油田酸化环境下超级13Cr、15Cr不锈钢的点蚀速率研究

本文研究了超级13Cr和15Cr马氏体不锈钢分别在120℃和95℃全程酸化(鲜酸+残酸)实验中的耐点蚀性能。结果表明:超级13Cr和15Cr不锈钢在120℃条件下的点蚀速率分别为1.59mm/a和1.35mm/a;在95℃条件下的点蚀速率分别为6.55mm/a和2.60mm/y;95℃条件下两种材质的点蚀速率高于120℃条件下的点蚀速率;在两种腐蚀条件下15Cr较13Cr表现出更优异的耐点蚀性能。

温度对X80管线钢CO_2腐蚀行为的影响

在模拟实际工况下,利用高温高压反应釜对X80管线的CO2腐蚀行为进行了研究,通过质量损失法、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段,研究了温度对X80管线钢腐蚀性能的影响。结果表明:随着温度的升高,实验钢的平均腐蚀速率和点蚀速率均是先增大后减小。在30℃时,试样表面未形成完整的腐蚀产物膜,此时环境温度较低,平均腐蚀速率和点蚀速率也最小;在60℃时,平均腐蚀速率达到最大值,此时腐蚀产物膜脱落严重,但点蚀现象并不明显;当温度到达90℃时,实验钢的点蚀速率达到最大值,并且点蚀速率与平均腐蚀速率相差程度最大;在120℃时,腐蚀产物膜与基体以及内外层之间的结合最为紧密,对基体的保护作用增强,所以此时的腐蚀速率比60、90℃的腐蚀速率均低。

非晶态镍钨合金镀层油管的耐CO2腐蚀性能

利用电沉积技术在普通N80油管表面制备了镍钨合金镀层,采用扫描电镜、能谱分析、高温高压腐蚀浸泡试验等方法和现场试验,研究了镍钨合金镀层形貌、组成和耐蚀性,以及镍钨合金镀层油管在高矿化度及高含量CO2地层水中的耐腐蚀性能。结果表明:镍钨合金镀层致密均匀,为非晶态结构;在腐蚀浸泡试验中,普通N80油管的腐蚀速率大于0.25 mm/a,而镍钨合金镀层的腐蚀速率小于标准限值(0.076 mm/a),具有较好的耐腐蚀性能;现场服役240 d后,镍钨合金镀层呈银白色金属光泽、表面平整、未见到镀层开裂脱落,点蚀速率为0.028 mm/a,属于轻微腐蚀,N80钢的点蚀速率为0.717 mm/a,是镍钨合金镀层的25.7倍,属于严重腐蚀。非晶态镍钨合金镀层在CO2环境中具有较好的耐均匀腐蚀和点蚀性能。

Q125级ERW用石油套管钢力学性能及CO_2腐蚀行为

设计研发一种低碳的Q125级ERW用石油套管用钢。运用SEM和TEM分析实验钢的强化机制,并采用高温高压反应釜对实验钢的CO2腐蚀行为进行研究。实验结果表明:实验钢的晶粒粒径10～15μm,晶区的长度约为2μm,马氏体板条束宽度约150 nm,这些均为实验钢具有较好的强韧性配合提供条件;直径约为50 nm的圆形(Nb,Ti)(C,N)析出物,通过钉扎晶界阻止γ晶粒的粗化过程,可有效阻止奥氏体晶粒的长大;直径约20 nm的椭圆形(Nb,Ti)C以及纳米级圆形NbC析出物,可起到钉扎位错的作用,阻止位错移动,可很大程度地提高强度;实验钢腐蚀速率随着温度的增加先增大后减小,在90℃时平均腐蚀速率和点蚀速率均达到最大值;在60℃时,点蚀速率与平均腐蚀速率相差程度最大。

低铬X70管线钢组织及其抗CO_2腐蚀性能

为了明确Cr的质量分数高低对埋地用输油输气管线钢性能的影响,设计了4种Cr的质量分数的X70管线钢,研究了不同Cr的质量分数下管线钢组织及其力学性能,并采用高温高压反应釜进行了实验钢的CO2腐蚀试验.结果表明:钢中加入0.1%～0.8%的Cr后,其组织均由针状铁素体和准多边形铁素体构成,Cr元素均呈现明显的沿晶界分布状态;随着Cr的质量分数的增加,钢板强度随之升高,晶界中Cr分布密度随之增大,Cr(OH)3在腐蚀产物膜中的富集量增加,促使钢板的平均腐蚀速率降低;同时由于Cr(OH)3可以有效阻碍阴离子穿透腐蚀产物膜,因而大大减少了Cl-的催化作用导致的点蚀,使得钢板点蚀速率明显降低.

页岩气地面集输系统微生物腐蚀影响因素分析

页岩气井压裂过程中因未能对压裂液进行充分杀菌,压裂液中带入大量SRB、TGB和IB等微生物,造成地面集输系统微生物腐蚀穿孔。我国对页岩气微生物腐蚀影响因素研究起步较晚,相关研究和报道较少,限制了腐蚀防治技术的发展。为此,选择了页岩气田常用的L360N材料在环路腐蚀模拟实验装置中进行实验,利用激光共聚显微镜观察点蚀深度,计算腐蚀速率,分析各因素对腐蚀的影响情况。实验结果表明:集输系统微生物腐蚀主要影响因素是微生物浓度和温度,腐蚀速率随微生物浓度的增加而增加,最高点蚀速率的温度在30℃左右;固相颗粒含量在直管段中对点蚀速率基本无影响,但在弯头内壁外侧有冲蚀作用,可加剧点蚀;添加减阻剂可促进微生物腐蚀,杀菌后腐蚀速率显著降低。

注减氧空气驱油对不同管材的腐蚀行为分析

为了扩展注减氧空气驱油的适应范围,降低气驱腐蚀对油田生产的影响,采用灰色关联分析法确定地面和井筒管线腐蚀主控因素,利用挂片失重法衡量不同氧含量下、不同管材的腐蚀速率及制气成本的关系,通过宏观观察、扫描电镜、能谱分析、激光共聚焦显微镜等手段,考察了无水和气水混注工况对腐蚀类型和腐蚀发展的影响,统计了两种工况下的均匀腐蚀速率和点蚀速率,并对3种管材的腐蚀机理进行分析。结果表明,注减氧空气驱油腐蚀的主控因素为氧含量,同时受温度、压力的影响程度也较大;将临界氧含量控制在6%左右,可以兼顾安全、经济和腐蚀控制的要求;20^(#)、N80和13Cr等在气水混注工况下的腐蚀程度较重,以局部腐蚀和点蚀为主;且该工况不影响腐蚀产物类型,只影响腐蚀产物多少;无水和气水混注工况下的点,蚀速率均较大,在含水、高温、高压等作用的耦合下存在一定的穿孔风险。

不锈钢运动器材的腐蚀行为研究

对4种不锈钢运动器材进行了模拟鲜酸酸化、返排残酸和全程酸化环境下的腐蚀行为研究。结果表明,在模拟鲜酸酸化环境下静态全浸泡6 h,国产15Cr不锈钢的点蚀速率最大,而国产13Cr与进口13Cr不锈钢点蚀速率相当,且都低于进口15Cr不锈钢;在模拟返排酸酸化环境下静态全浸泡72 h,国产15Cr和进口15Cr不锈钢的点蚀速率较大,国产13Cr钢的点蚀速率相对较小,而进口13Cr不锈钢点蚀速率最低,基本没有发生腐蚀;在模拟鲜酸酸化+模拟返排酸酸化的全程酸化环境下,国产15Cr不锈钢的点蚀速率最大,进口13 Cr不锈钢的点蚀速率最小。国产13Cr与进口13Cr不锈钢在鲜酸酸化和返排酸酸化环境下都具有较好的抗点蚀性能,进口13Cr不锈钢更适宜于在全程酸化环境下使用。

304不锈钢在3.5%NaCl溶液中的点蚀动力学及机理

利用激光电子散斑干涉(ESPI)、电化学噪声(EN)及三维视频显微技术研究304不锈钢在3,5%NaCl溶液中点蚀早期单个蚀孔的发展动力学及其机理.结果表明在0.05 V恒电位极化下,点蚀过程可分为4个阶段:首先,电流噪声在740 s时发生剧烈波动,钝化膜开始破裂,点蚀孕育期为740s;其次,ESPI图像在750 s时产生可见光斑,稳态蚀孔萌生期为10 s;再次,750—780 s时,蚀孔的发展速率不断增加,表明点蚀处于活性溶解期:最后,蚀孔生长速率迅速下降,发生钝化,而在793 s后,由于出现次生蚀孔,生长速率再次上升.使用三维视频显微镜观察蚀孔形貌并测量蚀坑体积的变化,印证了由腐蚀产物浓度分析法得到的单个蚀孔的生长速率,并在蚀坑底部观察到了次生蚀孔.

塔河油田腐蚀工况下碳钢的硫酸盐还原菌腐蚀行为实验

为了研究塔河油田腐蚀工况条件下硫酸盐还原菌(SRB)对碳钢腐蚀行为的影响规律,采用高温高压反应釜模拟腐蚀工况进行实验,测试细菌数量,利用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对腐蚀形貌和点蚀深度进行分析,并采用失重法计算腐蚀速率。实验研究发现:(1)在高矿化度(Cl-质量浓度为11.87×10^4 mg/L)下,温度由40℃升至80℃,溶液中的细菌数量,由110个/mL减少至25个/mL;(2)当温度为40℃时,点蚀速率最大,为5.475 mm/a;(3)当温度为60℃时,随着矿化度升高,细菌活性降低,点蚀速率呈现先降低后升高趋势;(4)在高矿化度、60℃条件下,改变H2S分压,对溶液中的细菌数量无明显影响,但点蚀速率和均匀腐蚀速率下降。研究结果表明:SRB在塔河油田极端工况下可以存活,温度和矿化度升高可使SRB浓度降低,H2S分压对SRB浓度影响不大。温度是影响SRB腐蚀的重要因素,温度越高,SRB造成的点蚀越轻微;矿化度升高会影响细菌活性,削弱细菌造成的点蚀。