苛刻环境中钛合金石油管材的抗腐蚀性能研究

通过高温高压腐蚀速率和应力腐蚀开裂(SCC)性能评价试验,辅以原位电化学测试分析,研究TC4钛合金石油管材在苛刻CO_2环境中的腐蚀行为和耐蚀机理。结果表明:TC4钛合金在高温高压CO_2腐蚀环境中具有极其优越的抗均匀腐蚀、局部腐蚀和SCC性能,在高达220℃的温度条件下均匀腐蚀速率仅为0.0012 mm/a。TC4钛合金在CO_2环境中的阳极极化曲线均有明显钝化区,腐蚀反应为阳极过程控制;随温度升高,TC4钛合金的自腐蚀电位降低,极化电阻减小,电化学腐蚀的热力学驱动力增大,而动力学阻滞性能减弱,腐蚀速率增大;但在高温CO_2腐蚀环境中,TC4钛合金的保护电位和点蚀电位较高,仍具有良好的钝化和再钝化能力,其在180℃时的极化电阻高达2328.2?·cm~2,具有良好的抗CO_2腐蚀性能。     

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。     

温度对Cr13不锈钢在含CO_2溶液中电化学腐蚀的影响

利用高温高压电化学测试技术,研究了温度对Cr13不锈钢CO2腐蚀机理的影响.研究表明:90～120℃温度范围内,Cr13不锈钢以点蚀为主,电极反应由活化控制;随着温度的升高,点蚀敏感性逐渐降低,150℃时发生全面腐蚀,而电极反应主要受扩散控制.     

苛刻工况条件下钛合金管材的腐蚀电化学特性研究

通过室内模拟腐蚀失重试验以及高温高压原位电化学测试分析,研究了TC4钛合金在苛刻腐蚀环境中的电化学特性。结果表明:在模拟含CO_2和H_2S地层水腐蚀环境中,TC4钛合金具有极其优越的抗均匀腐蚀及点蚀性。在180℃时均匀腐蚀速率仅为0.0008 mm/a。TC4钛合金的阳极极化曲线均存在明显钝化区,钝化膜起到良好的保护作用,腐蚀速率仍保持在较低水平;极化电阻随温度的升高而减小,抗腐蚀性有所减弱。但在高达180℃时其钝化膜仍具有良好的热力学稳定性,表现出了较好的抗CO_2和H_2S腐蚀性;钛合金钝化膜的半导体类型为n型,具有阳离子选择性,可排斥Cl~-等侵蚀性离子对钝化膜的侵蚀,有很强的耐蚀性。     

耐蚀油套管管材的国内外研究现状

世界油气田中大约1/2含有H2S和CO2气体,针对CO2/H2S腐蚀所采取最安全的防护措施是使用耐蚀油套管材料。本文综述了国内外抗腐蚀油套管管材的研究现状,详细介绍了低碳钢、低合金钢、低碳3-5wt.%Cr钢、13Cr和超级13Cr不锈钢的冶金成分、组织结构及抗CO2/H2S腐蚀,特别是抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)的性能。指出了耐蚀油套管管材在CO2/H2S油气田应用的不足之处及在以后研发过程中有待解决的问题。     

Ca~(2+)和Mg~(2+)对CO_2环境中点蚀形貌的影响

研究了 CO2 环境下 P110油管钢在不同介质中的点蚀形貌。结果表明 :点蚀形貌与腐蚀介质组成密切相关。在不含可生成难溶性碳酸盐的金属阳离子的介质中 ,P110油管钢的点蚀形貌为典型的 V形点蚀坑 ;在含 Ca2 +或 Mg2 +的介质中 ,点蚀则表现为 V形、半球形和闭口圆球形 3种形貌并存。蚀坑腐蚀产物的 SEM分析证实 ,Ca2 +、Mg2 +影响点蚀形貌的重要原因是 :这些离子的难溶性碳酸盐在点蚀坑上部优先沉积 ,有效地抑制了点蚀坑上部的金属溶解速度。试验中还发现 ,Cl-的存在并不是 CO2 环境中发生点蚀的必要条件 ,但 Cl-会加速点蚀的发展