碳钢在油水混相介质中的CO2/H2S腐蚀行为

采用极化曲线和电化学阻抗测试，研究了N80钢在50℃的3%NaCl盐水与凝析油混相溶液中，不同CO₂、H₂S分压比(θ=P_CO2/P_H2S)条件下的腐蚀规律；采用SEM、XPS等分析了N80钢表面腐蚀产物的形貌和组成。结果表明：在饱和CO₂溶液中，随着H₂S含量的增加，碳钢电极的腐蚀减弱；当θ<20时，随着θ增大，腐蚀电流密度逐渐减小，腐蚀主要由H₂S控制，在N80钢表面生成了均匀致密的针状晶型腐蚀产物，主要是FeS和FeS_1-x膜；当20<θ<500时，随着θ的增大，腐蚀电流密度先增大后减小，腐蚀由CO₂和H₂S共同控制，钢片表面生成了多种晶型腐蚀产物，主要是FeCO₃和FeS_1-x膜；当θ>500时，随着θ的增大，腐蚀电流密度增大，腐蚀反应由CO_...     

L360钢在H2S/CO2环境中腐蚀的预测

运用BP人工神经网络技术建立了预测L360钢在H₂S/CO₂环境中腐蚀的模型,神经网络拓扑结构为5-4-1,网络模型训练成功以后,应用它预测L360钢在H₂S/CO₂中的腐蚀速度.结果表明,人工神经网络模型预测的结果与实验数据相当符合,误差在14%以内.由此可见,BP神经网络模型可以作为预测H₂S/CO₂环境致集输管线腐蚀速率的工具.     

L80钢的H2S腐蚀行为及H2S缓蚀剂的性能

通过高温高压动态反应釜研究了温度、H₂S分压、流速对L80钢H₂S腐蚀行为的影响，对腐蚀产物进行SEM和EDS元素分析，优选了耐高温的H₂S缓蚀剂LH-11,并对其缓蚀性能进行研究。结果表明：L80钢的H₂S腐蚀速率在80℃达到最大值，在140℃达到最小值；L80钢的腐蚀速率随H₂S分压的升高而增大，随流速的增大逐渐增大，腐蚀产物主要为硫铁化合物，结构疏松不规则，且有孔隙。缓蚀剂LH-11对L80钢的缓蚀率可达到87.05%,耐温180℃;添加缓蚀剂后，L80钢的腐蚀速率可降至0.1 mm/a以内，该缓蚀剂适用于不同H₂S分压和不同流速条件，可对热采管柱起到较好的保护作用。     

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...     

水含量对超临界CO2输送管道腐蚀的影响

通过模拟实验和表面分析技术等方法,对比研究有无杂质的超临界CO₂输送环境中水含量对X65管线钢腐蚀行为的影响,并探讨不同水含量环境中杂质对X65钢腐蚀的影响机理。结果表明：在超临界CO₂-H₂O环境中,即使水含量达到饱和溶解度0.4114%,X65钢也仅发生轻微腐蚀,腐蚀速率为0.0013 mm/a。在O₂、H₂S、SO₂和NO₂杂质共存的超临界CO₂-H₂O环境中,水含量由0.002%增加至0.4114%,X65钢腐蚀速率由0.0181 mm/a增加至0.2901 mm/a。杂质与杂质间交互作用显著促进腐蚀性液相形成,进而加剧X65钢的腐蚀。在低含水量环境中,X65钢腐蚀过程由杂质间反应产物控制;而在高含水量环境中,杂质和杂质间反应产物共同控制X65钢的腐蚀过程。     

P110S碳钢在高Cl-高酸性气体分压下的腐蚀行为

模拟了西北塔河油田极端苛刻的环境，通过高温高压反应釜模拟试验，失重法、显微组织观察，腐蚀产物物相分析等考察了在高Cl^-含酸性气体条件下，温度和CO₂分压对P110S碳钢腐蚀行为的影响。结果表明：P110S碳钢的腐蚀速率随着温度的升高先增大后减小再增大，随着CO₂分压的升高先增大后减小，腐蚀速率分别在210℃和CO₂分压8 MPa时达到最大。当温度为150℃或CO₂分压为8 MPa时，FeCO₃晶体开始从溶液中析出，在P110S碳钢表面形成了保护性的产物膜，有效抑制了基体的全面腐蚀，降低了腐蚀速率。此外，溶液中高浓度的Cl^-极易导致产物膜发生剥落与破裂，造成严重的点蚀。     

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。     

超临界CO2输送环境中O2、SO2和NO2杂质对X52钢腐蚀行为的影响

通过腐蚀模拟试验、表面分析技术水化学模拟计算等方法,对比了在含O₂、SO₂或NO₂杂质超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀行为差异,探讨了杂质及其交互作用对X52钢腐蚀的影响机理。结果表明：在含0.02%(体积分数)O₂的超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀速率仅为0.007 mm/a,而在含0.02%SO₂或0.02%NO₂环境中X52钢的腐蚀速率均高于0.300 mm/a;当O₂与SO₂或NO₂共存时,二者交互作用促进腐蚀性物质H₂SO₄或HNO₃形成,进而促进X52钢的腐蚀速率提升;在含不同杂质的超临界CO₂-H₂O环境中X52钢的腐蚀和成膜反应过程主要由杂质控制,X52钢腐蚀程度不...     

温度对P110钢腐蚀行为的影响

模拟油气田环境,采用高温高压釜进行失重法腐蚀实验,用扫描电子显微镜(SEM)、能散X射线谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)技术研究油管钢P110在不同温度下的CO₂ 腐蚀产物。结果表明：静态和流速为5 m/s时,随着温度的升高,P110钢的腐蚀速率先增大后减小,前者在100 ℃时达到最大,后者在60 ℃时达到最大,且在160 ℃时,两者腐蚀速率趋同;温度大于140 ℃时,流速对腐蚀速率的影响已不再明显,随着温度的继续升高,腐蚀速率变化趋于平缓。温度通过影响腐蚀产物膜的形貌、结构、化学组成、产物膜因子和膜的厚度等,进而影响材料的腐蚀速率。     

H2S浓度对35CrMo钢应力腐蚀开裂的影响

用电化学技术研究了35CrMo钢在含有不同浓度H₂S溶液中的腐蚀行为,通过慢应变速率拉伸实验研究了35CrMo钢在不同浓度H₂S介质中的应力腐蚀开裂 (SCC) 行为与机理。结果表明：35CrMo钢在pH值为5的H₂S环境下存在SCC敏感性,H₂S浓度升高,SCC敏感性增加,H₂S浓度为200 mg/L时有明显的SCC敏感性。H₂S浓度达到200 mg/L时,能明显促进35CrMo钢腐蚀电化学过程进行。在pH值为5的H₂S环境下,35CrMo钢的SCC机制是以氢脆 (HE) 为主,阳极溶解(AD)为辅的协同机制。     

注CO2井管柱腐蚀速率预测

利用CO₂驱油提高低渗、高含水油田原油采收率已经发展成为双碳背景下应对气候变化的重要技术。但是注CO₂井管柱频繁发生腐蚀失效的问题,研究管柱在CO₂环境下的腐蚀机理,预测管柱腐蚀速率是腐蚀防护是保障安全生产的重要途经。为此本文开展了注CO₂井管柱腐蚀的电化学分析,考虑了压力、温度、pH值、含水率、离子浓度等因素在管柱腐蚀失效中关联关系,优化了CO₂腐蚀环境下P110油管的腐蚀速率预测模型,对实例井油管柱腐蚀速率完成预测,并对比油田现场实测值。结果表明：在注CO₂过程中,1500m以上井段腐蚀程度较小,腐蚀主要发生在1300～1700m井段,温度为70℃左右腐蚀做严重,腐蚀速率可达0.3mm/a。腐蚀速率受含水率、井筒温度影响较大,腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。     

新标09CrCuSb耐酸钢的耐50%H2SO4腐蚀性能

通过电化学测试和全浸腐蚀试验,研究了不同温度(25,50,60,70℃)条件下新标09CrCuSb耐酸钢在50%H₂SO₄溶液中的腐蚀行为。结果表明：随着温度从25℃升至70℃,新标09CrCuSb钢的腐蚀速率整体呈现增大趋势,在70℃时,腐蚀速率达到最高,为2.70 g/(m²·h),这与随温度升高,腐蚀产物中具有保护性作用的Fe₃O₄含量减少,无保护作用的FeSO₄·H₂O含量增加以及锈层中微孔变化有关。另外,由于新标调整了09CrCuSb钢中Cu、Mo、Sn、Sb、W等元素的含量,与旧标09CrCuSb钢相比,阳极维钝电流密度J_维钝降低,同等温度条件下,新标09CrCuSb钢的耐蚀性得到较大改善。     

温度对旅大5-2油田热水驱回注管线腐蚀的影响规律

采用高温高压腐蚀试验,研究了温度对旅大5-2油田热水驱回注管线腐蚀行为的影响,并采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,分析了温度对管线腐蚀的影响机理。结果表明：在60～260℃范围内,管线的腐蚀速率随着温度的升高先增加后减小,峰值出现在150℃,不同温度下管线的腐蚀速率均超过0.076 mm/a的标准值;不同温度下形成的腐蚀产物膜差异较大,在60～110℃下腐蚀产物很少,在130℃及150℃下形成了Ca_0.1Mg_0.33Fe_0.57(CO₃),产物较多、较为疏松,在180℃下产物膜为Ca_0.1Mg_0.33Fe_0.57(CO₃),分为致密底层和疏松表层;在260℃下形成了较致密的薄层CaCO₃产物膜。     

P110S油套管在微含硫环境中的腐蚀行为研究

采用不同含量的Na₂S来模拟不同的含硫环境,利用挂片浸泡实验研究P110S钢级油套管在含硫体系中的腐蚀行为;利用电化学测试研究了其在不同含硫浓度中电化学特征;利用扫描电镜、激光共聚焦、XRD以及拉曼光谱对样品表面的腐蚀产物和形貌进行了表征。结果表明,P110S钢级油套管钢在含硫体系中发生严重的腐蚀,腐蚀速率和腐蚀电流密度均随含硫浓度增大而增大,腐蚀类型由均匀腐蚀转变为点蚀,腐蚀产物疏松。     

温度对CO2饱和页岩气压裂液环境中N80和TP125V钢腐蚀行为影响研究

采用失重法、扫描电镜、X射线衍射仪、三维超景深显微镜结合电化学测量,着重研究了N80和TP125V钢在页岩气环境中60～120℃范围内的腐蚀速率的变化规律。结果表明,N80和TP125V钢腐蚀速率随温度的增加先增加后减小,100℃时达到最高值,分别为(0.169±0.014)和(0.198±0.007) mm/a;局部腐蚀速率也达到最大值,分别为1.13和2.47 mm/a,点蚀坑密度分别是2.0×10³和2.6×10³ pits/cm²。在60和120℃时,N80钢的腐蚀速率要高于TP125V钢的;而在90、100和110℃时,TP125V钢的腐蚀速率要高于N80钢的。表面分析结果表明,温度同时也会显著影响腐蚀产物膜的结构和组成。     

高含CO2-H2S-Cl-环境中井深温度对管线钢腐蚀的影响

利用高温高压反应釜模拟高含CO₂-H₂S-Cl^-的腐蚀环境，对X60管线钢进行恒定井深温度和阶变井深温度下的腐蚀模拟试验。通过失重法评价了X60管线钢的均匀腐蚀速率，并利用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等测试分析手段，研究了井深温度对X60管线钢腐蚀行为的影响。结果表明：在高含CO₂-H₂S-Cl^-环境中，恒定井深温度下，X60管线钢表面均发生了点蚀，腐蚀速率随着温度升高而下降；X60管线钢在阶变井深温度下的均匀腐蚀速率低于恒定井深温度下的，其局部腐蚀风险随温降的增大而增大。     

X80管线钢在高矿化度油田采出液中的腐蚀行为

利用高温高压釜动态模拟实验,采用失重法研究了含水率和CO₂分压对X80管线钢在油水混合物中腐蚀速率的影响;利用扫描电镜 (SEM)、能谱 (EDS) 和X射线衍射技术 (XRD) 等技术手段表征腐蚀产物表面形貌、清理腐蚀产物后试样的表观特征和腐蚀产物成分。结果表明：随着含水率的增加,X80钢的腐蚀速率单调增加;X80钢的腐蚀速率随CO₂分压的增加而增加,分压为1.5 MPa时,产物膜最致密;X80钢在油水混合物中的腐蚀产物主要由FeCO₃构成;CO₂分压一定时,总压的改变对X80钢的腐蚀程度影响较小。     

含杂质气态CO2输送管道腐蚀研究进展

气态CO₂输送管道是CO₂捕集与储存(CCS)过程中的重要一环,含杂质气态CO₂输送管道的腐蚀控制对于管道的安全运行尤为重要。本文综述了目前含杂质气态CO₂输送管道腐蚀的研究成果,总结了气态CO₂输送管道腐蚀的影响因素,阐述了杂质与环境条件对水与CO₂的互溶度、管道钢腐蚀行为、腐蚀产物膜特征及腐蚀机理的影响,分析了气态CO₂输送管道临界含水量的确定,归纳了适用于气态CO₂输送管道的腐蚀预测模型。本文指出当前气态CO₂输送管道腐蚀研究亟待解决的科学问题包括:含杂质气态CO₂环境中水与CO₂互溶度的计算;杂质对气态CO₂环境中腐蚀产物膜特征及腐蚀机理的影响;含杂质气态CO₂输送管道不发生腐蚀临界含水量的确定;含杂质气态CO₂输送管道内腐蚀预测模型的建立。     

Cr对铸态X52钢在湿H2S环境中腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱（EIS）测试、浸泡实验、SEM和EDS分析研究了Cr的添加对铸态X52钢在湿H₂S环境中腐蚀行为的影响。结果表明,Cr的添加,对阴极反应有显著的抑制作用,提高了铸态X52钢的耐蚀性。但耐蚀性并不总是随着Cr含量的升高而增强。Cr的添加对腐蚀产物的形貌有很大影响,使表面腐蚀产物由疏松多孔变为致密平整。内层富Cr腐蚀产物的出现,使腐蚀速率明显降低。     

温度对Fe-0.21C-25Mn-5Cr-2Al-2Ni TWIP钢CO2腐蚀的影响

在CO₂压力2 MPa条件下,通过不同温度下的腐蚀速率计算、腐蚀产物形貌SEM观察以及腐蚀产物元素和成分的EDS、XPS分析,研究了Fe-..21C-25Mn-5Cr-2Al-2Ni TWIP钢在不同温度下的腐蚀情况,讨论了不同温度下的腐蚀机理。结果表明,腐蚀速率随温度升高先上升后下降;温度在60℃时,腐蚀产物膜很薄,整体均匀,有小面积点蚀,腐蚀产物主要是含铬物质;当温度达到90℃时产物膜呈片状,排列松散,腐蚀均匀,主要腐蚀产物为铬、铝生成的氢氧化物;当温度达到120℃时产物膜呈方型颗粒状,堆垛紧密,均匀腐蚀,有晶体生长痕迹,主要腐蚀产物为铁,锰碳酸盐。