The Corrosion of Titanium Aluminides in H2/H2S/H2O Atmospheres at 800–1000°C

The corrosion behavior of three Ti–Al intermetallics containing 20, 30, and 40 wt.% Al was studied over the temperature range 800–1000°C in a H₂/H₂S/H₂O gas mixture. Ti–20Al and Ti–40Al alloys had the single-phase structure of Ti₃Al and TiAl, respectively, while Ti–30Al was a two-phase mixture of Ti₃Al+TiAl. The corrosion kinetics followed the parabolic rate law in all cases, regardless of temperature and alloy composition. The parabolic rate constants increased with increasing temperature, but decreased with increasing Al content. The Ti–40Al alloy exhibited the best corrosion resistance among all alloys studied. The scales formed on Ti–Al intermetallics were heterophasic and duplex, consisting of an outer-scale layer of pure -TiO₂ and an inner layer of -TiO₂ with minor amounts of -Al₂O₃ and Ti_l-xS. The amount of -Al₂O₃, which increased with increasing Al content, is responsible for the reduction of the corrosion rates as compared with those of pure Ti oxides.     

The corrosion behavior of Fe-Al alloys in H2/H2S/H2O atmospheres at 700–900°C

The corrosion behavior of five Fe-Al binary alloys containing up to 40 at. % Al was studied over the temperature range of 700–900°C in a H₂/H₂S/H₂O mixture with varying sulfur partial pressures of 10^–7–10^–5 atm. and oxygen partial pressures of 10^–24–10^–2° atm. The corrosion kinetics followed the parabolic rate law in all cases, regardless of temperature and alloy composition. The parabolic rate constants decreased with increasing Al content. The scales formed on Fe-5 and –10 at.% Al were duplex, consisting of an outer layer of iron sulfide (FeS or Fe_1–xS) and an inner complex scale of FeAl₂S₄ and FeS. Alloys having intermediate Al contents (Fe-18 and –28 at.% Al) formed scales that consisted of mostly iron sulfide and Al₂O₃ as well as minor a amount of FeAl₂S₄. The amount of Al₂O₃ increased with increasing Al content. The Fe 40 at.% Al formed only Al₂O₃ at 700°C, while most Al₂O₃ and some FeS were detected at T800°C. The formation of Al₂O₃ was responsible for the reduction of the corrosion rates.     

H2S分压对油管钢CO2/H2S腐蚀的影响

1974-）,男,硕士研究生,研究方向为腐蚀与防护.〖ZK)〗 Tel：0379-4231846〓E-mail：FQ)〗〖HT〗〖HJ〗〖HT5”SS〗 〖JZ(〗〖HT2H〗〖STHZ〗〖WTHZ〗 采用高温高压釜,辅以失重法和扫描电镜,对不同H2S分压下(1.4 kPa,20 kPa,60 kPa,120 kPa)油管钢N80、P110的CO2/H2S腐蚀进行了研究.结果表明,在试验H2S分压范围内,随着H2S分压的升高,两种钢的腐蚀速率先增后降,且都在H2S分压为20 kPa时取得最大值.      

基于H2/H∞控制的液压伺服系统鲁棒性设计

针对液压伺服系统中参数时变和外界干扰的特点,通过运用线性分式变换(LFT)得出系统的传递函数,运用线性矩阵不等式(LMI)处理方法,设计出基于H2/H∞控制的控制器.利用该控制器不仅可有效地抑制参数时变,而且对外界干扰的影响也有较好的抑制作用.仿真结果表明该控制器是有效的.     

Corrosion Behavior of Y–Al Alloys in a H2/H2S/H2O Gas Mixture at 800–950°C

The corrosion behavior of pure Y and two Y–Al alloys containing 5 and 10 wt.% Al was studied over the temperature range 800–950°C in a H₂/H₂S/H₂O gas mixture. Both alloys had the two-phase structure of Y+Y₂Al. With the exception of Y–10Al, for which a kinetics inversion was observed between 800°C and higher temperatures (T 850°C), the parabolic rate constants generally increased with increasing temperature, but decreased with increasing Al content. The scales formed on pure Y and the Y–Al alloys were single but heterophasic, consisting of mostly Y₂O₃ and minor Y₂O₂S. XRD results showed no evidence of Al₂O₃ and pure sulfides. The formation of Y₂O₃ and Y₂O₂S on Y–10Al at 800°C resulted in a subsurface phase transformation from Y+Y₂Al to YAl₂ and broke the structural integrity of the scale, being responsible for the fast corrosion rate.     

CO2/H2S对油气管材的腐蚀规律

本文综述了CO2、H2S对油气管材的腐蚀机理及影响因素,提出了开发经济型油管的设想.     

低铬油套管CO2/H2S腐蚀研究进展

介绍了低Cr油套管开发的工程背景。综述了低Cr油套管的耐CO_2/H2S腐蚀性能,详述了多种因素(如Cr含量、温度、p H值、流速等)对低Cr油套管在含甜性气体(仅含CO_2)环境中的腐蚀行为和腐蚀产物膜表面特征的影响,以及低Cr油套管在含酸性气体(H2S)环境中的腐蚀行为及其抗硫化物应力开裂(SSC)的性能。探寻了低Cr钢的抗CO_2腐蚀机理和H2S腐蚀机理。研究发现,低Cr钢因Cr元素能在产物膜中富集,形成非晶体化合物Cr(OH)3,腐蚀产物膜因此具有阳离子选择性,降低了腐蚀产物膜与金属基体界面处的阴离子浓度,抑制了阳极反应,进而提高了低Cr钢耐CO_2/H2S均匀腐蚀性能,同时也减少了Cl-在界面处团聚、形核的可能性,抑制了局部腐蚀,尤其是点蚀的发生。但是要想消除点蚀,钢基体中Cr元素的质量分数不应低于3%。另外,Cr元素在晶界及晶内以粒状碳化物析出并弥散分布,进一步增强了其抗SSC性能。简述了低Cr油套管的应用现状,最后对其发展前景进行了展望,利用钢的化学成分-工艺-组织-性能"四位一体"法得到的"经济型"低Cr抗CO_2/H2S腐蚀的油套管,是未来发展趋势的代表。     

地面集输管道在CO2/H2S/O2体系下的腐蚀行为研究

目的 研究集输管道常用钢材在CO2/H2S/O2体系下的腐蚀行为,为新疆油田集输管道的腐蚀防控提供指导依据.方法 基于新疆油田重油热采现场工况,以L245NS钢为试材,316L钢为对照,采用高温高压釜试验,研究CO2/H2S/O2体系下温度和H2S含量对L245NS钢和316L不锈钢的腐蚀影响规律,并结合SEM/EDS+XPS+3D显微镜等手段对典型工况下的腐蚀产物进行测试分析.结果 在CO2/H2S/O2共存体系中,L245NS钢的腐蚀速率随温度的升高,呈先增大、后减小的趋势;而随H2S含量的升高,呈先减小、后增大的趋势.316L钢的腐蚀速率随温度的升高,呈先增大后减小的趋势;随H2S含量的升高,呈一直增大的趋势.L245NS钢腐蚀产物呈针状、菱状、颗粒状多种形态,而316L钢腐蚀产物较少.在CO2/H2S/O2共存体系中,L245NS钢的腐蚀产物主要包含FeS、FeS2、单质S、FeCO3、Fe(OH)3、FeOOH、Fe3O4、Fe2O3、Na2SO4等物质.结论 L245NS钢在CO2/H2S/O2体系(22PCO H S/P<200)下的腐蚀行为主要由H2S主导,生成的FeS分布在产物底层.O2具有促进腐蚀进程的三方面作用:与H2S发生交互作用生成了单质S;作为去极化剂参与阴极反应;作为强氧化剂氧化FeS、FeCO3,反应生成单质S、FeS2、Fe2O3、Fe3O4、FeO(OH)等物质.     

油气管道CO2/H2 S腐蚀及防护技术研究进展

CO2和H2S是油气管道中主要的腐蚀介质,两者往往同时存在于原油和天然气之中,是造成油气输送管道内腐蚀发生的主要原因之一,甚至会导致管道失效、穿孔、泄漏、开裂等现象,严重威胁了管网的安全运行及正常生产。因此CO2和H2S引起的管道腐蚀问题,已成为当前研究的热点问题。针对油气管道日益严重的CO2和H2S腐蚀问题,综述了CO2单独存在、H2S单独存在以及CO2和H2S共同存在三种体系中油气管道的腐蚀过程,得出了在这三种腐蚀体系下油气管道出现的主要腐蚀行为规律以及腐蚀机理。阐述了CO2和H2S共同存在体系下,缓蚀剂、耐蚀性管材、电化学防腐技术、管道内涂层技术等先进的油气管道腐蚀防护技术,并剖析了这些防护措施各自的特点及在实际工程使用中的优势和局限性。最后,展望了CO2和H2S共存体系的进一步研究方向以及更经济、更有效的防腐措施发展前景。     

CO2分压对碳钢海底管道CO2/H2S腐蚀的影响

目的：研究 CO2分压对 CO2/H2S腐蚀的影响规律,为海底管道材料的选择提供参考依据。方法采用高温高压反应釜进行腐蚀模拟实验,对腐蚀前后的试样进行称量,计算腐蚀速率。通过SEM观察腐蚀产物膜形貌,通过 XRD 分析腐蚀产物膜成分。结果当 CO2/H2S 分压比较高（1200）时, CO2分压为0.3、0.5、1.0 MPa对应的腐蚀速率分别为1.87、3.22、5.35 mm/a,随着CO2分压升高,腐蚀速率几乎呈线性增大趋势。当CO2/H2S分压比较低（200）时,CO2分压为0.3、0.5、1.0 MPa对应的腐蚀速率分别为3.47、3.64、3.71 mm/a,CO2分压变化对腐蚀速率的影响并不显著。当CO2/H2S分压比较高（1200）时,腐蚀产物以FeCO3为主,腐蚀受CO2控制;此时低CO2分压下的腐蚀产物膜较完整致密,高CO2分压下的腐蚀产物膜局部容易破裂,对基体保护性下降,因此腐蚀速率随CO2分压升高而增大。当CO2/H2S分压比较低（200）时,腐蚀产物以FeS为主,腐蚀受H2S控制;此时在不同CO2分压条件下,腐蚀产物均较完整致密,因此腐蚀速率相对较低,并未随着CO2分压升高显著增大。结论 CO2分压对CO2/H2S腐蚀速率的影响与CO2/H2S分压比密切相关,海底管道材料选择不仅要考虑CO2分压的影响,还要考虑CO2/H2S分压比的影响。     

超细铁纤维SiO2包覆/H2还原复合改性工艺

为了提高超细铁纤维的抗氧化性能并改善其电磁参数,采用SiO2包覆/H2还原复合工艺对超细铁纤维(D≈0.3μm)进行改性,并对包覆层厚度、纤维电阻率、电磁参数、吸波性能、抗氧化性能等进行分析测试。实验结果表明:在优化工艺条件下得到平均理论厚度为3 nm的SiO2包覆层,能使纤维的表面绝缘化,有效地提高纤维的吸波性能,并显著提高纤维的抗氧化性能;对包覆纤维进行H2还原处理,在保证防烧结的前提下能有效降低其杂质含量。     

基于Q参数优化的环形力矩电机多目标混合H2/H∞控制

数控转台用永磁环形力矩电机回转伺服系统采用直接驱动方式后,对负载扰动和参数变化更为敏感,使系统的伺服性能大大降低.采用H2和H∞结合的多目标控制方法,在保证系统动态性能的基础上,可以提高系统的鲁棒性和抗扰性能,以解决快速性和鲁棒性之间的矛盾.为此,采用Q参数优化方法设计多目标混合H2/H∞速度控制器,利用连续系统与离散系统解的一致性,将连续问题转化为离散问题求解.仿真结果表明,与传统H∞速度控制相比,所提出的多目标混合H2/H∞速度控制使永磁环形力矩电机伺服系统对负载扰动及参数变化具有更强的鲁棒性和快速性.     

Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2气氛下的腐蚀

研究了600℃时Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2 3种气氛中的腐蚀行为，Fe-15Ce合金腐蚀后发生了Ce的内氧化或形成了复杂的腐蚀产物膜，而未出现Ce的选择性氧化或硫化，这主要是合金中存在着两相及Ce在Fe中极低的溶解度的结果。Fe-15Ce合金在本实验条件下的氧化-硫化腐蚀速度低于相同温度、压力下的纯硫化。     

温度和O2含量在CO2/H2S/O2体系中对输气管道的腐蚀行为研究

目的 为给新疆油田输气管道的腐蚀防控提供依据,揭示L360NS钢在CO₂/H₂S/O₂共存体系中不同O₂含量(物质的量分数0%～2%)和不同温度(60～180℃)工况下的腐蚀行为。方法 以新疆油田HN区块输气管道为研究背景,基于现场运行工况设计高温高压反应釜试验方案,选择L360NS钢为试样进行失重法、腐蚀产物表征、基体形貌表征、腐蚀缺陷深度测试等试验。结果 随O₂含量增大,L360NS钢的均匀腐蚀速率从0.299 1 mm/a逐渐增大到0.912 3 mm/a。试样表面出现腐蚀缺陷,且随O₂含量升高有逐渐扩大的趋势,腐蚀产物膜呈楔形、多方晶体状,大小不一。温度(60～180℃)升高,L360NS钢的均匀腐蚀速率从2.103 4 mm/a逐渐降低到0.457 0 mm/a,腐蚀缺陷逐渐减小,产物膜结构由稀松多孔逐渐转为致密。结论 由于O₂具有强氧化性及去极化效应,导致在产物中出现Fe的高价氧化物,结构疏松多孔。另一方面,H_2...     

C2H2/N2流量对反应等离子喷涂TiCN涂层影响的研究

以不同流量的C2H2与N2作为反应气体，通过反应等离子喷涂的方法制备TiCN涂层。并对涂层中物相、组织形貌和显微硬度进行比较与分析。实验结果表明，以C2H2气体流量为0．25m3／h喷涂时。所得涂层的组织致密，硬度较高；以C2H2N2流量比为1：1进行喷涂时，涂层中的氧化物含量较少，但组织致密性较差，硬度降低。     

镍基合金718在H2S/CO2环境中的腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究了镍基合金718在模拟苛刻油田环境中的H₂S/CO₂腐蚀行为。结果表明,在模拟高温高压H₂S/CO₂腐蚀环境中,718合金腐蚀轻微,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。电化学测试结果表明,在模拟CO₂腐蚀环境中,718合金的阳极极化曲线存在明显的钝化区,而在模拟H₂S/CO₂腐蚀条件下的阳极极化曲线呈现多次活化-钝化转变现象,表明腐蚀产物膜的稳定性降低;EIS表明阻抗谱均有明显的容抗弧特征,不含H₂S时材料显示单一的容抗弧,加入H₂S时低频显示扩散阻抗控制,饱和CO₂溶液中718合金具有相对较大的极化电阻。     

民机2H/2E能源系统正常工况下液压压力可达性分析

出于对高功重比的追求,民机液压能源系统压力流量裕度较小,但由于用户多、系统复杂,如果压力流量裕度过小,在有些飞行剖面下可能会产生流量压力纷争而导致系统压力不可达,因此进行压力可达性分析是民机液压能源系统设计的首要工作。以民机34.47 MPa(5 000 psi)压力体制2H/2E能源系统架构的一套液压能源系统为对象,在分析其工作原理及压力损失机制的基础上,在AMESim软件中搭建相关元件的标准模型和超级模型,进而建立该套液压能源系统的仿真分析模型,得到-8℃环境温度下飞机液压能源系统的压力可达性规律。目前国产民机34.47 MPa(5 000 psi)压力体制2H/2E能源系统架构及其液压系统研究处于起步阶段,相关研究成果将为宽体飞机研制提供支持,同时对我国大型民机液压能源系统设计、评估及优化提供参考。     

低Cr钢在CO2/H2S环境中的腐蚀行为研究

目的研究低Cr钢(3%～9%)在60℃的CO_2/H_2S环境中的腐蚀行为。方法将三种低Cr钢(3Cr-H、5Cr-H、9Cr-H)加热到900℃之后,保温40min,进行水冷。对热处理之后的钢试样(依次编号3Cr-H、5Cr-H、9Cr-H)进行高温高压CO_2/H_2S腐蚀模拟实验,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对腐蚀产物膜的微观形貌和成分以及物相组成进行分析。结果 3Cr、5Cr、9Cr钢的腐蚀速率分别为0.0443、0.0372、0.0060 mm/a,且腐蚀速率随着Cr含量的增加而降低。3Cr-H、5Cr-H、9Cr-H钢的腐蚀速率分别为0.1527、0.0445、0.0070mm/a,其腐蚀速率也是随着Cr含量的增加而降低。其中,3Cr-H钢的腐蚀速率是3Cr钢的3.4倍,耐蚀性能变化明显。5Cr-H钢的腐蚀速率是5Cr钢的1.19倍。9Cr-H钢的腐蚀速率与9Cr钢相比,几乎没有差别。六种材料的腐蚀产物均为FeS化合物,并没有发现典型的FeCO_3晶体(CO_2腐蚀产物)。3Cr、5Cr、3Cr-H、5Cr-H钢的腐蚀产物均为双层膜结构,9Cr、9Cr-H钢的腐蚀产物为单层膜结构。结论热处理未影响腐蚀速率随Cr含量的变化趋势,基体中Cr含量越高,腐蚀产物膜中的Cr富集量越大,从而有助于降低其腐蚀速率。热处理对3Cr钢的显微组织及其腐蚀行为影响最为显著,不仅加剧了其均匀腐蚀,而且促进了点蚀的发生,这是因为热处理后,显微组织中析出第二相含Cr的碳化物,使部分区域出现了贫Cr的现象。     

镍基合金管材高温高压H2S/CO2环境中局部腐蚀研究

冷加工强化的耐蚀合金管材成功用于酸性天然气气田已有多年的历史,但是,局部活化的点蚀坑以及蚀坑中的应力集中是冷加工强化的耐蚀合金应力腐蚀开裂的重要机制。在高温高压釜中模拟了镍基合金028在高温高压H2S/CO2环境下的腐蚀行为。结果发现,镍基合金028在高温高压H2S/CO2环境中的均匀腐蚀很轻微,但试样表面有点蚀现象发生,有析出物的试样点蚀更为显著。XPS结果显示,腐蚀后,硫元素只在镍基合金表面钝化膜的表层富集,钝化膜以氢氧化物及氧化物为主,对基体有保护作用。对点蚀坑截面的EDS分析结果表明,硫元素在点蚀坑内部富集,从而导致点蚀坑内局部酸化,加速点蚀坑的扩大。     

L80油管钢在CO2/H2S环境中的腐蚀行为

目的：研究L80油管在CO2/H2S环境中的腐蚀行为。方法利用扫描电镜（SEM）、EDAX能谱分析L80油管内壁腐蚀产物形貌特征和化学组成,采用高温高压反应釜,以实际油水分离的水样为腐蚀介质进行模拟实验,研究原油含水率、CO2/H2S 分压和温度对 L80油管腐蚀速率的影响规律。结果在CO2/H2S环境中,L80油管内壁呈现明显的局部腐蚀特征,部分表面点蚀坑深度超过100μm,形成FeS、FeCO3等腐蚀产物。随着含水率的增加,L80油管腐蚀速率逐渐增大,含水率为30%时的腐蚀速率为0.0377 mm/a,含水率为100%时的腐蚀速率为0.0952 mm/a。CO2分压不变时,随着 H2S分压的增加,L80钢的腐蚀速率增大,H2S分压为0.04 MPa时的腐蚀速率为0.0377 mm/a,H2S分压为0.3 MPa时的腐蚀速率为0.0952 mm/a;H2S分压不变时,随着CO2分压的增大,L80钢腐蚀速率变化不明显且腐蚀速率较小。随着温度的升高,腐蚀速率先以较大幅度增大,再以较小幅度减小,从40℃增加至100℃时,腐蚀速率由0.0083 mm/a升至0.1264 mm/a,100℃左右时的腐蚀速率最大,120℃对应的腐蚀速率为0.106 mm/a。结论 L80油管在CO2/H2S环境中以均匀腐蚀和局部点蚀为主。L80油管腐蚀速率对H2S分压比CO2分压更敏感,CO2分压增大促使具有良好保护性的FeCO3保护膜的形成,降低了腐蚀速率。温度升高至一定范围,导致碳酸盐等难溶性盐溶解度降低,并覆盖在钢表面形成保护层,从而使腐蚀速率下降。