NaCl对X80管线钢冲刷腐蚀行为的影响

长输管道的内腐蚀主要由原油中的腐蚀介质引起,腐蚀介质以氯化物为主。以X80管线钢为研究对象,研究不同质量分数NaCl对X80管线钢在含砂溶液中质量损失和冲刷腐蚀行为的影响。采用旋转圆柱电极装置,通过失重法、动电位极化和电化学阻抗技术进行实验分析。研究结果表明:在实验浓度范围内,X80管线钢在不同质量分数NaCl下的冲刷腐蚀过程存在相似性特征;NaCl对X80管线钢冲刷腐蚀过程的影响存在临界浓度,在NaCl质量分数小于7%时,冲刷腐蚀速率随着NaCl质量分数的增加而增大,当NaCl质量分数为9%时,冲刷腐蚀速率开始减小;Cl~-在X80管线钢的冲刷腐蚀过程中起到重要作用,导致冲刷腐蚀过程加剧。该研究结果对长输管道的防护具有重要意义。     

X80钢在不同砂粒粒径下的多相流中的冲刷腐蚀行为

在原油长距离输送过程中,冲刷腐蚀是一直威胁管道运输安全的重要因素之一。在冲蚀的过程中,管道内流场及砂粒粒径变化导致砂粒冲蚀机理变得十分复杂。为了研究动态条件下,砂粒粒径对于管道冲刷腐蚀规律的影响,以X80管线钢为研究对象,采用旋转圆柱电极装置结合电化学法和失重法,研究X80管线钢在不同砂粒粒径下的多相流中(0.5%砂+3%NaCl的水溶液)的冲刷腐蚀行为,通过对失质量、电化学阻抗谱以及tafel曲线进行分析表明:X80管线钢的质量损失速率出现先增大后减小的现象,砂粒粒径在120～212μm时存在临界砂粒粒径,对应的临界质量损失速率为1.1163 mg/(cm~2·h);在上述粒径下,腐蚀电流密度和反应电阻出现极大值和极小值。因此,粒径在120～212μm时,砂粒对X80钢的冲蚀损害最大。     

不同含水率土壤环境对X80管线钢腐蚀影响研究

为分析X80管线钢在真实土壤环境下的腐蚀特征,以西气东输管线穿越区现场不同土壤环境为基础,配置模拟溶液浸泡X80钢样本,测定不同含水率情况下的样片交流阻抗谱,得到极化电阻、双层电容、膜电阻、膜电容等信息,分析不同实验模拟参数下的Tafel常数、腐蚀电流密度,并通过实验数据得出腐蚀速率规律。实验研究表明:不同土壤含水率对土壤环境影响巨大,改变其离子活跃程度、土壤透气性等机理,对腐蚀行为造成交互作用;含水率对金属腐蚀影响程度较大,而中等含水率(50%～65%)环境下腐蚀程度最为剧烈,大量OH~-与Fe~(2+)会在电极表面形成吸附双电层,导致较大感抗弧效应。     

满洲里土壤模拟溶液温度对X80管线钢应力腐蚀行为的影响

采用交流阻抗技术、动电位极化技术和慢应变速率拉伸试验研究了X80管线钢(X80钢)在不同温度的满洲里土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜观察了不同温度下的宏观断口和微观断口形貌。研究结果表明:X80钢在5℃和35℃溶液中均表现出很高的SCC敏感性;在温度大于50℃的溶液中,X80钢的SCC敏感性随溶液温度升高而持续增加。出现这种现象的原因是:在5℃溶液中,溶液中溶解大量的CO_2,CO_2水解出的H+致使X80钢的SCC敏感性上升;在35℃溶液中,阴极析出大量H_2,H_2与位错交互作用导致X80钢SCC敏感性提高;当溶液温度升高到50～80℃时,X80钢表面形成了致密的腐蚀产物膜,产物膜阻碍了位错扩展,X80钢脆性增加,即X80钢的SCC敏感性随温度升高而增加。     

直流干扰对X80管线钢表面腐蚀行为的实验研究

为探究直流电流密度对X80管线钢的表面腐蚀行为,采用传统三电极体系与直流干扰源相结合的方式,建立了不同直流电流密度下X80管线钢在近中性NS4土壤模拟溶液中的电化学测试体系,得到了X80管线钢自腐蚀电位、极化曲线、电化学阻抗和腐蚀形貌特征。结果表明,直流电流密度对X80管线钢在NS4溶液中的腐蚀行为主要分为两个阶段:第一阶段为iDC=0~20 mA/cm^2时,此时主要为双电层和扩散层的形成过程,以全面腐蚀为主,腐蚀电流密度随直流电流密度的增大而增大,腐蚀产物主要为FeOOH;第二阶段为iDC≥50 mA/cm^2时,此时主要以点蚀为主,腐蚀电流密度基本不变,内层腐蚀产物主要以黑色Fe3O4为主。     

西气东输二线X80管线钢内腐蚀行为的研究

以西二线X80管线钢为对象,采用动电位极化和交流阻抗技术研究了不同质量分数的Cl-和SO2-4在西二线清管产物模拟溶液中X80钢内腐蚀行为,探讨了西二线管道内腐蚀机理。实验结果表明,X80管线钢在只含不同质量分数的Cl-模拟溶液中的极化曲线都呈明显的活化控制,且随着Cl-质量分数的增大,X80钢的腐蚀电流密度icorr大幅增大,X80钢的腐蚀速率增大;X80在含质量分数为0.05%Cl-、不同质量分数的SO2-4模拟溶液中的极化曲线同样呈明显的活化控制,但是随着SO2-4质量分数的增大,X80钢的腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势,SO2-4质量分数为0.50%时,腐蚀电流密度icorr达到最大值,腐蚀最为严重;当模拟溶液中同时含有Cl-和SO2-4时,X80钢的腐蚀电位与只含Cl-时相比均有所降低,腐蚀电流密度均增大;当Cl-和SO2-4共存时,随着SO2-4质量分数的增加,SO2-4能快速地吸附在金属表面,阻碍Cl-的吸附,减小了Cl-对金属的腐蚀。     

硫酸盐还原菌对X70管线钢腐蚀行为研究

为研究硫酸盐还原菌作用下X70管线钢腐蚀行为,通过实验制备X70管线钢挂片,模拟真实土壤环境,利用失重法分析腐蚀速率,运用扫描电镜技术结合腐蚀形貌,直观地对X70管线钢硫酸盐还原菌腐蚀特征展开分析。实验结果表明:细菌腐蚀具有复杂性,且外界离子、电化学、应力等都会对腐蚀情况的发生与发展产生一定影响。实验中X70钢样片腐蚀行为主要与SRB代谢、生物膜作用和腐蚀产物有关。在无菌环境中浸泡X70钢样片,其腐蚀程度与浸泡时间正相关;在有菌环境中,由于细菌作用而在样片表面生成的致密生物膜一定程度上阻碍了金属新鲜面的传质接触,保护了试片,从而减轻了金属的腐蚀作用。     

海水流速对X80管线钢极化曲线的影响

为了研究海水流速对海底管线钢极化曲线和阴极保护的影响规律,以更有效地控制海底管道腐蚀,利用旋转圆柱电极实验装置模拟得到海水流速为0~3.5 m/s时管线钢的极化曲线,通过分析自腐蚀电位和腐蚀电流密度的变化评价X80管线钢腐蚀状况。利用得到的极化曲线作为边界条件,应用有限元数值模拟方法引入防腐层击穿系数ξ,分别研究海底管道在裸钢(ξ=1)、涂层破损严重(ξ=0.1)、涂层破损较轻(ξ=0.01)时表面电位、阳极反应电流密度、阴极反应电流密度的分布情况。研究结果表明,在X80管线钢三种不同的表面状态下,海水流速对阴极保护的影响规律有很大差别,该结果可为海底管道现场腐蚀防护提供工业指导。     

热处理对X80管线钢组织性能的影响

通过对X80管线钢淬火与高温回火的热处理试验研究,分析了淬火温度及回火温度对X80管线钢组织与性能的影响。试验结果表明,X80管线钢在930℃时已经能够完全奥氏体化,并获得板条状马氏体组织,且X80管线钢回火稳定性较高,力学性能相对稳定,并且随回火温度变化呈现出一定的规律性,在650℃回火时,其强度和塑性变化较为明显。     

X80管线钢在不同矿化度油田采出液中的腐蚀行为研究

为了研究X80管线钢在不同矿化度油田采出液中的腐蚀行为,利用高温高压釜动态模拟试验研究了在60 ℃、CO2分压1.5 MPa、流速1.5 m/s、含水率40%条件下不同矿化度对X80管线钢在模拟油田采出液中的腐蚀情况,并利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对试样表面腐蚀产物形貌和成分进行了分析。结果表明,随矿化度增加,X80钢平均腐蚀速率降低,腐蚀形态呈现严重局部点蚀、轻微点蚀和均匀腐蚀的变化规律;腐蚀产物膜厚度随矿化度降低而减小,在矿化度为20 g/L时,试验钢的腐蚀最为严重,产物膜最厚,腐蚀产物主要为FeCO3及少量Fe和CaCO3。     

热处理工艺对X80管线钢耐腐蚀性能的影响

对比研究了X80钢经不同热处理后,不同浓度的NaC l腐蚀介质和自来水中的电化学腐蚀对其性能的影响。试验所用经不同工艺热处理的X80钢试样包括930℃淬火样、930℃淬火+650℃回火样、930℃淬火+645℃回火样、930℃淬火+630℃回火样和原样。研究表明,对于所选用的X80钢,热处理工艺没有显著改变其腐蚀性能;该材料在NaC l溶液中的腐蚀速率大于其在自来水中的腐蚀速率,且腐蚀速率、腐蚀电流密度随NaC l溶液浓度增大而增大,腐蚀电位随溶液中NaC l浓度的增大向负方向偏移。     

热处理工艺对X80管线钢耐腐蚀性能的影响

本文以X80管线钢为主要研究对象,通过对管线钢不同的热处理工艺及其性能的研究,对比研究其热处理后耐腐蚀性能、以便得到改善X80管线钢最适合的热处理工艺。     

SRB和IB对X65管线钢的微生物腐蚀行为研究

微生物腐蚀是严重危害管道安全运行的因素之一,目前石油行业对于SRB和IB共存条件下对管道的腐蚀情况研究不足。针对这一问题,以X65管线钢为研究对象,结合SEM、EDS、XDR、动电位极化曲线等分析技术,对SRB和IB的微生物腐蚀行为进行研究。结果表明:无菌环境下管线钢的腐蚀速率均小于有菌环境下的腐蚀速率,腐蚀速率先减小后增大,腐蚀产物为Fe_2O_3;有菌环境下管线钢的腐蚀速率逐渐减小,腐蚀产物为Fe_2O_3和FeS;无菌环境下,腐蚀倾向不断增大;有菌环境下,腐蚀倾向先减小后增大;在有菌环境下,实验材料浸泡7-21 d时,生成的胞外聚合物具有一定的络合能力,可延缓腐蚀。以上研究结果可为防腐措施的制定提供理论依据。     

在交流电作用下X70管线钢腐蚀行为研究

为了研究交流电作用下X70管线钢腐蚀行为,利用电化学方法探求交流腐蚀的发展行为及作用机理,通过创新性运用扫描电镜技术结合腐蚀形貌分析,直观的对X70管线钢交流腐蚀机理展开研究。研究得出:各种腐蚀产物的成分及其微观形貌特征都是不同结构组成的,且对X70钢的腐蚀行为产生了不同的影响。     

温度对X65管线钢湿气CO2腐蚀的影响

利用高温高压冷凝反应釜模拟管道湿气腐蚀环境,研究了湿气温度、环境温度及冷凝液膜状态对X65管线钢湿气CO2腐蚀的影响.随着湿气温度的升高,CO2腐蚀速率增大.湿气温度、环境温度、温差、气体流速均会对冷凝液膜的厚度、冷凝速率、液膜的温度产生影响.当湿气温度和液膜温度均较低时,腐蚀受电化学活化控制而速率较低.当湿气温度较高时,腐蚀速率随液膜厚度、冷凝速率和液膜温度的增加而增大.但当湿气温度更高或液膜更厚时,致密腐蚀产物膜更易形成而使腐蚀速率下降.     

拉伸速率对X80M管线钢拉伸性能的影响

为了研究拉伸速率对X80M材料拉伸性能的影响,在GB/T 228.1-2010推荐的三种速率下进行了X80管线钢的拉伸试验。试验结果表明对于X80管线钢这种材料,在实验前估算横梁位移速率时要考虑实验装置弹性变形的影响,否则开展试验的试验速率将不能满足标准的要求。横梁位移速率保持恒定,试样应变速率并不保持恒定,在屈服点附近会产生应变速率迅速上升,试验中取的屈服点Ft0.5恰好在应变速率迅速上升的阶段;屈服强度和抗拉强度都随着试验速率的提高而升高。     

连铸枝晶偏析对X80管线钢力学性能的影响

对X80螺旋埋弧焊管和原料卷板进行了力学性能试验和金相组织分析,分析结果表明,在原料卷板宽度1/2处和1/4处组织中存在不同程度的偏析带,偏析带内分布有脆硬的板条马氏体和大颗粒Ti和Nb夹杂物;偏析带对X80卷板的屈服强度和抗拉强度影响不大;严重偏析带的出现,降低了原料的冲击韧性,改变了DWTT断口形貌,并且将成为爆破试验中母材爆裂的裂纹源。最后对减少X80卷板偏析带的产生提出了建议。     

X80管线钢焊接热影响区组织和氢渗透行为研究

为了进一步研究X80管线钢热影响区组织对氢渗透行为的影响,利用焊接热模拟技术模拟了X80管线钢在不同峰值温度下生成的焊接热影响区,研究了800~1 350 ℃的峰值温度对焊接热影响区的组织、显微硬度和氢渗透行为的影响。焊接热影响区组织分析结果显示,当峰值温度为800 ℃时,组织主要为铁素体和贝氏体,晶粒大小分布不均匀,M-A组元呈岛状;峰值温度为900 ℃时,组织主要为细小的铁素体和粒状贝氏体,晶粒分布均匀,M-A组元呈岛状和粒状;峰值温度为1 150~1 350 ℃时,组织均以粒状贝氏体为主,M-A组元主要分布在原奥氏体晶界处。焊接热影响区硬度试验和氢渗透试验结果显示,显微硬度随着峰值温度的升高,呈先升高后降低趋势,并且发生了明显的软化;随着峰值温度的升高,组织的氢扩散通量和氢表现扩散系数逐渐增大,吸附氢浓度逐渐减小。研究表明,在焊接热影响区组织中,部分相变区的氢脆敏感性最高,容易造成氢聚集,进而引起氢脆等现象。