超级13Cr马氏体不锈钢在入井流体与产出流体环境中的腐蚀行为研究

通过模拟油田超深超高压高温油气井腐蚀环境,研究超级13Cr马氏体不锈钢管材抗均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂(SCC)及酸化液腐蚀的性能。研究结果表明:随着井深的增加,超级13Cr马氏体不锈钢的均匀腐蚀速率逐渐增大,且气相的均匀腐蚀速率要大于液相的腐蚀速率,但不论在液相还是在气相腐蚀条件下,均匀腐蚀速率均远小于0.1mm/a;由于超级13Cr马氏体不锈钢有较高的Mo,Ni含量,在模拟腐蚀环境中未出现明显点蚀现象,且具有良好的抗SCC性能;循环酸化腐蚀试验后试样管体和接箍部分没有出现点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀迹象。     

动态和静态下CO_2分压对P110钢腐蚀行为的影响

利用高温高压釜设备辅以失重法、采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术,研究了在动静两种状态下CO2分压对P110钢腐蚀产物膜的影响。结果表明,P110钢在不同CO2分压条件下的产物膜特征(形貌、厚度、晶粒度大小等)相差很大,腐蚀产物膜在不同CO2分压条件下的不同特征及其稳定存在的热力学条件导致P110钢的腐蚀速率随着CO2分压的增大呈现不同的趋势,在静态时腐蚀速率呈先增大后减小的趋势,且在4 MPa时取得最大值;而在动态时呈上升趋势。     

用于集输管线的0.5Cr钢在模拟塔里木油田环境中的H2S/CO2腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和四点弯曲实验,参照NACE 0177-2005标准研究了用于集输管线的0.5Cr钢在模拟塔里木油田腐蚀环境中的H2S/CO2腐蚀行为.结果表明,0.5Cr钢在CO2腐蚀环境中具有极高的均匀腐蚀速率,H2S腐蚀性气体的存在显著降低了材料的均匀腐蚀速率.在CO2分压为2MPa、H2S分压为0.5MPa时,腐蚀速率仅为0.1523mm/a,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力.在H2S和CO2共存的环境条件下,0.5Cr钢表面的腐蚀产物为FeS,未出现CO2腐蚀产物成分FeCO3.在该模拟条件下,H2S的腐蚀占主导作用.同时模拟油田工况条件的抗H2S应力腐蚀开裂实验表明,0.5Cr钢具有良好的抗H2S应力腐蚀开裂能力.     

某井油管腐蚀原因分析

对某井油管检查发现,管体内外壁均有不同程度的腐蚀,但是在某些井段腐蚀最严重。对油管管体的化学成分分析、金相显微组织检测和SEM,EDS及XRD的分析结果表明:管体具有正常的化学成分和金相组织,腐蚀坑底部有大量的腐蚀产物堆积,Cl-在腐蚀产物层下富集。油管内壁产物为FeCO3,MgFe(CO3)2,FeO(OH),Mg3Ca(CO3)4和Fe3O4,外壁产物主要有FeCO3,MgFe(CO3)2,CaCO3和FeO(OH)。表明该井油管内壁腐蚀原因为CO2腐蚀,内壁腐蚀穿孔后,腐蚀性的介质和气体由此进入套管和油管的环空造成油管外壁CO2腐蚀。井深3279m处油管处于CO2腐蚀速率最大的温度区间,腐蚀最严重。Cl-的富集是诱发局部腐蚀的主要原因。     

模拟油田环境中P110钢的CO2腐蚀行为

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究模拟油田环境中P110油井管用钢的CO2腐蚀行为.研究结果表明:随着试验时间的延长及腐蚀产物膜的形成,平均腐蚀速率逐渐降低,在试验时间达到72h后,腐蚀速率降低的趋势变缓,腐蚀产物膜下出现典型的局部腐蚀形貌;试样的自腐蚀电位Ecorr升高,腐蚀电流icorr减小,腐蚀速率降低.P110钢的阴极Tafel区出现明显的扩散特征;在反应初始阶段EIS具有两个时间常数,随着腐蚀的进行,腐蚀产物膜越来越厚,越来越致密,EIS的低频端出现Warburg阻抗与容抗的叠加,自腐蚀电位下的电极反应属于混合控制.     

超级13Cr不锈钢油管在油气田苛刻环境中的适用性

简要回顾了国内外超级13Cr不锈钢油管的研究进展,论述了超级13Cr不锈钢油管在油气田苛刻环境中的适用性,并指出了超级13Cr不锈钢油管在实际使用过程中存在的问题及研究方向。     

温度对P110钢CO2腐蚀行为的影响

在模拟油田实际腐蚀环境中研究了温度对P110钢CO2腐蚀行为的影响．用SEM、XRD等分析了在不同温度条件下材料表面腐蚀产物膜的形貌以及对腐蚀速率和腐蚀形态的影响．结果表明，40℃时表层腐蚀产物类似于疏松的土壤，少且很松散地附着在材料表面，成份主要是溶液中沉积的KCl.90℃时腐蚀产物主要是钙铁镁的碳酸盐和少量的KCl和Fe2O3，腐蚀产物呈颗粒状，较致密但是膜层中含有大量的孔洞．140℃时，试样表层腐蚀产物呈致密的粘土形貌、下层腐蚀产物仍是颗粒状，产物层致密，成份主要是FeCO3和KCl．不同温度下不同的腐蚀产物形貌造成随温度升高。材料的平均腐蚀速率在90℃时出现峰值．     

KO110与3Cr110钢的CO2腐蚀实验对比研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下，对K0110钢和3Cr110钢的腐蚀特征进行研究并加以比较。结果表明，两种钢的腐蚀速率在90℃左右都达到最大值；在温度低于90℃时表面形成的膜较疏松，保护性差；而温度高于90℃时，形成的膜和基体接合较为牢固，保护性强；钢中铬的加入能有效地防止局部腐蚀的发生。     

SiC/Ti6Al4V复合材料界面反应扩散系数和微观扩散机理

采用三元体系半无限扩散偶的高斯方法,求解了SiC/Ti6AL4V复合材料界面反应层中相关元素的扩散系数,计算的浓度分布和实测值一致.碳原子通过反应层的扩散服从间隙扩散机制,硅原子的扩散为空位扩散机制.由于碳扩散的振动能最低并且跃迁距离最短,而供硅扩散的空位不足,碳和硅在反应产物TiCx中具有最小的内禀扩散系数,分别为8.9403×10-16和4.7747×10-16 m2·s-1.研究表明,在SiC/Ti6AL4V复合材料界面反应的过程中,反应元素通过反应层TiCx的扩散是一个主要的控制步骤.     

SiCf／Super α2复合材料的界面反应及对性能的影响

采用透射电镜研究了SiCf／Super α2复合材料的界面反应及其对抗拉强度的影响。结果表明，制备状态的复合材料的界面反应产物为4层分布，经高温长时间热处理后，界面反应区可分为6层，电子衍射分析和成分分析表明：界面反应产物为TiC，Ti3AlC，Ti3Si和Ti5Si3。界面反应层的加厚服从抛物线规律，是一个扩散控制过程。复合材料的抗拉强度随界面反应层的加厚而下降，计算表明：SCS-6 SiCf／Super α2复合材料的抗拉强度不受影响的临界界面反应区厚度为0．75μm。