5Cr油套管钢在含Cl^(-)的CO_(2)环境中的腐蚀特性研究

目的掌握油气井生产中CO_(2)腐蚀对油套管的影响规律,研究兼顾耐蚀性和经济性的5Cr油套管材料在含Cl^(-)的CO_(2)环境中不同时间下的腐蚀演变规律。方法采用XRD、XPS、SEM和EDS等技术分析5Cr油套管钢在不同时间下腐蚀产物膜的演变情况,利用丝束电极(WBE)和阻抗测试(EIS)技术对其腐蚀电化学行为进行研究。结果5Cr油套管钢腐蚀后期的平均腐蚀速率约为初期的1/2,在腐蚀14 d后,腐蚀产物膜中的Cr富集大于30%,Cr、Fe质量比达到较高水平,约为基体的15倍。随着腐蚀的进行,电荷传递电阻和产物膜覆盖引起的电阻增大,电化学反应阻力增大。在腐蚀前期具有局部不均匀性,随着腐蚀的进行,电极腐蚀电位有负移现象,最终分布区间为−0.59~−0.61 V,电极表面阳极电流区域大幅减少。结论在腐蚀时间延长的条件下,5Cr油套管钢腐蚀产物膜的致密性增加,电荷传递电阻呈变大趋势。在产物膜下的5Cr油套管钢区域,电流发生由阴极向阳极极性转变的现象,产物膜存在的孔隙使5Cr油套管钢基体金属被腐蚀,从而导致阳极电流的出现。表面局部腐蚀电位阳极区的形成和扩展使其有产生点蚀的倾向,但腐蚀产物逐渐沉积在点蚀坑内壁,形成了Cr富集的保护性表面层,原发生点蚀区域由原阳极活性点位转变为阴极区,对其发展起到了抑制作用。

Cr含量对X120级管线钢组织及耐酸性腐蚀性能的影响

运用SEM,TEM和失重法研究了Cr元素对X120级管线钢力学性能及耐CO2/H2S腐蚀性能的影响。力学性能结果表明:四种实验钢显微组织均为回火马氏体,力学性能均达到API 5L标准中X120级别,且随Cr含量增加,板条束数量增加,宽度变窄,使得屈服强度和抗拉强度逐渐增大;钢中析出物主要为(Nb,Ti)(C,N),当Cr含量达到3%(质量分数)时,析出物中发现极少量Cr。腐蚀实验结果表明:在CO2/H2S环境下,四种钢腐蚀产物膜均分为两层,内层主要为CO2腐蚀产物FeCO3,外层是FeS;Cr主要存在于腐蚀产物膜的内层,且随钢中Cr含量的增加,Cr在内层腐蚀产物中的富集量加大;钢中的Cr元素使腐蚀产物膜变得致密且具有离子选择性,阻止腐蚀液中的阴离子到达基体,进而提高钢的耐CO2/H2S腐蚀性能。

NaCl溶液中介质流动及Cr元素对低合金钢腐蚀行为的影响

对碳钢和含Cr低合金钢在静态和流动3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为进行研究。对两种腐蚀环境下实验钢的腐蚀失重进行了比较,并利用动电位极化曲线、SEM、EMPA、XRD和XPS,对实验钢的电化学特性和表面锈层的特征进行研究。结果表明,在形成腐蚀产物后,含Cr实验钢在流动环境中的腐蚀失重显著低于碳钢,并且实验钢在流动环境中的腐蚀失重高于静态环境。Cr元素富集于内锈层中参与内锈层中腐蚀产物的形成与转化,提高了内锈层的致密性,抑制了去极化剂向基体表面的扩散,从而抑制了阴极反应的进行。Cr元素在内锈层的富集提高了含Cr钢在流动NaCl溶液中的耐蚀性。

Q125级1% Cr套管钢焊接接头CO_2腐蚀行为

采用高温高压反应釜和电化学测试手段对含Cr质量分数为1%的Q125级套管钢焊接接头的CO2腐蚀行为进行了研究。结果表明:焊接接头的母材和热影响区的耐CO2腐蚀性能相近,母材为回火马氏体,热影响区为回火索氏体,组织对实验钢的耐CO2腐蚀性能影响不明显。焊缝区的Cr含量较高,腐蚀产物中的Cr富集加剧,且结构致密,其更能有效的阻止阴离子的通过,从而保护金属基体免受腐蚀介质的腐蚀。电化学分析可得,焊缝区的自腐蚀电位最正,自腐蚀电流最小,不易发生腐蚀;母材区的自腐蚀电位最负,自腐蚀电流最大,母材金属将作为阳极首先发生腐蚀,焊缝作为阴极得到保护。

铁路车辆用Q450EWR1耐候钢耐蚀性能研究

采用周期浸润腐蚀试验方法,对热轧高耐候钢Q450EWR1进行了腐蚀性能检测。根据失重率计算公式,分析了Q450EWR1钢的腐蚀速率变化规律,并采用SEM、XRD、电子探针对腐蚀锈层进行了组织观察、物相分析及元素分布分析。结果表明,随着腐蚀时间的增加,Q450EWR1钢的失重率逐渐下降,腐蚀时间大于168 h时,失重率趋于稳定;腐蚀产物由疏松多孔状向致密的块状变化;物相组成由γ-FeOOH向α-FeOOH转变,结构更加致密;腐蚀周期内,锈层截面孔洞处出现明显的Cr元素富集。与Q345B钢相比,Q450EWR1钢的力学性能及耐腐蚀性能更好。

6.5%Cr钢在高温高压CO_2环境下的腐蚀行为研究

利用高压釜,研究了6.5%Cr钢在80℃和0.8 MPa CO_2条件下的腐蚀行为.利用SEM和EDS研究了腐蚀产物膜表面和截面微观形貌以及Cr在腐蚀产物膜中的富集状况.利用高温高压电化学测试研究了线性极化电阻和电化学阻抗谱(EIS)随腐蚀时间的变化.结合溶液离子浓度测试,探讨了腐蚀产物膜生长机制.结果表明,6.5%Cr钢腐蚀速率为0.72 mm/a,腐蚀产物膜中存在Cr的富集,Cr/Fe之比超过了5∶1.不同腐蚀时间下,溶液中Cr3+含量都很低,说明Cr很少进入溶液.

Cr对低合金钢在流动NaCl溶液中耐蚀性的影响

对碳钢和Cr含量不同的实验钢在流速为0.8m/s的流动的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为进行研究,最长腐蚀周期为192h。对4种实验钢的腐蚀失重进行了比较,并利用动电位极化曲线、SEM、EPMA和TEM等分析手段,对实验钢表面形成锈层的特征进行了系统研究。结果表明,含Cr实验钢的腐蚀失重低于碳钢,并且随Cr的质量分数由0.5%提高至2%,腐蚀失重亦降低。Cr元素在内锈层中的富集是含Cr钢耐蚀性改善的重要原因。这种富集可使腐蚀产物颗粒获得细小的尺寸,致密内锈层形成的原因就是由于这种尺寸细小的腐蚀产物的形成,使内锈层的保护性获得明显的改善。