N80钢在油田采出液中腐蚀行为的静态和动态模拟研究

模拟研究了井下环境N80钢在油田采出液(主要是CO2水溶液)中的静态和动态腐蚀行为。用光学显微镜、SEM、XRD对N80钢表面腐蚀产物膜的表面形貌、横截面形貌、结构及成分进行了分析。探讨了N80钢点蚀的形成和发展原因。讨论了井下采出液中各种离子对腐蚀行为的影响，结果表明，N80钢表面腐蚀产物膜的形貌及其结构对金属的进一步腐蚀有严重影响。腐蚀产物膜疏松、不完整或损坏、脱落时，会诱发局部点蚀而导致严重的穿孔破坏，点蚀坑会在腐蚀产物膜下产生，这也是N80钢在实际应用中被破坏的主要形式。试验中，N80钢在静态条件下的平均腐蚀速率略高于动态条件下的平均腐蚀速率，而其局部腐蚀在动态条件下则比静态时严重的多，这和试样表面腐蚀产物膜的破坏有关，动态条件下由于流体剪应力的作用，部分腐蚀产物膜破坏和剥落，造成了严重的局部腐蚀。     

Q235钢在三元复合驱溶液中电化学腐蚀研究

采用电化学综合测试系统对油田常用管线钢Q235在以碱（Alkali）、表面活性剂（Suffactant）和聚合物（Polymer）的三元复合驱（ASP）溶液中腐蚀电化学行为进行了测试.研究了不同温度和pH值对其腐蚀行为影响.用扫描电镜（SEM）对浸泡腐蚀后试件表面进行了分析.结果表明：随温度升高,Q235钢电化学阻抗谱容抗半径降低,腐蚀阻力降低,腐蚀速率加大,主要与腐蚀产物膜减薄有关.随pH值升高,腐蚀速率减小并趋于平稳,主要取决于OH-的放电电位.静态浸泡后主要发生均匀腐蚀,腐蚀产物膜疏松,无点蚀.     

P110钢在有机盐完井液中的腐蚀行为

模拟油田腐蚀环境考察了有机盐完井液密度、温度、CO2分压、pH值等对P110钢腐蚀行为的影响。结果表明：随完井液密度的增加，P110钢平均腐蚀速率逐渐降低，密度越高，腐蚀产物膜的晶粒越均匀、细小、晶粒间堆积越致密，利于阻止腐蚀介质的侵入；温度越高，腐蚀越严重，低温时试片表面光亮，高温时存在点蚀坑较多的局部腐蚀；随CO2分压增加，平均腐蚀速率先是升高然后降低，在2．0MPa时出现最大值；随pH值增加，P110钢腐蚀速率逐渐下降。认为P110钢在高温（120℃）或低密度（1．05g／cm^3）下存在严重的局部腐蚀，应考虑防腐。     

P110S钢在高矿化度油田水环空保护液中的腐蚀风险评价

采用高矿化度油田水作为环空保护液基液易增加油套管钢腐蚀开裂的风险,因此,需对P110S钢在油田水环空保护液中的腐蚀风险进行评估。在对油田水和P110S钢的化学组分进行分析的基础上,用高温高压釜模拟现场工况,开展温度为200 ℃、CO₂分压为10 MPa、H₂S分压为2 MPa条件下的失重腐蚀和四点弯曲实验,并用SEM与EDS分析腐蚀产物形貌和成分,最后对试样进行截面分析。结果表明:P110S钢在高温高酸性工况下未发生应力腐蚀失效,腐蚀速率为0.098 5 mm/a,试样表面存在严重的点蚀和局部腐蚀;截面分析显示试样表面腐蚀产物膜厚度为63 μm,金属基体腐蚀严重,P110S油套管钢在此工况下面临较大的腐蚀失效风险。为了抑制管材的腐蚀,建议使用淡水或矿化度较低的井场水作为环空保护液基液。      

L360钢在SRB/CO2环境中的腐蚀行为研究

为了探究L360钢在SRB/CO2环境中的腐蚀行为,通过高温高压模拟腐蚀试验以及OM、SEM、EDS、XRD等分析技术,对L360钢的显微组织及其在SRB/CO2环境中的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜成分进行了分析。结果显示,在模拟腐蚀溶液中,L360钢属于极严重腐蚀。L360钢在含SRB的CO2腐蚀环境中SRB发生膜下腐蚀,膜层在高流速环境中受剪切力破损,使膜层对基体的保护作用降低,模拟环境溶液中的Cl-进入膜层裂缝在基体金属表面活性高的位置发生富集。试验表明,SRB腐蚀形成的点蚀坑为Cl-提供了良好的富集点,导致点蚀快速成长,腐蚀加剧,且表面腐蚀产物为FeS和少量的FeCO3。     

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。     

X80钢在土壤模拟液中的腐蚀行为研究

在鹰潭和库尔勒土壤模拟液中,利用失重法研究了原始态、正火态和调质状态下的x80管线钢的腐蚀行为,并对原始态试样进行了极化曲线测量。失重试验表明：不同组织的X80钢在鹰潭和库尔勒两种土壤模拟溶液的腐蚀速率随着时间先降低再趋于平稳,都在腐蚀初期出现最大腐蚀速率;X80钢在库尔勒土壤模拟液中的腐蚀速率要高于在鹰潭土壤模拟液中的腐蚀速率。极化曲线表明：原始态X80钢在两种土壤模拟溶液中都属于典型的活性溶解。在库尔勒土壤模拟溶液中,X80钢的自腐蚀电位更负,电流密度大,腐蚀速率高。     

N80油套管在油田采出液中的腐蚀与磨损协同作用研究

以长庆油田分公司樊家川油田采出液为介质,在自制的腐蚀磨损试验机中对比研究了N80油套管钢在其中的动静态腐蚀、腐蚀磨损以及缓蚀剂对腐蚀磨损(自行研发的NYS-9缓蚀剂)的协同作用。结果表明,在动态试验中,腐蚀产物膜在流体剪应力的作用下,使得N80油套管钢的局部腐蚀比静态试验严重得多;腐蚀磨损试验初期腐蚀磨损速率较大,随后逐渐减缓;NYS-9缓蚀剂对N80油套管钢具有很好的保护作用,加入缓蚀剂的质量分数为100×10-6时,缓蚀率可达到82%以上。     

含CO2段塞流对X60钢的腐蚀

通过CFL-1型动态腐蚀试验环道进行室内模拟,研究了某海上油田采出水介质含CO2段塞流对X60钢的腐蚀规律.研究结果表明,试验介质含CO2段塞流对X60钢的腐蚀性较强,均达到了"极严重腐蚀"程度;CO2分压增大或介质温度升高均对舍CO2段塞流的腐蚀有促进作用,只是这种促进作用的趋势随CO2分压或温度数值的增大,而变得平缓;腐蚀产物主要为FeCO3,在试片表面形成疏松的膜;流动介质及介质中所舍C1-与疏松产物膜的联合作用,引起了试片表面局部腐蚀.     

80SS抗硫钢在高温高压环境中的H2S/CO2腐蚀行为

针对80SS抗硫钢的H_2S/CO_2腐蚀行为,在模拟油田H_2S/CO_2环境下,利用高压釜进行腐蚀试验,采用失重法测试了其腐蚀速率及咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀效率,通过SEM、EDS和XRD测试手段,研究分析了腐蚀产物膜去除前后的形貌特征和化学组成。结果表明,80SS抗硫钢在H_2S/CO_2腐蚀环境中属于中等腐蚀,介质流动和CO_2/H_2S分压比值增大均可加速腐蚀,而缓蚀剂的加入可显著减小腐蚀速率;腐蚀类型存在点蚀或局部腐蚀特征,动态和高CO_2/H_2S分压比值时尤为严重;腐蚀产物膜主要成分为FeS,还含有少量其他成分。     

直流干扰对X80管线钢表面腐蚀行为的实验研究

为探究直流电流密度对X80管线钢的表面腐蚀行为,采用传统三电极体系与直流干扰源相结合的方式,建立了不同直流电流密度下X80管线钢在近中性NS4土壤模拟溶液中的电化学测试体系,得到了X80管线钢自腐蚀电位、极化曲线、电化学阻抗和腐蚀形貌特征。结果表明,直流电流密度对X80管线钢在NS4溶液中的腐蚀行为主要分为两个阶段:第一阶段为iDC=0~20 mA/cm^2时,此时主要为双电层和扩散层的形成过程,以全面腐蚀为主,腐蚀电流密度随直流电流密度的增大而增大,腐蚀产物主要为FeOOH;第二阶段为iDC≥50 mA/cm^2时,此时主要以点蚀为主,腐蚀电流密度基本不变,内层腐蚀产物主要以黑色Fe3O4为主。     

N80油管钢在模拟油田CO2环境中的腐蚀行为

为了研究模拟CO2环境中温度和CO2分压对N80钢腐蚀行为的影响,采用失重法和扫描电子显微镜分析了试样的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物膜形貌。结果表明,随着温度的升高,N80钢的腐蚀速率呈先增大后减小的趋势,90 ℃时达到最大值;温度较低时,试样表面附着的腐蚀产物较少,以均匀腐蚀为主;温度升高,腐蚀产物膜增厚,疏松、不均匀,发生明显的局部腐蚀;温度较高时,腐蚀产物膜致密、稳定,又转变为均匀腐蚀。随着CO2分压的升高,N80钢的腐蚀速率逐渐增大,腐蚀产物膜较厚且不完整,局部腐蚀严重。     

氮对不锈钢抗点腐蚀性能作用分析

石化装置与设备多使用一般不锈钢,但往往遭受点腐蚀的困扰。近年国外已开发出高含氮的不锈钢,不仅提高了耐腐蚀性与强度,而且可替代部分镍,具有一定的经济效益。该文综述了高含氮不锈钢腐蚀特征的评价方法,根据ASTMG48标准方法,测得临界点腐蚀温度(CPT)和临界缝隙腐蚀温度(CCT),CPT和CCT与耐点腐蚀当量(PRE)有关。一般PRE=Cr+3.3Mo+16～30 N时,说明氮对不锈钢抗点腐蚀性能具有很大作用。氮主要是通过生成氨或NH4+以及生成硝酸根离子或促进表面膜稳定等方法来改善和提高不锈钢的抗点腐蚀性能。同时也分析了其它元素对不锈钢抗点腐蚀性能的影响,铬与钼是非常有利的元素、钨和铜是有利的元素、锰和硫是很不利的元素、镍是否是不利元素有不同观点,倾向是不利的元素。最后对200系列Cr-Mn-Ni-N不锈钢、双相不锈钢以及超奥氏体不锈钢等各种高含氮不锈钢的应用作了展望与分析。     

曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂的合成与性能评价

以苄胺、苯乙酮、甲醛为原料合成了一种曼尼希碱,通过正交实验得到最佳合成条件：苯乙酮、甲醛、苄胺物质的量比1：1．5：1．5,反应时间10h,反应体系pH值2—3,反应温度90℃。最佳条件下合成的曼尼希碱与增效剂丙炔醇、碘化钾以质量比1：0．2：0．5复配,得到曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂。缓蚀性能考察实验结果表明,研制的曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂具有良好的缓蚀效果。在15％的盐酸介质中,90℃下,缓蚀剂用量为1．O％时,钢片腐蚀速率仅为2．987g／（m^2·h）;当温度升高到150℃时,增加缓蚀剂用量到1．5％,腐蚀速率仅为3．646g/（^2·h）;含量低于20％的盐酸介质中,缓蚀剂用量为1．0％时,腐蚀速率低于4g/（m^2·h）。采用红外光谱对合成产物进行了表征。     

X65/316L机械复合管焊接接头CO2腐蚀行为研究

在模拟CO<,2>腐蚀环境中,采用高温高压釜对复合管内层不锈钢焊接接头的CO<,2>腐蚀行为进行了试验研究.结果表明,焊接接头随着腐蚀温度的升高,腐蚀产物膜越来越多,到了95℃时,有脱落的趋势,腐蚀速率随温度升高不断增加.通过EDS分析结果可知,复合管内层发生CO<,2>的腐蚀产物可能为FeCO<,3>和Cr<,2>O...     

5Cr套管钢在不同CO2分压下高温高压腐蚀特性研究

为了研究5Cr套管钢在不同CO₂分压下的腐蚀特性,进行了5Cr套管钢高温高压腐蚀失重和高温高压电化学试验,并采用XRD、SEM和EDS等手段对其腐蚀产物进行微观分析。结果表明,在高温高压腐蚀环境下随着CO₂分压从低到高,其表面点蚀坑的深度和直径均无明显变化,而点蚀速率则出现逐渐减小的趋势;其腐蚀产物膜由Cr(OH)₃、FeCO₃和CaCO₃共同组成,且随着CO₂分压的升高Cr的富集量逐渐增加;在电化学测试中,随着CO₂分压的不断升高,5Cr套管钢表现出半钝化特征,产物膜逐渐增厚且致密,且极化电阻逐渐增大,阳极反应受到抑制,电化学反应阻力增大,其抗局部腐蚀能力不断提高。     

中东某油田集输管线腐蚀原因探讨

利用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)和X光衍射仪(XRD)对管材及其腐蚀产物进行了检测分析。管材宏观照片显示,管道圆形蚀坑内部呈蜂窝状,蚀坑底部腐蚀产物有明显的结晶堆积;腐蚀产物SEM分析显示,从顶层到底部腐蚀膜由致密变得疏松且底部腐蚀膜大部分区域存在腐蚀空洞;EDS分析表明,腐蚀产物主要含有Fe,O,S,Si,Cl等,大量Cl-参与了腐蚀过程并残余在腐蚀产物中;XRD分析表明,腐蚀产物由Fe1-x S和Fe3O4组成。从氯离子点蚀、硫化氢腐蚀、二氧化碳腐蚀和管输流速4个方面对管材的腐蚀原因和腐蚀机理进行了探讨。     

X80钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为

利用失重法、电化学测试、SEM(扫描电镜)和EDS(能谱分析)等方法,研究X80钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X80钢在3个测试点模拟土壤溶液中以全面腐蚀为主,局部位置发生点蚀;其在代号为AN000,AN065和AN016的模拟溶液中浸泡60 d的腐蚀速率分别为0.55,0.4和0.03 mm/a,腐蚀速率依次减小;随着浸泡时间的增加,Ca2+吸附在X80钢表面并形成Ca的产物层,有效地减缓了X80钢在AN016模拟溶液中的腐蚀。在盐含量较高的土壤环境中,富集在钢基表面的结晶盐对钢的腐蚀具有一定的减缓作用。