表面缺欠对超级13Cr油管在气井酸化过程中的腐蚀行为影响研究

目的研究光滑表面、无缺欠原始表面和带缺欠原始表面13Cr油管试样在气井酸化增产改造过程中的腐蚀行为,明确不同表面状态对超级13Cr油管腐蚀行为及机理的影响。方法采用高温高压腐蚀模拟实验,研究了三种表面状态的超级13Cr油管在气井酸化过程中鲜酸和残酸环境下的腐蚀行为。分别通过宏观观察、扫描电镜、三维共聚焦显微镜分析了试样在鲜酸和残酸中腐蚀后的宏观、微观和三维形貌。结果在鲜酸溶液中,无缺欠原始表面试样和带缺欠原始表面试样腐蚀速率相当,但均明显高于光滑表面试样。在残酸溶液中,缺欠导致超级13Cr油管腐蚀速率显著增大,带缺欠原始表面试样的腐蚀速率是,是无缺欠原始表面试样的2倍,光滑试样的7.3倍。结论超级13Cr油管表面状态对其在气井酸化过程中的平均腐蚀速率和局部腐蚀有显著的影响,内表面缺欠会降低其在酸化过程中的耐蚀性能,且此类缺欠对残酸介质更为敏感。     

封隔器以下140钢级套管材质在完井过程中的腐蚀行为研究

通过高温高压鲜酸(10%HCl+1.5%HF+3%HAc+5.1%TG201缓蚀剂)、残酸、地层水CO2腐蚀实验及电化学分析,研究TP140钢在苛刻工况条件下的耐蚀性。结果表明:TP140钢在鲜酸、残酸和地层水CO2腐蚀实验条件下,其均匀腐蚀速率分别为3.7490,0.4361和0.5524 mm/a。残酸实验后,试样表面存在不完整Cu膜。未去除Cu膜的TP140钢试样的自腐蚀电位(-658 m V)高于去除Cu膜的TP140钢试样的(-692 m V),腐蚀驱动力小,但其自腐蚀电流密度(3.1141×10-5A/cm2)明显高于去除Cu膜的(1.0926×10-5A/cm2)。相比于TP140钢基体(Fe),Cu为正电性金属,膜的覆盖不致密形成典型的大阴极-小阳极结构,导致严重的局部腐蚀。TP140钢在鲜酸、残酸和地层水CO2腐蚀实验条件下,试样表面最大点蚀深度可达150μm。     

缓蚀剂铜膜对13Cr不锈钢在残酸试验中腐蚀程度的影响

本文主要研究了13Cr试样在鲜酸腐蚀过程中表面形成的缓蚀剂保护膜对该试样在后期残酸试验中腐蚀程度的影响。SEM、EDS分析结果表明:鲜酸试验后试样表面覆盖的缓蚀剂保护膜为铜膜;腐蚀评价试验结果表明:在残酸试验中,表面有铜膜附着的试样,其腐蚀速率是无铜膜试样的200倍,残酸试验前将试样表面的铜膜经超声清洗去除后,其腐蚀速率下降了1/3;不同pH值条件下铜膜与13Cr的电位测量结果表明:缓蚀剂铜膜的存在是13Cr试样在残酸试验中腐蚀加速的主要原因。     

G3镍基合金油管在油井酸化过程中的腐蚀行为研究

利用高温高压腐蚀模拟实验,研究了G3镍基合金油管在油井酸化过程中的腐蚀行为。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微镜和极化曲线等分析了试样在鲜酸和残酸中的腐蚀形貌和腐蚀机理。结果表明:G3镍基合金在模拟酸化液中具有较好的耐腐蚀性能,其主要原因是试样表面的吸附膜覆盖整个面积,使合金表面的能量状态趋于稳定,增加腐蚀活化能;同时该吸附膜阻碍了与腐蚀反应相关的电荷或物质转移,减缓了腐蚀。在模拟鲜酸介质中,G3镍基合金的极化曲线钝化区较窄,点蚀敏感性较强,很易诱发点蚀。随着温度的升高,钝化膜的自我修复能力减弱。     

塔里木油田某井酸化管柱腐蚀的原因

塔里木油田某井经历了2d的鲜酸酸化和10d的残酸返排过程,管柱起出后发现油管内壁发生了严重腐蚀。对酸化油管进行理化性能检测,并结合实际工况,对油管内壁腐蚀原因进行了综合分析。结果表明:该油管的化学成分和金相组织均符合API Spec 5CT-2005的相关技术要求。导致油管内壁发生严重腐蚀的因素主要有三个:一是鲜酸和残酸在管柱中停留时间过长;二是井下温度较高,加快了腐蚀进程;三是酸化过程中缓蚀剂可能没有发挥有效的作用。建议尽量缩短酸化作业时间,在井筒温度较高的情况下,应筛选合适的耐高温酸化缓蚀剂,减少酸液对油管的腐蚀。     

高温水蒸气环境中TP439不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性

目的 研究TP439不锈钢在高温水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为,并探讨水蒸气和温度对其应力腐蚀开裂敏感性的影响规律。方法 采用慢应变速率拉伸试验方法研究了TP439不锈钢在400~600 ℃水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为,利用SEM和EDS分析试样断口区域的形貌及元素分布。结果 同一应变速率(2×10^‒5 s^‒1)下,随着温度在400~600 ℃范围内升高,TP439不锈钢在空气和水蒸气环境中的屈服强度、抗拉强度和断裂能均逐渐降低,延伸率逐渐增大。400 ℃和500 ℃时,试样在水蒸气环境中的抗拉强度较空气环境中有所降低,而延伸率较空气环境中增大。600 ℃时试样在水蒸气环境中的力学性能较空气环境中无明显差别。试样在400、500、600 ℃水蒸气环境中的应力腐蚀开裂敏感性指数分别为0.7%、1.2%和‒2.8%,应力腐蚀开裂敏感性较低。试样在400~600 ℃水蒸气环境中的断口均呈现韧性断裂特征,断口形貌整体由韧窝和微孔组成,颈缩现象显著,断口附近未发现二次裂纹。温度在400~600 ℃范围内升高时,断口的韧窝特征更加明显,颈缩程度逐渐增大,600 ℃时断口侧面的氧化膜表面Cr含量明显降低,主要由Fe的氧化物形成。结论 水蒸气对TP439不锈钢的应力腐蚀开裂行为起促进作用。基于应力腐蚀开裂敏感性指数和断口的分析,在应变速率为2×10^‒5 s^‒1的400~600 ℃水蒸气环境中,TP439不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性较低。     

油田酸化环境下超级13Cr、15Cr不锈钢的点蚀速率研究

本文研究了超级13Cr和15Cr马氏体不锈钢分别在120℃和95℃全程酸化(鲜酸+残酸)实验中的耐点蚀性能。结果表明:超级13Cr和15Cr不锈钢在120℃条件下的点蚀速率分别为1.59mm/a和1.35mm/a;在95℃条件下的点蚀速率分别为6.55mm/a和2.60mm/y;95℃条件下两种材质的点蚀速率高于120℃条件下的点蚀速率;在两种腐蚀条件下15Cr较13Cr表现出更优异的耐点蚀性能。     

烧结钕铁硼在各种酸介质中的腐蚀研究

研究了烧结钕铁硼在硝酸、盐酸、硫酸、磷酸及草酸介质中的腐蚀特征。采用动电位扫描及腐蚀失重测试分析了腐蚀行为和特征，采用AFM和SEM观察了酸腐蚀后的NdFeB表面微观形貌。结果表明，烧结钕铁硼在盐酸及硫酸介质中的腐蚀速率最大，在磷酸及草酸介质中呈钝化态，在硝酸中的边缘腐蚀较严重，对磁体的宏观尺寸破坏较大，在各种酸中腐蚀后的微表面都更粗糙了。     

几种热采井用油管钢在次生H_2S/CO_2环境中的腐蚀行为

利用动态高温高压釜模拟研究了普碳油管钢N80和两种热采井用低合金油管钢TP100H和TP110H在稠油热采次生H_2S/CO_2腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明:在次生H_2S/CO_2腐蚀环境中,N80钢呈非均匀腐蚀特征,导致其腐蚀速率较低;TP110H钢及TP100H钢的腐蚀速率略高于N80钢的,清理产物膜后,呈现均匀腐蚀特征;三种钢的腐蚀速率与微观形貌特征一致,随腐蚀时间的延长,钢表面粗糙度增加,腐蚀速率降低。     

市政给排水管道缝隙腐蚀行为研究

对给排水管道用TP140钢进行了模拟市政给排水管道水中应力条件下的缝隙腐蚀试验。结果表明,无论有无外加应力,缝隙的存在都会加剧TP140钢材料的腐蚀,使得有缝隙试样的腐蚀速率远大于无缝隙试样;随着外加应力从0.6σ增加至1.0σ,TP140钢的最大腐蚀深度和平均腐蚀深度都呈现为先减小而后增加的趋势,在外加应力为0.8σ时取得最小值;相对于未施加外加应力条件,随着外加应力的增加,无缝隙和有缝隙条件下试样的腐蚀电位均向负向移动,且腐蚀电流密度均增大。施加外加应力,TP140钢的耐腐蚀性能降低,且有缝隙试样的腐蚀更为严重;外加应力试样的交流阻抗谱图中容抗弧的半径有所减小,腐蚀速率有所加快,这表明外加应力使材料的电化学阻抗降低,加速了TP140钢的腐蚀。     

TA2钛合金真空感应渗碳层在含氟混合酸中的腐蚀行为

目的研究TA2钛合金在CH4介质中感应渗碳层的组织结构,并评价具有高硬度及高耐磨性的渗碳层在含氟混合酸中的腐蚀行为。方法在850、880、910℃温度下对TA2钛合金进行真空脉冲"强渗-扩散",通过电化学工作站及浸泡腐蚀评价渗碳层的耐蚀性能。采用XRD、SEM和XPS等方法,对渗碳层的相结构、组织、腐蚀产物及其化学态进行观察和分析。结果经910℃渗碳的TA2钛合金可形成较厚的Ti C层,并表现出较好的耐蚀性能。在0.2%HF+0.2%HNO3酸溶液中,120min前未发生明显腐蚀行为,120min后腐蚀速率为4.01×10?3 A/cm2。在电化学测试下,腐蚀速率从未渗碳的3.32×10?1 A/cm2降低至1.67×10?2 A/cm2。渗碳试样表面呈全面腐蚀状态,而未渗碳样有点蚀行为。表面腐蚀后的XPS数据拟合显示,Ti元素呈三个能级峰,主要以+4价存在,氟离子的存在是由于取代了Ti—OH中的键形成Ti—F。结论真空感应渗碳在TA2钛合金表面生成的强化层,对钛合金在低浓度含F?酸中的腐蚀具有一定的防护作用,随渗碳温度的升高,表面渗碳层增厚且具有更高的阻抗膜值和较小的腐蚀电流。此外,表面渗碳层的存在,使钛合金的腐蚀行为从点蚀变为全面腐蚀。     

低碳贝氏体钢在干燥和高湿环境中的腐蚀行为

测试低碳贝氏体钢分别于干燥和高湿环境的电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线,并观察其表面形貌,对比研究了低碳贝氏体钢在两种环境中的腐蚀行为.结果表明,低碳贝氏体钢在两种环境中的腐蚀速率均是先增至峰值后减小.高湿环境中试样的腐蚀速率峰值出现早于干燥环境中试样.峰值前高湿环境中试样的腐蚀速率高于干燥环境中试样的腐蚀速率,峰值后高湿环境中试样的腐蚀速率低于干燥环境中试样的腐蚀速率.     

模拟地层水中TP140钢的缝隙腐蚀行为研究

利用高温高压釜模拟井下高温高压环境,通过气、液相失重法、表面轮廓分析和形貌观察评价和研究TP140高强度套管钢与PTFE、HP13Cr及其自身构成的缝隙在模拟地层水中的腐蚀敏感性及缝隙腐蚀特征;并借助动电位极化测试和电化学阻抗谱技术对比了不同结构缝隙在90℃模拟地层溶液中的电化学行为差异以揭示TP140钢在井下地层水环境中的缝隙腐蚀行为机制。结果表明:高强度套管钢TP140在井下地层水中具有较高的缝隙腐蚀敏感性;TP140所构成的3种结构缝隙在模拟地层水的液相中相比于气相呈现出更为严重的全面腐蚀损伤,其中TP140与HP13Cr构成的缝隙中腐蚀尤为严重,这归因于电偶促进作用的显著影响。     

烧结NdFeB永磁体在不同酸溶液中的腐蚀行为（英文）EI北大核心CSCD

通过酸洗、浸泡法和电化学腐蚀测试分析了烧结Nd Fe B永磁体在不同浓度的H2SO4溶液、HCl溶液和HNO3溶液中的腐蚀行为。结果表明,烧结Nd Fe B磁体在HNO3溶液中的腐蚀机制为均匀腐蚀,而在H2SO4溶液和HCl溶液中的腐蚀机制为选择性的晶间腐蚀。烧结Nd Fe B磁体在酸溶液中的腐蚀速率随着酸溶液浓度的增加而增加。在浸泡试验和电化学腐蚀试验中,烧结Nd Fe B磁体在HNO3溶液中的腐蚀速率均最小。因此,HNO3溶液更适合作为烧结Nd Fe B磁体的酸洗液。     

有机聚硅氮烷先驱体陶瓷涂层的耐高温氯腐蚀性能

在TP347不锈钢片表面制备了有机聚硅氮烷先驱体陶瓷涂层,对有无涂层试样分别进行高温HCl气体和KCl堆盐腐蚀试验,并采用增重法对试样的腐蚀质量增加曲线进行分析。结果表明:制得的涂层表面均匀致密,与基体紧密连接;在500,525,550℃HCl气体中,涂层试样的腐蚀速率较空白试样的均有所降低;在KCl堆盐中,无涂层试样的质量随时间的延长呈先增加后减小的趋势,涂层试样的耐蚀性较好,且在500℃下基体内部未检测到Cl元素,在550℃下基体内部Cl含量较高,表明Cl~-逐渐向试样内部扩散;服役温度在涂层玻璃粉软化温度以下时,涂层可有效阻隔Cl~-扩散至基体内部,提高涂层的保护性能。     

钛合金油管在苛刻井下环境中的抗腐蚀性能研究

通过失重腐蚀试验和应力腐蚀开裂(四点弯曲法)试验,研究了TC4钛合金在地层水和完井液环境中抗均匀腐蚀、局部腐蚀和SCC性能。结果表明:在地层水CO_2腐蚀环境中,TC4钛合金为轻微腐蚀,温度升高,均匀腐蚀速率变化不大,温度达到220℃时,均匀腐蚀速率仅为0.0012 mm/a,且试样表面无局部腐蚀,表明该合金具有良好的抗地层水CO_2均匀腐蚀和局部腐蚀性能;在完井液CO_2腐蚀环境中,TC4钛合金的均匀腐蚀速率高达0.4247 mm/a,该合金发生明显的点蚀和选择性溶解腐蚀;在地层水CO_2腐蚀和完井液CO_2腐蚀环境中SCC试验均未发现裂纹,具有良好的抗SCC性能。     

稠油热采管BG90H钢在不同条件下的腐蚀行为

通过干空气和湿空气以及在H_2S和CO_2共存条件下腐蚀试验模拟油田现场稠油热采的过程,研究了稠油热采管BG90H钢在不同条件下的腐蚀行为。结果表明:BG90H钢在干空气中的均匀腐蚀速率小于在湿空气中的均匀腐蚀速率,在湿空气中材料出现局部腐蚀(点蚀);湿空气中水蒸气含量大,在金属材料表面结露、均匀成膜,且供氧充分,使BG90H钢的吸氧腐蚀速率显著上升,由于完整液膜下试样表面腐蚀原电池数量的显著增多,材料点蚀程度显著增强。在CO_2和H_2S共存腐蚀条件下,腐蚀速率在120℃出现最大值,此时金属表面上生成一层疏松的、多孔且较厚的腐蚀产物膜;当温度在100~120℃及大于180℃时,局部腐蚀较为严重,但在150~180℃时,局部腐蚀轻微;腐蚀过程由CO_2/H_2S联合交替控制。     

冷却速率对Cr23铸铁凝固组织及在热碱溶液中腐蚀行为的影响

研究了砂型冷却、金属型冷却和水冷冷却条件下,冷却速率对Cr23高铬铸铁凝固组织的影响,以及各试样在热碱(Na OH,80℃)溶液中的腐蚀行为。结果表明:随冷却速度的增加,Cr23中的碳化物和共晶团细化,碳化物分布更加均匀。在不同的冷却速度下,腐蚀速率均先增加后趋于平稳。在碱溶液中的腐蚀初期,在电化学腐蚀作用下形成腐蚀产物,导致腐蚀速率增加。当腐蚀产物聚集在Cr23表面达到一定厚度时,有效地降低了腐蚀速率。冷却速度的提高改善了Cr23的凝固组织,降低了两相(奥氏体与渗碳体)的电位差,减小了腐蚀电流。因而,水冷试样的腐蚀速率最低,砂型试样的腐蚀速率最高。     

316L不锈钢纤维在硫酸中的腐蚀行为

采用失重法对316L不锈钢纤维在不同浓度和温度硫酸介质中的腐蚀行为进行了研究,应用SEM对试样的腐蚀形貌进行了观察,利用EDS对试样表面腐蚀产物进行了分析.结果表明:在60℃和70℃的温度下,316L不锈钢纤维的腐蚀速率在30%～40%的硫酸浓度下呈现峰值,之后随硫酸浓度的增加而减小;60℃以下,腐蚀速率变化很小,60℃以上,腐蚀速率随温度迅速增大.SEM观察发现腐蚀速率较低时,试样表面凸起增多;反之,则凸起几乎全部消失,表面覆盖物增加.成分分析显示:Cr在硫酸中含量几乎不变,Ni的含量减少.     

表面喷丸处理对车轮辐板腐蚀行为的影响

选取轧制车轮不同喷丸处理状态辐板表面,对辐板表面粗糙度、表面残余应力和表层显微硬度进行了测量,采用扫描电镜(SEM)观察了不同程度喷丸处理后车轮钢表层微观组织,通过盐雾加速腐蚀试验研究了不同表面喷丸状态试样的腐蚀行为。结果表明,在腐蚀时间较短时,不同喷丸状态试样均为均匀腐蚀,延长腐蚀时间,开始出现不均匀的坑状腐蚀。在试验周期内,充分喷丸试样的平均腐蚀速率最大,不充分喷丸试样和未喷丸试样的腐蚀速率基本相当。腐蚀速率的差异主要是由试样表面粗糙度、表层塑性变形程度和残余压应力等综合因素共同影响。