型区块土壤环境,进行了16Mn钢现场埋片试验和室内模拟电化学试验,研究其土壤腐蚀行为。现场埋片试验表明,16Mn钢土壤腐蚀速率随时间推移而减小,后期减幅较小。腐蚀前期电化学阻抗谱图呈现两个时间常数的容抗弧特征,腐蚀过程受电化学活化控制为主,之后腐蚀速率变缓,腐蚀后期出现Warburg阻抗,以扩散控制为主,会有短暂腐蚀加剧过程,但最终还是呈腐蚀减缓的趋势。     

Cu、Mn的协同作用对低合金钢在模拟海洋大气环境中腐蚀的影响

    用增重法、扫描电镜、X射线衍射、电子探针和X射线光电子能谱等手段研究了在模拟海洋大气干湿交替环境下16Mn钢和Cu-Mn耐候钢的腐蚀行为及Cu、Mn共添加对低合金钢腐蚀行为的影响.结果表明：Cu-Mn耐候钢的腐蚀速率低于16Mn钢,其锈层更致密;两种钢的铁锈均由Fe₃O₄,α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH和大量无定形相组成;添加Cu使Fe₃O₄含量增加,添加Mn使γ-FeOOH含量减少;Cu在Cu-Mn耐候钢锈层中以CuFeO₂存在;Mn在两种钢锈蚀初期以MnO存在,后期为Mn₃O₄.Cu、Mn的协同作用使Cu-Mn耐候钢抗大气腐蚀性能优于16Mn钢.     

X65管线钢在模拟海水环境中的腐蚀行为

采用失重法,SEM,扫描开尔文探针(SKP)技术等方法研究了X65管线钢在模拟海水环境中的腐蚀行为;采用电化学方法研究了温度、SO_4~(2-)含量对X65管线钢在模拟海水环境中腐蚀行为的影响。结果表明:随着SO_4~(2-)量的增加,腐蚀速率呈现增大的趋势;随着温度的升高,X65钢的自腐蚀电流密度增大,但增大的幅度却逐渐减小;随着浸泡时间的延长,X65钢的平均腐蚀速率呈现下降趋势,但局部腐蚀进一步加重且出现明显的点蚀现象。     

动态和静态下CO_2分压对P110钢腐蚀行为的影响

利用高温高压釜设备辅以失重法、采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术,研究了在动静两种状态下CO2分压对P110钢腐蚀产物膜的影响。结果表明,P110钢在不同CO2分压条件下的产物膜特征(形貌、厚度、晶粒度大小等)相差很大,腐蚀产物膜在不同CO2分压条件下的不同特征及其稳定存在的热力学条件导致P110钢的腐蚀速率随着CO2分压的增大呈现不同的趋势,在静态时腐蚀速率呈先增大后减小的趋势,且在4 MPa时取得最大值;而在动态时呈上升趋势。     

16MnR低合金钢在KOH溶液中的腐蚀行为

研究了16MnR低合金钢在不同浓度KOH溶液中的腐蚀行为和腐蚀速率,并利用电化学测试对16MnR钢腐蚀过程中的电化学行为特征进行了研究。结果表明：随着KOH浓度的增大,16MnR钢的自腐蚀电位和极化电阻变低,自腐蚀电流密度变大,维钝电流密度也有所增加,腐蚀速率变大;电化学阻抗谱分析所得结论与线性极化和动电位极化的结果相一致。扫描电镜观察表明：在浸泡腐蚀实验中,16MnR钢表面的腐蚀程度随KOH浓度的增大而越来越严重,能谱分析表明该腐蚀产物主要为Fe₂O₃。