低碳微合金钢抗CO2／H2S腐蚀性能研究

针对用于可膨胀套管的低碳微合金钢CO2/H2S腐蚀问题,采用电极化实验、失重法及SEM等方法和手段对低碳微合金钢分别在单一H2S(pH=2.9)、CO2/H2S流量比为1:1(pH=2.9)、CO2/H2S流量比为1:1(pH=5.3)条件下的腐蚀行为和规律进行研究.结果表明:低碳微合金钢在单一H2S条件下,生成了铁的硫化物,使腐蚀速率高;在有CO2存在的情况下,由于CO2吸附在钢材表面,形成致密的吸附膜,提高了自腐蚀电位,减缓了CO2/H2S的腐蚀速率;由于组织不均匀及MnS的偏析,造成腐蚀后试样表面不平整,腐蚀产物膜存在微裂纹,pH值越低,腐蚀后试样表面越不平整.裂纹越明显,腐蚀越严重.     

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。     

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.     

高温高压含O2溴盐完井液中13Cr不锈钢的腐蚀行为研究

随着越来越复杂开发工艺的应用,油气田现场服役环境也变得更加复杂苛刻,一些现场操作环节(如井下回注CO_2、回注采出水、药剂加注、环空注氮、管道试压、维修操作等)不可避免会将O_2引入井下环境。O_2的混入会导致井下管材发生不可预期的腐蚀风险,尤其对以13Cr不锈钢为代表的耐蚀油套管材,潜在局部腐蚀风险很高。针对溴盐完井液中O_2混入导致井下管材腐蚀风险加剧的问题,采用高温高压腐蚀模拟实验,结合扫描电镜、能谱分析等微观表征手段,研究了高温高压含O_2环境下不同浓度溴盐完井液中普通13Cr和超级13Cr两种典型不锈钢油套管材的腐蚀行为及机理。结果表明:在高温高压含O_2溴盐完井液环境下,两种13Cr不锈钢的腐蚀速率均较高,尤其局部腐蚀速率;参照NACE PR—0775标准,普通13Cr在1.01 g/cm~3浓度的溴盐溶液中就已经属于严重腐蚀,并且随着溴盐质量浓度的升高,腐蚀程度不断加剧,在浓度为1.10 g/cm~3达到极严重腐蚀;当溴盐质量浓度达到1.40 g/cm~3时,两种材料的最大局部腐蚀速率均已超过5 mm/a;微观形貌分析结果表明,溴盐完井液中O_2混入对13Cr不锈钢管材的耐蚀性能具有显著影响,这主要是由于O_2混入降低了材料表面钝化膜的稳定性,点蚀萌生于材料基体表面致密富Cr钝化膜的破损处,向基体深部发展,蚀坑周边区域有大量腐蚀产物堆积,蚀坑与周边区域存在局部的电偶效应,进一步加速蚀坑的发展。     

高温高压含O2溴盐完井液中13Cr不锈钢的腐蚀行为研究

随着越来越复杂开发工艺的应用,油气田现场服役环境也变得更加复杂苛刻,一些现场操作环节（如井下回注CO2、回注采出水、药剂加注、环空注氮、管道试压、维修操作等）不可避免会将O2引入井下环境。O2的混入会导致井下管材发生不可预期的腐蚀风险,尤其对以13Cr不锈钢为代表的耐蚀油套管材,潜在局部腐蚀风险很高。针对溴盐完井液中O2混入导致井下管材腐蚀风险加剧的问题,本文采用高温高压腐蚀模拟实验,结合扫描电镜、能谱分析等微观表征手段,研究了高温高压含O2环境下不同浓度溴盐完井液中普通13Cr和超级13Cr两种典型不锈钢油套管材的腐蚀行为及机理。结果表明：在高温高压含O2溴盐完井液环境下,两种13Cr不锈钢的腐蚀速率均较高,尤其局部腐蚀速率;参照NACE PR-0775标准,普通13Cr在1.01 g?cm-3浓度的溴盐溶液中就已经属于严重腐蚀,并且随着溴盐质量浓度的升高,腐蚀程度不断加剧,在1.10 g?cm-3达到极严重腐蚀;当溴盐质量浓度达到1.40 g?cm-3时,两种材料的最大局部腐蚀速率均已超过5 mm?a-1;微观形貌分析结果表明,溴盐完井液中O2混入对13Cr不锈钢管材的耐蚀性能具有显著影响,这主要是由于O2混入降低了材料表面钝化膜的稳定性,点蚀萌生于材料基体表面致密富Cr钝化膜的破损处,向基体深部发展,蚀坑周边区域有大量腐蚀产物堆积,蚀坑与周边区域存在局部的电偶效应,进一步加速蚀坑的发展。     

采用激光重熔改善2Cr13钢的耐酸蚀性能的研究

在２Ｃｒ１３钢的表面进行激光直接扫描重熔,采用现代测试手段对重熔层的组织、成分、结构等进行研究．在酸性介质（１０％Ｈ２ＳＯ４溶液）中对重熔层表面进行电化学腐蚀实验,测定其电化学阳极极化曲线．实验结果表明,采用激光直接扫描重熔来处理２Ｃｒ１３钢表面后,２Ｃｒ１３钢表层的耐酸蚀性能有极大的改善且其耐酸蚀性能与激光重熔工艺有关．     

30Cr2Ni4MoV合金的抗盐雾腐蚀性能

为了解舰船常用铁基材料30Cr2Ni4MoV的盐雾腐蚀行为和腐蚀机理,对该合金在盐雾腐蚀下不同时间试样的表面和截面形貌以及腐蚀产物的组成、盐雾腐蚀的失重速率和腐蚀速率进行研究.结果表明:30Cr2Ni4MoV腐蚀400 h后,试样表面均布满腐蚀产物,主要腐蚀产物是FeO(OH),腐蚀产物与基体出现了脱离现象;腐蚀由腐蚀坑开始逐渐扩展,腐蚀面趋于基本一致后出现新的腐蚀坑,继续腐蚀;在最初的100h,腐蚀速率变化剧烈.     

激光冲击强化对2Cr13不锈钢腐蚀疲劳性能的影响

通过残余应力测量、腐蚀疲劳试验和疲劳断口形貌观察,研究了不同激光冲击层数对2Cr13不锈钢腐蚀疲劳性能的影响。试验结果表明,LSP会在2Cr13不锈钢表面产生高幅残余压应力,且表面残余压应力值随LSP冲击层数的增加而增加。与未强化试样相比,LSP试样的腐蚀疲劳寿命提升,且随LSP冲击层数的增加而提高;LSP试样的腐蚀疲劳裂纹扩展速率降低,且随LSP冲击层数的增加而降低。经分析,未强化试样疲劳断口形貌比较平坦,二次裂纹较少;LSP试样由于表面产生了较高的残余压应力,有效抑制了腐蚀疲劳裂纹的扩展,最终断口表现出河流花样形貌。     

1Cr13不锈钢焊接接头组织及力学性能的研究

采用钨极氩弧焊的方法,对3 mm厚的1Cr13马氏体型不锈钢板实施焊接,通过LOM,SEM方法对焊接接头组织及断口形貌进行观察及分析;利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量了焊接接头的力学性能.结果表明,通过手工钨极氩弧焊,采用直流正接接法(焊接电流为80 A,焊接速度为110 mm/min)能够获得外观平整、组织均匀、力学性能满足要求的焊接接头.     

高速电弧喷涂7Cr13涂层冲蚀磨损性能及其机理研究

采用高速电弧喷涂技术,在45钢表面制备了7Cr13涂层。利用气砂型冲蚀磨损试验机研究了涂层在不同温度和不同冲击角度下的冲蚀磨损性能,借助SEM、EDS和XRD分析了涂层的冲蚀磨损机理。结果表明,高速电弧喷涂7Cr13涂层的冲蚀磨损率随温度的升高而升高;在30℃时,冲蚀磨损率随冲击角度的增加而增加,而在450℃时,冲蚀磨损率则随冲击角度的增加而降低;且不同条件下的冲蚀磨损机理各不相同。     

3Cr13马氏体不锈钢的加工

针对3Cr13马氏体不锈钢加工难点，分析给出影响其切削性能的主要因素，从刀具材料、刀具几何角度的选择与切削用量的确定等方面进行研究。实践证明，获得的经验对3Cr13不锈钢加工性能的改善效果明显。     

3Cr13厨刀表面激光熔覆处理的组织性能研究

针对目前 3Cr13厨刀强度低、耐磨性差 ,用表面激光熔覆处理的方法改善厨刀的性能。试验结果表明 :3Cr13厨刀经表面激光熔覆处理后 ,处理表层表面光滑 ,结合良好 ;其处理层表面硬度达到10 0 0HV以上 ,耐磨性比未处理试样提高 2 5倍 ;在处理层与基体之间存在一个回火区 ,有利于保持刃口的韧性。     

3Cr13导轨定规热加工工艺的探讨

本文讨论布机保全工具导轨定规用3Cr13钢热加工艺变形特点,导轨规在加工成形时要求有较小的变形,因此我们必需选择适当的锻造和热处理加工工艺。     

4Cr13不锈钢渗硼工艺及渗层组织研究

采用添加稀土化合物及优化工艺参数的方法解决了4Cr13不锈钢渗硼问题。通过正交试验法获得4Cr13钢渗硼工艺为：温度为920℃，时间8h，最佳稀土加入量为0.5%(质量分数）。借助于金相显微镜、X射线衍射仪及显微硬度计，观察和分析了加稀土前后渗层的组织、表面和次表面的相结构以及渗层的显微硬度分布。结果表明：加稀土元素后，渗层厚度提高，硼化物的组织形态及致密度明显改善，表面获得以Fe2B、(Fe,Cr)2B为主的组织，渗层脆性降低。     

含稀土元素Y的2Cr13不锈钢热变形组织与性能研究

利用Cleeble-1500D热模拟试验机,研究含稀土元素Y的2Cr13不锈钢热变形性能及冷却后组织.通过观察分析原始组织与四道次变形后组织,以及热模拟试验曲线,得出了四道次变形后的组织和应力应变的变化规律.     

Corrosion behavior about tubing steel in environment with high H2S and CO2 content

The corrosion behavior of C100 steel in simulated environments with high H₂S and CO₂ content was studied through high-temperature and high-pressure autoclave, and the H2S stress corrosion cracking (SSC) resistance of C100 steel was evaluated by SSC tests. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM) and X-ray diffraction (XRD) technique were employed to characterize the corrosion products and the metal matrix. The results indicate that all of the corrosion products in this investigation are mainly composed of different types of iron sulfide such as Fe_0.95S, FeS_0.9, Fe_0.985S, Fe₇S₈ and FeS, and the absence of iron carbonate in the corrosion scales suggests that the corrosion process is governed by H₂S corrosion. The corrosion rate decreases in the initial stage and then increases with the enhancement of the temperature. There exists a minimum corrosion rate at about 110 °C. Under the partial pressure of H₂S lower than 9 MPa, the corrosion rate decreases with the increase of $P_{H_2 S} $ While over 9 MPa, a higher $P_{H_2 S} $ will result in a faster corrosion process. When the applied stress is 72%, 80% and 85% of actual yield strength (AYS), all tested specimens show no crack, which reveals a superior SSC resistance.