海洋腐蚀环境及船用不锈钢管选材备考(上)

从海水的成分和海水腐蚀因素对海洋腐蚀环境进行了分析,根据海洋船舶不锈钢管材标准,分析并评估了海洋石油石化用不锈钢管在不同用途和环境下的选材思路,列举并分析了国内外海洋用不锈钢管的应用案例,最后对船舶用耐蚀合金的发展趋势进行了讨论。研究结果表明,Cl-孔蚀和缝隙腐蚀是海洋环境腐蚀危害的根本原因,304L钢不具备耐海洋腐蚀的性能,316L钢只能在一定环境和温度下在脱氧后的海水中使用;在自然海水中应用不锈钢管必须采用阴极保护措施;采油平台等油气生产作业船舶中各类管道的选材应先考虑其内部的油气介质成分及其腐蚀特征。     

L360钢在SRB/CO2环境中的腐蚀行为研究

为了探究L360钢在SRB/CO2环境中的腐蚀行为,通过高温高压模拟腐蚀试验以及OM、SEM、EDS、XRD等分析技术,对L360钢的显微组织及其在SRB/CO2环境中的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜成分进行了分析。结果显示,在模拟腐蚀溶液中,L360钢属于极严重腐蚀。L360钢在含SRB的CO2腐蚀环境中SRB发生膜下腐蚀,膜层在高流速环境中受剪切力破损,使膜层对基体的保护作用降低,模拟环境溶液中的Cl-进入膜层裂缝在基体金属表面活性高的位置发生富集。试验表明,SRB腐蚀形成的点蚀坑为Cl-提供了良好的富集点,导致点蚀快速成长,腐蚀加剧,且表面腐蚀产物为FeS和少量的FeCO3。     

硫化氢二氧化碳水系统对气井井筒腐蚀研究

通过对模拟气井中流体介质和流体形态,改变腐蚀环境,通过腐蚀形态观察、腐蚀产物结构和成分分析,研究腐蚀机理及各种环境因素对油管钢腐蚀行为的影响规律,为气田油套管选材及防护措施提供参考依据。     

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在酸性环境中使用的压力容器,环境的腐蚀性是一个突出的必须认真考虑的问题。它影响到压力容器的腐蚀裕量选取和选材以及设备的结构和热处理要求。为此,各国对其进行了大量的研究和现场实践。通过简述国内外在酸性环境中压力容器用钢及腐蚀防护现状,其中包括酸性环境的新定义,酸性环境中的腐蚀类型以及我国发现的氢致开裂典型失效分析实例,酸性环境用钢的实验室评价,我国酸性环境压力容器防止硫化物应力开裂（ＳＳＣ）的经验和     

城市燃气户外立管腐蚀分析及选材研究

针对城市燃气户外立管日趋严重的腐蚀现状,通过对某燃气公司户外立管腐蚀的调查,阐述了影响地上管线腐蚀的主要原因,通过采集立管出地面附近的土壤对埋地管线和监测空气质量对露空立管进行腐蚀机理分析,并进行了土壤腐蚀环境和大气腐蚀环境的模拟实验,实验表明在立管出土部分埋地管线选材上宜选用3PE无缝20号钢管;而在露空立管选材上可使用000Cr17的薄壁不锈钢管。     

海洋石油平台用钢的现状与发展趋势(二)

归纳了海洋石油平台用钢的类别品种,包括一般强度钢、高强度钢、超高强度钢,以及耐海水腐蚀低合金钢、齿条钢、Z向钢、适合高热输入焊接钢、高强度系泊链钢、高强度铸钢等特殊用途钢种;分析了海洋平台用钢的标准体系,并介绍了欧洲标准、API标准、船级社标准以及国家标准对平台用钢的性能要求;综述了国内外平台用钢的产品开发及应用现状;最后讨论提出了海洋石油平台用钢向高强、高韧以及良好低温韧性与焊接性方向发展的趋势。     

Cl-对油套管用P110钢腐蚀速率的影响

通过模拟塔里木油田现场环境，利用高温高压试验设备，采用SEM、EDS和XRD技术，辅以失重法，研究了油套管用P110钢在不同Cl^-含量流动介质中的腐蚀速率和腐蚀形态，并对试样表面腐蚀产物的成分进行了分析。试验结果表明，随着Cl^-浓度的增大，P110钢的平均腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势，且在Cl^-浓度为50 g/L时，腐蚀速率最大。探讨了P110钢在含Cl-的饱和CO2溶液中的腐蚀反应机理。     

09Cr2AlMoRE稀土合金钢的CO2腐蚀行为研究

利用高温高压釜模拟油田环境下09Cr2AlMoRE钢的CO2腐蚀行为,计算其平均腐蚀速率并对腐蚀产物进行分析。发现09Cr2A1MoRE在CO2腐蚀环境中主要是均匀腐蚀,平均腐蚀速率较大;其腐蚀产物膜主要成分为FeCO3但不同温度下其成分又各有不同。试验结果表明,该材料在CO2腐蚀环境中不具有优越性,使用时应充分考虑其使用环境。     

管线钢耐酸性腐蚀的主要影响因素及测试方法

简要介绍了酸性服役环境下油气输送管线钢管的腐蚀行为,即硫化物应力腐蚀（SSC）开裂和氢致开裂（HIC）。从管线钢合金成分设计、冶炼控制、轧制工艺及显微组织控制等方面详细分析了影响管线铜抗腐蚀性能的主要因素。阐述了在酸性服役环境下所用油气输送管线钢管耐腐蚀性能的表征以及测试方法,并对酸性环境不同标准中管线钢的验收极限进行了比较分析,旨在为国内酸性环境用高钢级管线钢技术的开发提供借鉴与参考。     

N80钢在油田采出液中腐蚀行为的静态和动态模拟研究

模拟研究了井下环境N80钢在油田采出液(主要是CO2水溶液)中的静态和动态腐蚀行为。用光学显微镜、SEM、XRD对N80钢表面腐蚀产物膜的表面形貌、横截面形貌、结构及成分进行了分析。探讨了N80钢点蚀的形成和发展原因。讨论了井下采出液中各种离子对腐蚀行为的影响，结果表明，N80钢表面腐蚀产物膜的形貌及其结构对金属的进一步腐蚀有严重影响。腐蚀产物膜疏松、不完整或损坏、脱落时，会诱发局部点蚀而导致严重的穿孔破坏，点蚀坑会在腐蚀产物膜下产生，这也是N80钢在实际应用中被破坏的主要形式。试验中，N80钢在静态条件下的平均腐蚀速率略高于动态条件下的平均腐蚀速率，而其局部腐蚀在动态条件下则比静态时严重的多，这和试样表面腐蚀产物膜的破坏有关，动态条件下由于流体剪应力的作用，部分腐蚀产物膜破坏和剥落，造成了严重的局部腐蚀。     

N80钢的CO_2腐蚀行为试验研究

我国中西部的油田,大多面临严重的CO2腐蚀危害。为更清楚了解油管套管常用的N80钢在现场条件下腐蚀形貌、腐蚀速率等腐蚀行为,为油田选材提供依据,进行了模拟现场环境的腐蚀试验研究。研究结果表明,在温度为92℃、介质流速为12m/s、CO2分压为29648kPa、总矿化度为346g/L的水介质中,N80钢的平均腐蚀速率为08224mm/a,按NACE RP—0775—91标准属于极严重腐蚀;腐蚀试样表面除了存在大面积凹陷外,还有较深的腐蚀坑;金属表面腐蚀产物分为三层,各层形态和成分不同,但都不很致密;腐蚀产物主要是碳酸的复盐和Fe3C。     

在模拟油田腐蚀环境中P110钢的CO2腐蚀规律

在模拟塔里木油田的CO2腐蚀环境中，研究了P110油井管钢的腐蚀规律，得到了不同温度、CO2分压和流速下，P11O油井管钢的腐蚀速率及其最大发生条件。文章分析了试验结果．指出了经典理论与该试验结果之间的差别。新的结论是在任何温度下，CO2对P11O油井管钢表面都会产生局部腐蚀，腐蚀速率发生转变的温度随腐蚀环境和材料特性而变；温度是影响腐蚀产物膜成分和生成速度的关键因素．也是影响腐蚀速率的关键因素。     

E36—E35钢T型焊接接头疲劳强度研究

用于建造海洋平台管节点的抗层状撕裂钢－Ｅ３６－Ｅ３５钢Ｔ型焊接接头进行了空气人造海水、阴极保护三种环境皮劳强度研究。讨论、分析了腐蚀环境、阴极保护对Ｅ３６－Ｅ３５钢Ｔ型焊接接头疲劳强度的影响，以及Ｔ型焊接接头与Ｔ型管节点疲劳试验结果的相关性，提出了腐蚀影响效应数学模型和Ｔ型焊接接头与Ｔ型管节点疲劳曲线的相关图。     

油田生产水中Ca^2+含量对20号钢腐蚀行为的影响

主要研究了油田生产水中Ca^2+含量变化对20号钢腐蚀行为的影响。利用高温高压腐蚀模拟实验,研究20号钢在不同工况下的腐蚀规律。利用OLI水化学分析软件计算了不同Ca^2+含量对结垢风险变化的影响。利用扫描电镜(SEM)、XRD和三维形貌观察等方法,分析了20号钢表面腐蚀产物的形貌和成分。结果表明:当Ca^2+含量小于1000 mg/L时,20号钢无结垢的风险,试样表面以全面腐蚀为主;当Ca^2+含量超过1000 mg/L后,20号钢的结垢量逐渐增大,垢层的主要成分为CaCO3,在垢层下形成的局部腐蚀有合并变大的趋势。     

X65钢和3Cr钢作为海底管道用钢抗CO2腐蚀性能研究

用高温高压反应釜模拟油气输送管道典型腐蚀环境,研究X65钢和3Cr钢作为海底管道用钢的抗CO2腐蚀性能.在温和腐蚀环境,X65钢与3Cr钢的平均腐蚀速率均较低,使用X65钢是安全的.随着温度和CO2分压提高,与X65钢相比3Cr钢表现出更优越的抗CO2腐蚀性能:在中等腐蚀环境3Cr钢平均腐蚀速率较X65钢大幅降低,在中等和苛刻腐蚀环境3Cr钢可有效抑制局部腐蚀的发生;在这样的腐蚀条件下,3Cr钢作为海底管道用钢较X65钢安全.3Cr钢较X65钢抗CO2腐蚀性能提高的主要原因是表面形成了富Cr的腐蚀产物膜,结构致密,对基体起到了有效的保护作用.     

柴油机尾气负压钻井中的腐蚀行为研究

柴油机尾气负压钻井属气基欠平衡钻井，具有保护油气层和提高钻井速度等优点，但柴油机尾气成分复杂对石油管材可产生不同程度的腐蚀。为此，模拟柴油机尾气环境，考察温度、压力和流速对S135钢的动态液相、动态气相平均腐蚀速率及局部腐蚀速率的影响，并对腐蚀产物形貌和成分进行了分析。结果表明，相同条件下动态液相中的平均腐蚀速率和局部腐蚀速率远大于动态气相；随温度升高，腐蚀速率先增大然后降低；随压力或流速的增大，腐蚀速率升高。柴油机尾气环境可引起井下石油管材的严重腐蚀，该技术不适合于产水气井和高压气井。     

奥氏体钢炉管的应力腐蚀开裂及防护措施探讨

介绍了氯离子应力腐蚀开裂、连多硫酸应力腐蚀开裂、碱致应力腐蚀开裂等奥氏体钢炉管的主要应力腐蚀开裂形式 ,并给出了三个破裂实例。对防止奥氏体钢炉管应力腐蚀开裂 ,从腐蚀环境、炉管选材、降低应力三个方面进行了探讨     

长庆油田H转油站集输管线腐蚀原因分析

长庆油田H转油站站内集输管线及阀组管线材质为20号钢,站内集输管线在高矿化度、高含水、低CO_2和低H_2S腐蚀环境下发生腐蚀穿孔,腐蚀位置在集输管线底部。利用超景深光学数码显微镜、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDS)等方法对集输管线中挂片表面腐蚀产物的形貌及成分进行了观察和分析,并对20号钢管线服役环境和腐蚀因素进行了讨论。结果表明:20号钢管线腐蚀的主要原因是H_2S腐蚀、CO_2腐蚀和Cl~-腐蚀,在其共同作用下造成集输管线腐蚀穿孔。     

模拟油田CO_2/H_2S环境下3Cr和P110钢的腐蚀行为研究

通过模拟塔里木油田现场环境,利用高温高压试验设备,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)技术,辅以失重法,研究了油套管3Cr(API 5CT LS0钢级)和P110钢在H2S分压为0.5 MPa时不同CO2分压下的腐蚀速率和腐蚀形态,并对试样表面腐蚀产物的成分进行了分析.试验结果表明,随着CO2分压的增大,3Cr钢平均腐蚀速率也随之变大,而P110钢呈现先增大后减小的趋势,且3Cr钢的腐蚀产物膜中出现了Cr的富集现象.探讨了在CO2/H2S环境下Cl-及Cr元素对P110和3Cr钢腐蚀的影响.     

湿H2S环境下的分水器选材

详细阐述了湿H2S环境下的钢材应力腐蚀机理与腐蚀类型,并结合工程应用对湿H2S环境下分水器的选材和结构设计进行了讨论.