20#碳钢在无碱复合驱模拟采出液中腐蚀行为研究

无碱复合驱(复合盐、聚合物、表面活性剂)是一种新型改进驱油技术,能够有效降低成本,提高采收率及降低管线结垢。但是,随着集输系统采出液中化学剂浓度逐渐升高,目前,在用的无内防腐20#碳钢材质的集输管道在未来采出液中的适应性还不明确。为摸清20#碳钢材质在采出液中的腐蚀情况,依据大庆油田某区块产能建设工程所提供的无碱复合驱三元上返采出液浓度预测,通过室内模拟现场集输系统工况环境,利用动态腐蚀模拟试验和电化学试验,确定20#碳钢在无碱复合驱模拟采出液中的腐蚀行为。试验结果表明:20#碳钢试片在配制最高浓度模拟液中的腐蚀速率较大,腐蚀等级为中度。目前,区块采出液和回掺水中的腐蚀等级为低度,试片表面在模拟液中出现了明显的钝化现象,但Cl^(-)能够很快穿透钝化膜导致钝化时间较短,加速了腐蚀电极反应。考虑到未来集输管道中采出液里存在的大量Cl^(-),使电化学反应过程变得更加复杂,将导致管道内腐蚀情况加剧,因此,建议集输管道采取合适的内防腐措施。

20碳钢在腐蚀性气流环境中飞灰冲蚀磨损试验研究

利用热态飞灰磨损试验台,向试验气流中加入一定量的SO2和CO2气体,在250~500℃内进行电厂20碳钢金属材料的耐冲蚀磨损性能试验,研究SO2和CO2气体对金属冲蚀磨损性能的影响,并对不同气流环境下的试验结果进行比较.结果表明：随着温度的升高,20碳钢在试验温度范围内均出现相对磨损量先减小后增大的现象;20碳钢在加入SO2或CO2气流环境下的相对磨损量明显高于只含压缩空气环境下的相对磨损量,可见电站锅炉烟气流中CO2和SO2气体能够加速20碳钢的冲蚀磨损.

20#碳钢和321不锈钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

高温环烷酸腐蚀是加工高酸原油过程中主要的腐蚀问题,温度和环烷酸浓度对其影响很大。本工作采用动态高温反应釜研究了不同温度和环烷酸浓度下20#碳钢和321不锈钢的腐蚀行为。结果表明,两种材质在环烷酸中的腐蚀速率随温度升高均呈现先增加后减小的规律。在环烷酸浓度为5%时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高,而321不锈钢在260-280℃时腐蚀速率最高。在280℃时,随环烷酸浓度的增大,两种材料的腐蚀速率急剧增加,但浓度对两种材料的腐蚀速率加速比不同。在一定的环烷酸浓度下,两种材料的腐蚀速率发生突跃,对于20#碳钢,在环烷酸浓度1.5%-2%时存在一个腐蚀突跃区,而321不锈钢的腐蚀突跃区在环烷酸浓度为3%-5%之间。

20碳钢热态飞灰冲刷磨损性能的试验研究

主要研究 2 0碳钢在 2 0 0～ 5 5 0℃的温度范围内受飞灰冲刷磨损的规律。试验结果表明 ,2 0碳钢在该温度范围内 ,首先随着温度的升高 ,相对磨损量减小 ,当达到一临界温度后 ,则随着温度的升高 ,相对磨损量增大。试验数据处理采用了 2种方法。用多项式非线性回归 ,得出可计算磨损量的计算式 ,并可求得其临界温度。用二元线性分段回归 ,得出了临界点前后的温度指数和速度指数 ,可以此来表征临界点前后温度与速度对磨损的影响。数据处理中 ,考虑了热态试验过程中 。

碳-氮共渗对20碳钢飞灰磨损性能影响的试验研究

主要研究20碳钢表面经过碳-氮共渗热处理后在250℃～500℃的温度范围内受飞灰磨损的规律。试验结果表明，经过表面碳-氮共渗热处理后的20碳钢在试验温度范围内，仍然具有未处理时的热态磨损规律，即随温度的升高，相对磨损量先减小而后增大，临界温度为331℃。20碳钢经C-N共渗后相对磨损量减小一倍左右。

硫脲/硫氰酸钾复合缓蚀剂对20碳钢的缓蚀性能研究

借助静态腐蚀失重法研究了硫脲/硫氰酸钾缓蚀剂的最佳配方及在5%盐酸、5%硫酸、5%硝酸中对20碳钢的缓蚀性能。结果表明,在5%盐酸中,只需加入0.2%的复合缓蚀剂(硫脲∶硫氰酸钾=7∶3),20碳钢材质的缓蚀率可以达到85.1%;在5%硫酸介质中,缓蚀率在复合缓蚀剂(硫脲∶硫氰酸钾=5∶5)为0.2%时达到最大,为87.3%;在5%硝酸溶液中,当复合缓蚀剂(硫脲∶硫氰酸钾=7∶3)的加入量为0.15%时,20碳钢的缓蚀率可达到99%。

HCl-H2O-CMS体系对20^#钢腐蚀的现场分析

对CMS(甲烷氯化物)生产工序中20#钢的现场腐蚀情况进行了统计,探讨了HCl-H2O-CMS体系对20#钢的腐蚀规律及其机理。调查分析认为,HCl-H2O-CMS体系对20#钢腐蚀的主要影响因素是体系中HCl和H2O的含量,同时对采集数据拟合了腐蚀速率方程。最后针对该体系腐蚀的现象和特征,对操作工艺、部件材料及结构等进行了改进,实际应用后取得了良好的效果。

盐酸介质中5种表面活性剂对20碳钢的缓蚀作用

钢铁在酸洗过程中易腐蚀,加入缓蚀剂可以提高其耐蚀性,而采用多种表面活性剂复配缓蚀剂用于20碳钢缓蚀的研究报道较少。采用失重法和电化学方法测定了盐酸介质中5种表面活性剂(乳化剂OP,乳化剂OP-10,K12,吐温-20,吐温-60)单独及复配使用对20碳钢的缓蚀作用,研究了温度、表面活性剂及盐酸浓度对缓蚀性能的影响。结果表明,盐酸介质中5种表面活性剂对20碳钢均有缓蚀作用,其中,乳化剂OP的缓蚀性能较优,与其他4种表面活性剂复配具有很好的协同作用,复配缓蚀效果优于多种缓蚀剂单独使用的效果。

20碳钢在不同温度工况中冲蚀磨损性能的试验研究

主要研究电厂锅炉常用钢材20碳钢在不同温度状态时速度对磨损率的影响,分别进行了常温态试验与热态(200℃~550℃)的试验。试验结果表明:相同冲刷速度时,常温态的相对磨损率明显大于热态时的相对磨损率。常温态的速度指数n为2.874 38,而热态磨损则是先随温度升高而磨损率下降,其n=1.240 15,在拐点温度约350℃之后,则磨损率随温度升高而上升,此时的速度指数仅为1.034 7。显然,速度的影响随着温度的升高而减弱。

2-苯基咪唑啉在常见酸洗液中对20#、45#碳钢的缓蚀性能

采用静态失重法研究2-苯基咪唑啉作为缓蚀剂(40℃恒温时)在5%盐酸、5%硫酸及5%硝酸介质中对20#、45#碳钢的缓蚀行为,确定了2-苯基咪唑啉在各种酸性条件下的最佳添加量,并研究了在不同酸性溶液中复合型缓蚀剂2-苯基咪唑啉/KI对20#、45#碳钢材质的缓蚀性能。结果表明2-苯基咪唑啉在上述3种酸性介质中对20#碳钢,45#碳钢均具有一定的缓蚀作用,其中KI成分对2-苯基咪唑啉具有协同缓蚀效果。

20碳钢海水中Ce盐预膜的耐蚀性能及成膜机理

海水中以Ce盐对20碳钢预膜,其防腐蚀性能如何,过去报道不够。采用旋转挂片法、电化学技术、视频显微镜及电子能谱对海水中以Ce盐为主的预膜剂在20碳钢表面形成的缓蚀保护膜进行了综合表征和预膜机理探讨。结果表明:经Ce盐预膜后,20碳钢表面形成了一层较为均匀的蓝色薄膜,主构成为Ce(OH)3,Ce(OH)4,CeO2,Fe(OH)3及Fe(Ⅲ)的有机配位化合物;膜层抑制了O2和电子的传输,对20碳钢表面的腐蚀过程有明显的抑制作用,有效地提高了其耐蚀性能。

SRB对20碳钢在气田采出水中腐蚀行为的影响

为研究气田采出水系统微生物腐蚀机理,提出有效的防腐蚀措施,设计了3组气田采出水静态腐蚀挂片试验(灭菌组、空白组和SRB组)并连续测定各组试样49 d的腐蚀速率;通过测定SRB的生长曲线,并利用电化学测试和表面分析研究了SRB对20碳钢的腐蚀机理。结果显示:SRB的生长区间可分为适应期、对数生长期以及衰亡期;试验钢片浸泡49 d的平均腐蚀速率:灭菌组<空白组<SRB组;SRB在试样表面形成不均匀的生物膜易引发局部腐蚀;生物膜和腐蚀产物膜的形成可在一定程度上阻碍金属与溶液的传质过程,导致腐蚀速率减慢,但其疏松多孔且易脱落使得试样裸露出基体致使20碳钢再次被腐蚀;SRB参与20碳钢的腐蚀过程能产生FeS,SRB加速金属腐蚀是其代谢活动与金属溶解相互作用的结果。

火焰切割及正火热处理对20控Cr碳钢管性能影响试验研究

20控Cr优质碳钢管广泛应用于核电站管路系统和化学工业炉上有蒸汽冲刷的管道系统,在管件加工、配管过程中不可避免地采用了高效、便捷的火焰切割方法。通过对20控Cr碳钢管在火焰切割与锯切后的化学成分、力学性能、金相试样对比发现,火焰切割将带来-20℃冲击功不满足技术要求、晶粒长大、铁素体与珠光体偏析等系列问题,火焰切割影响范围超过30 mm。正火(890~930℃)热处理校正工艺工程应用试验表明,经过正火热处理校正后,可将受到火焰切割影响的-20℃冲击功数值恢复到正常水平;同时,粗大的晶粒得以细化,晶粒度在8~9之间,碳化物分布均匀化。

海水中一种曼尼希碱对20#钢缓蚀行为的电化学特征

根据曼尼希反应的基本原理,设计并制备了一种水溶性的曼尼希碱缓蚀剂(MNX-B)。采用红外和质谱测试,分析了MNX-B的分子结构特征。采用极化曲线和电化学阻抗谱测试,研究了MNX-B及其氯化铈CeCl3对海水中20#钢的缓蚀作用机理。研究表明,MNX-B为吸附成膜、以抑制20#钢海水腐蚀的阳极反应为主的混合控制型缓蚀剂,单剂的缓蚀作用较为有限;MNX-B与阴极沉淀型缓蚀剂CeCl3可产生明显的协同增效作用,共同抑制20#钢海水腐蚀。

循环冷却水含铁细菌对20碳钢管壁腐蚀行为的影响

目前,有关循环冷却水中铁细菌对常用材料20碳钢管壁的腐蚀性报道较少。采用电化学测试技术和表面分析技术,研究了循环冷却管常用材料20碳钢在有无铁细菌循环冷却水中的腐蚀行为。结果表明:在含铁细菌的水中,20碳钢自腐蚀电流密度先由2.965×10^(-4)A/cm^2减小至1.420×10^(-4)A/cm^2再增大至1.653×10^(-4)A/cm^2,浸泡第10 d自腐蚀电流密度较无菌水中增加了1.3倍;有菌水中20碳钢的极化电阻呈先增大后减小的趋势,浸泡第10 d时的极化电阻比无菌水中小111.56Ω·cm^2,与极化曲线的变化呈相同的趋势;在有菌水中20碳钢表面有一些明显的腐蚀裂缝,较无菌水中严重;循环冷却水中铁细菌的存在导致20碳钢自腐蚀电位减小、自腐蚀电流增大、极化电阻明显减小,明显影响其元素成分的含量,从而加速了腐蚀进程。

锆对20碳钢在锌合金液中腐蚀行为的影响

在20碳钢和Zn-6%Al-3%Mg合金液中分别添加0.6%Zr,用扫描电镜和X射线衍射仪研究了锆元素对20碳钢在Zn-6%Al-3%Mg锌合金液中腐蚀行为的影响。结果表明:20碳钢在510℃的Zn-6%Al-3%Mg和Zn-6%Al-3%Mg-0.6%Zr合金液中的腐蚀程度都随侵蚀时间的增加而增大,但是20碳钢在Zn-6%Al-3%Mg-0.6%Zr合金液中的腐蚀程度明显减轻。随着侵蚀温度的升高,20碳钢在Zn-6%Al-3%Mg-0.6%Zr合金液中的腐蚀深度由缓慢增加转为急剧增大,为减少Zn-6%Al-3%Mg-0.6%Zr合金液对碳钢的腐蚀程度,热浸镀锌温度应低于510℃。含0.6%Zr的20碳钢在Zn-6%Al-3%Mg合金液中经过长时间侵蚀后,可形成较厚的致密Fe-Al化合物层,使含锆20碳钢的腐蚀速率明显低于20碳钢,因此在钢中添加0.6%的锆元素可提高钢制锌锅的使用寿命。

20^#钢连铸大方坯缺陷的形成与预防

分析了 2 0 #钢 2 4 0方坯连铸坯缺陷形成的原因 ,探讨了防止产生缺陷的措施 ,指出 ,加强冶炼控制 ,强化脱氧 ;全程保护浇注 ;调整二冷区的冷却强度以及合理的匹配好注温和拉速 ,是提高大方坯合格率的重要因素。

高矿化度油田卤水中pH值对20碳钢在硫酸盐还原菌作用下腐蚀行为的影响

目前对含硫酸盐还原菌(SRB)高矿化度下油气田卤水的腐蚀行为报道较少。采用挂片腐蚀试验和电化学试验法研究了20碳钢在含硫酸盐还原菌的不同p H值高矿化度油田卤水中的腐蚀规律,采用扫描电镜观察试样形貌。结果表明:20碳钢在p H值为5.5的含SRB腐蚀液中的腐蚀较p H值为7.5时严重,是不含SRB腐蚀液中的6倍多;p H值为7.5时,20碳钢表面微生物膜较厚,碳钢的腐蚀速率有所下降,致密的SRB生物膜的形成对溶液中Cl-的迁移起到了阻碍作用,碳钢的腐蚀得到了一定的抑制。

20^#锅炉钢在碳酸丙烯酯稀液中的腐蚀行为的研究

用电化学方法对２０＾＃锅炉钢在碳酸丙烯酯的稀液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明２０＾＃锅炉钢在该稀液中的腐蚀反应受阴极过程控制：静态时由溶解氧的扩散、氢离子及三价铁离子的活化极化共同控制；而动态时则主要由溶解氧的扩散所控制。

20^(#)碳钢在含砂NaCl溶液中的冲刷腐蚀行为研究

以20^(#)碳钢为研究对象,通过旋转圆柱电极冲刷腐蚀装置并配合电化学工作站,研究了不同NaCl浓度对20^(#)碳钢的冲刷腐蚀行为,量化了纯腐蚀、纯冲刷、腐蚀促进冲刷、冲刷促进腐蚀四种变量对总冲刷腐蚀的贡献程度,并根据量化结果对腐蚀和冲刷之间的交互作用进行了讨论。结果表明:随着NaCl浓度的增加,纯腐蚀和纯冲刷条件下的失重速率先小幅增加后大幅增加,冲刷腐蚀临界NaCl浓度为2.5%(质量分数);冲刷促进腐蚀的量先增大后减小,腐蚀促进冲刷的量呈单调递增趋势;不同NaCl浓度下,E/C值均在0.1~1之间,为电化学-冲刷磨损混合控制,并以电化学腐蚀为主。研究结果可为管道延长寿命及完整性管理提供理论依据和实际参考。