氯离子浓度和温度对Cr3钢CO_2/H_2S腐蚀的影响

研究了25℃下不同Cl~-浓度和5g/L Cl~-浓度下不同温度对Cr3钢CO_2/H_2S腐蚀的影响。通过极化试验、失重试验、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法分析了腐蚀速率和腐蚀产物的形貌、成分和结构。结果表明,在25℃时,Cr3钢的腐蚀速率随着Cl~-浓度的增加大体呈降低的趋势;而随着温度的升高,Cr3钢的腐蚀速率逐渐增加;低温时的腐蚀产物主要是FeS,高温时主要是FeS_(1-x)。     

铝酸钠溶液中S2-浓度对20Cr钢腐蚀行为的影响

目的研究20Cr钢在铝酸钠溶液中不同S2?浓度下的腐蚀行为及产物形成过程,探索腐蚀机理。方法 20Cr钢在不同S2?浓度的溶液中进行高温浸泡腐蚀实验与电化学测试,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等分析技术,观察腐蚀产物的微观形貌、元素含量与组成。运用失重法、极化曲线和交流阻抗图分析样品的腐蚀速率。结果 S2?质量浓度从0g/L增加到5g/L时,腐蚀速率由3.43 g/(m2·d)上升到25.20 g/(m2·d),腐蚀产物逐渐增多,S2?质量浓度在6 g/L时,腐蚀速率下降到21.30 g/(m2·d)。EDS结果表明,随S2?浓度的增加,腐蚀产物中铬元素含量增加,铁元素总体含量降低,氧、铝元素含量呈现先增长后降低趋势。XRD结果显示,加入S2?与未加S2?相比,腐蚀产物物相组成由Fe3O4和FeOOH变为Fe3O4、Fe Cr2O4和FeS。电化学测试得到S2?质量浓度从0 g/L到5 g/L时,腐蚀电流密度由22.87?A/cm2上升到586.02?A/cm2,S2?质量浓度在6 g/L时,电流密度下降到183.06?A/cm2。结论 S2?质量浓度在0～5 g/L范围时,20Cr钢的腐蚀速率逐渐增加,腐蚀产物中形成FeS,S2?的加入能够促进腐蚀反应,破坏未加入硫元素时形成的较致密腐蚀物;当S2?质量浓度超过5 g/L后,形成致密的Fe Cr2O4尖晶石氧化物,粘附在试样表面,对腐蚀起到抑制作用。     

铝酸钠溶液中S2O32–浓度对12Cr1MoV钢腐蚀行为的影响

目的 通过模拟氧化铝生产过程中的母液蒸发条件,研究在含S2O32?的铝酸钠溶液中12Cr1MoV钢的腐蚀行为,探讨S2O32?浓度对腐蚀的影响.方法 在高压反应釜中对12Cr1MoV钢进行浸泡腐蚀,考察钢的腐蚀速率、腐蚀产物形貌、元素分布及物相组成.结合交流阻抗和极化曲线测试,分析S2O32?浓度对12Cr1MoV钢的腐蚀影响.结果 12Cr1MoV钢的腐蚀速率随着铝酸钠溶液中S2O32?质量浓度的增加而加快,质量浓度由1 g/L增加至5 g/L时,腐蚀速率由0.78 g/(m2·d)增加至1.67 g/(m2·d).腐蚀产物主要由Fe、O及少量的Al和S元素组成.当S2O32?的质量浓度小于4 g/L时,腐蚀产物主要为Fe2O3、FeO和Fe(1?x)AlxOOH(x≤0.19);当S2O32?的质量浓度大于4 g/L时,产物主要为Fe3O4及少量的Al2O3.Rf和Rct随S2O32?浓度的升高而先增大后降低,4 g/L时达到最大值,分别为1284?·cm2和816?·cm2;5 g/L时,Rf和Rct分别降到963?·cm2和434?·cm2.腐蚀电流密度随S2O32?浓度的升高而逐渐增大,由1 g/L增加到5 g/L时,腐蚀电流密度由25.25μA/cm2增加至238.28μA/cm2并达到最大.极化曲线测量与高温浸泡获得的腐蚀速率规律一致.结论 铝酸钠溶液中S2O32?浓度对12Cr1MoV钢的腐蚀速率产生重要影响,浓度的增大会加快钢的腐蚀速率.S2O32?的质量浓度为4 g/L时,钢表面生成的Fe3O4层对钢基体的保护作用最好.S2O32?浓度越大,12Cr1MoV钢的腐蚀电流密度越大.     

热采井常用油套管材料在酸性介质中的腐蚀行为

通过模拟工况下的腐蚀试验,对不同油套管材料的腐蚀行为进行分析和研究,同时结合腐蚀预测软件进行数据分析。结果表明:在50℃及150℃下,N80、BG80-3Cr、P110、BG90H四种材料的均匀腐蚀速率大于0.2mm/a,腐蚀较严重;BG90H-9Cr和BG90H-13Cr在试验温度范围内具有良好的抗CO_2+H_2S+O_2均匀及局部腐蚀能力;温度对油套管用钢的腐蚀影响较为复杂,随温度升高,腐蚀速率上升,但温度较高时,当金属表面生成致密的腐蚀产物膜后,腐蚀速率随温度升高而降低。     

H_2S/CO_2环境中Cl~-浓度对镍基合金718耐腐蚀性能的影响

在模拟高温、高压、高H_2S/CO_2分压的腐蚀环境中,通过高温高压腐蚀模拟实验,结合失重测量、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等技术手段研究了不同Cl~-浓度对镍基合金718腐蚀行为的影响。结果表明:在205℃,CO_2分压3.5 MPa、H_2S分压3.5 MPa的腐蚀环境下,随着Cl~-浓度的增加,腐蚀速率呈现增加趋势,镍基合金718的点蚀敏感性显著增加。当Cl~-浓度达到180 g/L时,镍基合金718表面开始出现点蚀。点蚀起源于表面钝化膜的硫化破坏,Cl~-浓度达到临界值后穿透钝化膜,导致点蚀的产生。虽然在Cl~-浓度达到200 g/L时仍然没有出现应力腐蚀开裂现象,但当Cl~-浓度达到180 g/L时开始出现点蚀,并在应力的作用下点蚀呈现为垂直于应力方向的沟槽状,长时间的服役可能存在应力腐蚀开裂的风险。     

温度、HCO_3~-和Cl~-对J55钢在安塞油田采出水中腐蚀行为的影响

针对安塞油田长2油井采出水中HCO_3~-及Cl~-浓度相对较高造成的J55套管腐蚀穿孔严重的问题,利用动电位极化法和电化学阻抗法研究了温度、HCO_3~-和Cl~-浓度对J55钢腐蚀行为的影响规律,利用扫描电镜(SEM)对比分析了45和80℃试片实验后的表面形貌。结果表明:温度、HCO_3~-和Cl~-浓度对J55钢腐蚀的影响规律相似,分别在温度为80℃时、HCO_3~-浓度为7 g/L和Cl~-浓度为10 g/L时出现腐蚀速率的极大值,使腐蚀电流最大和电荷转移电阻最小;HCO_3~-浓度不小于5 g/L时,J55钢阳极极化曲线出现钝化;温度不小于60℃和HCO_3~ˉ浓度不小于5 g/L时,电化学阻抗谱出现Warburg阻抗,并且Warburg阻抗随HCO_3~-浓度变化较大,随温度变化较小;80℃时试片表面的腐蚀产物膜较45℃时更厚且均匀。     

油管钢在CO_2/H_2S环境中的腐蚀产物及腐蚀行为

对CO_2/H_2S环境中常规油管钢的腐蚀产物的已有研究成果进行了归纳分析,结果表明,在100℃附近,CO_2/H_2S共存环境中,油管钢表面形成的FeS膜的保护性优于FeCO_3,对金属腐蚀有抑制作用。总结出了油管钢的两类分压比规律:第一类分压比,体系中的CO_2分压保持不变,逐渐增加H_2S的分压,腐蚀速率会出现极值;第二类分压比,体系中的H_2S分压保持恒定,腐蚀速率会随着CO_2分压的升高而增加。这对于进一步完善CO_2/H_2S腐蚀理论以及油气田合理选择油套管材料均有一定指导意义。     

42CrMo钢在氯离子溶液中的腐蚀行为研究

目的通过研究42CrMo钻具用钢在常温下不同Cl~-浓度溶液中的腐蚀行为,为其腐蚀速率的预测奠定一定基础。方法采用浸泡实验、电化学测试技术研究42CrMo在不同浓度NaCl溶液中的平均腐蚀速率和电化学特性,并结合SEM扫描电镜对浸泡58 h后的挂片试样进行分析。结果浸泡实验分析表明,当Cl~-达到60 g/L时,42CrMo钢的腐蚀速率达到最大值,为0.124 g/(m~2·h);当Cl~-浓度继续增大时,腐蚀速率随Cl~-浓度的增加而逐渐减小。开路电位Eocp分析表明,随着Cl~-浓度的增加,Eocp总体呈现下降趋势,显示出较大的腐蚀倾向性。极化曲线分析表明,阴极极化曲线的斜率明显比阳极大,并且自腐蚀电流密度在60 g/L Cl~-溶液中达到最大值,为5.952 35μA/cm~2。腐蚀形貌研究表明,42CrMo浸泡58 h后,表面的腐蚀产物分布并不均匀,均发生了局部点蚀现象。结论随着Cl~-浓度的不断增大,42CrMo钢的平均腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势,且在Cl~-为60 g/L时,平均腐蚀速率最大。42CrMo钢在静态常温下高Cl~-浓度溶液中以局部点蚀为主,其电化学腐蚀过程主要受阴极去氧极化的控制。     

X52钢在模拟高酸性气田环境中的腐蚀行为

采用高温高压釜研究了X52管线钢在高含量H_2S/CO_2(60℃、pH_2S=1.5 MPa、pCO_2=0.9 MPa)共存环境中的腐蚀特性,以及Cl-和元素硫对其腐蚀行为的影响,并结合SEM和XRD对腐蚀产物膜、表面形貌和腐蚀产物成分进行分析。结果表明,在高含量H_2S/CO_2共存环境中,X52钢的腐蚀产物主要为马基诺矿和硫铁矿,腐蚀受H_2S控制,且以均匀腐蚀为主,表面腐蚀产物膜对X52钢的全面腐蚀有一定的抑制作用,但不能防止氢鼓泡;X52钢的腐蚀速率随Cl~-含量的升高先增大后减小,腐蚀产物的晶化度明显降低,保护性差;X52钢的腐蚀速率随元素硫含量的增加先增大后减小,在硫含量为5g/L时,其腐蚀速率最大,为14.70mm/a。硫含量过大时,易发生聚结沉积,使腐蚀速率有所下降。     

铝酸钠溶液中Na2S2O3对16Mn钢的腐蚀行为影响

目的 研究16Mn钢在不同S2O32-浓度的NaAlO2溶液中的腐蚀行为.方法 通过盐雾腐蚀、失重法、电化学腐蚀实验以及SEM、EDS等分析手段研究16Mn钢的腐蚀行为.结果 S2O32-质量浓度由3g/L增加至7 g/L时,腐蚀速率从0.4990g/(m2·d)增大至0.5180 g/(m2·d),最大点蚀深度从3.6 μm增至4.5 μm,腐蚀电流密度由0.648 μA/cm2增至5.186μA/cm2,容抗弧半径逐渐减小.EDS分析可知,腐蚀产物主要由O、Al、S、Fe四种元素组成,其中Al、O元素含量较多,且随着S2O32-浓度的增加先升高后降低.结论 铝酸钠溶液中S2O32-的存在会促进16Mn钢的腐蚀,S2O32-浓度变化对16Mn钢的腐蚀行为有显著影响,试样的腐蚀速率总体上随S2O32-浓度的增加呈上升趋势.当S2O32-质量浓度为3 g/L时,试样表面会生成Al(OH)3膜,对基体有一定的保护作用,腐蚀速率上升较缓慢;当S2O32-质量浓度升至4g/L后,氧化膜被S2O32-穿透,腐蚀速率上升较快;但是当S2O32-质量浓度上升到5g/L后,腐蚀速率增长较慢并趋于平缓.     

INFLUENCE OF B ON H_2S CORROSION-RESISTANTBEHAVIOR OF Fe-BASED AMORPHOUS

Substituting boron for carbon can improve the corrosion behavior of Fe-based amorphoussignificantly especially in acid solution with saturated H_2S. XPS analysis proves that boronenriches in the surface layer of amorphous and reacts with hydrogen to form B_(10)H_(14) . Itefficiently prevents the intrusion of hydrogen to the sample, thus the destructive effect ofhydrogen can be decreased greatly.     

X70钢在含H2S的弱酸性溶液中的腐蚀行为的电化学研究

用动电位扫描法和电化学阻抗谱研究了X70钢在含H2S弱酸性溶液中的腐蚀行为,讨论了酸度、温度、浸泡时间、极化电位对X70钢腐蚀行为的影响。结果表明,恒温下,随着溶液酸度的增加,促进了腐蚀反应阴极过程的进行;当酸度一定时,随着温度的增加,X70钢的自腐蚀电流逐渐增大,自腐蚀电位先负移后正移;随着浸泡时间的延长,FeS保护膜变得更加稳定,抑制作用增强;FeS保护膜在一定电位范围内可对电极反应起到抑制作用,当电位增加到更高的数值时,这种保护膜就会被破坏而失去保护作用。     

含H2S/CO2环境中缓蚀剂对不同油管钢的缓蚀作用

选用一种自制缓蚀剂TG500(主要成分为咪唑啉含硫衍生物、有机硫代磷酸酯),对不同油管钢在含H2S/CO2腐蚀介质中进行试验。结果表明:TG500可明显降低溶液对N80、SM80SS、KO80SS油管钢的腐蚀速率,即使在较高的CO2/H2S分压下,缓蚀效率仍可达95%以上;油管钢中的合金元素Cr、Ni对于降低油管钢的腐蚀速率具有明显作用,但对于提高缓蚀剂的缓蚀效率无明显作用。     

石油钻杆H2S腐蚀研究进展及其综合防腐

石油钻杆是钻井装备中重要的钻具,其腐蚀失效是阻碍钻井效率提升的重要因素.本文综述石油钻杆的硫化氢(H2S)腐蚀现状,阐述钻杆的H2S腐蚀影响因素与机理,提出石油钻杆的综合防腐措施及发展趋势.     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究Ⅲ.不同pH值H2S溶液中碳钢的腐蚀电化学行为

利用极化曲线和阻抗技术 ,对低碳钢在不同pH值H2 S溶液中的腐蚀电化学行为进行了研究。结果表明 ,在溶液pH值较低时 ,腐蚀电极主要受阳极酸性溶解过程控制 ,表面无硫化物沉积 ,其阻抗谱除高频容抗弧外 ,低频有一感抗弧存在 ;随pH的升高 ,腐蚀电位明显负移 ,电流密度减小 ,表面出现硫化物的不连续沉积 ,腐蚀因溶液pH值的增加和硫化物的沉积而减小 ,电极过程主要受硫化物的生长所控制 ;在pH值为 6.2时 ,由于HS 的阴极去极化 ,腐蚀电流增加 ;当pH大于 7后 ,电极表面因氧化膜的生成而呈现钝化特征 ,极化电阻显著增加。基于溶液中HS 同OH 的竞争吸附 ,提出可能的腐蚀历程 ,据此可解释有关实验事实。     

抗H2S石油套管钢的设计

理论研究表明,为满足高强度抗Ｈ２Ｓ套管钢的使用要求,可选用Ｃ、Ｍｎ,Ｃｒ和Ｍｏ为合金元素,要求Ｓ、Ｐ和Ｓｉ的含量尽量低,回火温度尽量高,本文用正交设计来确定Ｃ,Ｍｎ,Ｃｒ和Ｍｏ的范围,用国外同类钢种的数据代替实验室试验进行正交分析,按设计的成分直接进行批量生产,获得成功,在两年内新钢种的设计开发和使用。     

硼对铁基非晶材料抗H2S腐蚀性能的影响

以硼代替部分碳可以大大改善铁基非晶的耐蚀性,尤其是在饱和H_2S的酸性介质中其耐蚀性有显著提高,借助XPS分析发现硼在非晶表面富集形成B_(10)H_(14)化合物,抑制了氢向基体内部的扩散,降低铁基非晶材料的氢致破坏敏感性。     

表面纳米化0Cr18Ni9Ti焊接接头抗应力腐蚀性能

采用超音速微粒轰击(supersonic particles bombarding)技术对0Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头表面进行处理,利用金相显微镜和透射电镜对材料表面的微观组织进行分析,并利用恒载荷应力腐蚀装置测量了表面处理后焊接接头抗应力腐蚀情况.结果表明,经超音速微粒轰击处理,样品表层以下60 μm区域的晶粒细化至纳米量级,表层晶粒平均尺寸为10.4 nm,而且表层组织得到均一化;较低应力情况下,300 h以上应力腐蚀后试样仍未出现断裂,可见经表面纳米化处理后样品的抗H2S应力腐蚀性能得到显著提高.     

Ca~(2+)、Mg~(2+)对N80钢腐蚀速率的影响

利用动静态高温高压釜装置,以某油田为应用背景,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术探讨环境介质因素Ca2+、Mg2+对油管钢N80腐蚀行为的影响规律,试验结果显示,N80钢在CO2/H2S且高矿化度的环境下的腐蚀属于极严重腐蚀,在其他条件保持相同的情况下,随着介质中的Ca2+,Mg2+离子浓度的增大,N80钢的平均腐蚀速率呈先降低后增大趋势;腐蚀产物膜厚不断增大,内应力增大,导致膜层脱落引发点蚀.     

无堆焊衬里热壁加氢反应器的H2S腐蚀

介绍了在压力为4．0MPa、温度为385℃条件下，使用的13CrMo44无堆焊衬里热壁加氢反应器的H2S腐蚀情况，分析了减缓H2S腐蚀的影响因素，以及反应器使用中应注意的问题。