温度对3Cr钢在CO2-O2环境中腐蚀的影响

摘要：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1.920mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292mm/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O2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。     

厚规格X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀行为

通过金相显微镜、扫描电镜对厚规格X70管线钢焊接接头进行中性盐雾试验(NSS试验)腐蚀产物形貌进行观察,采用EDS、XRD分别对腐蚀产物进行面扫描和物相分析。结果表明,盐雾腐蚀过程先发生点蚀,点蚀逐步发展成全面腐蚀。Cl-引起点蚀,点蚀导致裂纹的产生。腐蚀产物成分均匀,主要由铁的氧化物、氯化物和氢氧化物组成。腐蚀速率随着腐蚀时间的延长变缓慢,腐蚀过程中Cl-易穿过外层疏松的腐蚀产物与基体发生反应,而最内层致密的腐蚀产物膜对腐蚀介质的进一步扩散起到阻挡作用,减缓了反应速率提高了耐蚀性。     

20CrMnTi齿轮钢的点蚀敏感性及裂纹萌生风险

利用弱腐蚀倾向的溶液环境,控制20CrMnTi钢产生有限的亚稳态蚀点分布.运用电化学噪声法,研究了20CrMnTi钢亚稳态蚀点的萌生规律,结合ANSYS有限元计算,导入真实腐蚀形貌,对比研究了不同腐蚀条件下蚀孔周边的应力分布与裂纹萌生风险.结果表明,20CrMnTi具有较高的点蚀敏感性,其亚稳态蚀点集中在杂质相边缘优先形核,随Cl-浓度的升高,点蚀孕育期明显缩短,点蚀敏感性增大.不同Cl-浓度下引起的形核速率上升会缩短蚀点间距,表面微裂纹易连接蚀点而发生扩展,增大裂纹萌生风险.      

库尔勒土壤环境中X70管线钢剥离涂层下的腐蚀特征

利用矩形剥离缝隙模型研究了库尔勒土壤模拟溶液中X70管线钢剥离涂层下的滞留液化学特征以及X70钢腐蚀特征.随着浸泡时间的延长,缝内滞留液的p H值逐渐下降直至稳定.Cl-在缝内滞留液中有不同程度的聚集,其中在缝隙底部的质量浓度最高.SO₄2-的质量浓度在腐蚀初期表现为随距离增加而降低,到腐蚀后期表现为随距离增加而升高.HCO₃-和NO₃-的质量浓度从漏点至缝底有小幅降低.阳离子的质量浓度变化不明显.缝内X70钢的腐蚀形貌表现为明显的点蚀,且随距漏点距离的增加,点蚀越严重.      

Q235钢和X70管线钢在北美山地灰钙土中的短期腐蚀行为

通过腐蚀失重速率试验、腐蚀形貌特征的扫描电镜观察和X射线衍射分析以及土壤理化性质分析等手段研究了国产Q235钢和X70管线钢在加拿大中南部的山地灰钙土中实地埋样试验一年后的短期腐蚀行为特征.结果发现Q235钢和X70钢的平均腐蚀速率和最大点蚀深度均比较接近,但Q235钢点蚀密度明显高于X70钢;两种钢的腐蚀产物成分类似,均为FeOOH、Fe₃O₄和Fe₂O₃的复杂混合物,腐蚀产物层不致密,存在明显的裂纹;两种钢表层土壤中均发现较多的硫酸盐还原菌、硫化菌和异养菌,这些菌群的共同作用能够加速腐蚀产物层下局部腐蚀的发生.      

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。     

纯锆R60702板材焊接接头的腐蚀性能研究

采用挂片失重法,研究了工业纯锆R60702板材钨极氩弧焊焊接接头分别在沸腾条件下的10%,30%,70%(质量分数)浓度的硫酸和醋酸+2%KI+200 mg·kg-1Na Cl介质中的腐蚀性能,并分析了接头腐蚀后的表面形貌及腐蚀机制。实验结果表明,在相同浓度硫酸介质中,焊接接头的腐蚀速率均比母材腐蚀速率大;当硫酸腐蚀液浓度低于30%(包含30%)时,母材和焊接接头均具有优异的腐蚀性能;当硫酸腐蚀液浓度高于30%时,母材和焊接接头腐蚀速率显著增大,硫酸浓度对母材和焊接接头的腐蚀速率影响均较大;在相同浓度醋酸+2%KI+200 mg·kg-1Na Cl混合介质中,接头的腐蚀速率均比母材腐蚀速率小;当醋酸浓度小于70%时,浓度对母材和接头的腐蚀性能影响较小,这是因为焊缝区域的粗大组织降低了Cl-和I-吸附晶界引起的氧化膜局部破坏效应;工业纯锆R60702母材和焊接接头在硫酸介质中腐蚀方式均为全面腐蚀,在醋酸+2%KI+200 mg·kg-1Na Cl混合介质中的腐蚀方式为点蚀。     

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.      

交流电流密度对X65钢在碳酸盐/碳酸氢盐溶液中腐蚀行为的影响

通过极化曲线测试、浸泡实验和表面分析技术研究了不同交流电流密度对X65钢在碳酸盐/碳酸氢盐溶液中腐蚀行为的影响.随交流电流密度的增加,钝化区宽度明显变窄,点蚀击破电位负移,维钝电流密度增大,腐蚀速率增加.在低交流电流密度下（<100 A·m-2）,维钝电流密度、点蚀程度和腐蚀速率均略增加;在高交流电流密度下（≥100 A·m-2）,维钝电流密度、点蚀程度和腐蚀速率均快速增加.      

22MnCrNiMo钢疲劳腐蚀性能研究

采用海水挂片试验和腐蚀疲劳试验对R4s(22MnCrNiMo)级钢的耐腐蚀机理和腐蚀疲劳性能进行了研究,腐蚀时间选择为30、60、90 d.结果表明:腐蚀初期,22MnCrNiMo钢的腐蚀机理为点蚀的局部腐蚀,随着时间的增加转变为点蚀的均匀腐蚀.当腐蚀时间到90 d时,试样表面已完全被花状腐蚀产物覆盖,整个腐蚀过程中,...     

合金调控对钢筋耐蚀性能的影响北大核心CSCD

采用通过微合金调控技术,合理控制钢中C、Cu、Cr和P等元素的含量,研发了一种比普通HRB400aE具有更高耐工业大气和含Cl^(-)污染物综合内陆自然环境腐蚀的400 MPa级低合金耐蚀抗震钢筋(NS-HRB400aE)。通过周浸试验、电化学极化曲线和电化学阻抗谱测试试验,对2种钢筋的耐蚀性进行了评价,结果表明合金化后的NS-HRB400AE低合金耐蚀抗震钢筋表面的腐蚀形貌为均匀腐蚀,而普通HRB400AE钢筋的腐蚀形貌主要为点蚀,NS-HRB400aE钢筋相比HRB400aE钢筋具有更低的腐蚀速率、更高的点蚀电位、更低的维钝电流密度和更高的临界Cl^(-)含量,表明微合金调控后钢筋的耐蚀性能显著提升。     

pH值对货油舱用耐蚀钢腐蚀特性的影响

针对油轮货油舱底部的高氯离子强酸性腐蚀环境,参照了IMO《货油舱用耐蚀钢实验程序》的要求,深入研究了腐蚀溶液的pH值对其腐蚀特性的影响,对比分析了普通E36级船板钢以及等强度级别的耐蚀船板钢腐蚀行为的差异.研究结果表明,pH值对钢的腐蚀速率有显著影响.pH＜3.0时,耐蚀钢的耐腐蚀性能,尤其是耐点蚀性能明显优于传统钢;pH≥3.0时,耐蚀钢和传统钢的腐蚀速率未表现出明显差异.强酸性氯离子环境下,实验钢的纯净度、微量耐蚀合金设计、显微组织共同决定了其耐腐蚀性能.钢中的非金属夹杂物是诱发局部腐蚀的主要原因;Cu、Ni、Sn元素的复合添加能显著提高耐蚀钢的腐蚀电位,同时耐蚀合金元素在锈层内部富集,提高了耐蚀钢表面锈层的致密性与稳定性;单一均匀的贝氏体显微组织有利于提高实验钢在酸性氯离子环境下的耐蚀性能,这主要是由于贝氏体组织中富碳相较少且分布均匀.     

钙离子的浓度对X80钢腐蚀行为的影响

采用失重法、电化学测试、扫描电镜、X射线衍射等方法研究了钙离子浓度对X80钢在哈密土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响.在60d浸泡期内,X80钢在不同钙离子浓度模拟溶液中的腐蚀形态均为全面腐蚀,腐蚀产物都为B-FeOOH;X80钢在模拟溶液中的腐蚀速率随钙离子浓度的降低而呈逐渐增大的趋势.在180d浸泡期内,在钙离子浓度为63.5mmol·L-1的模拟溶液中,钙盐随时间的增加在X80钢基体表面不断结晶析出;钙盐层有效阻碍了溶解氧的迁移,并促进其覆盖区域下形成氧浓差电池,最终导致基体表面点蚀的萌生.同时,在内层腐蚀产物表面连续析出的钙盐层的致密性也随时间不断得到改善,在一定程度上起到了抑制氯离子和溶解氧对基体的侵蚀作用,X80钢的全面腐蚀逐渐减缓.      

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。     

Corrosion Performance of High Strength 15Cr Martensitic Stainless Steel in Severe Environments

High pressure and high temperature corrosion performance of high strength 15 Cr martensitic stainless steel was studied in different severe environments—live acid(10%HCl+1.5%HF+3%HAc+5.1% corrosion inhibitor),spent acid and formation water containing CO2.The results show that the corrosion of high strength 15 Cr martensitic stainless steel in live acid is most serious,and the uniform corrosion rate is far greater than those in spent acid and formation water containing CO2 corrosion environments,but all of them can be acceptable for oilfield.Acidizing corrosion inhibitor displays a good matching ability with the high strength 15 Cr martensitic stainless steel in terms of decreasing the uniform corrosion rate,which changes mainly the anodic process of high strength 15 Cr martensitic stainless steel.The corrosion potential moves to the positive direction,thus the corrosion current density decreases significantly.There are some different degrees of pitting of high strength 15 Cr martensitic stainless steel after corrosion tests in live acid,spent acid and formation water containing CO2,and the pitting density aggravates significantly and the maximum pit depth decreases in the corrosion sequence.     

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。