温度对三种Cr钢腐蚀行为的影响

利用高温高压釜模拟油田高CO_2分压和高矿化度的生产环境进行腐蚀试验,测定在不同温度条件下1Cr、3Cr和13Cr钢的腐蚀速率,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了腐蚀产物形貌和成分。结果表明:1Cr、3Cr钢的腐蚀速率随温度升高先增大后减小,二者的腐蚀速率均在80℃达到最大值,分别为7.515mm/a和4.339mm/a;13Cr钢的腐蚀速率在温度低于110℃时随温度的升高缓慢增大,在温度高于110℃时腐蚀速率迅速增大;1Cr、3Cr油管钢在试验温度范围内均出现局部腐蚀,13Cr油管钢在整个试验的温度区间表现出优秀的耐蚀性。     

二氧化碳驱注采井常用油套管钢的腐蚀行为

采用高温高压反应釜研究了N80、P110、3Cr、5Cr等4种油套管钢材在现场采出液中的抗CO_2腐蚀性能,结合扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段,观察分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明:随着温度的上升,4种钢材腐蚀速率均呈现出先增大后减小的趋势,最大值出现在中温区,N80、P110、5Cr钢在90℃时腐蚀速率达到最大,3Cr钢在80℃时腐蚀速率最大;4种钢材腐蚀类型主要为均匀腐蚀,未发现局部腐蚀,腐蚀产物主要为FeCO_3,含Cr钢腐蚀产物出现多层结构,主要成分除了FeCO_3,还有非晶态的腐蚀产物Cr(OH)_3;N80、P110钢的腐蚀产物细小、致密、均匀覆盖在基体表面,腐蚀速率较低;3Cr、5Cr钢的腐蚀产物覆盖不均匀、与基体结合力弱、附着性不强,易脱落,造成整体腐蚀速率较高。     

普通Cr13钢在高温高压下的抗CO2腐蚀性能

针对普通Cr13钢的CO2腐蚀性能,模拟大庆油田井下的腐蚀环境,通过高温高压釜进行了Cr13钢的腐蚀试验。采用SEM、EDS和XPS测试手段分析研究所获得CO2腐蚀产物膜的形貌和化学组成。结果表明,在所试验的三个温度下,Cr13钢液相、气相的腐蚀类型主要为均匀腐蚀。Cr13钢的腐蚀膜主要成分是晶态FeCO3和非晶态的Cr(OH)3。在85℃和110℃下,Cr13钢液相腐蚀速率为中度腐蚀,基体表面形成了一层深褐色腐蚀膜层且表面平整均匀,晶粒细小,膜层较薄;在170℃下其腐蚀速率靠近严重腐蚀的下限,接近中度腐蚀的上限;气相腐蚀与液相腐蚀腐蚀过程相似,属于中度腐蚀。腐蚀产物膜表面为较大颗粒的晶粒,很不规则。     

普通13Cr钢在高温高压下的抗CO2腐蚀性能

针对普通13Cr钢的CO2腐蚀性能,在模拟大庆油田井下的腐蚀环境,通过高温高压釜进行了13Cr钢的腐蚀试验,采用SEM、EDS和XPS测试手段分析研究所获得CO2腐蚀产物膜的形貌和化学组成。结果表明,在所试验的三个温度下,13Cr钢液相、气相的腐蚀类型都主要为均匀腐蚀。13Cr钢的腐蚀膜主要成分是晶态FeCO3和非晶态的Cr（OH）3,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等。在85℃和110℃下,13Cr钢的液相腐蚀速率属于中度腐蚀,基体表面形成了一层深褐色腐蚀膜层且表面平整均匀,晶粒细小,膜层较薄;在170℃下其腐蚀速率靠近严重腐蚀的下限,接近中度腐蚀的上限;气相腐蚀与液相腐蚀腐蚀过程相似,属于中度腐蚀,腐蚀产物膜表面则为较大颗粒的晶粒,但很不规则。     

模拟塔里木油田环境中低Cr钢的H_2S/CO_2腐蚀行为

通过高温高压腐蚀试验,运用SEM、XRD、EDS等分析技术.研究了普通P110与3Cr110钢在模拟塔里木油田现场环境中的CO2/H2S腐蚀特征.结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,这两种材料的腐蚀产物为FeCO3,3Cr110表现出良好的抗CO2均匀腐蚀及局部腐蚀能力,其平均腐蚀速率显著小于普通P110;模拟CO2/H2S腐蚀条件下,两种材料的均匀腐蚀速率远小于单独CO2腐蚀环境下的均匀腐蚀速率,表面腐蚀产物为FeS,H2S腐蚀占主导作用,Cr元素在低Cr钢腐蚀产物膜中的富集,其腐蚀产物Cr(OH)3改善了腐蚀产物膜的稳定性,显著提高了低Cr钢的抗均匀腐蚀及局部腐蚀能力.     

普通13Cr钢在高温高压下的抗CO2腐蚀性能

针对普通13Cr钢的CO2抗腐蚀性能,模拟大庆油田井下的腐蚀环境,通过高温高压釜进行了13Cr钢的腐蚀试验.采用SEM、EDS和XPS测试手段分析研究所获得C02腐蚀产物膜的形貌和化学组成.结果表明,在所试验的三个温度下,13Cr钢液相、气相的腐蚀类型都主要为均匀腐蚀.其腐蚀膜的主要成分是晶态FeCO3和非晶态的Cr(OH)3,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等.在85℃和110℃下,13Cr钢的液相腐蚀速率属于中度腐蚀,基体表面形成了一层深褐色腐蚀膜层且表面平整均匀、晶粒细小、膜层较薄.在170℃下,其腐蚀速率靠近严重腐蚀的下限,接近中度腐蚀的上限.气相腐蚀与液相腐蚀腐蚀过程相似,属于中度腐蚀,腐蚀产物膜表面则为较大颗粒的晶粒,但很不规则.     

常减压装置常用钢材在高温原油馏分中的腐蚀研究

利用高压釜模拟常减压装置中的腐蚀环境,采用腐蚀失重法并结合SEM,研究了4种常减压装置常用钢材在高温原油馏分中的腐蚀行为,分析了馏分、材质、温度的影响规律。结果表明,原油馏分的酸值、S含量和盐含量越高,对20钢腐蚀性越强,3种原油馏分对20钢的腐蚀性强弱为：脱盐后原油＞常二线馏分＞常一线馏分。提高钢材中Cr,Ni和Mo等合金元素的含量有助于提高其抗腐蚀能力,4种钢材在高温原油馏分中的抗腐蚀性能优劣为：316钢＞304钢＞1Cr5Mo钢＞20钢。温度对钢材在高温原油馏分中的腐蚀行为会产生多方面的影响,腐蚀速率总体上随着温度的升高而增大,某些温度范围内可能出现腐蚀速率极值。     

3种不同铬含量管线钢的CO2腐蚀行为

采用失重、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)等方法研究了316L,13Cr以及3Cr3三种不同铬含量管线钢材质在模拟集输系统CO2腐蚀环境中腐蚀行为。结果表明,在模拟气、液相腐蚀环境中,316L发生轻度腐蚀,13Cr发生中度腐蚀,3Cr发生极严重腐蚀,13Cr发生了Cl-点蚀。3种材料耐蚀性依次为316L>13Cr>3Cr。推荐选用316L内衬复合管作为雅克拉气田集输管线抗腐蚀综合治理材料。     

渤中19-6气田封隔器金属材料的腐蚀适应性评价

在模拟渤中19-6气田井下工况环境中对35CrMo碳钢、42CrMo碳钢、HS110抗硫钢、13Cr不锈钢、13Cr超级不锈钢(13CrS)、2205双相不锈钢等6种金属材料进行了腐蚀试验,研究其腐蚀行为。通过失重法计算金属的腐蚀速率,采用扫描电镜(SEM)观察金属腐蚀形貌,采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析腐蚀产物成分。结果表明：HS110抗硫钢、35CrMo碳钢、42CrMo碳钢、13Cr不锈钢、13Cr超级不锈钢、2205双相不锈钢的腐蚀速率依次降低,且所有钢在液相中的腐蚀速率高于其在气相中的腐蚀速率。渤中19-6气田封隔器的中心管推荐选用13Cr超级不锈钢和2205双相不锈钢,卡瓦等功能性部件推荐选用42CrMo碳钢。     

高温高压环境下13Cr不锈钢的腐蚀性能

采用高温高压釜研究了110钢级13Cr不锈钢在模拟油气田腐蚀环境气、液相条件下的腐蚀行为,利用SEM、XRD及EDS等对表面腐蚀产物形貌及成分进行了分析。结果表明,气、液两相环境下,13Cr材料腐蚀速率均随温度的升高而在150℃左右达到最大值,且气相腐蚀速率均大于液相。液相环境中13Cr钢主要发生均匀腐蚀,局部腐蚀较为轻微,气相则主要发生点蚀;气、液两相条件下材料的点蚀速率均大于均匀腐蚀速率。13Cr不锈钢在两相条件下的腐蚀产物膜的主要成分为Fe-Cr化合物;元素Cr主要以Cr2O3的形式存在于腐蚀产物膜中。     

经济型抗H2S＋CO2腐蚀油管BG110S-2Cr开发

根据Cr元素对低合金钢力学性能的影响规律,在3Cr系列经济型抗H2S和（或）CO2腐蚀钢种基础上,成功开发出110kpsi（758MPa）钢级经济型抗H2S＋CO2腐蚀油管BG110S-2Cr。试验表明,大生产BG110S-2Cr油管具有优良的抗H2S应力腐蚀开裂（SSC）性能。与常规P110油套管相比,在模拟油田典型腐蚀介质中其CO2腐蚀速率降低了一半以上。     

不锈钢在海水中的耐蚀性与腐蚀电位的关系

研究了７种不锈钢在４个试验站的海水中浸泡１８０天的腐蚀电位特征,其中５种不锈钢还进行了长达４年的暴露试验。钝化能力强的不锈钢的海水腐蚀电位阴浸泡时间向正变化,其腐蚀电位趋于稳定的时间较长,稳态腐蚀电位的波动较大,钝化能力较弱的不锈钢则相反不同钢种的不锈钢在海水中的稳态腐蚀可以相差很双,在青岛、舟山和榆林,２Ｃｒ１３和ＨＲＳ－３间的稳态电位相差０．８Ｖ以上。不锈钢在海水中的稳态腐蚀电位较正,其耐蚀性     

不锈钢在海洋环境中的腐蚀

在海洋大气区含铬大于１７％的不锈钢基本不腐蚀,在飞溅区,在含铬大于１７％的不锈钢腐蚀较轻,耐蚀性没有明显的差别。２Ｃｒ１３在海洋大气区和飞溅区不能维持钝态。不锈钢在潮 汐区的腐蚀较重,耐蚀性有明显差别。不锈钢在全浸区的腐蚀业重,耐蚀性判别很大。海生物污损对不锈钢的腐蚀有明显的影响。     

低合金钢涂覆类金刚石膜耐蚀性能测试

用自制的多功能离子束辅助沉积设备在20Cr和40Cr低合金钢上沉积类金刚石膜，通过失重法，电化学方法研究低合金钢镀膜前后在不同腐蚀介质中的耐蚀行为，实验结果表明，低合金钢沉积类金刚石膜后，腐蚀速度降低，其抗全面腐蚀的性能与2Cr13不锈钢接近，而且类金刚石膜显著提高了低合金钢基抗点蚀的能力，失重法和稳态极化曲线法所得结果吻合。     

Electrochemical and Sulfide Stress Corrosion Cracking Behaviors of Tubing Steels in a H2S/CO2 Annular Environment

The electrochemical and sulfide stress corrosion cracking (SSCC) behaviors of 13Cr stainless steel and P110 steel were investigated in a simulated acidic annular environment with low-temperature and high-pressure H₂S/CO₂ using electrochemical methods, U-bend immersion tests, and scanning electron microscopy. In the solution containing high pressure CO₂, 13Cr, and P110 steels exhibited general corrosion and severe pitting, respectively. Compared with sweet corrosion, additional H₂S in the solution enhanced the corrosion of 13Cr steel but inhibited the corrosion of P110 steel. By contrast, in a solution containing 4 MPa CO₂ and different $ {P}_{{{\text{H}}_{ 2} {\text{S}}}}$ (0-0.3 MPa), the susceptibility of both 13Cr stainless steel and P110 steel toward SSCC was significantly promoted by increases in H₂S partial pressure. The 13Cr stainless steel exhibited higher susceptibility toward SSCC than P110 steel under a H₂S/CO₂ environment but lower susceptibility under a pure CO₂ environment.     

13Cr系列不锈钢在模拟井下介质中的CO2腐蚀研究

根据某油田不同井况条件,配制不同井下模拟溶液,用高温高压釜研究了4种不同成分的13Cr马氏体不锈钢在不同温度、Cl^-浓度和CO₂分压下的腐蚀行为,对腐蚀性能进行了评价,用SEM,EDS,XRD和XPS等方法对腐蚀产物的形貌与成分进行了观察分析。结果表明,随着温度的升高及Cl^-浓度和CO₂分压的增大,13Cr系列不锈钢的腐蚀速率均相应增大,腐蚀速率由高到低的排序为13Cr-0>13Cr-1>M13Cr>S13Cr;其腐蚀产物膜的形貌与结构也有明显差异。     

Interfacial morphology and corrosion resistance of Fe–B cast steel containing chromium and nickel in liquid zinc

The interfacial morphology and corrosion resistance of low carbon Fe–B cast steels in zinc bath at 520 °C were investigated. The results show Fe–B cast steel containing high Cr and Ni exhibits the best corrosion resistance to liquid zinc. The corrosion layers are composed of Γ-Fe₃Zn₁₀, δ-FeZn₁₀, ξ-FeZn₁₃ and η-Zn. The corrosion behaviour of Fe–B cast steels includes the following processes: the preferential leach and dissolution of Cr and Ni, the formation of Fe–Zn compounds controlled by zinc atom diffusion, and the spalling of borides without the supporting role of α-(Fe, Cr) matrix corroded by liquid zinc.     

CHARACTERISTICS AND FORMATION MECHANISM OF CORROSION SCALES ON LOW--CHROMIUM X65 STEELS IN CO2 ENVIRONMENT

利用高温高压CO₂腐蚀模拟实验以及ESEM, EDS, XPS和SEM等分析技术, 研究了4种不同含Cr量的X65管线钢的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物膜结构特征. 结果表明: 含Cr量高的钢平均腐蚀速率小, 无Cr和含1\%Cr的钢的腐蚀形态为局部腐蚀, 含3%和5%Cr的钢的腐蚀形态为全面腐蚀. 在高温高压CO₂腐蚀环境中, 含Cr钢的腐蚀产物膜为FeCO₃和Cr(OH)₃竞争沉积形成的多层结构, 其中1Cr-X65和3Cr-X65的腐蚀膜具有3层结构, 5Cr-X65的腐蚀膜是双层结构. Cr在腐蚀产物膜层中出现局部富集, 远高于基体中的Cr含量. 高含Cr量使腐蚀产物膜中的Cr(OH)₃含量高, 并提高了腐蚀膜的保护性能, 从而引起腐蚀形态发生转变, 腐蚀速率降低. FeCO₃和Cr(OH)₃共沉积层膜对低铬钢的抗CO₂腐蚀性能具有关键的影响.