湿气环境中抗硫钢的元素硫腐蚀特征及腐蚀机理

探究了CO₂湿气环境中P110SS抗硫钢在不同温湿度下的S腐蚀特征及腐蚀机理。采用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM),对P110SS钢表面腐蚀产物膜的化学组成、微观形貌及厚度及去除腐蚀产物后基体的微观形貌进行了表征。结果表明：在60℃、相对湿度为30%的条件下,S不会参与腐蚀反应,但腐蚀环境中的Cl^-和CO₂会导致抗硫钢发生局部腐蚀;当相对湿度升高至60%和90%时,S参与了腐蚀的阴极反应,生成FeS,并导致抗硫钢发生全面腐蚀。在80℃、相对湿度为30%的条件下,S也参与腐蚀的阴极反应,并导致抗硫钢发生了局部腐蚀;当相对湿度为60%和90%时,S会发生水解反应,产生H₂S和H₂SO₄,使抗硫钢发生严重的全面腐蚀。另外,腐蚀产物膜的厚度随湿度的升高而增加,致密度随反应温度的升高而降低。研究结果能为抗硫钢的S腐蚀控制提供参考。     

马来酸酐四元共聚物阻垢剂的阻垢规律及阻垢机理

使用马来酸酐(MA)、乙酸乙烯酯(VA)、乙烯基磺酸钠(VS)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成了一种四元共聚物阻垢剂MA-VA-VS-AMPS,并探究其在高Ca²⁺质量浓度和高矿化度环境中的阻垢机理。采用FT-IR分析阻垢剂结构,研究了阻垢剂质量浓度、Ca²⁺质量浓度、溶液温度和pH值等因素在静态条件下对阻垢剂阻垢性能的影响;利用动态流动测试方法评价阻垢剂在动态条件下的阻垢率;采用Materials studio(MS)中分子动力学模拟方法计算阻垢剂与CaCO₃之间的结合能;采用扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)仪分析CaCO₃晶体的形貌和晶型。结果表明：在静态测试条件下,MA-VA-VS-AMPS的阻垢率是99.3%;在动态测试条件下,MA-VA-VS-AMPS的阻垢率为96.8%,且阻垢剂使CaCO₃发生变形, Ca²⁺和阻垢剂中的O之间形成了化学键,阻垢剂与CaCO₃发生吸附作用。     

基于问题和实践驱动的“腐蚀理论与控制技术”课程教学改革

研究生课程教学的目的就是要启发学生的问题意识、培养学生的工程实践能力和创新能力。西南石油大学油气储运工程专业“腐蚀理论与控制技术”课程采用了基于问题和实践驱动的教学,在教学中以学生为中心、以能力为导向,引入国际先进工程教育理念,围绕“问题”进行教学,而问题的提出本质上是“怀疑论思想”和“批判精神”的体现。综合运用翻转课堂、案例式教学、研讨式教学等多种教学方法,教师在教学中承担设计者和引导者的角色,引导学生积极参与讨论,激发学生的学习兴趣。该教学改革的研究与实施收获了良好的教学效果,能够为油气储运工程专业研究生的培养提供参考。     

温度对VM110SS套管钢在酸性环境中腐蚀行为的影响

模拟川东某气田气井封隔器失效后套管面临的腐蚀环境,利用自制高温高压釜进行VM110SS套管钢在总压18MPa、CO2分压0.54MPa、H2S分压0.41MPa、温度30~150℃条件下的腐蚀实验,得出了该气井工况下温度对VM110SS套管钢腐蚀速率的影响。采用扫描电镜和电子能谱分析方法对试样表面腐蚀产物形貌及成分进行分析。结果表明,VM110SS钢的平均腐蚀速率随温度的升高呈现先增大后减小的规律,气液相腐蚀速率最大值出现在90℃。在90℃气相中腐蚀速率为0.838mm/a、液相中腐蚀速率为1.130mm/a,发生极严重腐蚀。所有实验温度条件下,试样均发生均匀腐蚀,且腐蚀产物以硫铁化合物为主。本实验为酸性气田在不同井深及温度条件下套管的腐蚀状况评估提供了参考。     

油气生产与输送过程中冲刷腐蚀的研究进展

冲刷腐蚀是油气生产和输送过程中管道和生产设备的主要失效形式之一,严重影响了油气生产和输送安全,给国家和企业造成了巨大的经济损失.综述了近年来油气冲刷腐蚀的研究现状,探讨了油气冲刷腐蚀的机理;介绍了油气冲刷腐蚀的研究方法,包括现场测试法、室内模拟试验法和数值模拟法;分析了材料因素、环境因素和流体动力学因素对油气冲刷腐蚀的影响机制;重点关注了油气管线中弯头的冲刷腐蚀行为规律.最后,总结了油气冲刷腐蚀防护技术及措施,并对未来的研究方向进行了展望.     

不同因素对X52管线钢氢渗透行为的影响

采用Devnathan-Stachurski双电解池法研究了在不同酸性气体、溶液pH及温度条件下X52管线钢的氢渗透行为。结果表明:在含不同酸性气体的溶液中,稳态渗氢电流密度由大到小的顺序依次为H2S、H2S/CO2、CO2,氢扩散系数基本不变;稳态渗氢电流密度随溶液pH的增大而减小,氢扩散系数基本不变;随着温度升高,稳态渗氢电流密度随之增大,可扩散氢浓度先减小后增大,氢扩散系数与温度符合Arrhenius方程。     

油管缩径管段腐蚀行为与流体动力学参数的相关性

以N80油管缩径段为研究对象,采用阵列电极技术在环路装置中进行流动加速腐蚀试验,结合电化学测试、表面形貌分析和流体动力学模拟,研究缩径段不同位置的腐蚀行为,并探讨腐蚀行为与流体动力学参数的相关性.结果表明:缩径段不同位置的腐蚀速率有很大的变化;缩径段存在明显的流动加速腐蚀现象,其腐蚀速率与非缩径段存在显著差异;缩径段的...     

局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响

目的 研究局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响,为解决碳酸钙沉积引发的腐蚀问题提供新思路.方法 采用恒电位阴极极化法诱导碳酸钙沉积.采用电化学阻抗谱、丝束电极、扫描电镜和能谱仪对N80碳钢的均匀腐蚀、局部腐蚀、电偶腐蚀、微观形貌和化学组成进行表征,揭示局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响规律.结果 碳酸钙沉积会使电极的腐蚀电位正移约100 mV.相同条件下,碳酸钙覆盖电极的容抗弧直径远大于裸电极.随着浸泡时间的延长,裸电极的容抗弧直径不断增大,而碳酸钙覆盖电极的容抗弧先增大后减小.电偶测试中,碳酸钙覆盖电极作为阴极,裸电极作为阳极,在168 h内,二者没有发生极性反转,电偶电流密度最终稳定在–0.4μA/cm2左右.WBE结果显示,浸泡开始时,碳酸钙覆盖区域的电位较高且均为阴极电流,24 h后,该区域逐渐出现阳极点.浸泡72 h后,电位最负的位置开始向碳酸钙覆盖区域转移.微观分析结果表明,碳酸钙覆盖电极表面有一层完整且致密的腐蚀产物膜,可能对基体起到了一定的保护作用.去除腐蚀产物后,基体存在明显的点蚀坑.结论 局部沉积的碳酸钙虽然对基体有一定的保护作用,但会导致电偶腐蚀的发生.随着浸泡时间的延长,覆盖碳酸钙的区域会由于氧浓差电池和酸化自催化效应发生局部腐蚀.     

双咪唑啉在CO2/O2环境中的缓蚀行为及其与巯基乙醇的复配性能

目的 探究双咪唑啉(PMA)在CO2/O2环境中对碳钢的缓蚀作用及其与2-巯基乙醇(MAT)复配时的缓蚀性能和机理。方法 采用红外光谱对合成的PMA进行表征,运用失重法、电化学测试技术(阻抗谱和极化曲线)和表面形貌分析等手段评价PMA的缓蚀性能,同时探究PMA与MAT复配后的协同缓蚀作用。通过量子化学计算和分子动力学模拟,分析PMA与MAT分子的吸附活性位点和吸附能力。结果 失重实验结果表明,CO2/O2环境中添加100 mg/L PMA时,缓蚀率可达66.47%。随MAT浓度的增加,缓蚀效率逐渐提高,当MAT的质量浓度为40 mg/L时,缓蚀率达到最高值(70.38%)。电化学测试结果表明,PMA和MAT复配后,碳钢的腐蚀电位随缓蚀剂浓度的升高而升高,阳极反应受到明显抑制。扫描电镜观察到加入复配缓蚀剂后,碳钢表面光滑,腐蚀深度减小。理论计算结果表明,PMA的活性位点在咪唑啉环上,而MAT的活性位点在硫原子上,二者复配后自由体积分数减小,因此缓蚀效率提高。结论 由于PMA在碳钢表面有较强的吸附能力,因此在CO2/O2环境下的缓蚀效果较好,PMA与MAT表现出较好的协同作用,二者复配后,能够更有效地抑制碳钢在CO2/O2环境中的腐蚀。缓蚀机理为PMA在碳钢表面形成一层保护膜,MAT的加入使保护膜更加致密。     

氢渗透对L360QS钢表面涂层剥离的影响

采用电化学充氢、电化学阻抗谱、极化曲线和扫描电镜等手段,研究了氢渗透对L360QS钢表面环氧树脂涂层剥离的影响.结果 表明:无氢渗透条件下,涂层的保护性能随着浸泡时间的延长而下降,但不会发生剥离;在氢渗透条件下,涂层剥离的程度随着充氢电流密度的增大而加剧,氢渗透显著加速了涂层失效过程.