低碳中铬钢在模拟CO2-EOR环境下的腐蚀行为

 为了研究Cr5和Cr7(质量分数/%)钢在CO₂-EOR高温高压服役条件下的腐蚀机理,利用高温高压反应釜模拟其腐蚀行为,使用失重法测定了腐蚀速率,采用SEM、EDS、XRD和XPS等手段对腐蚀产物进行了观察与分析,探讨了试验钢在CO₂条件下的腐蚀机理,并提出了腐蚀模型。研究结果表明,Cr5钢的腐蚀速率为0.734 75 mm/a,Cr7钢的腐蚀速度为0.217 32 mm/a;腐蚀产物均由外层的FeCO₃晶体以及内层的非晶态FeCO₃和Cr(OH)₃组成;腐蚀初期,产物膜以原位形成和阳极溶解后逐渐沉积两种途径生成;产物完全覆盖基体后,离子在界面处的扩散后沉积成为产物膜生长的主要途径。     

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。     

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。      

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.      

温度对3Cr钢在CO_2-O_2环境中腐蚀的影响

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1.920 mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292 mm/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O_2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。     

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。     

N80油套管钢CO_2腐蚀产物膜的形成过程分析

在模拟油田井的高温环境下,研究分析了N80钢在采出液(主要是CO2水溶液)中的腐蚀行为.用光学显微镜、SEM、XRD对N80钢的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钢腐蚀产物膜的形成原因和发展过程.结果表明,N80钢表面腐蚀产物膜有三层大小和致密程度不同的FeCO3晶体组成,内层致密度高,外层疏松.     

7%Cr管线钢在含有CO_2盐溶液中的腐蚀行为研究

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CO_2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CO_2的盐溶液中的腐蚀以点蚀为开端,随后形成由Cr(OH)_3和FeCO_3组成的非晶态产物膜,产物膜外层有颗粒状FeCO_3附着,随着Cr(OH)_3的大量产生产物膜中部分FeCO_3溶解,随后CaCO_3沉淀填补了颗粒状FeCO_3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。     

温度对13Cr不锈钢在高 CO2 分压环境中腐蚀行为的影响

通过高温高压电化学测试,获得不同实验温度下13Cr不锈钢的循环伏安曲线、交流阻抗谱和Mott-Schottky曲线,结合ZSIMPWIN软件和扫描电子显微镜分析,研究高温高CO2分压环境下,温度对13Cr不锈钢腐蚀电化学行为的影响.在高温高CO2分压环境下,随温度升高,13Cr不锈钢发生腐蚀的倾向增加,表面钝化膜稳定性下降,点蚀敏感度增加.     

海外大型油田油水井钢管的腐蚀机理

针对卡拉姆卡斯油田油井管、套管的实际腐蚀情况,选取腐蚀失效的油水井井管进行了失效分析,研究了造成井管腐蚀失效的主要原因,并开展了模拟高温高压环境下的静态及动态试验。结果表明:腐蚀速率随温度的升高而增大;高压环境中的腐蚀速率大于低压环境中的腐蚀速率;在CO2腐蚀环境中,碳钢试样表面生成的腐蚀产物主要为有一定保护性的FeCO3膜,导致均匀腐蚀减弱,局部腐蚀加剧;流动介质会破坏附着在金属表面的腐蚀产物膜。在相似的环境条件下,动态条件下的腐蚀速率大于静态条件。     

微合金化设计耐高温、高H2S分压的HP-13Cr-Cu不锈钢

为了提高不锈钢在高温、高H₂S分压油气开采环境下的耐蚀性能，通过“溶解-电离-沉积”热-动力学一体化模型明确了微/低合金元素对不锈钢耐蚀性能的影响规律，实现了对不锈钢耐蚀性能的初步调控。通过添加质量分数为1%的铜元素对HP-13Cr不锈钢的抗H₂S腐蚀性能进行调控，制备了HP-13Cr-Cu不锈钢。模型计算结果表明，HP-13Cr-Cu不锈钢在H₂S腐蚀过程中，铜元素先在不锈钢表面富集，随后进行溶解产生较高摩尔浓度的Cu²⁺,CuS因其溶度积常数较小，所以在腐蚀产物沉积过程中优先沉积，且作为Cr₂O₃的异质形核位点促进Cr₂O₃形核，Cr₂O₃又作为二级异质形核位点进一步提高其他腐蚀产物的形核率，从而使HP-13Cr-Cu在H₂S环境下形成的腐蚀产物致密度更高、保护能力更强。H₂S腐蚀试验结果表明，与HP-13Cr相比，HP-...     

模拟CCS工程CO_2腐蚀环境的选材试验研究

针对鄂尔多斯CCS工程地质封存环境,对新开发的M13Cr材质及常用的抗CO2腐蚀材质,采用高压釜模拟试验进行对比选材。结果表明,M13Cr材质在高温、高Cl-浓度、高CO_2浓度腐蚀环境下,腐蚀产物膜致密,抗CO_2腐蚀能力强,符合CCS工程地质封存区腐蚀环境用管材要求。     

300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及机制

为了研究300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及腐蚀机制,采用失重法,宏观、微观腐蚀形貌分析,三维表面轮廓分析及电化学分析的研究方法,来表征腐蚀实验现象并进行分析。结果表明:300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀产物为FeOOH、Fe_2O_3、Fe(OH)_3和Fe_3O_4;腐蚀速率随着腐蚀时间逐渐降低,腐蚀后期(72 h)腐蚀速率降低50%;腐蚀初期以点蚀为主,点蚀坑通过横向扩展,逐渐发展为后期的均匀腐蚀,腐蚀表面形貌呈沟壑状;外腐蚀层对基体的保护能力很弱,Cr元素在锈层靠近基体的一侧偏聚使内腐蚀层具有一定的抗腐蚀性。     

300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及机制

摘要：为了研究300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及腐蚀机制，采用失重法，宏观、微观腐蚀形貌分析，三维表面轮廓分析及电化学分析的研究方法，来表征腐蚀实验现象并进行分析。结果表明：300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀产物为FeOOH、Fe2O3、Fe(OH)3和Fe3O4；腐蚀速率随着腐蚀时间逐渐降低，腐蚀后期（72h）腐蚀速率降低50%；腐蚀初期以点蚀为主，点蚀坑通过横向扩展，逐渐发展为后期的均匀腐蚀，腐蚀表面形貌呈沟壑状；外腐蚀层对基体的保护能力很弱，Cr元素在锈层靠近基体的一侧偏聚使内腐蚀层具有一定的抗腐蚀性。     

经济型抗CO2腐蚀油井管热处理工艺研究

文章通过经济性抗CO_2腐蚀油井管用钢15Cr3MoVTi钢种CCT曲线测定得出,实验钢Ac1为659℃,Ac3为834℃。在此基础上设计了四种热处理工艺,热处理后的力学性能检验显示,回火温度升高60℃,屈服强度降低约130 MPa,抗拉强度降低约150 MPa,延伸率有所改善,但变化不明显,冲击韧性随着回火温度的增加取得显著效果,相较于580℃回火,640℃回火冲击韧性提高1.4倍。     

溶解氧对X80管线钢腐蚀行为的影响及其机制

通过交流阻抗技术、动电位极化技术以及X射线衍射仪,研究了溶解氧含量对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中电化学行为的影响。结果表明:随着溶解氧含量的不断降低,腐蚀电流密度明显减小,金属腐蚀速率显著下降。这是因为溶解氧含量的不同会导致试样腐蚀产物差异,从而造成了试样在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀速率的变化。当溶解氧含量降到0.35mg/L时,金属电极表面生成了一层以FeCO3为主的腐蚀产物膜,FeCO3明显抑制了腐蚀反应的进行,产物膜对X80钢起到保护作用,此时试样腐蚀现象最不明显。     

CO2分压对油管钢CO2/H2S腐蚀的影响

采用高温高压釜、失重法和扫描电镜，对不同CO2分压(310．2642、930．7926、1551．3210、2171．8494kPa)条件下油管钢N80和P110的CO2／H2S腐蚀进行了研究。结果表明，随着CO2分压的升高，两种钢的CO2／H2S腐蚀速率均单调增加；除了CO2分压极低的情况以外，P110钢的腐蚀速率总是大于N80钢。     

Al-9Si-10Cu储能材料对0Cr18Ni9钢的腐蚀行为研究

铝合金是比较理想的中高温储能材料,但在高温时易腐蚀金属容器,所以在实际工程应用时,需控制储能铝合金对容器的腐蚀。通过设置合理的腐蚀试验,研究了储能温度和储能时间分别对Al-9Si-10Cu储能材料腐蚀容器0Cr18Ni9钢的影响规律以及相应的腐蚀机理,结果表明:腐蚀速率和腐蚀层厚度随储能温度的升高而逐渐增加;腐蚀速率随着储能时间的延长逐渐下降并趋于稳定,腐蚀层厚度却随储能时间的延长而不断增加;腐蚀层由两个区域组成,两者的颜色不同且具有明显的分界线;随着储能时间的延长,腐蚀层B区域的宽度几乎保持不变,而腐蚀层C区域却逐渐疏松并剥落,以致0Cr18Ni9钢被逐渐腐蚀。     

高矿化度油田水中P110油管钢高温高压CO2腐蚀膜特征

从腐蚀产物膜特征角度,研究了高矿化度油田水中油套管钢的抗CO2腐蚀行为.结果表明,温度能够明显影响腐蚀产物膜的特性,在90～130℃的温度范围内随温度升高,腐蚀产物膜变得致密.110℃下腐蚀产物膜表现为疏松多孔,孔隙处易形成液体的滞留区,从而加重了P110管的点蚀.130℃下,腐蚀产物发生二次成膜,下层膜主要由FeCO3组成,上层膜则主要为Ca(Mn,Mg)(CO3)2.     

高含H2S和CO2环境中L80钢的腐蚀规律

 采用失重腐蚀方法研究了在模拟气田井下腐蚀环境中腐蚀影响因素(总压力、温度、腐蚀时间、H2S、Cl-、溶液流速),对套管钢(L80)腐蚀的影响规律,并用扫描电镜分析了腐蚀产物膜形貌。结果表明：60 ℃为L80钢在H2S+CO2腐蚀环境中的腐蚀临界温度,此时,L80钢的腐蚀速率最小;当总压力大于等于9 MPa,温度为120 ℃,H2S、CO2达到各自的超临界点,L80钢的腐蚀速率比温度为90 ℃时小;随腐蚀时间延长,腐蚀速率明显下降;相对在单一的CO2环境下,引入H2S可降低腐蚀速率;Cl-可促进L80钢的腐蚀;溶液流速加快,腐蚀速率提高。