二氧化碳腐蚀规律研究

采用高温高压腐蚀模拟实验研究了CO2腐蚀规律,同时应用扫描电镜(SEM)研究了腐蚀产物的表面形貌和微观结构。实验结果表明,随着温度升高CO2腐蚀速率呈现增加、减小、再增加、再减小的趋势,存在两个极大值点,CO2质量浓度不同,峰值存在明显不同。当CO2质量浓度为4,6和8 g/L时,低温极大值均出现在60℃;当CO2质量浓度为4和6 g/L时,高温极大值在120℃出现,而CO2质量浓度为8 g/L时,高温极大值漂移到140℃。在低温条件下随着CO2质量浓度的增加,腐蚀速率增大,而高温下却出现一定的不确定性。这主要是由于CO2扩散、保护膜的抑制两种因素共同作用的结果。应用扫描电镜研究腐蚀产物的表面形貌和微观结构,结果显示腐蚀产物膜的完整性和致密性越好,则腐蚀速率越小,完整、致密、附着力强的稳定性膜可减少均匀腐蚀速率,而膜的缺陷、脱落则可诱发严重的局部腐蚀。     

304不锈钢在NaCl三元驱油剂中的腐蚀行为研究

在油田特高含水期,为了降成本、防结垢,拟在原碱三元实验区开展NaCl三元(盐三元)驱油技术矿场试验,但是,原站场三元调配罐材质为304不锈钢,能否继续盛装盐三元溶液尚不明确。通过恒定电位法测定304不锈钢在盐三元溶液、调pH盐三元溶液和1.2%(质量分数)NaCl溶液中的临界点蚀温度(CPT),模拟现场环境开展室内浸泡实验,测定304不锈钢的腐蚀速率,从而明确304不锈钢在盐三元驱油剂中的腐蚀行为。实验结果表明:304不锈钢在1.2%NaCl溶液、盐三元溶液和调pH盐三元溶液中CPT分别为19.5、30.5、38.7℃,验证了Cl~-的腐蚀性以及聚丙烯酰胺(HPAM)、石油磺酸盐表面活性剂的缓蚀性;室内浸泡实验中,304不锈钢在调pH盐三元和盐三元溶液中腐蚀速率均较低,因此现场调配罐可利旧使用。     

含硫原油对不同管材顶部腐蚀行为的影响

采用高温腐蚀试验箱模拟输油管道的环境,分别研究了X65钢和X80钢在含硫原油中不同温度条件下的腐蚀行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析手段来表征腐蚀产物膜的宏观、微观形貌结构及成分,并辅以失重法计算试样的腐蚀速率。结果表明,试样顶部与底部腐蚀形态明显不同,底部腐蚀主要为点蚀,而顶部受腐蚀产物膜的影响呈台地腐蚀。试样顶部腐蚀产物膜脱落的位置与腐蚀严重的部位一致,腐蚀产物膜对试样有一定的保护作用。在30~80℃范围内,试样的腐蚀速率均随温度的升高先增大后减小,在测试温度下X80钢表现出较好的耐腐蚀性。     

二氧化碳腐蚀机理及影响因素

利用自制高温、高压腐蚀试验及电化学测试试验装置,用失重法、电化学极化曲线、扫描电镜及X射线衍射分析,研究了碳钢在CO₂饱和的3%NaCl溶液中CO₂分压、温度对碳钢腐蚀的影响,结果表明,在较低温度(70℃)时,碳钢腐蚀速率对数与CO₂分压对数成线性关系,与DeWaard等人的研究结果相符;70℃时,腐蚀产物的附着力及耐蚀性很差,此时增大CO₂分压加速腐蚀反应的阴极过程;110℃时碳钢腐蚀产物为致密的碳酸亚铁膜,此膜对金属基体的附着力较强、保护性好,温度对CO₂腐蚀产物有明显的影响.文中还探讨了缓蚀剂抑制CO₂腐蚀.     

典型离子对碳钢CO_2腐蚀的影响

为了考察油气田生产液中典型离子对CO_2环境下管道腐蚀行为的影响,采用腐蚀模拟实验,结合极化测试、交流阻抗谱测试等电化学方法及p H值分析方法,研究了Cl~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、HCO_3~-和CO_2共存环境下碳钢(N80钢)的腐蚀行为。研究结果表明:(1) Cl~-、SO_4~(2-)对N80钢的腐蚀作用基本相同,Ca~(2+)、HCO_3~-均能在一定程度上抑制N80钢的腐蚀,HCO_3~-对腐蚀的抑制作 用明显优于Ca~(2+);(2)加入Cl~-和Ca~(2+)后溶液p H值的变化可以忽略,加入SO_4~(2-)和HCO_3~-后溶液p H值升高;(3) Ca~(2+)参与到腐蚀产物膜的生成,导致腐蚀产物膜孔隙率降低,因而在该介质环境下材料腐蚀速率低,感抗弧缩小;(4) HCO_3~-的存在升高了溶液p H值,降低了溶液的腐蚀性,同时也增大了CO_3~(2-)的离子浓度,促进了Fe CO_3的沉积,使腐蚀产物膜更加致密和完整,导致HCO_3~-溶液中测得的感抗弧消失,材料的腐蚀速率显著降低。结论认为,该研究成果可以为石油化工行业的防腐工作提供理论及技术支持。     

影响醇胺脱硫溶液腐蚀性的因素研究

针对天然气净化厂醇胺脱硫系统存在的腐蚀问题,考察了温度、溶液胺浓度、溶液酸气负荷、溶液中的热稳定性盐以及降解产物等因素对腐蚀的影响.研究表明,在H2S和CO2存在下温度对腐蚀的影响较为明显,温度越高,腐蚀速率越大;溶液中的热稳定性盐和降解产物也易引起设备和管线的腐蚀;溶液胺浓度和酸气负荷越高,对脱硫系统设备和管线的腐蚀越严重.     

应用于脱硫体系的FeCl4离子液体腐蚀行为研究

目的解决1-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁(FeCl₄)离子液体在天然气脱硫过程中存在的腐蚀问题。 方法基于失重法,在不同温度、水含量、再生温度下研究了FeCl₄对304不锈钢的腐蚀行为,并通过SEM、XRD、XPS等表征手段分析了其腐蚀机理。 结果FeCl₄对304不锈钢的腐蚀速率随着浸泡温度、水含量的升高而增大,随着再生温度的升高呈现先增大后减小的趋势,且在70 ℃时腐蚀速率最低(0.380 mm/a)。 结论FeCl₄电离出的Cl-通过穿透腐蚀产物膜对金属基体造成的腐蚀是FeCl₄水溶液中304不锈钢腐蚀的主要原因,提高再生温度可有效抑制Cl-的电离,进而减缓腐蚀的进行。      

高温高压下N80的CO2腐蚀

采用高温高压动态腐蚀模拟试验，研究了普通N80钢在井下腐蚀环境中的腐蚀状态。使用扫描电镜研究了腐蚀产物的结构特性。结果表明，在高温环境下，CO2分压越高，N80钢的腐蚀越严重。在流体速度为2．52m／s的情况下，温度为100℃、CO2分压为0．03MPa时。发生的局部腐蚀主要为点蚀，试样表面未能形成保护性腐蚀产物膜；温度为110℃、CO2分压为1．488MPa时，材料表面极易形成腐蚀产物膜，但腐蚀产物膜局部有缺陷，在流体湍动剪应力作用下．局部腐蚀主要为台面状侵蚀。     

10#碳钢在NH4HS溶液中的冲蚀规律

设计搭建旋转式冲蚀实验装置,采用电化学方法,针对含硫污水腐蚀体系,考察了NH₄HS质量分数、介质温度、Cl^-质量浓度等对典型加氢空冷器管材10^#碳钢冲刷腐蚀规律的影响;结合扫描电镜(SEM)分析腐蚀产物膜形貌,揭示10^#碳钢发生腐蚀的内在机制。结果表明,在质量分数5.0%NH₄HS溶液中,10^#碳钢表面形成致密的腐蚀产物膜;随着NH₄HS质量分数的增加,腐蚀产物膜厚度增加,但出现的龟裂和疏松现象,降低了对金属基体的保护作用;随着介质温度的升高,腐蚀产物膜致密度下降,易发生脱落;腐蚀产物膜受Cl-侵蚀会成蜂窝状,流速大于3.5 m/s时,10^#碳钢的腐蚀速率随Cl^-质量浓度的增加而迅速升高。     

松辽盆地北部深层气井CO2腐蚀预测方法

松辽盆地北部深层气井井深、温度高、压力高。天然气中含有CO2,地层水矿化度高,井液中含有一定量的Cl^-,井下管柱腐蚀为CO2和水引起的电化学腐蚀。随着温度的升高,腐蚀速率先增大后减小,80℃时腐蚀速率达到最大值;降低溶液pH值、增加溶液中的Cl^-浓度、提高CO2分压以及介质的流速,均加剧了油管腐蚀;通过灰色关联量化计算影响CO2腐蚀因素关联度,温度、CO2分压、Cl^-浓度、pH值和流速是影响CO2腐蚀的主要因素;根据DWM腐蚀预测模型的函数关系,利用现场腐蚀监测和实验数据计算相应的系数,建立了适合松辽盆地北部深层气井的CO2腐蚀速率预测模型。