3Cr合金钢在尿素辅助稠油蒸汽吞吐环境中的初期腐蚀行为

采用挂片失重法、宏观形貌观察法、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对3Cr合金钢在尿素辅助稠油蒸汽吞吐环境中的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,3Cr合金钢在尿素辅助稠油蒸汽吞吐环境中的初期腐蚀为高温蒸汽中CO₂(酸性气体)与NH₃(碱性气体)相互耦合下的腐蚀,呈现出均匀腐蚀特征,表面腐蚀产物主要是FeCO₃。当10%<尿素溶液浓度≤20%时,随着尿素溶液浓度的增大,腐蚀产物量越大,越加致密。当尿素溶液浓度≥30%时,随着尿素溶液浓度的增大,腐蚀产物膜与金属基体的附着力越弱,甚至会大面积剥落。在尿素辅助蒸汽吞吐采出井井筒环境中,没有原油存在下,由于当尿素溶液浓度大于10%时,3Cr合金钢平均腐蚀速率大于油田腐蚀控制指标0.076 mm/a,不推荐使用。有原油存在下,30%浓度尿素溶液中3Cr合金钢的腐蚀速率大于0.076 mm/a,耐腐蚀性较差,不能满足采出井井筒腐蚀控制要求,也不推荐使用。但当加入原油后,3Cr合金钢的平均腐蚀速率比不加原油的有...     

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。     

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。     

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．     

N80钢在苏北采油厂注水中的腐蚀行为研究

通过水样理化分析、动电位极化等手段研究了N80钢在苏北采油厂注水中的腐蚀行为。结果表明:注入水中离子对N80钢腐蚀的影响是复杂的,钙、镁、碳酸氢根离子对N80钢的腐蚀具有一定的抑制作用,氯离子则对N80钢的腐蚀有促进作用;注水总矿化度对腐蚀也有影响,随着矿化度升高,N80钢腐蚀情况变得严重。     

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。     

采油管材N80钢在流动介质中的腐蚀行为研究

采用循环流动腐蚀试验装置，研究了N80钢在模拟油田含氧流动介质中的腐蚀行为，分析比较了温度、流速等因素的影响。结果表明，在流动的含氧模拟油田采出液中，N80钢的腐蚀速度因溶液温度不同而异，30℃时，随流速提高，腐蚀速度加快，而当温度升到40℃以后，随流速提高腐蚀速度反而下降。     

N80油管钢C02腐蚀点蚀行为

在模拟油田CO2腐蚀环境下，利用XRD、EDS和SEM研究了N80钢点蚀坑的形成与发展。结果表明，Cl^-会在腐蚀产物膜与金属界面处富积成核，加速该区域的阳极溶解，促使点蚀坑的形核；点蚀坑内也有Cl^-富积，在膜与基体界面处形成厚度为3μm的富积层，加速点蚀坑内基体的腐蚀，使得点蚀坑进一步发展。同时，讨论了阳极反应与点蚀坑形貌之间的关系。     

含1%Cr的N80钢CO2腐蚀产物膜特征

在模拟油田CO2腐蚀环境下，研究了含1％Cr的N80钢腐蚀产物膜的特征．结果表明，试验条件下Cr会在腐蚀产物膜中富积形成非晶态的Cr(OH)3．含1％Cr的N80油套管钢CO2腐蚀产物膜是由FeCO3晶体与Cr(OH)3混合构成。导致腐蚀产物膜具有阳离子选择性，使阳极反应受到抑制，腐蚀速率降低．腐蚀介质中的阴离子会穿过FeCO3晶体到达膜与基体界面，腐蚀基体金属，导致点蚀发生．     

N80油管钢CO2腐蚀点蚀行为

在模拟油田CO2 腐蚀环境下 ,利用XRD、EDS和SEM研究了N80钢点蚀坑的形成与发展 .结果表明 ,Cl-会在腐蚀产物膜与金属界面处富积成核 ,加速该区域的阳极溶解 ,促使点蚀坑的形核 ;点蚀坑内也有Cl-富积 ,在膜与基体界面处形成厚度为 3 μm的富积层 ,加速点蚀坑内基体的腐蚀 ,使得点蚀坑进一步发展 .同时 ,讨论了阳极反应与点蚀坑形貌之间的关系     

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.     

高温多元热流体注采液中N80钢的腐蚀行为

采用高温高压釜失重法和扫描电子显微镜(SEM)对多元热流体中N80钢的高温腐蚀行为进行了研究。结果表明,在高压CO2和有少量O2的介质中,温度40～280℃范围内,N80钢的腐蚀速率出现两个极大值,分别在60℃和180℃,这与钢表面碳酸亚铁膜和氧化膜的生成及变化有关。240℃时N80钢的静态腐蚀速率最大,动态下流速增大对腐蚀速率的影响较小,高温下动态腐蚀主要由氧传质控制,O2加速了N80钢的高温CO2腐蚀。     

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。     

一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO2环境下的缓蚀性能评价

目的考察一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO_2环境下的缓蚀性能。方法通过失重法、电化学阻抗谱和极化曲线,研究了在不同温度下缓蚀率和缓蚀剂浓度之间的关系,利用扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对表面形貌进行了观察分析,根据等温吸附模型研究了咪唑啉缓蚀剂在N80钢表面的吸附类型。结果失重结果表明,缓蚀剂的缓蚀效率随浓度的增大而升高,当温度为40℃、缓蚀剂质量浓度为250 mg/L时,缓蚀率达到95%;温度升高至80℃时,缓蚀率下降至87%。电化学试验表明,咪唑啉类缓蚀剂对阴极和阳极反应均有抑制作用。表面形貌分析表明,缓蚀剂能有效改善金属表面的腐蚀程度。结论咪唑啉类缓蚀剂CPA-1属于混合型缓蚀剂,对N80钢具有较好的缓蚀性能。缓蚀机理为通过吸附方式在金属表面形成一层吸附膜抑制金属腐蚀,吸附方式遵循Langmuir吸附等温模型,物理吸附和化学吸附均会在金属表面发生。     

注多元热流体环境下流速对N80钢腐蚀行为的影响研究

目的 研究不同流速条件下N80钢在注多元热流体环境中的腐蚀特征,探究流速变化对N80钢腐蚀行为的影响规律及机理。方法 利用自制高温高压多相流冲刷腐蚀环路装置模拟不同流速(0、0.5、1.0、2.0 m/s)的注多元热流体环境,采用失重法计算不同流速下N80钢的平均腐蚀速率,并同时进行原位电化学测试。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对不同流速条件下N80钢腐蚀后的腐蚀产物物相组成和表面微观形貌进行分析。结果 N80钢在注多元热流体环境中的平均腐蚀速率随着流速增加而增大。流速增加影响O2的扩散传质过程、近表面离子分布和壁面剪切力的大小,使腐蚀产物膜特征发生变化。0 m/s时,腐蚀产物主要由FeCO3和少量Fe2O3组成,为单层膜结构,腐蚀形态为均匀腐蚀。0.5~2.0 m/s范围内,腐蚀产物种类增加,主要由FeCO3、Fe2O3和少量FeO(OH)组成,呈双层膜结构,同时N80钢表面腐蚀产物膜出现鼓泡,且随流速增加鼓泡数量增加,去除腐蚀产物膜后发现鼓泡下方存在局部腐蚀。原位电化学测试结果表明:随着流速增加,塔菲尔极化曲线的阳极斜率增大,阴极斜率减小。电化学阻抗谱测试结果表明,N80钢表面外层腐蚀产物膜电阻Rf1、电荷转移电阻Rct和扩散电阻W随流速增加而减小。结论 流速增大加快了O2的扩散传质过程,使得腐蚀电化学控制步骤由阴极氧扩散过程转变为阳极溶解过程,且试样表面保护性FeCO3膜厚度减小,导致产物膜保护性降低。另外,Fe²⁺更容易被氧化形成Fe³⁺,局部FeCO3被氧化成为Fe2O3,破坏了内层膜的完整性,导致局部腐蚀发生。     

CO_2分压对N80油管钢CO_2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CO2分压对N80油管钢在100℃下CO2腐蚀行为的影响。结果表明,N80钢的腐蚀速率随CO2分压升高而上升。不同CO2分压下腐蚀类型与腐蚀产物膜宏观形貌的变化相对应,在低CO2分压下腐蚀产物膜完整覆盖。随着CO2分压的进一步升高,腐蚀产物膜由局部覆盖转而重新完整覆盖。相应地,N80钢在低CO2分压下发生全面腐蚀,然后随CO2分压的进一步升高,腐蚀类型由局部腐蚀向全面腐蚀过渡。     

N80 钢抗固液两相冲刷腐蚀行为的研究

目的 研究 N80 钢在含有石英砂的不同浓度 NaCl 溶液中的冲刷腐蚀行为。 方法 采用扫描电子显微镜( SEM) 、能谱分析( EDS) 等手段分析腐蚀产物的结构及相组成,通过失重法计算腐蚀速率。 结果 腐蚀产物主要为 FeO 及 Fe₃O₄。 结论 随 NaCl 浓度的增加,N80 钢的腐蚀速率加快,当 NaCl 质量分数超过 7% 时,出现明显的点蚀。     

X80管线钢在硫酸盐还原菌作用下的腐蚀行为

目的 通过实验模拟硫酸盐还原菌（SRB）对X80钢的腐蚀,探究硫酸盐还原菌的腐蚀过程。方法 通过细菌培养实验,计数得到固着SRB和浮游SRB的生长曲线以及溶液中pH值的变化曲线。通过腐蚀电化学测试,研究了SRB对X80腐蚀的影响。通过浸泡实验,获得SRB对腐蚀速率的影响。采用扫描电镜和激光共聚焦显微镜对SRB腐蚀后的表面形貌和最大点蚀深度进行了分析,利用EDS和XPS对腐蚀产物的成分进行了分析。结果 在接种SRB的溶液中,X80钢表面固着的SRB比浮游的SRB多;随着培养时间增长,溶液pH增大。接种SRB环境中,X80钢阻抗和线性极化电阻均小于无菌环境中的值,有菌环境中腐蚀电流密度大于无菌环境中的值。随着浸泡时间增长,最大点蚀坑深度变深。通过EDS能谱分析发现,在含有SRB的环境中,S元素和O元素的含量较无菌环境中高,XPS结果表明,SRB环境中腐蚀产物多为Fe的硫化物。结论 固着SRB使试样表面的铁溶解为铁离子,铁离子与溶液中的硫酸根离子在SRB生命活动的作用下生成铁的硫化物,从而促进了X80钢的腐蚀。