13Cr-N80油管钢在不同浓度NaCl溶液中的电偶腐蚀行为

采用电化学方法,研究了超级13Cr-N80油管钢电偶对在不同浓度NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,采用SEM分析了电偶对中被腐蚀试样的腐蚀形貌,并利用EDS和XRD分析手段分析了其腐蚀产物。结果表明,在不同浓度NaCl溶液中,13Cr与N80之间均存在明显的电位差,13Cr与N80偶接时均发生了不同程度的电偶腐蚀,电偶对中N80作为阳极被加速腐蚀,而13Cr作为阴极得到保护,超级13Cr-N80油管钢电偶对必须对N80防护后方可偶接使用;随着NaCl溶液浓度的增大,超级13Cr-N80油管钢电偶对的电偶电流密度减小,电偶对中N80的腐蚀程度降低,且其表面的腐蚀产物主要由Fe3O4组成。     

pH值对超级13Cr钢在NaCl溶液中腐蚀行为与腐蚀膜特性的影响

采用全浸泡腐蚀方法,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、失重法、极化曲线和交流阻抗(EIS)等分析手段,对超级13Cr油管钢在不同pH值NaCl溶液中的腐蚀形貌、腐蚀速率、腐蚀产物及其腐蚀膜层的电性能进行了分析,研究了超级13Cr油管钢在NaCl溶液中的腐蚀行为与腐蚀膜层电性能,结果表明:超级13Cr油管钢在酸性的NaCl溶液中具有较好的抗腐蚀性能,其表面腐蚀膜层具有钝化特性,随着溶液pH值的降低,其腐蚀膜层的钝化性能增强,发生点蚀的倾向性减小,而发生全面腐蚀的倾向性增大,其腐蚀产物为Fe和Cr的氧化物组成。当溶液pH值大于4.5时,腐蚀速率随着溶液pH值的减小而增大;当溶液pH值小于4.5时,腐蚀速率随着溶液pH值的减小而减小。     

TP110SS和P110钢在酸性NaCl溶液中的腐蚀行为

高含硫化氢和二氧化碳气井生产过程中油套管的腐蚀严重影响油气井安全生产.采用挂片试验和电化学技术研究了TP110SS和P110钢分别在H2S、CO2,H2S+ CO2饱和的5％NaCl溶液中的腐蚀行为,并采用扫描电镜观察腐蚀形貌.结果表明:2种钢在H2S饱和的5％NaCl溶液中的腐蚀最为严重,在CO2饱和时的腐蚀速率最低,在H2S及H2S +CO2饱和时的腐蚀以H2S腐蚀为主,且属典型的阳极溶解型腐蚀;2种钢在H2S饱和条件下的腐蚀产物比CO2饱和条件下的腐蚀产物膜更为蓬松、多孔,与基体的结合度也较差,易脱落,局部腐蚀形貌显著.     

超级13Cr油管钢在不同浓度Cl-介质中的腐蚀行为

采用全浸腐蚀实验方法,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)、失重法、极化曲线等分析手段,对超级13Cr油管钢在不同浓度(5%,15%,25%,35%,质量分数)的NaCl溶液中的腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物及电化学特性进行了分析,研究了Cl~-浓度对其腐蚀行为的影响。结果显示:超级13Cr油管钢在Cl~-浓度低于35%的NaCl溶液中具有较好的耐腐蚀性能,Cl~-浓度对其腐蚀行为有一定程度的影响,随着Cl~-浓度的增大,材料的耐腐蚀性能降低,被腐蚀倾向增大。较高的Cl~-浓度加速了材料表面点蚀的生长,引发局部腐蚀,进而导致全面腐蚀。Cl~-浓度的增大使超级13Cr油管钢的腐蚀速率增大,但随着腐蚀程度的加重,腐蚀产物增厚及覆盖面积增大,阻碍了基体和溶液的接触,从而减缓了腐蚀速率的增速,其腐蚀产物主要是由Fe和Cr的氧化物构成。     

极化电位对超级13Cr钢应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀开裂(SCC)的实验方法,通过应力应变(σ-ε)曲线、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等手段分析了不同极化电位下超级13Cr钢在NaCl溶液中的力学性能、腐蚀形貌、腐蚀产物和应力腐蚀开裂敏感性指数(Iscc),研究了极化电位对其抗SCC性能的影响。结果显示:随极化电位的升高,超级13Cr钢在5%NaCl溶液中的Iscc增大,其抗SCC性能降低;当极化电位低于-150mV时,超级13Cr钢的应力腐蚀程度较轻,抗SCC性能较好;当极化电位高于-90mV时,其应力腐蚀程度严重,抗SCC性能较差。     

超级13Cr马氏体不锈钢在鲜酸中的腐蚀行为

通过不同温度的高温高压鲜酸(15%HCl+1.5%HF+3%HAc+4.5%缓蚀剂)腐蚀试验及极化曲线测量,研究超级13Cr马氏体不锈钢油管材质在鲜酸溶液中的腐蚀行为及其与酸化缓蚀剂的匹配性。结果表明:鲜酸中加入酸化缓蚀剂,超级13Cr的开路电位正移,自腐蚀电流密度显著降低,酸化缓蚀剂主要改变了超级13Cr的阳极过程;在较低温度条件下,超级13Cr与酸化缓蚀剂的匹配性良好;随着鲜酸试验温度的提高,超级13Cr材质的均匀腐蚀速率增大,其在160℃的均匀腐蚀速率为47.08mm/a,接近50.8mm/a;温度低于120℃,超级13Cr未出现明显点蚀,超过160℃,其点蚀程度显著增大;140~160℃应为酸化缓蚀剂缓蚀效果显著降低的突变区。     

CO2驱油井环境下N80钢与3Cr13钢的电偶腐蚀行为

N80钢与3Cr13钢常作为油管和水力锚等的材料使用,在CO₂驱油井环境中不可避免偶接使用易产生电偶腐蚀。为此,通过开展CO₂环境下N80钢和3Cr13钢的腐蚀速率试验和电偶腐蚀试验,明确了CO₂含量、温度、压力和矿化度等因素作用下2种钢的电偶腐蚀规律。结果表明：CO₂驱油井中2种钢产生电偶腐蚀,3Cr13钢为阴极,且不受电偶腐蚀影响,N80钢为阳极,电偶腐蚀速率增大;且N80钢的电偶腐蚀速率随CO₂含量、温度、压力和矿化度的增大而增大;电偶腐蚀敏感因子随CO₂含量和压力增大而减小,当CO₂含量达到20.0%时电偶腐蚀敏感因子为负值,随温度升高先减小后增大,随矿化度增加而增大,电偶腐蚀速率最大可高于常规腐蚀69%。     

3Cr钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学测量技术、静态和动态浸泡试验研究了3Cr钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,从而为3Cr钢在Cl-腐蚀环境中的使用提供参考。结果表明:3Cr钢在动态腐蚀条件下比静态腐蚀时具有较正的开路电位、较高的电化学腐蚀速率和低的电化学阻抗;长期静态浸泡后,动态腐蚀加速了3Cr钢的腐蚀,点蚀更为严重;在25~80℃内,动态腐蚀速率在60℃时为最大值。     

CO2饱和NaCl溶液中Cl-浓度对2Cr13不锈钢腐蚀行为的影响

Cl-对金属及合金有强烈的点蚀作用,易引起局部腐蚀失效,造成严重的经济损失。探究其腐蚀机理有利于预防Cl-对金属的腐蚀。通过极化曲线、交流阻抗等电化学测试方法,结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等检测手段,研究了60℃下CO2饱和NaCl溶液中Cl-浓度对2Cr13不锈钢腐蚀行为的影响,并讨论了其腐蚀机理。结果表明:在CO2饱和NaCl溶液中,Cl-存在多种影响作用,如腐蚀催化、增大H+活度、降低CO2溶解度等;随着Cl-浓度的增大,2Cr13不锈钢的再钝化能力变差,点蚀诱发敏感性增强,腐蚀速度呈现先增大后减小的变化趋势,NaCl浓度为60 g/L时,2Cr13不锈钢的腐蚀速率最大。     

基于COMSOL Multiphysics的3Cr钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

目前,关于低Cr钢在流动性腐蚀介质中的研究相对较少。为了进一步了解低Cr钢在实际工作环境下的腐蚀特性,尤其是在高温、高Cl-腐蚀环境中的腐蚀行为,基于大型仿真软件COMSOL Multiphysics,从静态和动态两个方面对3Cr钢在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀行为进行了模拟仿真,从而为3Cr钢在Cl-腐蚀环境中的使用提供参考。结果表明:浸泡液静态时,3Cr钢在3.5%NaCl溶液中具有较高的腐蚀敏感性,腐蚀等级属于严重腐蚀; 3Gr钢在动态腐蚀条件下比静态腐蚀时具有更高的电化学腐蚀速率;浸泡液的流动极大地加速了3Cr钢的腐蚀过程,室温(25℃)下,浸泡溶液的流速为1 m/s时,最大腐蚀速率约为静态最大腐蚀速率的7.5倍;在25～80℃内,动态腐蚀速率先增大后减小,在60℃时为最大值。     

土壤中1Cr13不锈钢的某些腐蚀行为研究

用埋设试件的方法,研究了１Ｃｒ１３不锈钢在酸性、中性及碱性土壤中,经过１、３、５年三个试验周期后的腐蚀行为特征。结果表明,１Ｃｒ１３不锈钢在酸性及中性土壤中腐蚀轻微,在高盐碱性土壤中腐蚀严重,而且以点蚀为主。土壤中Ｃｌ－及ＳＯ２－４是影响１Ｃｒ１３不锈钢腐蚀的最主要因素,随着土壤中Ｃｌ－及ＳＯ２－４增多,１Ｃｒ１３不锈钢的腐蚀失重近似线性增大     

超级13Cr马氏体不锈钢在单质硫环境中的腐蚀行为

采用单质硫悬浮实验法,利用失重法、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和pH计等分析手段,研究了单质硫沉积对国产超级13Cr马氏体不锈钢在模拟高温高压环境中腐蚀行为的影响,分析了腐蚀产物的表面形貌、元素组成及其含量、组分以及单质硫对高浓度NaCl溶液酸化程度的影响。结果表明:国产超级13Cr马氏体不锈钢的耐蚀性能因单质硫的添加而降低,其均匀腐蚀速率随着单质硫含量的增大而增大,并且在90℃取得最大值,但均小于0.0125mm/a;单质硫的添加改变了腐蚀产物膜的组分,硫化物的含量随单质硫含量的增大而增大;单质硫/金属界面处的pH值因单质硫与水发生歧化反应而降低,进而降低了超级13Cr马氏体不锈钢的耐蚀性能,Cl-与单质硫协同作用进一步加剧其腐蚀。     

碱液输储装置用12Cr13钢的热浓碱液腐蚀行为

目前对12Cr13钢在碱液中的腐蚀行为未见研究报道.采用浸泡试验通过调整流速、碱液浓度、浸泡时间等参数研究了12Cr13钢在热浓碱液中的腐蚀行为,以明确不同因素影响碱液腐蚀的规律及碱液腐蚀机理.结果表明:试验范围内12Cr13钢静态下的腐蚀速率大于动态下的,流速增大加速了试样的腐蚀及钝化膜的修复,促进了材料表面钝化膜的生成,降低了腐蚀速率.碱液浓度低(0～20％)时12Cr13钢以钝化为主,腐蚀速率较低,碱液浓度高(＞20％)时由于过钝化溶解,使腐蚀速率显著增大;在45％碱液中12Cr13钢经历着钝化膜的生成、过钝化溶解及钝化膜的修复过程,腐蚀速率随时间增大呈先增大后降低趋势,浸泡7d出现最大腐蚀速率;动态条件下这些过程被加速,腐蚀速率减小,约是静态下的1/2.     

NaCl溶液中铝合金的接触腐蚀研究

研究了作为牺牲阳极材料的铅合金在ＮａＣｌ溶液中与Ａ_３钢，３０２不锈钢和Ｔ_２紫铜偶接时的接触腐蚀行为，探讨了溶液中Ｃｌ~－浓度和温度变化，以及电偶对中阴极金属材料和阴阳极面积比Ａｃ／Ａａ不同时对电偶电流密度ｊ_ｇ~（Ａｌ）的影响。结果表明，电偶对中阴极金属材料不同，ｊ_ｇ~（Ａｌ）随Ｃｌ~－浓度增加有不同的变化趋势；铝合金与三种金属电偶接前起始电势差△Ｅ的排列顺序只在Ｃｌ~－浓度小于０．０５０ｍｏｌ／Ｌ时与ｊ_ｇ~（Ａｌ）的排序一致；阳极还原反应的速率出氧的扩散过程控制，ｊ_ｇ~（Ａｌ）与Ａｃ／Ａａ成正比关系；溶液温度大于２０℃时，ｊ_ｇ~（Ａｌ）随温度升高显著增大。     

Mg合金AE44/低碳钢在3.5%NaCl溶液中的电偶腐蚀研究

基于大型仿真软件COMSOL Multiphysics,研究了25℃阴阳极面积变化时低碳钢/Mg合金AE44电偶对在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,并在此基础上加入Al合金隔离器,研究Al合金面积的大小对低碳钢/Mg合金/引起电极极性逆转,且随着阴阳极面积比的增加Mg合金的腐蚀速率变快;当阴阳极面积比小于1∶1 200时阳极的腐蚀速率将会达到最小极限值;面积比为1∶1∶1的低碳钢/Al合金/Mg合金复杂电偶对的最大电解质电流密度仅为面积比为1∶1的低碳钢/Mg合金电偶对最大电解质电流密度的40%左右;低碳钢/Al合金/Mg合金组成的复杂电偶对中,Mg合金AE44表面最大电流密度随Al合金的长度的增加而减小,且符合对数关系。     

油田套管P110钢腐蚀的影响因素

油田油套管腐蚀大,影响因素较多,为了提高管道的使用寿命,给油气田的防腐蚀提供理论依据,采用动、静态高温高压釜对油井套管P110钢进行了失重法腐蚀试验,利用SEM,EDS和XRD技术对P110钢的动、静态CO2腐蚀行为进行了研究.结果显示,CO2腐蚀产物膜的主要成分是FeCO3和Fe3C;在每种条件下,温度、CO2分压、Cl-浓度对P110钢的腐蚀速率都有其临界值.     

酸性介质中聚苯胺对不锈钢的伽伐尼阳极保护效应研究

自制了独立的聚苯胺(PANI)粉末压片电极,并通过其与1Cr13不锈钢的耦合作用研究了PANI对1Cr13在1 mol/L和5 mol/L硫酸中的防腐蚀效应.结果表明,很小面积的PANI阴极即可以维持1Cr13不锈钢稳定钝化较长时间.PANI对1Cr13不锈钢具有的这种阳极保护作用(伽伐尼阳极保护)保护效率很高且有安全性,具有潜在应用前景.     

超级13Cr钢管坯异常显微组织的一种金相显示方法

在对超级13Cr钢管坯进行检验时,发现某批次管坯的显微组织存在异常,采用常规侵蚀剂无法清晰地显示其显微组织形貌。通过使用多种侵蚀剂交替侵蚀分析发现：采用王水酒精溶液、苦味酸盐酸酒精溶液和赤血盐氢氧化钾水溶液三种侵蚀剂交替侵蚀可以清晰地显示该批次超级13Cr钢管坯的显微组织;其中王水酒精溶液和苦味酸酒精溶液的侵蚀效果相似,都能很好地显示出该钢中的马氏体和块状铁素体组织,但不能很好地显示出该钢中的贝氏体组织,也不能确定出该钢中沿热加工方向的条状组织;而赤血盐氢氧化钾水溶液则能显示出该钢中除马氏体以外的其他组织,并且证实沿热加工方向的条状组织为δ-铁素体。