油田埋地金属管道外腐蚀机理研究

采用室内试验、现场验证和光谱分析相结合的方法,以埋地金属管道的外腐蚀成因为切入点,对北方盐碱土壤环境的腐蚀性进行研究。基于对油田现场土壤的理化试验结果,确定关键因素,以9种主要的土壤腐蚀影响因素为变量,设计9因素3水平的室内腐蚀模拟正交试验。采用20号钢标准腐蚀试片,进行模拟试验。并对试验结果进行方差分析,研究了每个因素对土壤腐蚀速率的作用规律,得到该区域土壤腐蚀因素的重要度次序由大到小为:Na+,含水率,温度,Ca2+,孔隙度,pH,SO_4~(2-),HCO_3~-,Cl~-。进一步对腐蚀产物主要成分进行光谱分析,且与现场埋片腐蚀产物主要成分比较,结果显示两者主要成分基本一致,含量有所差别,一定程度上验证了室内研究结果的可靠性。     

模拟大气环境下SiC/20钢双连续相复合材料的腐蚀行为

利用盐雾加速试验研究了模拟海洋及工业大气环境中SiC/20钢双连续相复合材料的腐蚀行为.结果表明,在5.0%NaCl及0.01 mol/L的NaHSO₃盐雾中,其腐蚀失重均比基体20钢的稍小,而且NaCl和NaHSO₃对其腐蚀作用相当;在两种环境下,复合材料均表现出良好的抗腐蚀能力,主要原因是在腐蚀产物中形成了FeOOH相,降低了复合材料的腐蚀速率.     

20#钢在聚丙烯酰胺驱油溶液中的腐蚀行为

采用电化学测试和SEM、XRD、XPS等多种表面分析技术，对20#钢在聚丙烯酰胺驱油溶液中的腐蚀进行了系统的研究.结果表明：20#钢在聚丙烯酰胺驱油溶液中的腐蚀为活性溶解腐蚀；浸泡后20#钢表面产生了大量的腐蚀坑和腐蚀沟，形成的腐蚀产物为FeOOH，Fe3O4和Fe2O3；腐蚀产物晶粒细化，结构趋于非晶态；20#钢的腐蚀还会引起聚丙烯酰胺的降解，降低了聚丙烯酰胺驱油溶液的稳定性.      

低Cr经济型抗腐蚀油套管的开发与腐蚀试验研究

介绍了CS80-3CrSS经济型抗腐蚀油套管的研发及应用情况;在模拟油田CO2腐蚀环境下,研究了不同腐蚀影响因素对N80Q钢和CS80-3CrSS钢的作用规律,利用扫描电镜研究了N80Q钢和CS80-3CrSS钢腐蚀产物膜的特征;CS80-3CrSS钢的管体和接箍均通过抗SSC试验。结果表明:CS80-3CrSS经济型抗腐蚀油套管产品各项性能指标良好,适用于中/轻度CO2腐蚀环境或CO2、H2S共存腐蚀环境下的油气田。     

20#钢/锡青铜偶对在流动海水中的电偶腐蚀行为研究

20#钢穿舱件和锡青铜阀电偶腐蚀是船舶海水管路系统严重腐蚀部位之一。为控制20#钢/锡青铜电偶腐蚀延长海水管路系统寿命,本文通过原位测量20#钢管材和ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜管材在静态以及1、3和5 m/s流速海水中的电偶电位和电偶电流,分析电偶腐蚀速率随时间和流速的变化规律;同时采用扫描电镜(SEM)和激光Raman光谱仪分析腐蚀形貌和腐蚀产物组分。结果表明,在不同流速海水中,20#钢与ZCuSn5Pb5Zn5合金间存在明显的电偶腐蚀倾向,20#钢作为阳极加剧腐蚀,ZCuSn5Pb5Zn5合金作为阴极受到保护;相比于静态海水,20#钢阳极极化电流密度和ZCuSn5Pb5Zn5合金阴极极化电流密度在流动海水中显著增加,电偶腐蚀显著加剧,1 m/s流速下的电偶腐蚀速率是静态下的17.5倍;当海水流速达到5 m/s后,20#钢表面形成了致密性较高、活性低的腐蚀产物沉积层,电偶腐蚀速率减小。     

天然气输气管线钢的CO2腐蚀行为

在模拟含二氧化碳气体的天然气气氛中,对X60管线钢、16MnR钢和20#钢静态挂片腐蚀试验,得出三种材料腐蚀速率从小到大的顺序为X60<16MnR<20#。随着温度升高挂片腐蚀速率加快且以点蚀为主,在60℃附近时腐蚀速率最大。当温度升至90℃时,均匀腐蚀开始产生,腐蚀产物膜形成。腐蚀产物主要由铁的氧化物(Fe2O3、FeO)、碳酸亚铁(FeCO3)及氢氧化铁(Fe(OH)2)等组成,对钢片起到一定的保护作用。     

碳钢在油水混相介质中的CO2/H2S腐蚀行为

采用极化曲线和电化学阻抗测试，研究了N80钢在50℃的3%NaCl盐水与凝析油混相溶液中，不同CO₂、H₂S分压比(θ=P_CO2/P_H2S)条件下的腐蚀规律；采用SEM、XPS等分析了N80钢表面腐蚀产物的形貌和组成。结果表明：在饱和CO₂溶液中，随着H₂S含量的增加，碳钢电极的腐蚀减弱；当θ<20时，随着θ增大，腐蚀电流密度逐渐减小，腐蚀主要由H₂S控制，在N80钢表面生成了均匀致密的针状晶型腐蚀产物，主要是FeS和FeS_1-x膜；当20<θ<500时，随着θ的增大，腐蚀电流密度先增大后减小，腐蚀由CO₂和H₂S共同控制，钢片表面生成了多种晶型腐蚀产物，主要是FeCO₃和FeS_1-x膜；当θ>500时，随着θ的增大，腐蚀电流密度增大，腐蚀反应由CO_...     

P91和Super304H钢表面涂覆NaCl在高温水蒸汽中的腐蚀行为

在海洋性大气中,沉积在金属构件表面的NaCl在高温环境中可能导致金属加速腐蚀。在600 °C NaCl和水蒸汽环境中,研究了P91钢和Super304H钢的腐蚀行为。采用XRD,SEM/EDS对腐蚀产物膜相组成和形貌进行了分析。结果表明,P91钢和Super304H钢均表现为失重,受到严重腐蚀。样品表面的腐蚀产物层中有大量裂纹和孔洞,导致腐蚀产物大量剥落。P91钢表面腐蚀产物主要由Fe₂O₃组成。Super304H钢由 (Fe,Cr,Ni)₃O₄和NiO组成。由于Cr₂O₃膜在NaCl和高温水蒸汽中受到严重破坏,两种合金均遭到严重腐蚀,含Cr量较高的Super304H钢比P91钢腐蚀更严重,且有明显的晶间腐蚀发生。     

耐海水腐蚀钢筋00Cr10MoV的组织结构及性能研究

分析了耐海水腐蚀钢筋00Cr10MoV的显微组织和力学性能,并采用盐雾、周浸腐蚀实验、电化学阻抗谱以及极化曲线等测试方法进一步评价其耐蚀性能。结果表明,该耐海水腐蚀钢筋的显微组织主要为铁素体加贝氏体,屈服强度达到450 MPa以上;与普通的20MnSiV钢筋相比,该材料在模拟海洋环境中有优异的抗腐蚀性能,电荷转移电阻达到1.37×10⁵Ω·cm²,是20Mn Si V钢筋的100多倍;其表面的腐蚀产物主要以α-FeOOH,β-FeOOH和γ-FeOOH为主,含有少量Fe₃O₄和微量含氯产物Na₃CrCl₁₆,Fe+3O（OH,Cl）。     

一种新开发的车体钢S500AW在户外大气环境中的腐蚀行为及寿命预测

通过大气暴晒试验结合室内加速腐蚀试验，研究了新开发的车体钢S500AW和用于对比的传统Q450NQR1钢及Q345B钢的早期腐蚀行为，采用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱仪，分析了试验前后试样表面的腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明：在北京大气环境暴露初期，S500AW钢表面更为平整光洁，仅有少量尘埃颗粒附着物，耐蚀性更优异；腐蚀产物为Fe₂O₃和一定量的γ-FeOOH,随着腐蚀时间的延长，γ-FeOOH含量逐渐增加，钢的耐蚀性逐渐提高；以腐蚀质量损失数据为参照，建立铁路车辆车体用钢腐蚀试验方法和腐蚀寿命预测模型，通过灰色关联度分析方法，证实了周期浸润试验与户外自然环境大气暴露试验良好的相关性。     

Corrosion behavior of API 5L X‐60 pipeline steel exposed to near‐neutral pH soil simulating solution

Steel gas pipelines are exposed externally to damage by surface corrosion and cracking phenomena. They are the main deterioration mechanism under coating failure and cathodic protection (CP) that can reduce the structural integrity of buried gas transmission pipelines where the soil aggressiveness and bacterial activity appear. Corrosion phenomenon is accentuated by the soil parameters influence such resistivity, pH, temperature, moisture content and chemical composition of electrolytes contained in the soil. Soil parameters influence on pipeline steel corrosion behaviour exposed in near‐neutral pH soil simulating solution has been investigated by potentiodynamic polarisation and EIS method. Results showed that the steel corrosion increases, corrosion current density increases with temperature in the range from 20 to 60 °C. The associated activation energy has been determined. Impedance curves showed that the charge transfer resistance (R_t) increases with increasing immersion duration. Parameters such as corrosion current density (I_corr), polarization resistance (R_p), and soil resistivity (ρ) can serve as the parameters for evaluation of soil corrosivity.     

某电厂灰水管道腐蚀泄漏原因分析及对策

某电厂输送灰水的埋地钢管腐蚀穿孔导致泄漏频繁发生。对管道外防腐蚀层进行了质量评估和破损点的查找;对土壤的腐蚀性、外部干扰电流等进行了检测。结果表明,管道腐蚀的主要原因是：较差的外防腐蚀层、较多的防腐蚀层破损点、强腐蚀性土壤、严重的干扰腐蚀和电偶腐蚀的共同作用等。提出了管道的维修措施：对部分腐蚀严重的钢管进行更换,对部分...     

某油田地面管线腐蚀原因分析

某油田地面集输管线腐蚀相当严重,事故频发,管线材质主要为20钢.为弄清腐蚀的原因,对作业区处理站内的各主要部位开展了腐蚀监测,在实验室进行了模拟试验,采用X射线衍射(XPJ))、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等分析手段对腐蚀产物膜进行了分析.结果表明,CO2环境下高浓度的氯离子及高矿化度的地层水是腐蚀穿孔事件频发的...     

Comparative analysis for the corrosion susceptibility of Cu,Al, Al–Cu and C‐steel in soil solution

Corrosion of different materials (Cu, Al, Al–Cu and C‐steel) in soil solution was evaluated at ambient temperature using various techniques. The weight loss of the studied materials varied exponentially with time. Kinetic data revealed that the corrosion of Cu and Al–Cu are diffusion controlled while Al and C‐steel show gradual change from diffusion control to charge transfer control. Nonferrous materials have better durability factors than C‐steel. Good consistency between the data obtained from EIS and PDP measurements was observed. SEM showed a biogenic corrosion layer with density that depends on the metal type. Correlation between corrosion rates and the estimated soil solution corrosivity was obtained.     

碳钢在宝浪油田土壤中的腐蚀及影响因素的研究

通过室内自然腐蚀埋片试验和电化学极化测量,得出各种土壤的相对腐蚀性,同时,选取一种土壤,进行正交试验,正交分析的结果表明土壤中的含水量Ｃｌ＾－含量和Ｃａ＾２＋含量是碳钢在宝浪油田土壤中腐蚀的主要影响因素。     

高压干法X65管线钢GMAW焊接接头在模拟海水中的腐蚀行为

高压干法熔化极气体保护焊(简称GMAW)在海底油气管道等水下构件的组装和维修中有着非常广泛的应用,焊接接头在海水中的腐蚀行为对于海底输油管道的安全运行至关重要.通过模拟浸泡试验和极化曲线法研究不同环境压力下(常压,0.3?MPa,0.5?MPa)?X65管线钢干法GMAW焊接接头在人工海水中的腐蚀行为及机理.?结果表明...     

含硫原油对X65钢管道顶部腐蚀实验研究

利用高温腐蚀试验箱,模拟输油管道的腐蚀环境,研究X65钢管道在含硫原油中的腐蚀行为。利用扫描电子显微镜 (SEM)、能谱分析 (EDS) 和X射线衍射 (XRD) 等分析技术,对比分析不同腐蚀时间、温度下样品腐蚀产物的组织形态与成分,研究腐蚀时间及原油温度对X65钢管的腐蚀影响规律。结果表明,随着腐蚀时间的延长,试样腐蚀速率先增大后减小,最后趋于某一定值;温度对试样腐蚀速率影响较明显,由于重力作用腐蚀产物呈下坠状附着在试样表面,腐蚀形态为全面腐蚀。在低温时腐蚀产物主要成分为铁的氧化物,在温度较高时腐蚀产物中出现Fe₂S等具有保护性的腐蚀产物。     

埋地钢质管道交流干扰腐蚀影响因素实验分析

参照埋地管道服役环境,搭建钢质管道交流干扰腐蚀实验平台。采用腐蚀试片失重法,测试钢质管道在土壤模拟溶液中的腐蚀速率,研究交流杂散电流干扰环境下杂散电流大小、土壤电导率以及土壤酸碱度对钢质管道腐蚀速率的影响。实验结果表明:杂散电流对钢质管道的腐蚀速率影响最大,土壤酸碱度和土壤电导率对钢质管道的腐蚀速率影响规律复杂。     

金属材料在模拟地热水环境中的腐蚀与结垢特性

目的地热水的腐蚀和结垢是地热资源开发利用的核心问题,研究几种常见金属材料在地热水中的腐蚀和结垢规律,为地热资源开发利用提供理论依据。方法通过扫描电子显微镜,X射线衍射仪、动态挂片试验、极化和交流阻抗测试等方法,对比研究紫铜、304不锈钢和20#碳钢在模拟地热水溶液中的腐蚀和结垢情况。结果 3种金属材料表面的结垢产物均为Ca CO3,20#碳钢表面的Ca CO3均为方解石相,304不锈钢和紫铜表面的Ca CO3包含方解石相和少量文石相,304不锈钢表面的Ca CO3分布较紫铜疏松,且含垢量较小。20#碳钢表面腐蚀产物的内层主要是黑色的Fe3O4,外层主要是黄色的Fe2O3;紫铜表面的腐蚀产物主要是铜的氧化物;304不锈钢表面无腐蚀产物。浸泡期间,304不锈钢未发生腐蚀且腐蚀电流密度最小;紫铜的整体耐蚀性能不及304不锈钢,但耐点蚀性能最佳;20#碳钢腐蚀严重,腐蚀电流密度较大。结论在模拟地热水溶液中,304不锈钢拥有比紫铜和20#碳钢更好的耐腐蚀性能和阻垢性能。     

影响埋地X70管线钢腐蚀性的土壤因素评价

土壤腐蚀是影响埋地管线能否安全运行的重要因素。通过模糊聚类确定了影响X70和Q235钢腐蚀速率的主要土壤因素,利用灰关联和层次分析等方法确定了各主要影响因素对腐蚀速率的影响顺序和权重大小。计算结果表明:影响X70钢土壤腐蚀性的主要因素从大到小的顺序和权重依次为pH(0.4050)>含水量(0.2517)>电导率(0.1493)>全盐(0.0868)>Cl-(0.0501)>NO3-(0.0291)>SO42-(0.0173)>HCO3-(0.0107),影响Q235钢土壤腐蚀性各因素顺序和权重与此相差不大。本结果有助于深化对土壤腐蚀的认识,也为土壤腐蚀性评价方法的制定提供一些新的参考。