028镍基合金在超高温含CO2环境中的耐腐蚀性能

采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等对028镍基合金的腐蚀产物膜进行了分析,采用电化学测试研究了028镍基合金在模拟油田地层水介质中的腐蚀行为和耐蚀机理。结果表明:028镍基合金在超高温高压含CO2的地层水环境中的腐蚀比较轻微,试样表面未见明显的局部腐蚀迹象。腐蚀后试样表面钝化膜主要是Fe和Ni的氧化物、Cr的氢氧化物和氧化物构成,产物膜的双极性自修复能力有效地阻碍了阴阳离子穿透腐蚀产物膜到达金属表面,降低膜与金属界面处的离子浓度,减缓了腐蚀进程。随温度升高,CO2分压增大,028镍基合金的腐蚀电位降低和自腐蚀电流密度升高,腐蚀驱动力增强,钝化膜的保护作用减弱,极化电阻减小,腐蚀速率增大。

变形条件下镍基耐蚀合金微观组织演化

在未变形、冷变形、热变形3种不同加工条件下,对UNS N08028镍基合金的微观组织及第二相的析出规律进行研究。结果表明:028镍基合金为单相奥氏体组织,第二相为颗粒状、杆状金属间化合物相,且在晶界析出。变形后合金中储存的塑性能对第二相析出起到促进作用。冷变形后第二相的析出抑制合金发生再结晶;热变形过程中发生动态再结晶,消耗部分塑性能;未变形合金中第二相析出量最少,呈颗粒状沿晶界离散分布;冷变形合金中第二相析出量最多,几乎覆盖整个晶界。

耐蚀合金油管与高钢级碳钢套管在钻井液中的电偶腐蚀行为研究

为了解掌握井下油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能,通过扫描电镜、能谱仪和金相显微镜对028镍基合金油管、140ksi碳钢套管材质在模拟某气井井下钻井液环境中的腐蚀形貌、产物进行了分析,并对单一材质均匀腐蚀和2种材质耦合后的电偶腐蚀行为进行了评价,分析了其影响因素及腐蚀机理。结果表明:在本次模拟工况下,028镍基合金油管单一腐蚀和电偶腐蚀情况均极其轻微,耐蚀性能优良;140ksi碳钢套管单一腐蚀、电偶腐蚀速率分别为0.2106 mm/a和1.5283 mm/a,分别属于严重腐蚀和极严重腐蚀。结论认为:当存在电偶腐蚀条件时,会进一步加剧碳钢套管的腐蚀程度。在酸性气井管柱设计时,应针对井下实际工况条件,不仅要考虑单一材质的防腐性能,还要考虑各种材质耦合接触时的电偶腐蚀,合理选择管材组合,降低或避免出现电偶腐蚀,同时制定有效的防腐措施,确保气井管柱的长期完整性。