油管钢高温高压CO2腐蚀行为研究

在高温高压条件下,对P110,N80,J55三种油管钢在模拟油田CO2环境下的腐蚀性能进行了研究评价,结果表明在静态条件下,三种钢对温度和压力的依赖关系均为类似抛物线规律,P110最不耐蚀。动态条件下对P110钢的进一步研究显示,由于流速的存在,与静态下相比,最高均匀腐蚀速率点向温度和CO2分压升高的方向移动。     

集输管道CO2/油/水环境中X65钢的腐蚀特征

通过高温高压动态反应釜实验模拟油田集输管道腐蚀环境,采用腐蚀失重、X射线衍射、扫描电镜和电化学分析等方法,研究了CO₂/油/水环境中X65钢的腐蚀行为. 结果表明:不同原油含水率条件下,X65钢CO₂腐蚀形态发生改变. 含水率较低(40%~50%)时,原油的浸润作用使X65钢表面发生均匀腐蚀,局部由于原油吸附不均匀出现点蚀特征;含水率在70%~80%之间时,原油对钢表面屏障作用减弱,生成的产物膜厚而疏松、局部脱落引发台地腐蚀;含水率为90%时,台地腐蚀破坏区域扩大,腐蚀加重. 原油可以明显改变腐蚀产物晶体颗粒大小、堆垛方式、产物膜结构以及化学成分. 在原油的缓蚀作用下,X65钢CO₂腐蚀过程的温度敏感点向低温段移动,出现在50℃左右,腐蚀速率降低区间变宽,X65钢耐蚀性增强.     

7%Cr管线钢在含有CO2盐溶液中的腐蚀行为研究

摘要：利用失重法,结合显微形貌、能谱分析、X射线衍射、电化学测试等手段,分析了中铬钢在高温高压含有CO2的盐溶液环境中腐蚀的萌生与发展,以及热处理工艺对中Cr钢的耐蚀性能影响规律。结果显示：7%Cr（质量分数）钢在有CO2的盐溶液中的腐蚀以点蚀为开端,随后形成由Cr(OH)3和FeCO3组成的非晶态产物膜,产物膜外层有颗粒状FeCO3附着,随着Cr(OH)3的大量产生产物膜中部分FeCO3溶解,随后CaCO3沉淀填补了颗粒状FeCO3溶解后留下的空隙。热处理后淬火试样耐蚀性最好,正火次之,轧制试样最差。     

高含H2S/CO2介质中X60钢腐蚀产物膜分析

利用高温高压H₂S反应釜进行腐蚀模拟实验,研究X60钢在高压H₂S/CO₂共存条件下的腐蚀规律,并利用扫描电子显微镜和X射线衍射等方法观察用分析了腐蚀产物膜的形貌和组成.在H₂S/CO₂分压比为1.74、H₂S分压0.15~2.0 MPa条件下,腐蚀产物以硫铁化合物为主,未见碳酸亚铁,X60钢腐蚀过程由H₂S控制.H₂S分压较低时腐蚀产物以四方FeS_1-x为主,H₂S分压2.0 MPa时则出现六方FeS、六方Fe_1-xS和立方FeS₂.疏松的富S腐蚀产物及腐蚀产物膜局部剥落促使高H₂S分压时X60钢出现明显局部腐蚀,并使全面腐蚀速率随H₂S分压升高先升后降.     

低碳贝氏体钢在三种典型环境中的腐蚀行为和腐蚀产物

通过干湿循环加速腐蚀实验并结合X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和N₂吸附等方法,研究了低碳贝氏体钢在用相应溶液模拟的三种大气环境(海洋、工业和海洋工业大气)中加速腐蚀行为和腐蚀产物特征.实验结果表明,低碳贝氏体钢在三种环境中的腐蚀速率均低于商业化耐候钢09CuPCrNi.低碳贝氏体钢在上述三种环境中的腐蚀速率也有较大差别,其在含有复合腐蚀因子(Cl^-和SO₃^2-)的环境中腐蚀最为严重,而在只含腐蚀因子SO₃^2-的环境中腐蚀程度最轻.在不同环境中形成的腐蚀产物相组成差别很小,但锈层致密程度相差较大,并且锈层越致密,对应的钢腐蚀速率越低.在三种环境中的腐蚀对钢的拉伸力学性能的影响较小,说明没有产生严重的局部腐蚀.     

温度对3Cr钢在CO2-O2环境中腐蚀的影响

摘要：为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100～60℃循环的温度条件下,对3Cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3Cr钢在模拟工况下的腐蚀速率和极化曲线,并利用SEM、XRD、EDS分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明,温度由60升高至100℃时,腐蚀速率由0.552增长至1.920mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292mm/a;60和100℃时,腐蚀产物均为单层膜结构,且存在点蚀坑;在100-60℃高 低温循环时,腐蚀产物为双层膜结构,且存在直径约为4μm的腐蚀坑。温度主要影响3Cr钢腐蚀产物膜的结构和点蚀的形态,60和100℃时,点蚀坑内的聚集的Cl-离子使点蚀向纵深处发展,在100.60℃高 低温循环时,溶液中的O2促进了点蚀的横向发展,而腐蚀坑底部富集的Cr将阻碍点蚀的纵向发展。注多元热流体热力采油过程应充分考虑温度变化对3Cr钢腐蚀的影响,同时也要考虑温度变化引起3Cr钢点蚀的敏感性。     

CO2分压对N80油管钢在CO2驱注井环空环境中应力腐蚀行为的影响

使用恒应变试样浸泡试验、表面分析技术和电化学测试技术研究了CO₂分压对N80钢在模拟CO₂驱注井环空环境中应力腐蚀行为的影响。研究结果表明:CO₂分压对腐蚀速率的影响存在一个拐点,环境温度为25 ℃时拐点约为1 MPa。当CO₂分压小于1 MPa时,由于腐蚀产物膜（FeCO₃）成形较慢,覆盖率低,随CO₂分压的增高,N80钢的自腐蚀电流密度快速增大;当CO₂分压大于1 MPa时,腐蚀产物膜能以较快的速率成形,覆盖率高,CO₂分压的进一步增高反会使得N80钢的腐蚀电流密度降低。CO₂溶于模拟环空溶液中会使溶液pH持续下降,促使N80油管钢在环空环境下发生应力腐蚀开裂。N80钢在CO₂注入井环空环境中的应力腐蚀开裂机制是阳极溶解和氢脆共同作用的混合机制。应力腐蚀裂纹在萌生阶段局部阳极溶解作用（点蚀）为主导,该作用下CO₂分压为1 MPa时应力腐蚀裂纹最易萌生;在应力腐蚀裂纹生长阶段氢脆作用更强,这种作用导致CO₂分压更高时应力腐蚀裂纹更容易生长,应力腐蚀敏感性进一步提高。      

X70管线钢在含CO2湿天然气环境下腐蚀行为

利用高温高压冷凝釜模拟油气田湿天然气CO2腐蚀环境,进行了不同气体温度、湿气-管壁温差的湿气冷凝腐蚀实验,研究了温度对X70钢腐蚀形态、速率的变化规律.利用扫描电镜和能谱仪,分析了腐蚀产物膜的微观形貌和成分,并与高温高压釜中全水相实验结果进行了对比.建立了湿气管道腐蚀预测模型,初步探讨了湿气温度、管壁温度、温差、液膜温度和冷凝率等重要湿气参数对湿气顶部腐蚀的影响.结果表明:在相同管壁温度(5℃)下,湿气温度升高使X70管线钢腐蚀速率升高;在相同的湿气温度(25℃和45℃)下,X70钢的腐蚀速率随管壁温度的升高而略有下降;在20~45℃范围内,腐蚀产物膜与基体的结合较弱,极易从基体剥落,腐蚀形态均为全面腐蚀.     

在不同氯离子浓度诱发的宏观电池腐蚀环境中含铬钢筋的耐腐蚀性能

为开发在不同氯离子浓度诱发的宏观电池腐蚀条件下具有而腐蚀性能的含铬钢筋,进行了持续8个月的加速腐蚀试验。得出在宏观电池腐蚀环境中,要在小于2．4kg／m^3的不同氯离子浓度下具有耐腐蚀能力,铬含量要达到7％以上的结果。     

铁素体-马氏体钢P92在超临界水中的腐蚀行为

研究了铁素体-马氏体钢P92在400~600℃、25 MPa 超临界水中的腐蚀行为.用 X 射线衍射(XRD)和扫描电镜-电子能谱(SEM-EDX)分析了氧化膜微观组织,对 P92在超临界水中的腐蚀动力学规律进行了分析.结果表明：温度对腐蚀速率有显著影响,600和500℃的腐蚀增重分别为400℃的5.32倍和1.59倍;400和500℃超临界水中腐蚀动力学遵循立方规律,600℃时近似遵循抛物线规律;氧化膜为双层结构,外层氧化膜为柱状 Fe3 O4相,内层氧化膜为 Fe3 O4和 FeCr2 O4相.     

新型2Cr1Mo2Ni钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为

为弄清Mo和Ni元素在低Cr钢耐蚀方面所起的作用,炼制了新型2Cr1Mo2Ni钢,研究其在模拟油田采出液中的腐蚀行为,实验条件为80℃,0.8 MPa CO₂分压.利用扫描电镜和能谱分析研究了2Cr1Mo2Ni钢和3Cr钢的腐蚀产物膜微观形貌和成分,测试了高温高压极化曲线和电化学阻抗谱,分析了腐蚀产物膜的生长过程.实验结果表明,Mo和Ni元素在提高抗CO₂腐蚀性能方面的作用不及Cr元素.2Cr1Mo2Ni钢腐蚀164 h后,中低频感抗弧消失,腐蚀产物膜开始完全覆盖基体表面;腐蚀240 h后,生成的腐蚀产物膜具有较好的保护性.     

铬元素添加对热轧低碳钢高温氧化行为的影响

为了研究铬元素和加热工艺参数(加热温度、保温时间)对热轧低碳钢表面氧化铁皮形成过程的复合作用,采用热重分析法研究了铬含量对低碳钢在1 100～1 250℃空气中氧化行为的影响规律,计算了氧化速率常数,并对比了不同试验条件下氧化铁皮的物相组成、显微结构以及微区元素占比.结果表明,所有氧化过程均呈现两阶段特征,即初期氧化动...     

油轮舱CO2-O2-H2S-SO2湿气环境中低合金钢的腐蚀行为

利用自制的油轮舱CO₂-O₂-H₂S-SO₂湿气环境腐蚀模拟装置,对Ni和Cu含量不同的三种低合金钢进行了油轮舱湿气腐蚀模拟实验,比较和分析了三种不同成分的低合金钢在模拟原油舱湿气环境中的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物,探讨了油轮舱CO₂-O₂-H₂S-SO₂湿气环境中钢的腐蚀机理.结果表明:三种不同成分低合金钢的腐蚀形态均为全面腐蚀,伴随着腐蚀产物的形成和脱离,钢的腐蚀速率随实验时间的延长出现了波动变化;钢中Ni和Cu元素可明显提高钢的耐油轮舱湿气腐蚀性能;在油轮舱湿气环境下,同时存在四种腐蚀性气体CO₂-O₂-H₂S-SO₂的析氢和吸氧腐蚀,同时也存在钢表面薄液膜中H₂S被O₂氧化形成的元素S引起的湿S腐蚀;CO₂-O₂-H₂S-SO₂湿气腐蚀减薄量DL_t与时间t之间较好地满足指数关系DL_t=At^B,并得到合金元素含量不同的三种钢的系数A和指数B的数值.     

镁处理低碳钢中MgAl2O4夹杂物的聚集行为

 为了研究MgAl₂O₄夹杂物的聚集行为,通过金相试样法和有机溶液电解分离法结合场发射扫描电子显微镜对镁处理铝脱氧低碳钢中单颗MgAl₂O₄夹杂物、多粒子MgAl₂O₄夹杂物进行观察。热力学计算结果表明,MgAl₂O₄夹杂物在液相中析出。FactSage计算得到钢中夹杂物相变规律,夹杂物预测种类与试验观察结果一致。对多粒子MgAl₂O₄夹杂物进行分析,发现腔桥力远远大于毛细管作用力、范德瓦尔斯力、黏滞力。因此,腔桥力是诱导MgAl₂O₄夹杂物发生聚集的主要作用力。钢液条件为温度升高、低a_O(氧活度)、低w([S])时,腔桥力数值较小,引起MgAl₂O₄夹杂物的聚集能力最弱。     

Corrosion behavior of super 13Cr stainless steel in a H_2S and CO_2 environment

The corrosion behavior of 95 ksi grade super 13 Cr stainless steel in an environment consisting of H_2S and CO_2 was investigated.The results reveal that for both loading methods(constant load and four-point bending),local corrosion occurred on the surface of the samples tested at ambient temperature but was absent from the samples tested at high temperatures.The local corrosion was caused by the formation of pits at nonmetal inclusions; the pits were formed under the action of stress in an acidic environment, which was due to an acid solution.Subsequently, the corrosion extended along the direction of stress.The sensitivity of stress corrosion cracking increased because of the local corrosion.     

高碳铬轴承钢GCr15的生产实践

为了优化品种结构,降低生产成本,通过合理的成分及工艺设计,采用LD—LF—RH—小方坯连铸工艺,开发试制了高碳铬轴承钢GCr15。对成品棒材成分、夹杂物、金相组织等进行了分析,结果表明:热轧态组织为珠光体加网状渗碳体,夹杂物、碳化物偏析及热顶锻等指标均满足GB/T 18254-2006的要求。