普通13Cr钢在高温高压下的抗CO2腐蚀性能

针对普通13Cr钢的CO2抗腐蚀性能,模拟大庆油田井下的腐蚀环境,通过高温高压釜进行了13Cr钢的腐蚀试验.采用SEM、EDS和XPS测试手段分析研究所获得C02腐蚀产物膜的形貌和化学组成.结果表明,在所试验的三个温度下,13Cr钢液相、气相的腐蚀类型都主要为均匀腐蚀.其腐蚀膜的主要成分是晶态FeCO3和非晶态的Cr(OH)3,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等.在85℃和110℃下,13Cr钢的液相腐蚀速率属于中度腐蚀,基体表面形成了一层深褐色腐蚀膜层且表面平整均匀、晶粒细小、膜层较薄.在170℃下,其腐蚀速率靠近严重腐蚀的下限,接近中度腐蚀的上限.气相腐蚀与液相腐蚀腐蚀过程相似,属于中度腐蚀,腐蚀产物膜表面则为较大颗粒的晶粒,但很不规则.     

含Cr油套管钢CO2腐蚀产物膜特征

在模拟油田CO2腐蚀环境下，利用XRD、EDS、XPS和SEM研究了含Cr的N80钢腐蚀产物膜的特征。结果表明，本试验条件下Cr在腐蚀产物膜中富积，形成非晶态物质Cr（OH）3，使得腐蚀产物膜具有阳离子选择性，阳极反应受到抑制，腐蚀速率降低。     

N80油管钢CO2腐蚀点蚀行为

在模拟油田CO2 腐蚀环境下 ,利用XRD、EDS和SEM研究了N80钢点蚀坑的形成与发展 .结果表明 ,Cl-会在腐蚀产物膜与金属界面处富积成核 ,加速该区域的阳极溶解 ,促使点蚀坑的形核 ;点蚀坑内也有Cl-富积 ,在膜与基体界面处形成厚度为 3 μm的富积层 ,加速点蚀坑内基体的腐蚀 ,使得点蚀坑进一步发展 .同时 ,讨论了阳极反应与点蚀坑形貌之间的关系     

Cl-对N80钢在CO2水溶液中腐蚀行为的影响

应用动电位扫描和电化学阻抗谱研究了Cl-对N80钢在CO2水溶液中腐蚀行为的影响.结果表明：随着介质中Cl-浓度的增加，基体的阳极溶解速率先增加后减小；而阴极的还原速率则缓慢减小.     

模拟点腐蚀多孔的两种油套管钢的拉伸性能

根据发生点腐蚀的油气管线基体呈现出点蚀坑的多孔特点,选用了两种常用的油套管钢N80和P110,通过计算机产生随机数确定点蚀坑的位置,利用小钻头打孔的方法模拟其基体多孔特征进行拉伸试验,测得其弹性模量E、屈服强度σ0.2和抗拉强度bσ,将前二者的理论公式进行修正,给出了两种多孔钢的bσ与孔隙率Φ的函数关系式。结果表明,随着材料Φ的增加,测得E、0σ.2和bσ均下降,且下降趋势逐渐减缓;E的测量值和理论计算值吻合,P110钢比N80钢符合得更好;0σ.2的测量值随着Φ的增加而递减,但衰减速率略快于理论预测;bσ的变化与屈服强度相似,在较大Φ时递减趋于缓慢。     

X70管线钢在模拟高pH值介质中裂纹断口分析

用扫描电镜 (SEM )分析了X70管线钢在模拟高 pH值 (pH =9 3)土壤介质 0 5mol/LNa2 CO3+1mol/LNaHCO3的碳酸盐溶液中 ,循环载荷下的裂纹断口形貌。结果表明 :(1)在高应力比 (R =0 9)下 ,静载拉伸力学因素在断裂机制中占主导地位 ,断口的大部分呈现静载断裂特征 ,随着应力比R的降低 ,断口呈现疲劳断裂特征 ;(2 )随着加载频率的降低 ,断口MnS夹渣的数量和密度明显增加 ;(3)由于X70管线钢的晶粒很细小 ,在碳酸盐溶液中的断口并没有呈现典型的晶间断裂冰糖状断口形貌。     

温度和压力对N80钢CO2/H2S腐蚀速率的影响

采用高温高压釜，辅以失重法，对不同温度和不同CO2、H2S分压下N80钢的CO2／H2S腐蚀速率进行了研究。结果表明，在试验温度和压力范围内。随着温度的升高．腐蚀速率先增后降．且在90℃时达到最大；随着CO2分压的升高，腐蚀速率单调增加；随着H2S分压的升高．腐蚀速率先增后降，且在H2S分压为0．02MPa时达到最大值。     

13Cr和N80钢高温高压抗腐蚀性能比较

在石油、天然气的开采与集输过程中,地层中的CO2会对油套管及集输管线造成严重腐蚀。在我国,CO2腐蚀已导致多起重大事故,经济损失十分严重。模拟了大庆油田井下的腐蚀环境,通过高温高压釜进行了13Cr和N80钢的腐蚀实验,采用SEM、EDS和XPS测试手段,分析获得了CO2腐蚀产物膜的形貌和化学组成。结果表明,在所试验的三个温度下,13Cr钢液相腐蚀类型主要为均匀腐蚀,N80钢主要是局部腐蚀。85℃和110℃时,13Cr钢的液相腐蚀速率属于中度腐蚀,基体表面形成了一层深褐色腐蚀膜层且表面平整均匀,晶粒细小,膜层较薄;N80钢的液相腐蚀速率属于严重腐蚀,腐蚀膜呈现双层结构,表层为较粗大的规则的晶粒堆积而成,内层则是由细小晶粒紧密堆积而成。在170℃时,13Cr钢的腐蚀速率属严重腐蚀的下限,接近中度腐蚀的上限,而N80钢属于中度腐蚀。     

不同温度下抗酸性套管用钢腐蚀行为研究

在模拟油田环境中,根据国产100S套管用钢的腐蚀速率、表面腐蚀形貌、腐蚀产物的成分和基体组织,研究了其H2S/CO2的腐蚀行为。结果表明,在模拟的温度范围内,100S套管的均匀腐蚀速率在110℃附近出现最小值,但随着温度升高,电化学腐蚀的阴极及阳极过程都得到加速,腐蚀产物膜的溶解加速,腐蚀速率增加。100S套管在4种不同温度的H2S/CO2腐蚀条件下,H2S腐蚀占主导作用,没有出现CO2腐蚀产物成分FeCO3。     

形变与残余应力对管线钢氢致开裂行为的影响

为探讨管线钢服役过程中和性能检验时引入的塑性变形及残余应力对钢的氢致开裂(HIC)敏感性行为的影响,选用低强度的X52钢和高强度的X80钢进行了试验研究,探讨了力学因素和焊接组织对管线钢的HIC敏感参数测试结果的影响,并利用电子探针分析了成分偏析对HIC成因的影响。结果表明,管线钢的HIC敏感性与显微组织、化学成分偏析及应力状态有密切的联系;钢的形变和残余应力状态对其HIC敏感性的影响依赖于钢的固有HIC敏感性大小,钢的固有HIC敏感性愈高,形变和残余应力的影响愈为显著;从钢管上直接取样进行HIC试验评价更能揭示管线钢固有的HIC敏感行为,采用机械展平法制备试样进行HIC敏感性检验则可能会引起误判后果,尤其是对于小口径管线钢。