温度对3Cr钢在CO_2-O_2环境中腐蚀的影响

为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100～60℃循环的温度条件下,对3Cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3Cr钢在模拟工况下的腐蚀速率和极化曲线,并利用SEM、XRD、EDS分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明,温度由60升高至100℃时,腐蚀速率由0.552增长至1.920 mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292 mm/a;60和100℃时,腐蚀产物均为单层膜结构,且存在点蚀坑;在100-60℃高-低温循环时,腐蚀产物为双层膜结构,且存在直径约为4μm的腐蚀坑。温度主要影响3Cr钢腐蚀产物膜的结构和点蚀的形态,60和100℃时,点蚀坑内的聚集的Cl~-离子使点蚀向纵深处发展,在100-60℃高-低温循环时,溶液中的O_2促进了点蚀的横向发展,而腐蚀坑底部富集的Cr将阻碍点蚀的纵向发展。注多元热流体热力采油过程应充分考虑温度变化对3Cr钢腐蚀的影响,同时也要考虑温度变化引起3Cr钢点蚀的敏感性。     

环境温度对船用耐蚀钢腐蚀行为的影响

 采用国际海事组织（IMO）模拟油轮货油舱内底板环境试验方法,对比分析了传统船板和耐腐蚀船板的腐蚀失重与腐蚀形貌,深入研究了环境温度对船用耐蚀钢腐蚀行为影响规律。结果表明,环境温度对船板腐蚀行为存在显著影响,随着环境温度（30~50℃）的升高,点蚀坑的数量逐渐增多,点蚀坑深度先增大后减小,在45℃时达到峰值。2种钢点蚀行?畋鸾洗螅炒甯值闶纯拥纳疃戎本侗龋╤/D）随环境温度的增大而增大,而耐蚀船板则呈现逐步下降的趋势。耐蚀合金元素的加入有效降低了船板钢在不同温度下的腐蚀速率,减小了钢的点蚀坑数量,改善了点蚀坑的扩展方式。即点蚀坑由纵向深度方向扩展,转为横向表面方向扩展,有效提高了船板的安全性。     

高温蒸汽环境中CO_2分压对3Cr钢腐蚀的影响

为了研究CO_2分压对3Cr钢在高温蒸汽环境中腐蚀的影响。利用高温高压釜模拟CO_2辅助蒸汽驱注气井工况,在160℃,CO_2分压为1~4MPa的条件下,对3Cr钢进行了失重挂片腐蚀实验,得到3Cr钢的腐蚀速率,并利用SEM、EDS、XRD及XPS观测了3Cr钢的腐蚀形貌及产物组成。结果表明:在实验条件下,3Cr钢的腐蚀速率均小于油田腐蚀控制指标(0.076mm/a),且随着CO_2分压的升高,其腐蚀速率先升高后降低;CO_2分压为1~2MPa时,腐蚀产生的FeCO3逐渐沉积在试样的表面,使FeCO3晶体的数量逐渐增多;CO_2分压为3~4MPa时,腐蚀产物中的FeCO3晶体有少量溶解,FeCO3晶体棱角逐渐变圆,形成的腐蚀产物变得更加致密。含CO_2高温蒸汽环境中,CO_2分压主要影响FeCO3的沉积和溶解,从而影响了3Cr钢腐蚀产物膜的保护性,进一步影响3Cr钢的腐蚀速率。     

温度对API—X60管线钢HeS／CO2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜模拟高含硫气田H2S／CO2共存环境,在流动溶液介质中进行腐蚀试验,辅以扫描电子显微镜和X射线衍射仪等研究手段,探讨了温度对API—X60管线钢H2S／CO2腐蚀行为的影响。结果表明,随着温度的升高,API-X60管线钢的腐蚀速率先升高后降低,腐蚀形态由局部腐蚀趋于全面腐蚀,高温区有点蚀倾向。低温时形成的腐蚀产物以马基诺矿型晶体和铁的单硫化物为主,随着温度的升高,腐蚀产物以层片状马基诺矿型晶体为主,并出现少量磁黄铁矿型晶体,高温区则以磁黄铁矿型晶体为主。低温区点蚀的发生是由于腐蚀产物附着力差导致其覆盖率降低,膜层覆盖处的阴极效应促进了局部腐蚀。     

集输管道CO2/油/水环境中X65钢的腐蚀特征

通过高温高压动态反应釜实验模拟油田集输管道腐蚀环境,采用腐蚀失重、X射线衍射、扫描电镜和电化学分析等方法,研究了CO₂/油/水环境中X65钢的腐蚀行为. 结果表明:不同原油含水率条件下,X65钢CO₂腐蚀形态发生改变. 含水率较低(40%~50%)时,原油的浸润作用使X65钢表面发生均匀腐蚀,局部由于原油吸附不均匀出现点蚀特征;含水率在70%~80%之间时,原油对钢表面屏障作用减弱,生成的产物膜厚而疏松、局部脱落引发台地腐蚀;含水率为90%时,台地腐蚀破坏区域扩大,腐蚀加重. 原油可以明显改变腐蚀产物晶体颗粒大小、堆垛方式、产物膜结构以及化学成分. 在原油的缓蚀作用下,X65钢CO₂腐蚀过程的温度敏感点向低温段移动,出现在50℃左右,腐蚀速率降低区间变宽,X65钢耐蚀性增强.      

温度和pH值对20#钢盐酸露点腐蚀行为的影响

针对常压塔顶系统出现的盐酸露点腐蚀,利用失重法、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析手段,对不同温度、不同pH值下20#钢的盐酸露点腐蚀速率、腐蚀形貌及腐蚀产物进行了分析.结果表明:随温度的增加,20#钢的盐酸露点腐蚀速率呈先增加后减小的趋势,在90℃时达到峰值;20#钢的盐酸露点腐蚀速率与HCl溶液pH值负相关,随HCl溶液pH值的增加,露点腐蚀速率快速降低;20#钢表面整体为均匀腐蚀,局部区域伴有腐蚀坑,温度高于90℃时,随温度的升高腐蚀坑数量增多;随pH值增大,腐蚀坑数量减少且腐蚀坑变浅,溶液中存在的氯离子(Cl-)会加深腐蚀坑,加速腐蚀;X射线衍射分析表明:20#钢表面腐蚀产物膜的主要成分为α-FeOOH、Fe₃O₄和γ-FeOOH.      

300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及机制

摘要：为了研究300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及腐蚀机制，采用失重法，宏观、微观腐蚀形貌分析，三维表面轮廓分析及电化学分析的研究方法，来表征腐蚀实验现象并进行分析。结果表明：300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀产物为FeOOH、Fe2O3、Fe(OH)3和Fe3O4；腐蚀速率随着腐蚀时间逐渐降低，腐蚀后期（72h）腐蚀速率降低50%；腐蚀初期以点蚀为主，点蚀坑通过横向扩展，逐渐发展为后期的均匀腐蚀，腐蚀表面形貌呈沟壑状；外腐蚀层对基体的保护能力很弱，Cr元素在锈层靠近基体的一侧偏聚使内腐蚀层具有一定的抗腐蚀性。     

关于用ASTM G48 E法检测SUP13Cr临界点蚀温度的探讨

依据ASTM G 48E法对SUP13Cr材质的临界点蚀温度进行测定,并对不同温度的点蚀规律进行了研究,对三种CPT检测方法进行了讨论。实验结果表明使用该方法无法测出该材质的临界点蚀温度,通过不同温度的E法实验发现在0~20℃时材料腐蚀以点蚀为主,点蚀坑深度逐渐增大,壁厚方向减薄不明显;30~40℃时点蚀和均匀腐蚀同时存在,由于壁厚减薄量开始增大,点蚀坑深度变浅,点蚀速率急剧增大;温度大于50℃时完全转变为均匀腐蚀,点蚀坑消失,壁厚减薄量达到最大。     

高含H2S和CO2环境中L80钢的腐蚀规律

 采用失重腐蚀方法研究了在模拟气田井下腐蚀环境中腐蚀影响因素(总压力、温度、腐蚀时间、H2S、Cl-、溶液流速),对套管钢(L80)腐蚀的影响规律,并用扫描电镜分析了腐蚀产物膜形貌。结果表明：60 ℃为L80钢在H2S+CO2腐蚀环境中的腐蚀临界温度,此时,L80钢的腐蚀速率最小;当总压力大于等于9 MPa,温度为120 ℃,H2S、CO2达到各自的超临界点,L80钢的腐蚀速率比温度为90 ℃时小;随腐蚀时间延长,腐蚀速率明显下降;相对在单一的CO2环境下,引入H2S可降低腐蚀速率;Cl-可促进L80钢的腐蚀;溶液流速加快,腐蚀速率提高。     

低碳中铬钢在模拟CO2-EOR环境下的腐蚀行为

 为了研究Cr5和Cr7(质量分数/%)钢在CO₂-EOR高温高压服役条件下的腐蚀机理,利用高温高压反应釜模拟其腐蚀行为,使用失重法测定了腐蚀速率,采用SEM、EDS、XRD和XPS等手段对腐蚀产物进行了观察与分析,探讨了试验钢在CO₂条件下的腐蚀机理,并提出了腐蚀模型。研究结果表明,Cr5钢的腐蚀速率为0.734 75 mm/a,Cr7钢的腐蚀速度为0.217 32 mm/a;腐蚀产物均由外层的FeCO₃晶体以及内层的非晶态FeCO₃和Cr(OH)₃组成;腐蚀初期,产物膜以原位形成和阳极溶解后逐渐沉积两种途径生成;产物完全覆盖基体后,离子在界面处的扩散后沉积成为产物膜生长的主要途径。     

445J2超纯铁素体不锈钢和316L超低碳奥氏体不锈钢在溴化锂溶液的点蚀分析

445J2铁素体不锈钢由于高的导热率、低的热膨胀系数以及良好的耐蚀性能使得其作为溴冷机中一些部件的良好候选材料,本文采用电化学测试方法对比研究了445J2超纯铁素体不锈钢(/%:0.01C,22.5Cr, 1.9Mo, 0.27Nb, 0.20Ti, 0.09Al, 0.36Cu, 0.015P,0.001S,0.015N)和316L奥氏体不锈钢(/%:0.002C,16.8Cr, 10.19Ni, 2.02Mo, 0.025P,0.0008S)在20～60℃0.1～1M的溴化锂溶液中的点蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对电化学结果进行表征。结果表明,随着LiBr温度和浓度的升高,两种钢腐蚀电流密度增大,点蚀电位降低,耐点蚀性变差;氧化物和硫化物夹杂会引起两种钢的点蚀;高含量的Cr以及Mo、Ti、Nb、Al等合金元素使445J2钢具有优异的耐点蚀性能。     

Ce和W对444铁素体不锈钢耐点蚀性的影响

采用浸泡失重法和电化学方法研究Ce和W对铁素体不锈钢在含Cl-溶液中耐点蚀性能的影响,并通过恒电位极化法测定不同Ce和W含量的铁素体不锈钢临界点蚀温度(CPT)。结果表明,W和Ce都可显著抑制铁素体不锈钢在FeCl₃溶液中的腐蚀溶解,且含W的不锈钢蚀坑坑底有W元素富集。Ce和W的添加提高了不锈钢在5%NaCl溶液中的临界点蚀温度,并且当W的质量分数达到1%时,可以显著增强蚀坑的再钝化能力。添加Ce和W可提高不锈钢的点蚀电位,降低腐蚀电流密度,提高不锈钢的耐点蚀性能。不同成分的铁素体不锈钢在中性氯溶液中都表现出稳定的钝态,而Ce和W的添加可以提高钝化膜的稳定性,扩大钝化区范围。     

钨含量及固溶温度对022Cr25Ni7Mo3.5WCuN钢耐腐蚀性能的影响

研究了钨含量及固溶温度对超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能的影响。通过化学浸泡失重法和电化学极化曲线法,测试了超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能,并运用Thermo Calc热力学计算辅助分析。结果表明,固溶温度对超级双相不锈钢022Cr25Ni7Mo3.5WCuN耐点腐蚀性能影响效果显著,在1 100 ℃时,022Cr25Ni7Mo3.5WCuN 的耐腐蚀性能达到最佳;在理想的固溶条件下,钨元素有助于钝化膜的形成,钨含量的增加使得022Cr25Ni7Mo3.5WCuN的耐腐蚀性能增强,在钨质量分数为1.5%时,022Cr25Ni7Mo3.5WCuN获得最佳耐腐蚀性能,若钨含量继续增加,打破了α和γ两相的平衡,则耐蚀性能降低。     

7%Cr管线钢在含有CO2盐溶液中的腐蚀行为研究

摘要：利用失重法,结合显微形貌、能谱分析、X射线衍射、电化学测试等手段,分析了中铬钢在高温高压含有CO2的盐溶液环境中腐蚀的萌生与发展,以及热处理工艺对中Cr钢的耐蚀性能影响规律。结果显示：7%Cr（质量分数）钢在有CO2的盐溶液中的腐蚀以点蚀为开端,随后形成由Cr(OH)3和FeCO3组成的非晶态产物膜,产物膜外层有颗粒状FeCO3附着,随着Cr(OH)3的大量产生产物膜中部分FeCO3溶解,随后CaCO3沉淀填补了颗粒状FeCO3溶解后留下的空隙。热处理后淬火试样耐蚀性最好,正火次之,轧制试样最差。     

钼对S30432耐热钢组织和性能的影响

 为了明确是否应在国产S30432钢中加入钼,研究了0.32%Mo对S30432耐热钢组织和性能的影响及机理。利用SEM、TEM和Thermo-Calc软件研究了钼对S30432钢析出相和基体的影响;通过650 ℃高温瞬时拉伸试验和高温蠕变断裂试验研究钼对S30432钢高温力学性能的影响;采用电化学试验评价了钼的添加对S30432钢耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加钼对S30432钢的高温力学性能和耐腐蚀性能有益。在S30432钢中添加0.32%Mo,提高了其650 ℃时的屈服强度和抗拉强度,延长了短时蠕变断裂时间并提高了断裂后的硬度。但长时蠕变后钼对S30432钢强度提高的作用不明显。含钼的S30432钢具有更高的自腐蚀电位、点蚀破裂电位和更低的晶间腐蚀敏感性。腐蚀形貌观察发现含钼钢中点蚀坑的数量较少、尺寸较小,晶间腐蚀程度较轻。     

低铬抗硫套管的H_2S/CO_2腐蚀行为研究

通过高温高压及H2S应力腐蚀开裂(SSC)实验,采用SEM、EDS、XRD和TEM技术,研究3Cr110S在模拟环境中的H2S/CO2腐蚀行为。结果表明:在模拟H2S/CO2高温高压腐蚀环境中,H2S腐蚀占主导作用,3Cr110S的均匀腐蚀速率为0.1272 mm/a,局部腐蚀轻微,试样表面腐蚀产物为FeS;在施加应力为72%、80%的最低屈服强度时,3Cr110S试样均未发生应力腐蚀开裂,具有良好的抗SSC性能;3Cr110S回火索氏体组织的条束之间位相差大,铬元素在晶界及晶内以粒状碳化物析出、位错纠结、弥散分布碳化物的位错定扎对SSC裂纹扩展起着良好的阻碍作用。     

高温高压环境下不同浓度KBr溶液对13Cr不锈钢的腐蚀行为影响

油气工业中溴盐完井液的使用极易导致油套管腐蚀失效的发生, 尤其是局部腐蚀风险.针对这一问题, 采用高温高压腐蚀模拟试验、扫描电镜观察与分析、电化学测试等试验研究方法, 研究了高温高压环境下不同浓度溴盐溶液对普通13Cr和超级13Cr两种典型油套管材腐蚀行为的影响.结果表明: 从平均腐蚀速率来看, 两种13Cr管材在三种浓度溴盐溶液中均表现出较好的耐蚀性能, 属于轻度或中度腐蚀, 但从局部腐蚀速率来看, 两种材料均达到严重或极严重腐蚀; 随着溴盐浓度的提高, 普通13Cr的自腐蚀电位和点蚀电位均明显负移, 对应材料的平均腐蚀速率和局部腐蚀速率均明显上升, 而超级13Cr仅点蚀电位明显负移, 自腐蚀电位则相对稳定, 对应其平均腐蚀速率变化幅度较小, 局部腐蚀速率则明显上升, 这说明相比普通13Cr, 超级13Cr对溴盐溶液具有更强的整体耐受能力, 但局部腐蚀敏感性仍然较高; 激光共聚焦(LSCM)三维表征结果表明, 在高质量浓度溴盐溶液(1.40 g·cm-3)中, 不论是普通13Cr还是超级13Cr都有明显的点蚀倾向, 这主要与溶液中高浓度的侵蚀性阴离子Br-有关, 相比于普通13Cr, 超级13Cr的点蚀敏感性相对较低, 但其点蚀风险仍不可忽视.      

碳钢在NaCl溶液中初始腐蚀行为的探讨

采用电化学极化与金相显微镜原位观察相结合的方法,对Q235钢在3%NaCl溶液中腐蚀的初始行为进行了研究。借助原子力显微镜对初始腐蚀的试样观察分析,发现试样在-900 mV(vs SCE)就出现了点蚀,点蚀优先在晶界附近的铁素体上生成。蚀坑长大后,优先沿轧制方向发展,而形成腐蚀沟槽。钢中夹杂没有发生活性溶解,导电性夹杂物作为阴极仅对腐蚀过程起促进作用。