X100管线钢在水饱和酸性土壤中的电化学阻抗谱特征

利用电化学阻抗谱(EIS)研究X100管线钢在水饱和酸性土壤中短期的电化学腐蚀行为。结果表明,X100管线钢在鹰潭水饱和土壤中浸泡104 h后已产生点蚀。腐蚀过程的EIS谱具有两个时间常数特征,高频区为代表反应的容抗弧,低频区为代表吸附或点蚀形核期产生的感抗弧。腐蚀初期(1 h～33 h),由于水饱和土壤介质电导率较低,电极反应过程受扩散控制;腐蚀产物在电极表面积累对反应离子扩散有阻碍作用,使阻抗增大;腐蚀产物膜疏松多孔,形成局部活化区域,使阻抗减小;Cl~-对腐蚀产物膜有破坏作用且在膜内局部地区浓缩,诱发点蚀,使阻抗减小,出现感抗特征。     

CO2饱和溶液中缓蚀剂的电化学行为及缓蚀性能

利用电化学交流阻抗（ＥＩＳ）、极化曲线和高压釜实验装置,分别在ＣＯ２饱和及高ＣＯ２分压下的模拟油田产出水中,对ＩＭＣ－８７１－Ｇ缓蚀剂的电化学行为及缓蚀性能进行了研究,结果表明：随着缓蚀剂的加入,阴阳极腐蚀电流密度明显减小,腐蚀电位逐渐正移,阳极过程受到较大程度的抑制,表明药剂为阳极吸附型缓蚀剂,且附合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附规律。     

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?     

X65QS PSL2管线钢的焊接工艺评定

针对X65 QS PSL2管线钢用于腐蚀性环境中的特殊要求,采用手工电弧焊接方法对壁厚23.82 mm的X65QSPSL2管线钢进行了焊接.对焊接接头形貌、接头组织、力学性能(硬度、抗拉强度、低温韧性)、致密性能(弯曲、刻槽锤断)、防腐性能(HIC、SSCC)分别进行了观测和试验.结果表明:焊缝成型良好,致密性好,没有缺陷,焊缝组织是铁索体和贝氏体,力学性能和腐蚀性能满足使用要求;X65QSPSL2具有良好的焊接性能.     

X52钢的CO2腐蚀行为

通过扫描电镜观察及X射线衍射分析,研究X52钢在模 拟输送管腐蚀环境条件下的腐蚀行为.结果表明,X52钢的平均腐蚀速率为06289 mm/a ,其表面形成三层形貌及成分各异的腐蚀产物,三层膜中主要的腐蚀产物均是FeCO3和Fe 2O3,宏观腐蚀形态基本为均匀腐蚀,但是在扫描电镜下观察到金属遭受的破坏以局部 腐蚀为主.     

环境因素对X80钢焊接接头腐蚀电化学行为的影响

通过正交试验法,采用动电位极化技术研究溶解氧、温度、pH值等环境因素对X80管线钢焊接接头在库尔勒土壤环境中的腐蚀电化学特征的影响。结果表明,库尔勒土壤模拟溶液中溶解氧从0.5 mg/L增大到6.5 mg/L时,X80管线钢焊接接头的腐蚀程度越来越严重,当氧含量为6.5 mg/L时,试样的腐蚀电流密度达到59.237 μA/cm²;环境温度从20 ℃上升到60 ℃,X80钢焊接接头的腐蚀程度明显加剧,当温度为60 ℃时,试样的腐蚀电流密度达到44.593 μA/cm²;溶液pH值从7.0增大到11.0,X80钢焊接接头的腐蚀程度相对减弱,当pH值达到11.0时,试样的腐蚀电流密度达到31.417 μA/cm²。溶解氧含量对X80钢焊接接头的腐蚀行为影响最大,其次pH值的影响,温度对试样的腐蚀性影响相对最小。     

X52管线钢水下摩擦圆锥塞焊接头组织特征

对X52管线钢进行了水下摩擦圆锥塞焊工艺试验，对不同焊接工艺参数下接头的微观组织进行了金相显微镜及扫描电镜观测，探讨了工艺参数对X52管线钢水下摩擦圆锥塞焊接头组织的影响. 结果表明，接头可以分为锻造区、最终摩擦界面、剪切变形区、结合区及热影响区. 其中剪切变形区呈层状结构，所形成的焊缝微观组织极不均匀，且出现粗大晶粒. 相比于焊接转速，轴向压力对X52管线钢水下摩擦塞焊接头组织的影响更显著. 摩擦塞焊接头组织与传统摩擦焊接头晶粒细化的特征不同，这是由于在“封闭式”摩擦焊过程中塞焊缝主要由剪切变形区组成.     

基于电化学方法5Cr钢熔化焊接头CO2腐蚀行为

为了获得5Cr钢熔化焊焊接接头的动态腐蚀特性,采用基于电极电位的电化学方法进行5Cr钢焊接接头耐CO₂腐蚀行为的研究,建立了基于极化曲线下的腐蚀模型,研究了不同填充材料的焊接接头的耐腐蚀性. 研究发现,在温度为40 ℃,CO₂分压为10个大气压等加速腐蚀条件下,低铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位最正,腐蚀速率最小,高铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位较正,腐蚀速率较小,无铬焊丝的焊缝自腐蚀电位最负,腐蚀速率最大. 对比只反应腐蚀前后质量变化的失重法,电化学方法反映了腐蚀周期任一时刻的动态腐蚀速率,基于电化学腐蚀模型下的腐蚀速率与失重法测量结果相吻合. 验证了电化学腐蚀模型的正确性. 结果表明,低铬钢匹配适当的低铬焊丝可使得焊接接头具有较强的耐CO₂腐蚀性能.     

X65钢海底管道在CO2/H2S腐蚀环境下的适用性

利用高温高压反应釜模拟试验和电化学测试,研究了X65钢海底管道在CO2/H2S环境下的耐蚀性。结果表明,不加缓蚀剂条件下,X65钢在总压为0.25MPa时的平均腐蚀速率及局部腐蚀风险与总压为0.7MPa时相比,均显著降低。添加100mg/L的缓蚀剂,X65钢的腐蚀速率显著降低,缓蚀效果较好;电化学测试与模拟试验结果一致。降压至0.25MPa分离出部分腐蚀性气体后再输送可大大降低内腐蚀风险,结合缓蚀剂措施,该腐蚀环境下可选择X65钢海底管道输送油气。     

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。     

流动状态下X65管线钢CO2腐蚀产物膜结构和力学性能的评价

针对油气行业常用的X65管线钢,研究了含CO₂腐蚀介质中钢表面形成的腐蚀产物膜结构和力学性能的特征以及介质流动造成的影响。结果表明,静态条件下形成的腐蚀产物膜的主要成分为(Fe,Ca,Mg)CO₃,动态条件下的主要成分为(Fe,Ca)CO₃;介质的流动能够促进腐蚀产物膜的形成,但对膜的硬度以及杨氏模量影响不大;腐蚀产物膜的断裂韧性随着流速的增大先下降后上升,流动状态下内层腐蚀产物膜的致密性较好,膜与基体的结合强度较高。     

CO2分压对X80管线钢腐蚀性能的影响

模拟油田CO2驱油现场环境,利用高温高压反应釜,采用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法,研究了不同CO2分压对X80管线钢腐蚀性能的影响。结果表明,X80管线钢的腐蚀速率随着CO2分压的升高呈先升高后下降的趋势,在CO2分压为1.5MPa时达到最大值。当CO2分压为0 MPa和0.5 MPa时发生均匀腐蚀,当分压升高到1.5MPa和2MPa时发生了局部腐蚀。CO2分压为0MPa时的腐蚀产物为非晶态物质,其余各分压下的腐蚀产物均以FeCO3为主。随着CO2分压的升高,腐蚀产物与基体结合的紧密度随着CO2分压的升高越来越紧密;腐蚀产物膜厚度呈先升高后降低的趋势,与腐蚀速率的变化相对应。     

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。     

CO32--HCO3-溶液中X80管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂分析

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)观察研究了国产X80管线钢焊接接头在 0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3 溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性.结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区.在所研究的电位区间,拉伸试样随着外加电位正向增加,断面收缩率、断裂时间和断后伸长率增加,而断口部位的裂纹平均扩展速率减小,SCC敏感性降低.试样断口形貌在阴极电位条件下呈准解理断裂,在自腐蚀电位和阳极电位条件下,焊缝试样断口主要是韧性断裂.应力腐蚀机理可以用阳极溶解理论和氢致破裂来解释.     

CO2焊接过渡过程的仿真

深入探讨了CO2焊的短路过渡行为，试图通过计算机仿真的方法对CO2焊短路过渡过程中的各种参数进行定量的分析。简化了焊接电源及弧长的数学模型。根据焊丝直径、送丝速度确定电感对燃弧的影响关系函数。把电感与短路峰值电流的关系近似为一个分段函数的数学模型。在根据切合实际的条件进行适当简化的基础上，确定了数学模型的边界条件，利用数值模拟的方法，推导出实用的数学模型。用计算机高级语言将模型编译成能在计算机上运行的程序软件，输出波形变化情况，通过模拟示波器即可以观察试验结果。经对比证明仿真结果与实际很接近。     

乙二醇对海底管道CO2腐蚀的抑制作用

海上凝析气田开发普遍采用加注乙二醇(MEG)的方法保护海底湿气管道,抑制水合物形成,对管道内腐蚀也有一定的影响。本工作采用高温高压釜和电化学方法研究了乙二醇对海底管道内部CO2腐蚀的影响,结果表明,乙二醇对CO2均匀腐蚀具有显著抑制作用,抑制效果与国外的经验公式预测结果接近。乙二醇对管道内腐蚀起抑制作用的主要原因可能与降低水的活性、降低FeCO3的溶解性、促进生成腐蚀产物膜等因素有关。     

短路过渡焊接焊丝干伸长传感器

对波形控制短路过渡CO2 焊接焊丝干伸长传感器进行了研究。在对焊丝干伸长传热和电阻以及熔滴的几何形状和电阻特性进行理论分析的基础上 ,建立了一套基于MotorolaMC6 8HC11A1单片机的焊丝干伸长检测及处理系统。短路期间的焊丝干伸长近似为焊炬至工件的距离 ,因此焊丝干伸长可作为确定焊炬高度的传感器 ,进而实现焊缝跟踪。对检测数据的处理结果表明 ,在短路中期 ,焊接脉冲电流恒定 ,焊炬与工件间的电压信号与焊丝的干伸长度成正比。传感器的实际检测精度可以达到± 0 .4mm ,完全能够满足CO2 焊接的焊炬高度跟踪和焊丝能量补偿控制的要求。     

0Cr18Ni9不锈钢搅拌摩擦焊接头的微观组织和性能

采用搅拌摩擦焊工艺对3mm厚0Cr18Ni9不锈钢板进行了对接焊接。焊接接头内形成了焊核区、热力影响区和热影响区三个区域。焊核区由动态再结晶组织构成;热力影响区内的组织发生了不同程度的变形;热影响区由不完全再结晶组织构成。焊核区发生了明显的加工硬化现象,其显微硬度(HV)与母材相比提高了22%。在搅拌头旋转速度600r/min、焊接速度70mm/min下,接头的拉伸强度最高,达到412MPa。