低温氮化316奥氏体不锈钢在H2S环境下的静态腐蚀行为

为研究低温液体氮化奥氏体不锈钢在H₂S环境下的静态腐蚀机理,在430 ℃对316奥氏体不锈钢低温液体氮化8 h。模拟H₂S腐蚀环境,通过X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、分析天平、EPMA电子探针、X射线光电子能谱衍射仪研究低温液体氮化对奥氏体不锈钢在H₂S腐蚀环境下的静态腐蚀行为。结果表明,在静态腐蚀条件下,低温氮化后奥氏体不锈钢表面形成的含氮过饱和扩展奥氏体层(S-相)能够有效地阻止腐蚀介质向材料基体浸入,使得材料的腐蚀失重下降了34%,减缓了材料的腐蚀程度,显著提高了材料的表面性能。     

超临界CO2对钢材的腐蚀实验研究

采用静态高温高压釜及SEM现代分析测试手段,在分析超临界CO2存在形式及与原油、水交互作用的基础上,进行了超临界CO2对钢材的腐蚀实验研究。结果表明,在腐蚀系统SCF-CO2气相中,存在CO2腐蚀现象;液相中,腐蚀速率随压力增加而上升,12MPa达到峰值后下降。在纯水中12MPa时,液相和气相中的腐蚀速率趋于一致,腐蚀形貌表现为腐蚀瘤。30％的原油含量可在液相促进钢材腐蚀。腐蚀形貌表现为腐蚀瘤与腐蚀坑并存;但随含油量增加,会抑制钢材腐蚀。     

CO2增采环境下X70管线钢的应力腐蚀开裂行为研究

在CO₂增采（CCS?EOR）环境下,研究了X70管线钢在不同CO₂压力下的腐蚀开裂行为及其机理。 使用高压反应釜及模拟采出水溶液,对现场环境进行了模拟;通过电化学实验,研究了X70管线钢在CCS?EOR环境下的腐蚀速率与腐蚀机理;通过慢应变速率拉伸实验,研究了模拟环境下X70管线钢的腐蚀开裂行为;通过扫描电镜,分析了不同CO₂压力下X70管线钢的腐蚀开裂机理。 结果表明,X70管线钢的腐蚀速率随着CO₂压力的增加而增加;X70管线钢表面产生的腐蚀产物膜不能保护金属基体,而且加剧局部腐蚀;在腐蚀产物膜的影响下,CO₂压力的增高使X70管线钢应力腐蚀敏感性增加,X70管线钢腐蚀开裂同时受金属表面裂纹的影响。     

H2S/CO2及其共存条件下腐蚀研究进展

介绍了国内外油气田在H2S/CO2单独存在和共存条件下材料腐蚀机理、腐蚀影响因素、耐蚀材料、缓蚀剂等方面的研究进展,分析了H2S/CO2的腐蚀发展趋势和防腐措施,探讨了一些材料研究的热点问题和发展方向。     

湿H2S环境中含缺陷Q345R钢焊接接头的应力腐蚀试验研究

在圆棒试样上加工出不同类型的缺口来模拟焊接凹坑,并采用慢应变速率(SSRT)应力腐蚀试验研究含该缺陷的Q345R钢焊接接头在湿硫化氢环境下的应力腐蚀行为.结果表明:在204,612mg/L的湿H2S环境中,焊缝区无缺口试样的应力腐蚀敏感性明显小于含缺口试样.含缺口试样在拉伸过程中,受湿硫化氢和应力集中的协同作用,随焊缝区试样缺口半径的增大,其对应的应力腐蚀敏感性指数逐渐减小,断裂所需时间和延伸率均逐渐增大;断口均呈现明显的应力腐蚀断裂特征;相同缺口半径的试样,在612mg/L湿H2S环境中的应力腐蚀敏感性较高.     

基于玉米秸秆的氮掺杂多孔碳制备及其对CO2吸附和CO2/N2分离性能研究

为解决大气中日益增加的CO₂含量问题,以玉米秸秆为原料,采用水热碳化和KOH活化处理,通过控制KOH活化强度,制备出一系列具有发达孔道结构的氮掺杂多孔碳样品(CPH-0,CPH-0.5,CPH-1)。通过扫描电镜、透射电镜表征、N₂吸-脱附等温线测试及元素分析,获得多孔碳孔道结构发展、N含量与KOH活化强度的关系。通过CO₂吸附测试分析可知,多孔碳的CO₂吸附量在低压(<15 k Pa)时受N含量影响,在常压(100 k Pa)下由超微孔(<1 nm)孔体积决定。样品CPH-0的N含量最多,在低压范围表现出优异的CO₂吸附能力。样品CPH-0.5的超微孔孔体积最大,在25°C,100 k Pa条件下,对CO₂的吸附量可达3.97 mmol/g,同时还表现出较好的CO₂/N₂选择性和优异的循环稳定性。该法制备的多孔碳在CO₂吸附和CO₂/N₂     

20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中的腐蚀行为

采用自主设计动态腐蚀实验装置研究20#钢在CO_2/H_2O两相塞状流条件下的腐蚀行为,利用失重法、SEM、EDS和XRD等手段对腐蚀试样进行腐蚀速率分析、腐蚀形貌观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析.结果表明:随时间的延长腐蚀速率呈先小幅减小、后快速增大、再明显降低的趋势,4h和8h分别达实验条件下的最大值(2.074 6 mm/a)和最小值(1.898 8 mm/a);下管壁腐蚀形貌特征表明随时间延长腐蚀产物膜层由初始阶段疏松团絮状产物+细小针状产物组成含有微裂纹的单层腐蚀产物膜层逐渐转变为双层腐蚀产物膜,外层膜疏松其具有贯穿性裂纹,而内层膜相对致密并随时间延长致密度逐渐提高,EDS分析结果表明内层相对致密膜层的铁含量高于外层膜,属于富铁腐蚀产物,外层相对疏松膜层的碳氧元素含量之和相比内层膜较高;在同时间段上管壁腐蚀产物沿垂直流动方向呈条带状分布,由初始粗大疏松产物颗粒逐渐转变为具有规则排列特征的晶粒;腐蚀产物主要由Fe、C、O三种主要元素组成,主要组成相有Fe_3C、FeCO_3、Fe_3O_4、FeOOH.     

中性环境中锈斑对X70/X80钢早期腐蚀的作用

采用NS4典型中性土壤模拟溶液模拟中性土壤环境,将X70和X80管线钢电化学试件在模拟溶液中进行短期浸泡,发现溃疡状锈斑均匀分布在试件的工作表面,锈迹疏松易脱落,微观呈现颗粒状形貌,面积较大的锈斑处出现浅腐蚀坑。对带锈件和不带锈件进行了极化曲线、交流阻抗等电化学实验并进行了对比。对比结果发现,金属界面早期锈斑的产生加重金属的腐蚀,加快腐蚀速率。这是因为早期锈斑的不完整性与稀疏性降低金属基体与腐蚀环境电化学反应的极化电阻,其粗糙的表面增加试件的工作面积,增大腐蚀电流。     

硫化氢环境中改进型15CrMoR（H）材料应力腐蚀综合性能评价

为评价改良冶炼工艺下的新型15CrMoR(H)材料在饱和硫化氢(H₂S)中抗环境开裂的综合性能,依据NACE及国家标准,从恒载拉伸、三点弯曲、氢致开裂3个角度对材料进行了系统的试验研究,并对恒载拉伸试验结果进行分析与拟合,给出了材料应力-寿命的数学模型.结果表明:恒载拉伸应力腐蚀门槛值σ_th为0.7R_eL(252MPa),三点弯曲名义应力S_C大于4.5R_eL(1 620 MPa),HIC试验中裂纹长度率CLR为4.40%、裂纹厚度率CTR为0.87%、裂纹敏感率CSR为0.04%,与EFC规定的合格标准相比较,分别为3.4、3.4及37.5倍.不同角度的多项试验结果均说明该材料具有优良的抗硫化氢环境开裂能力.     

S135钢在含CO2聚合物钻井液中腐蚀研究

利用高温高压反应釜研究油田常用的四种S135钢在含CO2聚合物钻井液中腐蚀行为.结果表明,平均腐蚀速率随温度或CO2分压增大而先增大然后降低;随流速增大而升高.S135钢在动态液相中的平均腐蚀速率远大于动态气相,无论在液相还是气相S135钢平均腐蚀严重情况依次为S135(A)＞S135(B)＞S135(C)＞S135(D).该实验条件下(温度为100℃,CO2分压为3MPa,流速为2m/s,腐蚀时间为96h),S135钢气相局部腐蚀比较轻微,其点蚀系数介于1.12～1.49,液相局部腐蚀比较严重,其点蚀系数介于1.40～5.22.用聚合物钻井液钻遇高含CO2气层时,建议采用S135(D)钻杆,最好不用S135(A)或S135(B)钻杆.     

P110和P110SS钢在含CO_2/H_2S溶液的电化学腐蚀行为研究

为了对比普通和抗硫油套管在CO2和CO2/H2S环境的抗腐蚀性能,借助动电位极化和交流阻抗等电化学测试手段在70℃时对普通P110和抗硫P110SS两种材料进行了研究,同时利用ZsimpWin软件对交流阻抗谱进行了等效电路模型拟合,并对其动力学参数进行了分析与讨论.实验结果表明,少量的H2S(0.1%Na2S.4H2O)加速了P110SS的阳极溶解而轻微抑制了P110的溶解;大量存在的H2S(0.4%Na2S.4H2O)环境下,碳钢表面能形成保护性的产物膜,提高了对P110和P110SS腐蚀的阻抗作用;P110SS比P110明显具有更强的抗腐蚀性能;腐蚀阴极过程由活化和扩散联合控制.     

CTAB对N80钢在含H_2S酸性溶液中的缓蚀作用

用稳态极化法研究了N80钢在H2 S酸性溶液中含不同CTAB浓度时的腐蚀行为 ,并用交流阻抗法研究了溶液中加入CTAB前后N80钢活性溶解时阻抗图谱的变化 .结果表明 :H2 S酸性溶液中加入CTAB后可增大N80钢腐蚀反应的反应电阻 ,减小界面双电层电容 ,抑制腐蚀反应阳极过程的进行 ,从而有效地减缓N80钢的腐蚀     

A3F和X70钢在H2S环境下腐蚀行为研究

采用动电位极化曲线与交流阻抗技术,针对辽河油田H2S含量对A3F与X70管线钢的腐蚀情况进行研究,并使用金相显微镜对腐蚀形貌进行了观察.结果表明,两种管线钢在电极过程中均呈现典型的活化控制;X70管线钢的耐腐蚀情况要明显优于A3F管线钢,腐蚀形态均为伴随着点蚀的局部腐蚀.     

杂质磷对钢氧化处理时应力腐蚀开裂的影响

磷含量和硬度各取二水平,改变氧化处理时间,模拟生产实际进行应力腐蚀开裂实验。结果表明,杂质磷使应力腐蚀开裂动力学曲线峰值增高,峰值氧化时间和临界氧化时间缩短。建立了应力腐蚀开裂动力学方程,断裂频率峰值正比于磷含量的3/2次方,峰值氧化时间和临界氧化时间反比于磷含量的3/2次方。     

多相流动状态下原油对 X70钢 CO2腐蚀的影响

利用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件下 X70钢 CO 2腐蚀问题,通过电子显微镜、腐蚀挂片等对挂片表面形貌、腐蚀速率情况进行分析,研究了多相流动状态下原油对 X70钢 CO 2腐蚀速率的影响。结果表明：油水反相点不能作为油水混输管线腐蚀临界点;原油对 X70钢腐蚀防护作用仅局限于均匀腐蚀,对局部腐蚀无防护作用,随着原油含量的增加,局部腐蚀速率可能升高;原油对均匀腐蚀的防护作用主要体现在：降低挂片表面润湿面积,减小挂片与腐蚀介质接触机会;增大腐蚀介质的混合黏度,降低挂片表面传质速度;高含蜡原油内的许多未知成分具有缓蚀作用。     

40CrMnSiMoVA超高强度钢的应力腐蚀开裂敏感性

应用控制电位慢应变速率拉伸试验方法,研究了新型无镍超高强度结构钢40CrMnSiMoVA(σ_B=1800～2000MPa)在典型模型环境3.0%NaCl 和蒸馏水中的电化学特性和应力腐蚀敏感性。研究结果表明,该钢对应力腐蚀开裂十分敏感,与空气中相比,3.0%NaCl 中开路电位下的断裂总应变εf 降低约四分之一。而在阳极极化(-640mV)和阴极极化(-1250mV)电位下,εf 的降低进一步增大,相应为空气中的42%和56%。溶液不除氧时,这种延性降低明显减少,-640mV 时εf 的降低值仅及相同电位除氧条件下的一半。扫描电镜分析表明,在腐蚀断裂区断口均呈典型沿晶破坏,并有二次裂纹分布其上。可以认为,40CrMnSiMoVA 钢在水溶液中的应力腐蚀开裂机理不是纯氢脆,而是局部阳极溶解与氢脆共同作用的氢助应力腐蚀开裂(HAC)。