Ca~(2+)对X65钢腐蚀产物膜保护性能的影响

采用在腐蚀介质中添加Ca2+的方法,利用高温高压釜对X65钢进行了四组在不同Ca2+浓度下的腐蚀试验,测量了腐蚀速率。用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物膜的微观形貌并统计了晶粒大小,对在不同Ca2+浓度下成膜的X65钢进行了电化学极化曲线和交流阻抗谱(EIS)分析。结果表明Ca2+可以吸附在基体表面,在成膜过程中加速了介质中反应物的反应速率,从而在阳极区形成阻碍Fe2+扩散的膜,使阳极极化、阳极电位升高,最终导致Ecorr升高,从而增加腐蚀产物膜的致密性。但Ca2+并没有使腐蚀机理发生变化。Ca2+浓度升高后,拟合电路中出现了Warburg阻抗,此时电化学反应主要受扩散控制。     

温度对N80钢CO_2腐蚀产物膜结构和力学性能的影响

利用高温高压釜,以油田地层水为腐蚀介质,以高温高压气水两相为腐蚀环境,在N80油套管钢上生成CO2腐蚀产物膜,研究了65～115℃温度范围内腐蚀产物膜的结构和力学特性.结果表明:当温度在65～90℃时,腐蚀产物膜的主要成分为(Fe,Ca)CO3;在115℃时,膜的主要成分为(Fe,Ca,Mg)CO3和Fe3O4.随温度的升高,腐蚀产物膜的各项力学性能,如硬度、杨氏模量、断裂韧性以及膜与基体的结合强度均显示出升高的趋势.     

高温高压下CO2对N80钢的腐蚀实验研究

针对N80钢的CO2腐蚀性能,模拟大庆油田井下的腐蚀环境,通过高温高压釜进行了N80钢的腐蚀实验,采用SEM、XRD分析研究所获得的CO2腐蚀产物膜的形貌和化学组成.结果表明,在本试验条件下,N80钢CO2腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用,可以降低腐蚀速率.N80钢的腐蚀膜主要是由晶态FeCO3构成的,同时含有一定量的(Fe,Ca)CO3复盐,还夹杂着少量单质Fe.     

正交试验研究离子浓度对CO_2腐蚀的影响

利用拉丁正交试验研究了在常温、常压下,不同浓度的六种常见离子对川西气田某气井N80钢CO2腐蚀的影响规律,结果显示:在CO2饱和的液相介质中,Ca2+和CO32-对CO2腐蚀速率影响较大,其次是Fe2+,其他离子的影响程度较小。随着Cl-浓度的增加,腐蚀速率先增大后减小,但是变化幅度不是很大;随着Fe2+浓度的增大,介质的腐蚀速率降低;随着SO42-和Mg2+浓度的增加,腐蚀速率增加,但是Mg2+的影响很小;随着Ca2+和CO32-浓度的增加,腐蚀速率先减小后增大。     

N80钢CO2腐蚀产物膜研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下，用XRD、EDS和SEM研究了N80钢腐蚀产物膜的形成与发展情况。结果表明，在本试验条件下N80钢CO2腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用，可以降低腐蚀速率。腐蚀产物膜分3层，讨论了3层膜的结构特征与形成机理。初步研究了腐蚀产物膜的破坏特征。腐蚀产物膜的晶体类型是（Fe,Ca)CO3复盐。     

含1%Cr的N80钢CO2腐蚀产物膜特征

在模拟油田CO2腐蚀环境下，研究了含1％Cr的N80钢腐蚀产物膜的特征．结果表明，试验条件下Cr会在腐蚀产物膜中富积形成非晶态的Cr(OH)3．含1％Cr的N80油套管钢CO2腐蚀产物膜是由FeCO3晶体与Cr(OH)3混合构成。导致腐蚀产物膜具有阳离子选择性，使阳极反应受到抑制，腐蚀速率降低．腐蚀介质中的阴离子会穿过FeCO3晶体到达膜与基体界面，腐蚀基体金属，导致点蚀发生．     

N80钢CO2腐蚀电极过程交流阻抗分析

利用交流阻抗技术研究了N80钢在不同介质条件下CO2腐蚀交流阻抗图谱的特征，结果表明，N80油套管钢CO2腐蚀EIS曲线具有三个时间常数，其中低频感抗弧与试样表面活化溶解有关，低频容抗弧与试样表面腐蚀产物膜生成有关。随着试样表面腐蚀产物膜覆盖度增大，EIS曲线低频区感抗弧逐渐缩小，容抗弧逐渐扩大。进一步讨论了试样表面腐蚀产物膜成膜情况与电极反应过程的有关。     

钙离子对NC-55E钢CO2腐蚀产物膜性能的影响

通过线性极化、电化学阻抗谱测试和SEM观察,研究了80℃条件下Ca2+浓度对NC 55E套管钢CO2腐蚀产物膜的形成过程及其保护性能的影响.结果表明,随Ca2+浓度增加,Rp和根据阻抗谱拟合所得的Rf的最大值逐渐增大;在4%的CaCl2溶液中生成的腐蚀产物膜相对更具有保护性;从4%CaCl2腐蚀产物膜的表面和截面形貌可以看出,在浸泡40 h左右,腐蚀产物膜保护性能最好,61 h时,腐蚀产物膜开始发生局部腐蚀而发生破坏;在相同的Cl-浓度条件下,Ca2+的加入降低了金属的腐蚀速率,可以延长腐蚀产物膜的破坏时间,延缓腐蚀的发生.     

高含H2S/CO2环境中套管钢腐蚀行为与腐蚀产物膜关系

研究了在高含H1S/CO2环境中腐蚀产物膜在套管钢腐蚀过程中作用.通过模拟某气田井下腐蚀环境,采用失重腐蚀方法研究了NT80ss和L80钢钢在1.5MPu、30～120℃环境中腐蚀规律,并采用电化学交流阻抗(EIS)技术和扫描电镜(SEM)分析了腐蚀产物膜和腐蚀行为的关系.结果表明:60℃为NT80ss和L80钢腐蚀的临界温度,低于60℃时.随温度增加,腐蚀速率降低,高于60℃时,腐蚀速率随温度增加而增大;与其它温度相比,在60℃环境中NT80ss和L80钢腐蚀产物膜的阻抗能力最强、膜的致密性最好,相应腐蚀速率最低.     

流动状态下X65管线钢CO2腐蚀产物膜结构和力学性能的评价

针对油气行业常用的X65管线钢,研究了含CO₂腐蚀介质中钢表面形成的腐蚀产物膜结构和力学性能的特征以及介质流动造成的影响。结果表明,静态条件下形成的腐蚀产物膜的主要成分为(Fe,Ca,Mg)CO₃,动态条件下的主要成分为(Fe,Ca)CO₃;介质的流动能够促进腐蚀产物膜的形成,但对膜的硬度以及杨氏模量影响不大;腐蚀产物膜的断裂韧性随着流速的增大先下降后上升,流动状态下内层腐蚀产物膜的致密性较好,膜与基体的结合强度较高。     

H_2S分压对SM 80SS套管钢在CO_2/H_2S共存环境中高温高压腐蚀行为的影响

用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法,就H2S分压对SM80SS特级抗硫套管钢在CO2/H2S共存条件下的腐蚀行为的影响进行了试验研究。结果表明:在试验条件下,低PH2S时,以CO2腐蚀为主,腐蚀产物膜由FeS0.9和FeCO3组成,腐蚀产物膜颗粒细小、致密,平均腐蚀速率较低;随着PH2S的增大,反应逐渐变为以H2S为主,FeS0.9逐渐转变为FeS,腐蚀产物膜颗粒粗大、疏松,随后又变得细小、致密,腐蚀速率呈现先增大后逐渐减小的趋势;高PH2S时,FeS的生成较大程度阻碍了FeCO3的生成。腐蚀产物有较好的局部腐蚀阻碍作用,腐蚀形式均为均匀腐蚀。     

含H2S/CO2环境中缓蚀剂对不同油管钢的缓蚀作用

选用一种自制缓蚀剂TG500(主要成分为咪唑啉含硫衍生物、有机硫代磷酸酯),对不同油管钢在含H2S/CO2腐蚀介质中进行试验。结果表明:TG500可明显降低溶液对N80、SM80SS、KO80SS油管钢的腐蚀速率,即使在较高的CO2/H2S分压下,缓蚀效率仍可达95%以上;油管钢中的合金元素Cr、Ni对于降低油管钢的腐蚀速率具有明显作用,但对于提高缓蚀剂的缓蚀效率无明显作用。     

P110SS钢在H2S和CO2环境中的腐蚀特征

利用高温高压哈氏合金反应釜对P110SS油套管钢在不同H2S和CO2环境下的腐蚀行为进行了实验。研究了H2S和CO2分压对P110SS油套管钢腐蚀规律的影响,利用SEM、EDS、XRD等方法分析了腐蚀试样的微观形貌与结构特征,发现P110SS在较低温度条件下,H2S浓度非常低时,腐蚀特征与单纯CO2腐蚀规律相似,腐蚀速率比较高。在相同的H2S分压条件下,随CO2浓度增加,腐蚀速率依次增加。通过应力腐蚀开裂试验表明,P110SS在高温205℃条件下应力腐蚀开裂敏感较小。     

油套管钢化学镀Ni-P的抗CO2腐蚀性能

利用电化学腐蚀试验测试装置及静态高温高压釜，通过线性极化法和Tafel外推法、腐蚀失重法评价了裸样N80油套管钢及其镍磷镀防腐层的抗CO2腐蚀性能.结果表明，在抗CO2腐蚀方面，Ni-P镀层的腐蚀趋势比裸样的腐蚀趋势小，腐蚀电流密度和腐蚀速率低；且电化学测试结果与高压釜测试结果一致，即化学镀Ni-P试样的耐蚀性优于裸样的耐蚀性.     

N80#油管钢在含H2S酸性溶液中的腐蚀行为

用稳态极化法、阳极动电位扫描法和交流阻抗法研究了酸性溶液中pH值和H2S的浓度 对N80#油管钢腐蚀行为的影响.结果表明：随着溶液pH值的减小、H2S浓度的增大N80#油 管钢的腐蚀速率加快;HAc NaAc体系中无H2S时,油管钢在活性溶解过程中生成的吸附性 中间产物是Fe(OH)ad,而加入H2S后,则生成了另一种吸附性中间产物—Fe(SH) ad.     

模拟油气田环境中HP13Cr和N80油管钢的CO_2腐蚀行为

采用电化学方法研究了HP13Cr和N80油管钢在含饱和CO_2的NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明,HP13Cr钢自腐蚀电位较N80钢低,自腐蚀电流密度较N80钢高;与N80钢相比,HP13Cr钢极化曲线的循环滞后环面积小,点蚀发生的程度低;HP13Cr钢的极化电阻高于N80钢的极化电阻,说明HP13Cr抗CO_2腐蚀能力强;当HP13Cr与N80组成电偶对时,两者的电偶电位均较其自腐蚀电位负移,且因电偶电流较大而不能偶接使用。     

Role of polyacrylamide concentration on corrosion behavior of N80 steel in the HPAM/H2S/CO2 environment

The effect of polyacrylamide on corrosion behavior of N80 steel in the HPAM/H₂S/CO₂ environment was studied by using weight-loss and electrochemical tests to simulate the environment of production wells in polymer flooding. The morphology and composition of corrosion scales were studied by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectrometer, and X-ray photoelectron spectroscopy. The results show that as the polyacrylamide concentration increases, the uniform corrosion rate of N80 steel decreases gradually. The safe service life of N80 steel grows along with the increase of the concentration of polyacrylamide. The corrosion scales of N80 steel in the HPAM/H₂S/CO₂ environment is split into two layers, an inner layer of O-rich composed of FeCO₃ and an outer layer of S-rich consisting of FeS. Polyacrylamide adsorbs on the surface of N80 steel to form a protective network, which blocks contact between the metal and the solution and then inhibits the anodic dissolution of the metal. Moreover, the growth of polyacrylamide concentration increases the pH value of the solution and promotes the ionization of H₂S, HS⁻, and H₂CO₃ in the solution.     

模拟油田H_2S/CO_2环境中油管钢的动态腐蚀行为研究

在模拟油田CO2/H2S共存的腐蚀环境中,研究了温度、CO2分压、H2S分压对N80、P110两种油管钢动态腐蚀行为的影响。结果表明,在实验参数范围内,随着温度、CO2分压、H2S分压的变化,两种材质的动态腐蚀速率都呈现了先增大后减小的变化趋势,且P110钢的腐蚀速率大于N80钢的腐蚀速率。     

几种离子对硫化亚铁膜离子选择性的影响

使用除氧的FeCl2和Na2S溶液在纤维素膜上制备出了硫化亚铁膜,通过测量膜电位曲线的方法,研究了硫化亚铁膜的离子选择性和几种阴、阳离子以及咪唑啉缓蚀剂对膜的离子选择性的影响.结果表明,硫化亚铁膜是一种双极结构膜,靠近FeCl2溶液一侧为阳离子选择性,与Na2S溶液接触一侧为阴离子选择性.这种双极结构膜能够加速钢铁的阳极溶解进而导致严重的腐蚀.硫化亚铁膜吸附Ca2+、Mg2+、Ba2+等阳离子后,由双极膜变为阴离子选择性膜;而吸附MoO2-4、PO3-4以及咪唑啉缓蚀剂后则变为阳离子选择性膜,这种阳离子选择性膜对膜下金属有一定的保护作用.同时采用动电位扫描法测试了表面形成硫化亚铁膜的A3钢在含有不同离子的3%NaCl溶液中的极化曲线.  TQ0288     

Corrosion Behavior of High-Strength Steel for Flexible Riser Exposed to CO_2-Saturated Saline Solution and CO_2-Saturated Vapor Environments

The corrosion behavior of high-strength steel used for flexible riser exposed to CO_(2-)saturated saline solution and CO_(2-) saturated vapor environments was studied through immersion experiment and electrochemical corrosion experiment. The corrosion behavior and mechanism of the tested steel were analyzed on the basis of corrosion kinetics, nature of corrosion products, corrosion product morphology, elemental distribution and polarization curves. The experimental results showed that the microstructure of the tested steel was bainitic microstructure. The corrosive activity of the tested steel exposed to CO_(2-) saturated vapor environment was significantly lower than that exposed to CO_(2-) saturated saline solution environment.On prolonging the exposure time, the corrosion rate gradually decreased, the corrosion heterogeneity increased, and the dimensions of FeCO_3 crystals gradually became small. At later stages of corrosion, the corrosion current density decreased significantly and the anodic Tafel slope increased, indicating that the corrosion process was strongly inhibited. The corrosion mechanism of low-alloy steel with bainitic microstructure was proposed based on experimental results.