Ni-Fe-P 化学镀层抗 CO2 腐蚀性机理研究

目的研究Ni-Fe-P化学镀层抗CO2腐蚀性机理。方法通过SEM,EDS,XRD以及EIS等技术对经化学镀Ni-Fe-P处理后的35Cr Mo钢表面进行表征,分析其抗CO2的腐蚀性能。结果处理后的35Cr Mo钢表面为非晶态组织,硬度高达570.12HV。Ni-Fe-P镀层钢腐蚀倾向减小,极化电阻增大,镀层对基体形成了较好保护。镀层的腐蚀过程受溶液双电层和钝化膜的影响。结论 Ni-Fe-P镀层在CO2水溶液中具有极强的钝化倾向,可显著提高材料的抗CO2腐蚀性能。     

Ni-Fe-P化学镀层结构及抗CO2腐蚀性能研究

采用SEM、XRD、能谱等现代化测试方法,对Ni-Fe-P化学镀层的组织结构、形成机理进行了研究;采用电化学测试方法,研究了Ni-Fe-P复合镀层在CO2水溶液中的腐蚀行为及抗CO2腐蚀机理.     

不同材质油套管钢的CO2腐蚀行为

目的不同管材的CO_2腐蚀行为存在差异,为优选经济型抗CO_2腐蚀材质油套管,探究不同腐蚀条件下常规管材的CO_2腐蚀特征。方法以实际油田的地层水样为腐蚀介质,在高温高压的条件下,对不同材质的油套管进行模拟实验。利用X射线衍射仪(XRD)分析腐蚀试样表面腐蚀产物的形貌特征,研究CO_2分压、温度、测试时间对油套管腐蚀速率的影响规律。结果随着CO_2分压的增加,普通碳钢和低Cr钢的腐蚀速率显著变化,当CO_2分压为0.3 MPa时,普通碳钢腐蚀速率为2.2021 mm/a,而13Cr的腐蚀速率很低,仅为0.1052 mm/a,未表现出明显的规律;腐蚀速率随着温度的升高呈先增加后降低的变化规律,N80,1Cr钢的腐蚀速率远高于13Cr钢;在较短的测试周期内,N80,1Cr,3Cr油套管钢的腐蚀速率略有增加,随着测试周期持续增加,油套管钢的腐蚀速率明显下降;从腐蚀形貌来看,普通碳钢试样的腐蚀程度严重,以均匀腐蚀为主,1Cr,3Cr钢表面存在少量的局部浅斑,以局部腐蚀为主;13Cr材质钢的表面平整,有光泽且无点蚀,腐蚀程度轻微。结论普通碳钢的腐蚀速率对CO_2分压的影响比含Cr合金材质钢更敏感,温度和测试周期均对金属表面的腐蚀产物产生影响,随着温度和测试周期的持续增加,金属表面形成Fe CO3保护膜,含Cr钢表面因铬的富集形成钝化膜,抑制油套管的腐蚀速率,研究成果对CO_2腐蚀环境中的油套管选材具有理论指导意义。     

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.     

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。     

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。     

超级13Cr钢在高温高压下的抗CO2腐蚀性能

在模拟某油田腐蚀环境中,通过高温高压CO2腐蚀试验,采用SEM、EDS和XPS测试手段分析,研究温度变化对超级13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为的影响。研究结果表明,随着温度的升高：超级13Cr马氏体不锈钢的均匀腐蚀速率呈微上升的趋势,气相环境中试样的均匀腐蚀速率大于液相,但均远小于0．1mm／a,局部腐蚀严重。在温度为150℃的气相环境中,超级13Cr钢最大局部腐蚀速率可达2．1379mm／a,其7天实验的最大局部腐蚀坑深度可达41μm。XPS检测结果显示,超级13Cr钢表面钝化膜主要成分是非晶态的Cr2O3。     

CO2驱油田注采井油套管腐蚀速率控制值

腐蚀控制是CO2驱的关键技术,国内外CO2驱油田普遍采用普通碳钢(J-55、N-80等)油套管通过添加缓蚀剂的措施来控制腐蚀.国内普遍采用0.076mm/a作为腐蚀速率控制值,而国外则没有统一的标准.0.076mm/a来自于标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》,从测试环境、腐蚀源和腐蚀环境来看,直接把它作为CO2驱油田腐蚀环境条件下的选材与腐蚀控制衡量指标是不合理的.通过最危险工况条件下油套管的强度计算所获得的寿命周期内允许的平均腐蚀速率可以作为发生均匀腐蚀材料的选材依据.没有必要设定一个平均腐蚀速率标准值来作为CO2驱油田腐蚀环境条件下优选和评价缓蚀剂的衡量指标.     

化学镀Ni-P合金在CO2溶液中的腐蚀磨损行为

研究了化学镀Ｎｉ－Ｐ合金在ＣＯ２水溶液中的腐蚀磨损行为。结果表明,随ＣＯ２浓度增大、载荷增加和滑动速度增加,化学镀Ｎi－Ｐ合金的腐蚀磨损速率增大、自腐蚀电位负移 ;当ＣＯ２浓度增大、载荷减小和滑动速度降低,化学镀Ｎi－Ｐ合金摩擦系数增大。同样条件下,化学镀Ｎi－Ｐ合金比Ｇ１０５钢具有更高的耐腐蚀磨损性。     

NdFeB磁体的二次化学镀耐蚀性能

研究了NdFeB磁体表面超声波化学镀和二次化学镀Ni- P合金的耐腐蚀性，用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了镀层的组织结构，结果表明，该工艺制备的镀层明显地提高了NdFeB磁体的耐蚀性能.     

FS-1化学镀Ni-P镀层的性能研究

采用XRD与SEM分析技术、电化学阳极极化曲线测试和 摩擦磨损试验等，系统地研究了FS-1化学镀Ni-P镀层的结构和性能.结果表明：该镀层具有 优良的耐蚀和耐磨性能，热处理虽可以显著地提高镀层的耐磨性能，但使其耐蚀性能有所降 低.     

二氧化碳对N80钢腐蚀行为的影响研究

采用自制高温高压静态腐蚀试验装置，利用失重法、X射线光电子能谱及扫描电镜分析，研究了不同温度、压力下N80钢在饱和二氧化碳的3％NaCl水溶液中的腐蚀行为，分析了腐蚀前后钢片表面产物膜，探讨了腐蚀产物膜形成的原因。     

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     

含硫介质中化学镀Ni-P合金镀层耐蚀性研究

用场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪及X射线衍射仪分析Ni-P合金镀层表面的形貌、组成及结构,用恒电位极化曲线法研究了Ni-P合金镀层在Na2S溶液中的腐蚀行为,通过重量法测试了Ni-P合金镀层在不同温度、不同质量分数Na2S溶液中的腐蚀速率.结果表明:Ni-P合金镀层为非晶态镀层,表面具有胞状结构;在Na2S质量分数一定的条件下,Ni-P合金镀层腐蚀的阳极过程随着温度的升高,钝化区域逐渐变窄.     

Ni-Mo-P基复合镀及表面高分子涂敷耐蚀性能研究

对不同热处理温度与Ni-Mo-P、Ni-Mo-P／Al2O3及Ni-Mo-P／PPS合金镀层的耐蚀性的影响进行了对比；并对Ni-Mo-P／PPS镀层进行表面复合涂敷，观察了涂敷层的截面的形貌并测定其耐蚀性。结果表明，Ni-Mo-P／PPS镀层具有良好的耐蚀性，在85℃的腐蚀速率为Ni-Mo-P镀层的1／3；与化学镀层相比，复合涂敷层具有极其良好的耐蚀性，涂敷层与镀层之间结合致密、无间隙。     

AZ91D镁合金化学镀Ni-P及Ni-W-P镀层的结构与耐蚀性

在AZ91D镁合金上直接化学镀Ni-P和Ni-W-P镀层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及电化学工作站研究后续热处理对化学镀层组织形貌、相组成及其耐蚀性的影响。结果表明,制备的Ni-P镀层为非晶态,而Ni-W-P镀层为纳米晶结构,两者在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性相当。热处理可以明显提高Ni-W-P镀层的耐蚀能力,但却稍微弱化Ni-P镀层的耐蚀能力,热处理后的Ni-W-P层自腐蚀电位相对于未处理的化学镀Ni-W-P或Ni-P层提高了约150 mV。     

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。     

Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的耐蚀性研究

采用腐蚀溶液浸泡、阳极极化曲线和中性盐雾试验3种方法较系统地研究了Ni-W-P-SiC脉冲复合镀层的耐蚀性.其结果表明：镀层在HCl、H2SO4、H3PO4溶液中的腐蚀速率都比较低，而镀层在FeCl3溶液中的腐蚀速率远大于前三者；镀层在H2SO4和H3PO4中的钝化区较宽，有过钝化区、二次钝化区和二次过钝化区出现，而在HCl和FeCl3中的钝化区较窄，且只有过钝化区；3种腐蚀试验方法均表明脉冲频率和占空比对试样的腐蚀速率都有不同程度的影响；不同脉冲参数条件下的400℃热处理镀层的腐蚀速率都比镀态镀层的腐蚀速率小得多. 