低Cr钢在H_2S/CO_2环境中的腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和电化学测量技术,研究普通低Cr油套管用钢在模拟塔里木油田环境的H2S/CO2腐蚀行为.结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,Cr元素在腐蚀产物膜中的富集显著改善了膜的保护性,低Cr钢表现出良好的抗CO2均匀腐蚀和局部腐蚀能力;在模拟CO2/H2S腐蚀条件下,H2S腐蚀占主导作用,其均匀腐蚀速率远小于单独CO2腐蚀环境中的均匀腐蚀速率;低Cr材料H2S腐蚀的阳极极化曲线存在较为明显的钝化区,交流阻抗图谱(EIS)拟合的H2S腐蚀极化电阻远大于CO2腐蚀极化电阻.     

稀土合金钢09Cr2AlMoRE的耐CO_2腐蚀性评价

为了评价新型材料09Cr2AlMoRE的CO2腐蚀性能,采用高温高压釜模拟该材料的油田CO2腐蚀环境,考察和分析了其CO2腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜的化学成分。结果表明,在CO2腐蚀环境中09Cr2AlMoRE主要发生均匀腐蚀,平均腐蚀速率在0.3~1.5mm/a;其腐蚀产物膜主要成分为FeCO3,不同温度下成分略有差异。     

稀土合金钢09Cr2AlMoRE的耐CO2腐蚀性评价

为了评价新型材料09Cr2AlMoRE的CO2腐蚀性能,采用高温高压釜模拟该材料的油田CO2腐蚀环境,考察和分析了其CO2腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜的化学成分.结果表明,在CO2腐蚀环境中09Cr2AlMoRE主要发生均匀腐蚀,平均腐蚀速率在0.3～1.5mm/a;其腐蚀产物膜主要成分为FeCO3,不同温度下成分略有差异.     

Cr含量对X120级管线钢组织及耐酸性腐蚀性能的影响

运用SEM,TEM和失重法研究了Cr元素对X120级管线钢力学性能及耐CO2/H2S腐蚀性能的影响。力学性能结果表明:四种实验钢显微组织均为回火马氏体,力学性能均达到API 5L标准中X120级别,且随Cr含量增加,板条束数量增加,宽度变窄,使得屈服强度和抗拉强度逐渐增大;钢中析出物主要为(Nb,Ti)(C,N),当Cr含量达到3%(质量分数)时,析出物中发现极少量Cr。腐蚀实验结果表明:在CO2/H2S环境下,四种钢腐蚀产物膜均分为两层,内层主要为CO2腐蚀产物FeCO3,外层是FeS;Cr主要存在于腐蚀产物膜的内层,且随钢中Cr含量的增加,Cr在内层腐蚀产物中的富集量加大;钢中的Cr元素使腐蚀产物膜变得致密且具有离子选择性,阻止腐蚀液中的阴离子到达基体,进而提高钢的耐CO2/H2S腐蚀性能。     

管线钢在湿气介质中的H_2S/CO_2腐蚀行为研究

利用高温高压反应釜模拟高含硫气田H2S/CO2共存环境,在流动湿H2S/CO2介质中进行腐蚀实验,辅以SEM,EDS和XRD,探讨了湿气介质中高H2S分压对API-X52和API-X60管线钢H2S/CO2腐蚀行为的影响。两种钢在湿气介质中的腐蚀速率均随H2S分压的升高而增加,X60腐蚀速率略高于X52,随着H2S分压由0.15MPa增至2.0MPa,腐蚀形态由全面腐蚀趋向局部腐蚀,腐蚀过程由H2S控制,腐蚀产物以四方晶系的FeS1-x(Mackinawite)为主。X60钢表面出现氢鼓泡,内部发生氢致开裂。     

高温高压酸性气井油套管钢在超临界CO_2环境下的腐蚀行为

高温高压酸性气井腐蚀环境恶劣,油套管腐蚀、变形、破损等事故频繁发生,严重影响气井安全生产。为了解掌握油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能,利用高温高压反应釜在模拟井底实际工况条件下研究了J55、N80、P110、13Cr、S13Cr 5种油套管材质的抗CO_2腐蚀性能,运用失重法、扫描电镜(SEM)和能谱分析等技术,重点分析了腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌和腐蚀产物膜成分。结果表明:在本试验测试范围内,J55、N80、P110钢在90℃时腐蚀速率为最大,然后随温度升高而降低,属于极严重腐蚀;13Cr、S13Cr钢的腐蚀速率随温度的升高不断增大,在150℃达到最大值;5种材料的平均腐蚀速率随CO_2分压的增大呈先上升后下降的趋势;碳钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀+局部腐蚀,含Cr钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀;碳钢CO_2腐蚀产物膜主要成分为FeCO_3,同时夹杂有少量的Fe_3C和铁的氧化物或铁单质;13Cr和S13Cr钢CO_2腐蚀产物膜的主要成分为晶态FeCO_3和非晶态的Cr(OH)_3,此外,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等。     

油管钢在CO2/H2S介质中的腐蚀行为

采用高温高压釜试验,辅以失重法、X射线衍射、扫描电镜和电子能谱分析,对90 ℃时油管钢P110在模拟油井采出液中的CO2/H2S腐蚀行为进行了研究.结果表明,在本试验条件下,油管钢P110的腐蚀速率高达5.126 0 mm/a,腐蚀类型以H2S腐蚀(坑蚀)为主,腐蚀产物主要为硫化物.     

模拟油田H2S/CO2环境中N80钢的腐蚀及影响因素研究

模拟实际含H2S／CO2高温高压井下多相腐蚀环境，研究了不同腐蚀影响因素对N80钢的作用规律。结果表明：在所研究的参数范围内，材料表现出较高的均匀腐蚀速率，且伴有不同程度的局部腐蚀。当其他条件保持相同时，随H2S含量的增加，材料的腐蚀速率先增加后降低；当介质中CO2含量增加时，腐蚀速率则呈单调增大趋势；Ca^2 、Mg^2 的影响与CO2类似，而Cl^-的影响则与H2S具有基本相似的规律。在H2S／CO2混合介质中，N80钢的腐蚀行为受各因素的交互影响，且影响程度不同，各因素作用由大到小依次是：H2S含量、Ca^2 、Mg^2 含量、Cl^-浓度和CO2含量。     

Ni-Fe-P化学镀层的制备及其在CO_2和H_2S/CO_2环境中的耐蚀性能

为了改善石油天然气行业含CO2和H2S/CO2的腐蚀液中油套管的耐蚀性,在N80钢表面制备了Ni-Fe-P化学镀层,考察了Ni-Fe-P镀层的形貌、成分及相结构,并研究了其在模拟油田采出水(饱和CO2环境)和含H2S/CO2的腐蚀液中的耐蚀性。结果表明:制备的Ni-Fe-P镀层为非晶态结构的高磷镀层;Ni-Fe-P镀层有较高的抗CO2腐蚀性能;在含H2S的腐蚀液中加入CO2会加速Ni-Fe-P镀层的腐蚀;在含H2S/CO2的腐蚀液中,Cl-加速了Ni-Fe-P镀层钝化膜的破坏。     

L360钢在含H_2S/CO_2溶液中的腐蚀失效形式研究

在模拟NY气田含H2S/CO2地面集输工况环境中,采用高温高压釜进行了L360钢的腐蚀实验,结果表明,均匀腐蚀速率略高于NACE标准0.076mm/a,但应力腐蚀敏感性很低,应力诱导点蚀是L360钢腐蚀的主要破坏形式。应力使金属表面能增大,腐蚀产物膜变得疏松,促进了局部腐蚀的发展。     

硫化氢介质条件下换热器管束钢的腐蚀行为

采用腐蚀失重及慢应变速率拉伸试验(SSRT)方法,对20钢和08Cr2AlMo钢在饱和H2S水溶液中的腐蚀行为进行了研究.结果表明,08Cr2AlMo钢在饱和H2S水溶液中的耐腐蚀能力优于20钢,但存在比较明显的点蚀倾向;在饱和H2S水溶液中两种钢都具有硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)敏感性,应力腐蚀开裂大多发生在塑性变形区,应力水平要求比较高,20钢的断口属于韧脆混合型断口,08Cr2AlMo钢断口则属于典型的准解理脆性断口.     

H2S薄层液膜下16Mn钢腐蚀的电化学研究

利用自行设计的测量金属在薄层液膜下腐蚀的三电极电化学电池,通过极化曲线和交流阻抗技术(EIS)研究了16Mn钢在含H2S薄层液膜下的电化学行为,并与之在大量H2S电解质溶液中的电化学行为进行了比较.结果表明:H2S促进了16Mn钢腐蚀的阴阳极过程;随着H2S浓度的升高,16Mn钢的自腐蚀电位(Ecorr)正移,腐蚀速率逐渐增加,但C(H2S)＞2 mmol/L后腐蚀速率不再增加;随薄层液膜酸度增加,Ecorr负移,自腐蚀电流(Jcorr)增大,但pH＜4.4后腐蚀速度与酸度无关.16Mn钢在H2S薄层液膜下与在全浸状态下的腐蚀机理可能不同.     

Cl~-,CO_2和微量H_2S共存时13Cr不锈钢的腐蚀性能

通过高温高压釜模拟油气田现场环境,采用扫描电镜、能谱和X射线衍射方法对油气田现场水样腐蚀后1Cr13和OCr13两种钢的表面形貌及成分进行了分析,对比研究了Cl~-,CO_2和微量H_2S共存时在气、液两相中的耐蚀性能。结果表明:1Cr13和0Cr13钢在气、液两相中的平均腐蚀速率均较小,但均有不同程度的点蚀发生,且0Cr13钢点蚀比1Cr13钢点蚀严重;1Cr13和0Cr13钢主要靠钝化膜中铬的化合物降低腐蚀速率。并探讨了影响不锈钢耐蚀性能的因素,包括化学成分、夹杂、晶粒度、显微组织和腐蚀介质,并采用金相分析法进行了验证。     

饱和CO2环境下噻唑衍生物的缓蚀性能和电化学特征

在油气田的CO2腐蚀控制中,添加缓蚀剂是一种简单、经济而又行之有效的办法.合成了一种噻唑衍生物缓蚀剂,利用腐蚀失重法和电化学方法对其在饱和CO2环境下的缓蚀效果进行了评价,对其电化学特征进行了表征,并初步探讨了其在饱和CO2环境下的缓蚀机理.结果表明,该噻唑衍生物对饱和CO,条件下N80钢的腐蚀有较好的抑制作用,在试验条件下,该缓蚀剂的加入量为500mg/L时,液相及气相缓蚀率分别为86.9%和89.6%;噻唑衍生物主要依靠分子中的S,N原子与N80钢表面直接发生吸附,从而起到缓蚀作用.     

N80钢CO2腐蚀过程的EIS研究

应用电化学阻抗谱研究了N80钢在饱和CO2的模拟地层水中CO2腐蚀过程的电化学行为.结果表明:在饱和CO2的模拟地层水中阻抗谱出现三个时间常数,分别对应高频的容抗弧,中低频的感抗弧和低频的容抗弧.阳极极化条件下的阻抗谱与自腐蚀电位下的阻抗谱形状相同,表明腐蚀机理未发生改变.但极化条件下反应电阻下降,反应速率加快.阴极极化条件下,阻抗谱未出现感抗弧,表明阴极过程不存在吸附中间产物.     

高温高酸性环境下镍基合金718与异种金属偶接的电偶腐蚀行为

高温/高压高酸性腐蚀环境中镍基合金718常作为可靠的材料使用,但不可避免会与其他金属偶接使用,易产生电偶腐蚀。模拟150℃,H_2S分压1.0 MPa,CO2分压1.5 MPa,Cl~-浓度200 000 mg/L的高温高酸性腐蚀环境,采用高温高压电化学测试技术和浸泡腐蚀模拟试验,研究了镍基合金718分别与低合金钢35Cr Mo、C110和不锈钢13Cr偶接后的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟高温高酸性环境下,3种金属分别与718合金偶接后,均发生了一定程度的电偶腐蚀,其中C110电偶腐蚀速率最大,而不锈钢13Cr的电偶腐蚀速率最小。电偶腐蚀的驱动力是2种金属的自腐蚀电位差,异种金属偶接后的电偶效应与两偶接材料的电位差成正比,而阳极材料自身的极化特性决定了其与耐蚀合金偶接后的电偶腐蚀程度。