N80石油套管钢的CO2腐蚀研究现状

CO2腐蚀是石油管材服役过程中常见的腐蚀失效形式,危害极大.综述了N80石油套管钢的CO2腐蚀研究现状,概述了油(气)田开发过程中油管CO2腐蚀的产生和类型;列举了CO2腐蚀的研究方法、影响因素;讨论了CO2的腐蚀机理.     

低Cr耐蚀管材的国内外研究进展

低Cr耐蚀管材在冶炼过程中加入少量的Cr和微量合金元素,在成本增加很少的情况下具有良好的抗CO2及H2S腐蚀性能.综述了国内外低Cr耐蚀油套管、集输管线材料的研究现状,详细介绍了低Cr钢抗CO2/H2S均匀腐蚀、局部腐蚀和硫化物应力腐蚀开裂(SSC)的性能及影响因素,同时介绍了低Cr钢对缓蚀剂缓蚀效率的影响及使用的经济性,指出了国内研制开发的低Cr耐蚀管材与国外的差距及需要采取的措施,并展望了其在国内油气田的应用前景及发展方向.     

大气环境腐蚀下钢结构力学性能研究综述

钢结构因质轻、强度高、建造方便、塑性及抗震性能好等优点越来越受到青睐。近几十年来,随着国内钢材产量及品种大幅提升,钢结构应用范围也越来越广,除传统的钢结构厂房外,钢结构也逐渐应用于高层、超高层及大跨度结构中。然而,钢结构有一个明显的缺点,即易腐蚀,暴露在大气环境中的钢结构,钢材表面会形成一种薄液膜,在干湿交替过程中对结构产生腐蚀。随着我国现代工业化进程的加快,环境问题日益突出,其中在富含SO_2的酸性大气环境和富含Cl~-的近海大气环境下钢材的腐蚀最为严重。钢材腐蚀不仅会造成巨大的经济损失,还会影响结构的安全稳定。钢材遭受腐蚀后,构件有效截面面积减小,强度和延性下降,不均匀腐蚀引起的锈坑会导致应力集中等,在动力荷载作用下,这些现象将引起钢材脆性断裂并影响疲劳强度,增加了钢结构风险事故发生的概率。大气环境腐蚀下钢结构性能的劣化已引起众多学者的关注。目前,国内外学者对钢材大气腐蚀的研究主要集中于:(1)钢材的大气腐蚀机理及影响因素;(2)不同大气腐蚀试验方法及其相关性;(3)钢材的大气腐蚀深度预测模型,目前虽已建立多种腐蚀深度预测模型,但要建立一种形式相对简单且精度高的预测模型仍需深入探讨;(4)大气腐蚀下钢材、钢构件的力学性能;(5)大气腐蚀下钢结构动态力学性能,此方面研究相对较少,目前国内外仍缺乏系统的报道。因此,为了明确大气环境(酸性和近海大气环境)腐蚀对钢结构性能的影响,本文对近50年国内外有关钢结构大气腐蚀的研究报道进行了评述,重点讨论了酸性、近海两种大气环境下,腐蚀对钢结构静态和动态力学性能的影响。首先分别详述了钢材在酸性(富含SO_2)、近海(富含Cl~-)大气环境下的腐蚀机理,以及大气腐蚀的影响因素;其次总结了钢材大气腐蚀试验方法,大气腐蚀下钢结构力学性能的相关研究;最后讨论了当前有关钢结构大气腐蚀研究的一些重要问题,并展望了今后的研究方向。     

油气田用热塑性塑料管材环境应力开裂研究进展

为应对油气田日益苛刻的腐蚀环境,尤其是CO2和H2S等腐蚀气体含量增加,耐腐蚀性能优良的热塑性塑料在油气集输领域的应用受到广泛关注。但在使用过程中,由于环境应力开裂(ESC)导致管材失效事故时有发生,给管线运行和生态环境带来巨大隐患。文中首先通过对ESC评价方法研究、不同聚合物/溶剂体系的相互作用、环境因素对ESC行为的影响及材料改性对ESCR性能影响等方面调研,分析了国内外关于油气田用热塑性塑料管材ESC的研究现状。其次,从增塑理论、表面能的影响和分子链断裂分析了ESC机理。再次,指出了目前研究存在的不足之处:(1)油气田用热塑性塑料管材ESC行为快速分析方法尚未建立;(2)热塑性塑料结构形态对ESC的影响未予充分考虑;(3)尚无多场耦合下酸性油气混输用热塑性塑料管材的ESC机理研究。最后,对今后关于ESC研究的方向给出了建议。通过油气田热塑性塑料管材ESC研究现状调研,促进热塑性塑料管材在油气田中的安全应用。     

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。     

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.     

不锈钢防腐蚀研究的进展

不锈钢在工业生产和日常生活中应用广泛,国内外对不锈钢腐蚀的研究已大量展开,并取得了一定的成绩。列出了不锈钢的常见腐蚀类型,从优化钢材组成、表面钝化处理、腐蚀介质中添加缓蚀剂、钢材表面涂层技术及自组装缓蚀功能膜技术5个方面进行了综述。指出有机分子自组装膜技术具有广阔的发展前景,今后应深入广泛地研究。     

油气田中C02/H2S腐蚀与防护技术的研究进展

大多数油气田都会含有C0_2/H_2S等腐蚀性气体,而CO_2/H_2S腐蚀是油气田采集、运输、处理过程中主要的腐蚀介质.综述了CO_2/ H_2S腐蚀机理以及影响因素,并在此基础上介绍了防腐蚀涂层技术、缓蚀剂技术、过滤吸附技术以及新型牺牲阳极技术等国内外常用的防腐措施在防止C0_2/H_2S腐蚀中的应用,并指出各种新的防止CO_2/H_2S腐蚀的方法将会不断被提出并得到应用.     

GM(1,N)模型进行钢材腐蚀速度预测及腐蚀因素敏感性分析

特定钢不同环境下的腐蚀速度预测极为复杂.应用灰色系统理论建立钢材腐蚀速度预测及腐蚀因素敏感性分析的GM(1,N)模型(Glay Model),突破了神经网络方法需要多个样本才能预测的局限.通过计算驱动系数来判断腐蚀因素对腐蚀速度的影响,并提出了选取关键因素进行GM(1,N)建模的方法,在保证精度的情况下,减少了计算量.2个实例分析结果证明,该模型能够准确预测钢材的腐蚀速度,并能正确地判断腐蚀因素对腐蚀速度影响的程度和极性,为钢材腐蚀速度的预测及腐蚀因素的敏感性分析提供了新方法.     

我国石油天然气管材再制造发展战略研究

管材作为石油天然气勘探、开采、运输的重要材料,由于腐蚀、磨损、结垢造成的管材失效,而被大量废弃,在油田堆积如山,造成了巨大的资源浪费和环境污染。本文分析石油天然气废旧管材的处理现状及存在的问题,利用先进的再制造技术对管材再制造的经济效益、社会效益和环境效益进行了论证,提出自主创新的石油天然气管材再制造产业模式及发展建议,为我国石油天然气行业降本增效和节能减排目标的实现提供新理念、新技术,为促进石油天然气行业循环经济的建设提供决策建议。     

油气管线钢腐蚀研究现状

管道运输以其经济成本低、安全性及自动化程度高等显著优势,被广泛应用于油气领域。管线钢是一类运输油气资源的特种钢材,表现出较为优异的服役性能。腐蚀作为影响材料的三大主要因素之一,会对管道材料产生巨大影响,进行管线钢腐蚀行为和机理研究极具意义。管线钢服役环境繁杂,既用于埋地管道铺设,也在海洋环境中具有较大发展潜力。影响管线钢耐蚀性能的因素主要包括材料自身性质、服役环境(土壤及海洋)、单一酸性气体、油气性质、缓蚀剂和外加载荷等。不同因素之间存在一定程度的协同与拮抗作用,相比于单因素作用,多因素之间的耦合效果会大幅改变管线钢的腐蚀情况。概述了管线钢最新腐蚀研究现状,阐述了单因素的单独作用和多因素之间的耦合作用,简要分析了管线钢在腐蚀研究方面所面临的困难,以及对未来研究的展望,以期为管线钢腐蚀防护提供一定的思路和解决措施。     

二氧化碳腐蚀防护对策及发展趋势

本文针对石油天然气管道设备ＣＯ２腐蚀问题，详细介绍了防护对策，包括管道设备用材的选择、缓蚀剂的使用、涂层保护、腐蚀监测及维修保养等，并对国际上ＣＯ２腐蚀防护技术的发展趋势进行了展望。     

化学气相沉积陶瓷复膜抗腐蚀试验研究

油气田开发过程中的井下腐蚀严重,由于腐蚀失效引起的损失极大地增加了油气田开发的成本。金属陶瓷具有很好的抗腐蚀性能,因此选择化学气相沉积(CVD)陶瓷复膜技术对井下工具进行表面处理以提高其抗腐蚀性能。选择油气田井下工具常用的钢作为实验对象,采用CVD法生成陶瓷复膜,通过抗应力腐蚀试验和电化学试验分析陶瓷复膜抗腐蚀性能,同时利用扫描电镜进一步分析陶瓷复膜抗腐蚀机理。实验结果表明:通过CVD陶瓷复膜的35CrMo具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力。     

阴离子和硫酸盐还原菌作用下管线钢腐蚀行为的研究进展

近年来,在油气输送过程中,管线泄漏事故屡次发生,这不仅会威胁管线的安全运行,而且会造成环境的污染和巨大的经济损失。腐蚀是造成管线泄漏事故的主要原因。管线钢被广泛地铺设于土壤或海底等环境中,而这些环境通常具有十分复杂的腐蚀特性,如腐蚀性阴离子、微生物、温度、溶解氧、pH值等多种因素都会对管线钢的腐蚀造成影响。因此,在这些因素的共同作用下,管线钢的腐蚀问题不可避免。其中阴离子和硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing bacteria,SRB)是造成管线钢腐蚀最主要的因素。在管线钢服役环境中,可能存在Cl~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、NO_3~-、S~(2-)等腐蚀性阴离子,其中Cl~-与SO_4~(2-)最为普遍,相关研究较为充分。有关Cl~-对管线钢腐蚀影响规律的研究结果较统一,即随着Cl~-浓度的升高,管线钢的腐蚀速率加快。而有关SO_2-4对管线钢腐蚀的影响规律,目前的观点尚不统一。此外,研究者们在SRB对管线钢腐蚀行为影响方面也做了大量的研究工作。部分研究结果表明,SRB的新陈代谢会加速管线钢腐蚀,还有研究认为SRB会在管线钢表面生成生物膜保护金属,减缓管线钢腐蚀的发生。如今,研究者们意识到管线钢腐蚀的影响因素是多种环境因素共同作用的结果,不能取决于单一环境因素。因此,阴离子与SRB的协同作用对管线钢腐蚀行为的影响成为了目前学术界的研究焦点。研究发现,当阴离子与SRB共同存在时,阴离子会改变SRB的活性,进而影响管线钢的腐蚀行为。目前研究主要集中于Cl~-与SRB共存时,Cl~-浓度反映介质中的盐度,盐类可以通过改变微生物水中的渗透压,影响细菌物质运输,从而改变微生物活性。当腐蚀介质中Cl~-含量较高时,SRB的生长繁殖会被抑制,大部分SRB细胞脱水死亡,不会发生明显的微生物腐蚀,但在Cl~-含量不高且适宜SRB生长的环境中,SRB会与Cl~-共同作用,导致金属发生明显的微生物腐蚀。本文分别综述了阴离子与SRB对管线钢腐蚀行为的影响,总结了SRB与阴离子的协同作用对管线钢腐蚀行为影响的研究现状,提出了当前研究的缺陷与不足并对未来的研究进行了展望。     

X80管线钢在含硫酸盐还原菌的土壤环境中的应力腐蚀开裂行为研究进展

X80管线钢因具有高强度、高韧性、抗脆断等性能,已成为现代油气运输中应用最为广泛的钢材之一。X80管线钢在埋地土壤环境中不可避免地受到应力和SRB(Sulfate-reducing bacteria)的共同作用,近年来有关X80管线钢在含SRB的土壤环境中的应力腐蚀开裂已成为一个研究重点。综述了应力腐蚀开裂和SRB腐蚀的影响因素,总结了关于应力和SRB协同作用对X80管线钢腐蚀行为影响的研究现状,分析了现行研究的缺陷和不足,并针对这些问题对今后的研究进行了展望。     

Microbial corrosion resistance of a novel Cu-bearing pipeline steel

Microbiologically influenced corrosion (MIC) is becoming a serious problem for buried pipelines. Developing environmentally friendly strategies for MIC control is increasingly urgent in oil/gas pipeline industry. Copper (Cu) in steels can not only provide aging precipitation strengthening, but also kill bacterium, offering a special biofunction to steels. Based on the chemical composition of traditional X80 pipeline steel, two Cu-bearing pipeline steels (1% Cu and 2% Cu) were fabricated in this study. The microstructure, mechanical properties and antibacterial property against sulphate-reducing bacteria (SRB) and Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) were studied. It was found that the novel pipeline steel alloyed by 1%Cu exhibited acicular ferrite microstructure with nano-sized Cu-rich precipitates distribution in the matrix, resulting in better mechanical properties than the traditional X80 steel, and showed good MIC resistance as well. The pitting corrosion resistance of 1% Cu steel in as-aged condition was significantly better than that of X80 steel. A possible antibacterial mechanism of the Cu-bearing pipeline steel was proposed.     

船用907钢表面化学镀耐冲刷腐蚀型NiMoB合金层的工艺参数优化

为提高船用907钢的耐冲刷腐蚀性能,设计了一种可与船用907钢海水管路内壁表面形成稳定化合物的NiMoB合金镀层,并采用正交试验优选了该化学镀液中NiCl_2,EDTA,Na_2MoO_4,KBH_4的浓度。采用扫描电镜观察合金镀层形貌;采用阻抗谱、极化曲线分析了合金镀层在模拟海水中的耐蚀性,并在模拟海水冲刷腐蚀环境下分析了Ni Mo B镀层的抗冲刷腐蚀特性。结果表明:不同的镀液参数对Ni Mo B镀层的性能影响较大,当NiCl_245.0g/L、EDTA 9.0 g/L、Na_2MoO_415.0 g/L、KBH_40.8 g/L,乙二胺45.0 g/L,NaOH 90.0 g/L时,NiMoB非晶态薄膜表面呈胞状物陈列,具有致密的表面形貌,镀层的耐腐蚀、抗冲刷腐蚀性能优良。     

Cl~-对天然气管道内涂层破损处局部腐蚀的影响

为了进一步了解天然气管道内涂层破损处在含Cl~-电解质溶液中的破损机理,以X80管线钢为基材,利用EIS(电化学阻抗谱法)和SKP(扫描开尔文探针测试法)等电化学检测技术,通过获取内涂层破损处的腐蚀电化学参数的特性,研究了Cl~-浓度对特定缺陷尺寸内涂层破损处局部腐蚀的影响,并探讨其腐蚀机理。EIS谱结果表明,不同Cl~-浓度下的腐蚀过程经历了大致相同的规律,即随着浸泡时间延长腐蚀电阻出现先减小后增大的趋势;SKP测试表明,破损处周边的涂层/金属界面存在较大的电位差,在界面最易发生腐蚀,并随着浸泡时间延长,推动着腐蚀向涂层内部渗透,进而引发涂层不断剥离。     

激光熔覆CoCrFeMnNiMox高熵合金的组织和耐蚀性研究

目的 为了增强钢制结构表面的耐蚀性,研究Mo含量对CoCrFeMnNiMox高熵合金组织与耐蚀性的影响。方法 采用激光熔覆的方式在N80钢上制备CoCrFeMnNiMox（x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5）高熵合金熔覆层,研究Mo含量变化对高熵合金组织、物相与耐蚀性的影响。结果 CoCrFeMnNiMox熔覆试样均由单一的FCC固溶体相组成,随着Mo含量的增加,晶格畸变增大;当Mo的摩尔比超过0.3后,晶粒有长大倾向;Mo的摩尔比为0.5时,表面择优生长晶面由（111）密排晶面转变为（200）非密排晶面。熔覆试样在氯化钠溶液和稀硫酸溶液中的耐蚀性相较N80钢提升明显,其中,CoCrMnFeNiMo0.3的耐蚀性最好,在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中其自腐蚀电流密度是N80钢的5%,自腐蚀电位比N80钢提高了1倍;在0.5 mol/L硫酸溶液中,其自腐蚀电流密度是N80钢的31%,钝化区电流密度比N80钢降低了1个数量级。结论 在该高熵合金体系中,随着Mo含量的增加,晶格畸变增大。CoCrMnFeNiMox高熵合金熔覆层可以有效地阻止基体腐蚀的发生。Mo元素在溶液中能够形成MoO3附着在金属表面,从而形成稳定致密的保护层,减少点蚀的发生。CoCrMnFeNiMo0.3熔覆层的耐蚀性最好。     

减二线馏分油中炼厂常用钢材的动态冲刷腐蚀行为

为了更好地解决炼厂在流动条件下减二线馏分油对管路的腐蚀问题,研究了流动条件下Q235碳钢和Cr5Mo合金钢的耐环烷酸和硫冲刷腐蚀性能,并与炼厂常用钢材渗铝碳钢和304不锈钢进行比较。结果表明:Cr5Mo钢的腐蚀速率明显小于Q235钢的,酸值越大两者的腐蚀差别越明显(酸值>5 mg KOH/g);随着酸值和硫含量的增大,Q235钢腐蚀速率有明显增大的趋势; Cr5Mo钢的腐蚀速率随着酸值的增大基本保持不变,甚至有一定的下降;相比于Q235(腐蚀速率6.3 mm/a)和Cr5Mo钢(腐蚀速率1.5 mm/a),渗铝碳钢和304不锈钢表现出优异的耐冲刷腐蚀性能,渗铝碳钢腐蚀速率为0.2 mm/a,而304不锈钢几乎没有失重。