含硫天然气管线H2S/CO2腐蚀发展规律

在模拟川渝地区天然气管线含H2S/CO2介质环境中进行腐蚀实验研究,分析了X52钢在含H2S/CO2溶液介质中暴露时间对管线钢腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌及组成的影响。结果表明,随暴露时间延长,腐蚀产物膜层对基体产生一定保护性,减缓了腐蚀进程。腐蚀产物由马基诺矿型、硫化亚铁和陨硫铁发展成马基诺矿、硫化亚铁、陨硫铁和黄铁矿。     

酸性环境下溶解氧对低合金管材点蚀的影响

目的研究在H_2S/CO_2酸性环境中,不同溶解氧浓度对低合金管材点蚀形成和发展的影响。方法通过模拟酸性油田环境,利用高温高压设备及常温常压设备来进行腐蚀失重试验,测试出腐蚀速率,并通过扫描电镜对腐蚀产物的形貌及点蚀坑的形貌尺寸进行分析。结果溶解氧对腐蚀产物的影响较明显,对腐蚀产物膜的破坏较大。溶解氧存在时,腐蚀产物在基体的覆盖量减少,产物膜的厚度减小,实验表面都出现不同尺寸的点蚀坑。溶解氧分压在0.1 MPa时,点蚀现象较明显,L245NCS表面点蚀坑的直径约为0.4 mm,而L290试样表面点蚀坑的直径约为0.25 mm。结论在H_2S/CO_2共存的腐蚀环境中,溶解氧的加入使碳钢更容易发生点蚀。随溶解氧浓度的增加,碳钢的均匀腐蚀速率增加明显,同时,溶解氧浓度越高,腐蚀产物在基体上的覆盖越少。加上溶解氧本身氧化能力较高的原因,使得腐蚀电位容易达到点蚀电位临界值,造成点蚀的形成。点蚀一旦形成就与周围致密层保护区域形成"小阳极-大阴极"加速腐蚀体系,形成较深的点蚀坑。     

H_2S环境中硫酸盐还原菌对碳钢点蚀行为的影响

采用API-RP38培养基培养了从油田污水中提取的硫酸盐还原菌(SRB),并观察了SRB的生长情况,采用扫描电镜(SEM)观察了试样表面SRB的吸附形貌。采用失重方法和电化学方法研究了SRB在高含H_2S和高矿化度条件下对碳钢的腐蚀作用。结果表明:SRB对碳钢腐蚀起到明显的加速作用,腐蚀形貌以点蚀为主。在高含H2S和矿化度的环境中,吸附在试样上的SRB可以存活,加速碳钢腐蚀。H_2S环境中,在含SRB条件下,随着浸泡时间的延长,试样的自腐蚀电位下降,腐蚀电流密度上升,腐蚀产物膜阻抗及电荷转移阻抗均减小,腐蚀加速;在灭菌条件下,随着浸泡时间的延长,试样的自腐蚀电位增加,腐蚀电流密度减小,腐蚀产物膜阻抗及电荷转移阻抗增加,腐蚀减缓。     

X52钢在含H_2S/CO_2混合气体的三甘醇溶液中的腐蚀行为

借助静态常温常压釜和CHI660D电化学工作站,研究了X52钢在含H_2S/CO_2混合气体的80%(质量分数)三甘醇溶液中的腐蚀行为,同时借助JC2000C1接触角/界面张力测量仪研究了冷凝水及三甘醇对X52钢的浸润性。结果表明:在含H_2S/CO_2混合气体的三甘醇溶液中X52钢的腐蚀速率比在同样含H_2S/CO_2混合气体的冷凝水中的低;在三甘醇溶液浸泡后的X52钢表面几乎无腐蚀产物堆积,但存在局部点蚀坑;80%三甘醇溶液对管壁造成的腐蚀面积比相同体积的冷凝水的更大。     

抗硫碳钢在CO2/H2S条件下腐蚀产物膜特性及对腐蚀的影响

利用自制的高温高压釜,通过失重法、ESEM和EDS等分析技术研究了抗硫碳钢在高温高压CO2/H2S溶液中腐蚀产物膜特性及对腐蚀的影响.结果表明:抗硫碳钢在120℃不同介质条件下腐蚀产物膜的特性对材料的腐蚀有着决定性的作用,分别在CO2,H2S,CO2/H2S条件下,产物膜变得致密,晶柱变细,以无序状堆积,这种致密的腐蚀产物膜具有很好的保护性,降低了碳钢的腐蚀;当加入0.5%HAC时,腐蚀速率明显增大,从其表面膜的组成可以看出,Fe的硫化物含量有所减少,而表面膜中Cr、W的含量增加,使表面膜的骨架更加致密,但是,pH值的降低,加速了膜的溶解,在一定程度上使腐蚀速率比3%NaCl H2S 0.45MPaCO2增加;腐蚀产物膜结构、性质和组成对腐蚀速率有着重要的影响.     

溶解氧对BNS管线钢H_2S腐蚀行为的影响

基于两阶段式腐蚀浸泡试验,研究了溶解氧对BNS管线钢H_2S腐蚀行为的影响规律及机理。结果表明:在H_2S环境中,O_2的混入对BNS管线钢的均匀腐蚀具有显著的促进作用,这主要与O_2和H_2S反应生成SO_4~(2-)、S_2O_3~(2-)以及单质硫有关;与单一H_2S环境相比,O_2/H_2S共存环境中BNS管线钢表面腐蚀产物覆盖增多且更为疏松;O_2的混入促使BNS管线钢局部腐蚀敏感性增加,溶解氧、由H_2S和O_2反应生成的单质硫及S_2O_3~(2-)对局部腐蚀发展均有贡献。     

Cu-Ti合金在模拟S2-污染海水中的腐蚀行为研究

通过浸泡实验与电化学测试,研究了固溶态Cu-4wt.%Ti合金在模拟污染海水(含S2-的3.5wt.% NaCl溶液)的腐蚀行为。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱仪(XPS)对铜钛合金表面腐蚀产物进行测试分析。结果表明：含Cl-溶液中铜钛合金的腐蚀形式为点蚀,点蚀坑尺寸较小,分布均匀。添加S2-后点蚀更容易被诱发,点蚀坑尺寸较大。当NaCl溶液中的S2-浓度达到60ppm时,点蚀坑在合金表面相互连接,呈现出均匀腐蚀的形态;S2-<和Cl-对铜钛合金的腐蚀存在竞争吸附,S2-吸附性强对铜钛合金的腐蚀剧烈;在含S2-的NaCl溶液中腐蚀产物主要为CuS、Cu2S、Cu2O以及Cu2(OH)3Cl。S2-浓度较大时会导致溶液中OH-浓度增加,使腐蚀产物膜层厚度与致密度增加,因此当S2-浓度达到100ppm时铜钛合金能够发生钝化从而减缓腐蚀。     

阴离子对P110钢表面富铁相硫化亚铁腐蚀产物膜保护性的影响

通过Mott-Schottky法和失重法,研究了两种阴离子溶液(Na2 SO4和NaHCO3)对P110钢表面富铁相硫化亚铁(FeS1-x)腐蚀产物膜保护性的影响,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对其保护性的变化进行了解释.结果表明:经过Na2 SO4溶液浸泡的腐蚀产物膜更容易...     

P110钢在不同温度含饱和H_2S/CO_2腐蚀溶液中的腐蚀行为

利用腐蚀失重试验,电化学试验和扫描电子显微镜等方法研究了不同温度下P110钢在含饱和H_2S/CO_2气体的5%NaCl溶液中的腐蚀行为。研究表明:随着温度的升高,P110钢的腐蚀速率呈现出了先增大后减小的规律;在含饱和H_2S/CO_2气体的5%NaCl溶液中,由于温度升高促进了点蚀的发生,在较高温度时形成全面腐蚀,但温度的升高导致H_2S、CO_2气体的溶解度降低,抑制了点蚀的发生,形成厚而致密的腐蚀产物膜,使腐蚀速率随温度升高而降低。     

X52钢在模拟高酸性气田环境中的腐蚀行为

采用高温高压釜研究了X52管线钢在高含量H_2S/CO_2(60℃、pH_2S=1.5 MPa、pCO_2=0.9 MPa)共存环境中的腐蚀特性,以及Cl-和元素硫对其腐蚀行为的影响,并结合SEM和XRD对腐蚀产物膜、表面形貌和腐蚀产物成分进行分析。结果表明,在高含量H_2S/CO_2共存环境中,X52钢的腐蚀产物主要为马基诺矿和硫铁矿,腐蚀受H_2S控制,且以均匀腐蚀为主,表面腐蚀产物膜对X52钢的全面腐蚀有一定的抑制作用,但不能防止氢鼓泡;X52钢的腐蚀速率随Cl~-含量的升高先增大后减小,腐蚀产物的晶化度明显降低,保护性差;X52钢的腐蚀速率随元素硫含量的增加先增大后减小,在硫含量为5g/L时,其腐蚀速率最大,为14.70mm/a。硫含量过大时,易发生聚结沉积,使腐蚀速率有所下降。     

Cl~-对690合金在高温高压水中腐蚀行为的影响

采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了Cl-对690合金在高温高压水中腐蚀行为的影响。研究表明:690合金内外表面状态对其腐蚀形貌有显著影响,Cl-使得表面形成的钝化膜不均匀,出现较多的点蚀坑。溶液中的Cl-能够影响腐蚀产物膜的结构。当溶液中不含有Cl-时,腐蚀产物膜为双层结构,外层腐蚀产物为颗粒状;当溶液中含有Cl-时,腐蚀产物膜具有单层结构。XRD结果表明:两种环境中的钝化膜产物主要由Cr2O3、NiFe2O4、NiO等氧化物组成,但含Cl-条件下的氧化物较少。     

含SO_2大气中20碳钢腐蚀产物的演变

采用模拟大气腐蚀系统,利用OM,SEM,XRD和局部交流阻抗测试(LEIS)等研究了20碳钢在高湿度SO_2大气环境中腐蚀产物的形态变化和生长过程.结果表明,20碳钢表面首先生成Fe(OH)_2膜,Fe(OH)_2膜在酸性介质中发生破裂形成头部为绿色的丝状物,丝状物沿晶界腐蚀并向铁素体内生长;空气中SO_2,O_2和H_2O不断进入破裂的Fe(OH)_2膜内,导致Fe不断溶解并形成FeSO_4巢穴,FeSO_4与O_2和H_2O作用在巢穴内生成FeOOH堆积物,最后形成胞状腐蚀产物.随腐蚀时间的延长,胞状腐蚀产物增多,锈层阻抗增加,腐蚀产物层厚度不均匀;继续腐蚀,腐蚀产物变得均匀致密SO_2含量越高,胞状物增加越快.     

耐硫化氢腐蚀钢在硫化氢介质中的腐蚀行为

采用电化学方法、X射线光电子能谱仪和扫描电镜等方法对抗硫化氢腐蚀的套管钢BG110S在含饱和硫化氢的NACE溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:耐硫化氢腐蚀钢在25℃含饱和硫化氢的NACE溶液中与硫化氢发生了反应,形成双层结构的腐蚀产物膜,外层是以四方晶系FeS为主的腐蚀产物膜,内层为铬、铜等合金元素硫化物的腐蚀产物膜;腐蚀产物膜能够阻挡基体合金元素与硫化氢发生进一步的腐蚀反应,降低了氢原子渗透量,从而提高了耐硫化氢腐蚀钢的抗硫化氢腐蚀的性能。     

氧含量对碳钢TU48在高温水中的低周疲劳寿命和表面腐蚀产物状态的影响

对TU48碳钢在不同溶解氧浓度的水溶液中进行了低周腐蚀疲劳，结合俄歇电子能谱(AES)和Mossbauer谱分析其表面的腐蚀产物．结果表明，随着水中溶解氧含量的增加，碳钢的腐蚀疲劳断裂时间变短，碳钢表面形成的腐蚀产物的成分也有很大的变化，Fe3O4减少，而γ—Fe2O3含量增多；在含氧量很低的条件下，腐蚀还生成α—Fe2O3和铁的氢氧化物．     

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。     

氟、氯对Pb-Ag阳极氧化膜层和腐蚀行为的影响

对比研究锌电积电解液中氟、氯对Pb-Ag阳极恒流极化(500 A/cm~2)72 h后氧化膜层表面形貌、内部结构、物相组成和基底腐蚀的影响。结果表明:氟、氯抑制PbO_2的生长,提高膜层中PbOn、PbO·PbSO_4的含量。在含氟溶液中,氧化膜层表面呈鳞片状,内部孔洞、空隙增多,致密度降低;基底出现腐蚀孔洞,随着氟浓度增大,腐蚀孔洞增多、孔径增大、腐蚀深度变大。在含氯溶液中,氧化膜层表面呈胶结状,致密度与无氯电解液中的相当,但紧密层厚度明显减小;基底出现腐蚀坑,腐蚀深度小于含氟溶液中的。此外,分析了氟、氯对Pb-Ag阳极腐蚀行为的影响机制。氟主要通过降低氧化膜层致密度加剧Pb-Ag阳极的腐蚀,而氯主要通过减小氧化膜层厚度加剧阳极的腐蚀。     

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     

带锈碳钢在稀 NaCl 溶液中的腐蚀行为

目的探索锈层对碳钢腐蚀的影响过程。方法通过失重法、表面分析、电化学测试等方法,研究碳钢在稀NaCl溶液中的腐蚀行为。结果在稀NaCl溶液中,初始产物γ-FeOOH表现为氧化剂,易还原成Fe3O4。金属表面将迅速形成黄色薄外层(γ-FeOOH层)+黑色厚内层(Fe3O4层)的双层锈层。外锈层因γ-FeOOH的还原反应而加速阴极过程;内锈层起大阴极的作用,溶解氧可以直接在其表面被还原。结论锈层将显著加速碳钢的腐蚀,最终腐蚀速率将由溶液中的氧极限扩散速率决定。防腐措施应能抑制锈层的腐蚀促进作用。     

X52 MS管线钢在含Cl~-和饱和H_2S介质中腐蚀产物膜的演变

通过腐蚀失重法、线性电位扫描法以及场发射扫描电镜(FE-SEM)和X-射线衍射(XRD)等表面分析技术对酸性环境用X52 MS管线钢在H2S饱和的5%NaCl溶液中所形成的腐蚀产物膜的形貌、结构特征及物相组成进行了观察和分析。结果表明,在本试验条件下,腐蚀产物膜的主要成分由非晶态FeS逐步转变为四方相硫铁矿(mackinawite)FeS,且随着时间的延长,腐蚀产物膜厚度逐渐增加,结构也越来越致密;无论是平均腐蚀失重速率还是瞬时腐蚀电流密度Jcorr均随着时间的延长而降低,相对致密的mackinawite腐蚀产物膜对试样有一定的保护性,对X52MS管线钢的均匀腐蚀能够起到一定的抑制作用。     

典型金属材料在硝酸熔盐环境中的腐蚀行为研究

通过熔盐浸泡实验研究了Q235碳钢、2.25Cr1Mo低合金钢、P91中合金钢、304和316不锈钢及Inconel617镍基合金在400℃硝酸熔盐(60%NaNO3+40%KNO3)中的静态腐蚀行为。通过测量试样腐蚀不同时间后的质量变化,得到了上述材料在高温熔盐环境中的腐蚀动力学曲线;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱分析仪(EDS)对该材料在熔盐腐蚀过程中的腐蚀产物形貌、相结构和元素分布进行测试。结果表明,Q235碳钢的抗熔盐腐蚀能力极差,而Inconel 617镍基合金具有极强的抗熔盐腐蚀能力;同时,不同的腐蚀动力学曲线主要是由于材料表面氧化层结构不同;Q235钢表面氧化层主要由Fe2O3组成,不具有保护性;而含Cr合金材料表面会形成含有Cr的氧化物,具有较好的保护性;Inconel 617镍基合金由于表面形成了致密的Cr2O3和Ni O薄膜,所以具有极强的抗腐蚀能力。