N80和3Cr油管钢在CO_2驱油环境中的腐蚀行为

利用高压釜模拟油田现场CO2驱油环境,对N80和3Cr两种油管钢进行了CO2腐蚀试验,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析对比了腐蚀产物膜的腐蚀行为和特征,并评价了三种缓蚀剂对两种油管钢的缓蚀性能,计算了腐蚀速率和缓蚀效率,对比了相应条件下的腐蚀产物膜表面形貌。结果表明,在同一CO2分压条件下,N80和3Cr钢在55℃时的腐蚀速率均比在30℃时的大,N80钢在30℃和55℃时的腐蚀速率明显大于3Cr钢,其抗CO2腐蚀性能满足关系3Cr>N80;N80腐蚀产物主要由FeCO3和少量CaCO3沉积物组成,3Cr腐蚀产物主要由FeCO3及少量Cr7C3和Cr2C3组成。

80-3Cr油管钢在CO_(2)驱环境下的性能研究与应用

针对CO_(2)驱高CO_(2)分压、高H_(2)S分压、低温井筒环境造成N80、P110管柱失效的问题,开展了80-3Cr、N80、P110三种管材的耐CO_(2)腐蚀、抗H_(2)S应力腐蚀开裂、耐低温冷脆对比评价试验。结果表明,不同CO_(2)工况条件下,N80、P110、80-3Cr油管在添加缓蚀剂情况下的腐蚀速率分别为0.0549 mm/a、0.0645 mm/a、0.0333 mm/a;80-3Cr油管的腐蚀速率明显低于N80、P110油管;80-3Cr油管在不同H_(2)S环境下均未出现应力腐蚀开裂,具有较好的抗H_(2)S应力腐蚀性能;在-20℃的低温环境下,N80和P110油管冲击功分别只有80-3Cr油管的62.6%和23.2%;80-3Cr油管在CO_(2)驱油现场应用后,管柱失效率从2019年的20%下降到0,取得显著效果。

CO_(2)驱油井环境下N80钢与3Cr13钢的电偶腐蚀行为

N80钢与3Cr13钢常作为油管和水力锚等的材料使用,在CO_(2)驱油井环境中不可避免偶接使用易产生电偶腐蚀。为此,通过开展CO_(2)环境下N80钢和3Cr13钢的腐蚀速率试验和电偶腐蚀试验,明确了CO_(2)含量、温度、压力和矿化度等因素作用下2种钢的电偶腐蚀规律。结果表明:CO_(2)驱油井中2种钢产生电偶腐蚀,3Cr13钢为阴极,且不受电偶腐蚀影响,N80钢为阳极,电偶腐蚀速率增大;且N80钢的电偶腐蚀速率随CO_(2)含量、温度、压力和矿化度的增大而增大;电偶腐蚀敏感因子随CO_(2)含量和压力增大而减小,当CO_(2)含量达到20.0%时电偶腐蚀敏感因子为负值,随温度升高先减小后增大,随矿化度增加而增大,电偶腐蚀速率最大可高于常规腐蚀69%。

油井管用N80钢和13Cr钢在多元热流体环境中的腐蚀行为

采用高温高压反应釜进行模拟腐蚀试验,探究了油井管材料N80钢和13Cr钢在不同温度和O_(2)分压下多元热流体环境中的腐蚀行为;通过失重法评价了材料的腐蚀速率,并结合激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等测试方法,分析了两种材料腐蚀速率及腐蚀产物的变化规律。结果表明:当温度超过180℃时,两种材料的腐蚀速率均随温度的升高而增大,腐蚀产物中有Fe_(3)O_(4)生成;而随着O_(2)分压的升高,腐蚀产物逐渐由FeCO_(3)转变为Fe_(3)O_(4),两种材料的腐蚀速率均增大;当O_(2)分压达到0.2 MPa以上时,腐蚀产物全部转变为Fe_(3)O_(4),均匀腐蚀和局部腐蚀加重。

氯离子质量浓度对N80稠油管柱腐蚀机理研究

使用高温高压哈氏合金反应釜模拟N80油管钢在采出液中的恶劣腐蚀环境,研究不同氯离子质量浓度(0,5000,10000,15000 mg/L)对采出液中N80油管钢的腐蚀行为及腐蚀机理的影响,利用宏观和微观手段相结合,对N80油管钢的腐蚀速率,腐蚀形貌和腐蚀产物膜结构进行分析,明确不同氯离子含量环境下其腐蚀的差异性。结果表明,在含有氯离子的对照组中,随着氯离子质量浓度提升腐蚀速率上升显著,腐蚀产物表面点蚀坑逐渐增大。这是由于氯离子破坏了原本致密的腐蚀产物膜,使碳钢再次暴露在腐蚀溶液中,加速点蚀的产生。

析出相及夹杂物对L80-9Cr钢耐蚀性的影响

通过电化学测试和FeCl_(3)点蚀试验,研究了Cr_(23)C_(6)析出相及Al_(2)O_(3)夹杂物对L80-9Cr钢耐蚀性的影响。结果表明:Cr_(23)C_(6)在原马氏体板条束内的析出聚集增大了小角度晶界处的晶格畸变程度,使其具有较高的电化学活性,导致材料耐腐蚀性能降低;另一方面,Cr_(23)C_(6)析出导致周围贫Cr区的形成,增大材料的点蚀倾向;此外,Al_(2)O_(3)夹杂物的存在也为点蚀萌生与发展提供有利位置,两者的共同作用导致L80-9Cr钢的严重点蚀。

热处理对1Cr15Ni4Mo3N不锈钢组织与力学性能的影响

对1Cr15Ni4Mo3N试验钢进行1050℃×1.5 h固溶、-73℃×2 h冷处理后,再进行不同温度、保温3 h的时效处理,采用扫描电镜、透射电镜、万能试验机、冲击试验机等检测方法研究了时效温度对试验钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢固溶、冷处理后,经460℃×3 h时效,其抗拉强度、屈服强度及伸长率均达到峰值,经580℃×3 h时效的试验钢冲击功达到峰值。460℃×3 h时效的试验钢组织为含有高密度位错的板条马氏体和残余奥氏体,540℃×3 h时效试验钢的马氏体板条特征有所减弱,620℃×3 h时效试验钢中逆转变奥氏体含量明显增加。

13Cr和N80钢高温高压抗腐蚀性能比较

在石油、天然气的开采与集输过程中,地层中的CO2会对油套管及集输管线造成严重腐蚀。在我国,CO2腐蚀已导致多起重大事故,经济损失十分严重。模拟了大庆油田井下的腐蚀环境,通过高温高压釜进行了13Cr和N80钢的腐蚀实验,采用SEM、EDS和XPS测试手段,分析获得了CO2腐蚀产物膜的形貌和化学组成。结果表明,在所试验的三个温度下,13Cr钢液相腐蚀类型主要为均匀腐蚀,N80钢主要是局部腐蚀。85℃和110℃时,13Cr钢的液相腐蚀速率属于中度腐蚀,基体表面形成了一层深褐色腐蚀膜层且表面平整均匀,晶粒细小,膜层较薄;N80钢的液相腐蚀速率属于严重腐蚀,腐蚀膜呈现双层结构,表层为较粗大的规则的晶粒堆积而成,内层则是由细小晶粒紧密堆积而成。在170℃时,13Cr钢的腐蚀速率属严重腐蚀的下限,接近中度腐蚀的上限,而N80钢属于中度腐蚀。

XS-1型缓蚀剂对2Cr13钢和N80钢缓蚀性能的影响

利用失重法,借助高温高压H2S/CO2腐蚀反应釜,研究了XS-1型耐高温新型抗氧缓蚀剂在NaCl介质中的缓蚀性能。通过正交实验法,分析了介质温度、Cl^-浓度、缓蚀剂浓度对2Cr13不锈钢和N80套管钢腐蚀行为的影响。结果表明:Cl^-浓度是影响两种钢腐蚀的主要因素,缓蚀剂浓度的影响力度略小于Cl^-浓度的影响力度。XS-1型缓蚀剂适用于Cl^-浓度高、酸化程度高和温度高的地层液中。

N80和Cr13钢在含CO_2油田采出液中缓蚀性能研究

利用电化学工作站测试N80和Cr13两种钢在饱和CO_2油田采出液中添加不同浓度的ZK缓蚀剂的腐蚀行为,分析缓蚀剂用量对其腐蚀行为的影响规律,用高温高压反应釜借助失重法和腐蚀形貌观察确定最佳缓蚀剂用量下两种钢的缓蚀性能。结果表明:静态时,N80和Cr13钢在饱和CO_2油田采出液中分别呈现活化和钝化特征,N80钢的ZK缓蚀剂最佳用量为500 m L/L,而Cr13钢则为1 000 m L/L;动态时,N80钢缓蚀效率达97.95%,而Cr13钢则为95.20%。

1Cr15Ni4Mo3N钢制销钉热处理端部裂纹分析

对1Cr15Ni4Mo3N钢销钉最终强化热处理后其端部出现的裂纹问题,进行了磁粉检测、材料成分分析、宏观观察和能谱扫描,以及硬度检测和金相组织分析等试验,对裂纹产生原因进行分析,确定裂纹产生的原因,从而可以采取针对性措施,加强零件制造过程控制,避免问题的再次发生。

油气田腐蚀环境中N80钢和3Cr钢的腐蚀行为

采用失重法、X射线衍射法、扫描电镜观察及能谱分析等方法比较研究了N80钢和3Cr钢在模拟胜利油田某油井腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明:在试验条件下,N80钢和3Cr钢的腐蚀速率随腐蚀时间的延长均呈现先急剧降低后缓慢降低的趋势,N80钢的腐蚀速率明显高于3Cr钢的;腐蚀360h后,N80钢表面形成的腐蚀产物膜呈双层结构,XRD测试结果表明两层产物膜均由FeCO_3构成,后期沉淀形成的外层膜较为疏松,原位形成的内层膜致密完整,计算得到双层产物膜的平均密度为1.54g/cm^3;3Cr钢表面形成的腐蚀产物膜为致密完整的单层膜结构,由FeCO_3和Cr(OH)_3构成,产物膜平均密度为2.571g/cm^3。3Cr钢表面形成的腐蚀产物膜的保护性远远优于N80钢表面形成的腐蚀产物膜的。

N80油管钢CO_2腐蚀点蚀行为

在模拟油田CO2 腐蚀环境下 ,利用XRD、EDS和SEM研究了N80钢点蚀坑的形成与发展 .结果表明 ,Cl-会在腐蚀产物膜与金属界面处富积成核 ,加速该区域的阳极溶解 ,促使点蚀坑的形核 ;点蚀坑内也有Cl-富积 ,在膜与基体界面处形成厚度为 3 μm的富积层 ,加速点蚀坑内基体的腐蚀 ,使得点蚀坑进一步发展 .同时 。

N80油管钢的CO_2高温高压腐蚀电化学行为与机理研究

在高温高压釜中模拟油气井腐蚀环境 ,采用电化学交流阻抗和动电位扫描极化曲线测试技术 ,研究了N80钢在温度为 10 0℃ ,CO2 分压为 1.18MPa条件下的腐蚀电化学行为和阳极与阴极反应机理 ,实时监测了腐蚀产物膜对腐蚀行为和腐蚀反应机理的影响 .研究结果表明 :N80钢的阳极反应过程服从Bockris机理 ;N80钢的阴极反应以H2 CO3的还原为主 ;反应中间产物吸附与腐蚀产物膜覆盖的竞争导致交流阻抗谱随腐蚀时间而变化 ,影响着钢的腐蚀行为 。

N80抗硫油管钢在含CO_2、微量H_2S及高浓度Cl^-腐蚀介质中的腐蚀行为

用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)及X射线衍射能谱(XRD)对N80抗硫油管钢在CO2、微量H2S及高浓度Cl-条件下的腐蚀行为进行了研究.结果表明,在本实验条件下,腐蚀反应以H2S腐蚀为主;在膜的形成过程中FeS腐蚀产物膜优先形成,并进一步阻碍具有良好保护性的FeCO3腐蚀产物膜的形成;腐蚀产物膜疏松、平均腐蚀速率较大,且有轻度局部腐蚀发生;溶液中高浓度的Cl-及材料中高含量的Cr元素会使N80抗硫钢局部腐蚀倾向加大.

某油田N80钢油管腐蚀失效的原因

通过对某油田使用的N80钢油管的化学成分、显微组织、腐蚀形貌和腐蚀产物进行分析,探讨了该油管腐蚀失效的原因。结果表明:该油管的主要腐蚀形式为局部腐蚀,外壁主要表现为大面积的点蚀,内壁主要表现为涂层破坏引起的严重局部腐蚀;腐蚀介质中的O2、Cl-和S2-导致油管发生吸氧腐蚀、氯盐腐蚀和硫化物腐蚀,其中Cl-为主要的腐蚀介质;S2-和Cl-的协同作用会加速腐蚀产物膜的破坏,从而导致腐蚀加剧。

N80油管钢在CO_2/H_2S水介质中的腐蚀研究

油田设施受产出水和CO2/H2S腐蚀严重。以长庆某天然气井产出水为腐蚀介质,采用失重法研究了不同腐蚀影响因素对N80钢的作用规律。结果表明,随着介质温度的升高,腐蚀速率先增加后降低,并在60℃时达到最大;Cl-的影响与温度具有基本相似的规律,在Cl-含量为30g/L时腐蚀速率最大;随着pH值的增大,腐蚀速率持续减小,并在pH值为8.0左右时达到最低;随着CO2分压的增大,腐蚀速率呈单调增大趋势;随着H2S分压的增大,腐蚀速率先下降后又缓慢升高。

N80S抗硫油管钢在含CO_2、微量H_2S及高浓度Cl^-腐蚀介质中的腐蚀行为

用失重法、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线能谱(XRD)对N80S抗硫油管钢在CO2、微量H2S及高浓度Cl-条件下的腐蚀破坏进行腐蚀实验研究,结果发现,在实验条件下,微量H2S的存在对反应系统影响较大;在膜的形成过程中硫化物腐蚀产物膜(FeS、FeS0.9)会优先形成,并进一步阻碍具有良好保护性的FeCO3腐蚀产物膜的形成;腐蚀产物膜疏松、平均腐蚀速率较大,且有轻度局部腐蚀发生。溶液中高浓度的Cl-及材料中高含量的Cr元素会使N80S抗硫钢局部腐蚀倾向加大。

固溶处理对注射成形0Cr17Mn11Mo3N钢组织性能的影响

采用金属粉末注射成形工艺制备出了0Cr17Mn11Mo3N高氮无镍奥氏体不锈钢(含氮0.78wt%),研究了固溶处理对力学性能和组织的影响。结果表明,固溶处理能极大改善材料组织和性能,未固溶处理试样组织主要为奥氏体、铁素体以及在晶界连成网状的Cr2N析出物,固溶处理后得到了均一的全奥氏体孪晶组织;固溶处理后力学性能大大提高,抗拉强度和伸长率分别为885MPa和26.0%,为未固溶试样的1.3倍和2.2倍;未固溶处理试样断口为沿晶和韧窝断裂特征,固溶处理试样为韧窝延性断裂特征。

N80#钢在含H2SO3酸性溶液中的腐蚀行为

用稳态极化法、阳极动电位快速扫描法和交流阻抗法研究了N80 # 钢在含H2 SO3 酸性溶液中的腐蚀行为 .结果表明 :酸性溶液中H2 SO3 的加入 ,一方面因增大了溶液的酸度而促进N80 # 钢的腐蚀 ,另一方面因一种新的吸附性中间产物的生成而加快腐蚀 .当溶液中没有H2 SO3 时 ,N80 # 钢腐蚀反应阳极过程生成的吸附性中间产物是Fe(OH) ad,而加入H2 SO3 后 ,则生成另一种吸附性中间产物Fe(HSO3 ) ad.