超级13Cr钢在液固两相流体中的冲蚀实验研究

在大排量高砂比压裂过程中,携砂压裂液对管柱和井下工具的冲蚀是引起设备损伤的主要原因。利用自行研制的喷射式冲蚀实验装置,研究了冲蚀时间、喷射流速和含砂量对超级13Cr钢冲蚀速率的影响。研究结果表明,冲蚀时间在90~120 min之间时,超级13Cr钢冲蚀速率趋于稳定;在喷射流速超过5.6m/s时,因为冲刷腐蚀的协同作用导致冲蚀速率急剧上升;冲蚀速率在含砂量为25 kg/m3时冲蚀速率达到最大值,此后随着含砂量增加,由于颗粒之间碰撞效应导致颗粒撞击到材料表面的动能降低,冲蚀速率开始减小,在50 kg/m3时达到最小值,随后又随着含砂量的增加而缓慢增加。研究结果为油田压裂施工工艺参数优化以及管柱安全评价提供了一定参考。     

超级13Cr钢液固两相流体冲蚀实验研究

在大排量高砂比压裂过程中,携砂压裂液对管柱和井下工具的冲蚀是引起设备损伤的主要原因.利用自行研制的喷射式冲蚀实验装置,研究了冲蚀时间、喷射流速和含砂量对超级13Cr钢冲蚀速率的影响.研究结果表明,冲蚀时间在90～120 min之间时,超级13Cr钢冲蚀速率趋于稳定;在喷射流速超过5.6m/s时,因为冲刷腐蚀的协同作用导致冲蚀速率急剧上升;冲蚀速率在含砂量为25 kg/m3时冲蚀速率达到最大值,此后随着含砂量增加,由于颗粒之间碰撞效应导致颗粒撞击到材料表面的动能降低,冲蚀速率开始减小,在50 kg/m3时达到最小值,随后又随着含砂量的增加而缓慢增加.研究结果为油田压裂施工工艺参数优化以及管柱安全评价提供了一定参考.     

三种金属材料在四氯化硅溶液中的腐蚀性能研究

采用失重法测定316L钢、304钢、20号碳钢在四氯化硅溶液中的腐蚀速率，并利用光学显微镜观察其表面形貌，从而评价其耐蚀性能。结果表明：三种金属材料在四氯化硅沸腾溶液中耐腐蚀性能从好到差依次为316L钢〉304钢〉20号碳钢，316L钢在沸腾的四氯化硅溶液中平均腐蚀速率小于0．01mm／a，能够满足四氯化硅提纯设备的要求。     

新型2Cr1Mo2Ni钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为

为弄清Mo和Ni元素在低Cr钢耐蚀方面所起的作用,炼制了新型2Cr1Mo2Ni钢,研究其在模拟油田采出液中的腐蚀行为,实验条件为80℃,0.8MPa CO2分压.利用扫描电镜和能谱分析研究了2Cr1Mo2Ni钢和3Cr钢的腐蚀产物膜微观形貌和成分,测试了高温高压极化曲线和电化学阻抗谱,分析了腐蚀产物膜的生长过程.实验结果表明,Mo和Ni元素在提高抗CO2腐蚀性能方面的作用不及Cr元素.2Cr1Mo2Ni钢腐蚀164h后,中低频感抗弧消失,腐蚀产物膜开始完全覆盖基体表面;腐蚀240h后,生成的腐蚀产物膜具有较好的保护性.     

冲击角度和喷射速度对超级13Cr油管冲蚀速率影响实验研究

利用自制的喷射式冲蚀实验装置,在胍胶压裂液与40/70目石英砂混合形成的液固两相流体中,研究了冲击角度和喷射速度对超级13Cr油管冲蚀速率的影响。采用扫描电镜分析了冲击角度和喷射速度对超级13Cr油管的冲蚀形貌的影响。实验结果表明,超级13Cr油管冲蚀速率随喷射速度的增大呈幂率关系增长。冲击角度为30°时超级13Cr油管的冲蚀速率最大,但幂指数较小;冲击角度为45°时,冲蚀速率居中,但幂指数最大;而冲击角度为90°时,冲蚀速率最低,幂指数最小。扫描电镜分析结果表明,在较小的冲击角度和较高的喷射速度下,石英砂颗粒对超级13Cr油管表面产生了较深的切削犁沟。而在较大的冲击角度和较高的喷射速度下,超级13Cr油管表面产生微裂纹,主要损伤机理为冲击锻打造成的材料挤压成片脱落。     

油田N80油套管腐蚀性影响因素研究

N80钢管广泛应用在油田生产中,但是由于钢管所处的环境比较复杂,腐蚀不可避免,并且随着油田生产的进行,腐蚀变得越来越严重,已经对油田的经济安全运行造成了一定程度上的影响,因此对腐蚀机理和影响因素的研究就迫在眉睫。模拟大庆油田生产系统实际产出水腐蚀环境,在实验室用挂片失重法考察了反应时间、pH值、HCO3-、SO42-的含量等因素对N80油套钢管腐蚀行为的影响,为采取相应的防腐措施提供了理论依据。     

P110油管用钢液固两相流体冲蚀实验研究

在油气井压裂改造过程中,高速含砂流体引起的冲蚀是油管失效的重要原因之一。利用自制的喷射式冲蚀实验装置,以3.5wt%NaCl含砂流体为介质,研究了油井管常用的P110油管用钢冲蚀速率随冲蚀时间、介质流速和含砂量的影响。研究结果表明,在冲蚀时间60~90 min时,P110钢材的冲蚀速率趋于稳定;在传统的纯冲刷磨损公式E=KVn基础上,增加了腐蚀因子M对公式进行修正,与实验数据尤其是低流速时的实验数据拟合误差减小;砂含量在25 kg/m3时,冲蚀速率达到最大;继续增加含砂量时,颗粒之间碰撞消耗的动能使得冲蚀速率先减小,然后缓慢增加。实验结果为P110油管在新型储层改造中的应用提供了一定参考。     

Ou-40Ni-20Cr合金在含Cl^-介质中的电化学腐蚀行为研究

利用动电位扫描法和交流阻抗技术研究了传统电弧熔炼制备的Cu-40Ni-20Cr合金在不同Cl^-浓度的腐蚀介质中的电化学腐蚀行为．结果表明：合金在单一Na2SO4介质中具有较低的腐蚀电流，腐蚀速度较慢，腐蚀过程由电化学控制腐蚀，电化学阻抗谱呈单容抗弧特征．在含Cl^-腐蚀介质中，随着Cl^-浓度的增加，自腐蚀电位不同程度负移，腐蚀电流增大，腐蚀速度加快．Cl^-浓度大于0.02mol·L^-1时，出现Warburg阻抗特征，腐蚀过程由电化学控制转为扩散控制；加入Cl^-后，极化电阻减小，腐蚀过程中存在一定弥散效应．     

Y含量对Ni-20 Cr合金高温抗氧化性能的影响

为了揭示稀土元素Y对Ni-20Cr合金高温抗氧性能的影响,利用非自耗真空电弧炉熔炼4种不同Y含量的Ni-20Cr合金,并对合金进行循环氧化实验。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对获得的合金氧化膜进行观察分析。结果表明,Y能提高Ni-20Cr合金的高温抗氧化性能,并且温度越高,作用越明显;添加0.6%Y的Ni-20Cr合金的高温抗氧化性能提升最为明显;添加Y有利于合金选择性氧化膜Cr2 O3的生成,提高氧化膜同基体金属的附着力,降低氧化速率,从而提高合金的高温抗氧化性能。     

Cu-40Ni-20Cr合金在含Cl-介质中的电化学腐蚀行为研究

利用动电位扫描法和交流阻抗技术研究了传统电弧熔炼制备的Cu-40Ni-20Cr合金在不同Cl-浓度的腐蚀介质中的电化学腐蚀行为.结果表明:合金在单一Na2SO4介质中具有较低的腐蚀电流,腐蚀速度较慢,腐蚀过程由电化学控制腐蚀,电化学阻抗谱呈单容抗弧特征.在含Cl-腐蚀介质中,随着Cl-浓度的增加,自腐蚀电位不同程度负移,腐蚀电流增大,腐蚀速度加快.Cl-浓度大于0.02 mol.L-1时,出现Warburg阻抗特征,腐蚀过程由电化学控制转为扩散控制;加入Cl-后,极化电阻减小,腐蚀过程中存在一定弥散效应.     

三元层状氮化物Ti_4AlN_3的抗腐蚀性能

研究了以热压烧结合成的Ti_4AlN_3块体材料在浓和稀HCl,HNO_3以及NaOH中浸泡100 d的腐蚀行为。结果表明,Ti_4AlN_3在HCl中主要表现为孔蚀和晶间腐蚀,且在浓HCl中的失重要大于稀HCl;由失重曲线可见Ti_4AlN_2在浓HNO_3中失重最大,为11.73 mg/cm~2,由腐蚀面SEM照片可见较严重的全面腐蚀和剥蚀,XRD图谱显示一部分Ti_4AlN_3由于失去Al层从而转变为在酸碱中更为稳定的TiN。在酸溶液中,Ti_4AlN_3晶体的Ti-Al,Ti-Ti和Al-Al键发生断裂,Ti,Al原子溶解在溶液中。Ti_4AlN_3在NaOH中几乎没有失重,表现出良好的耐碱性能。     

糠醛对20#碳钢缓蚀作用的电化学研究

采用电化学方法测定糠醛在盐酸溶液中对20#碳钢的缓蚀作用,研究了不同温度、不同盐酸浓度和糠醛浓度等因素对糠醛缓蚀性能的影响.实验结果表明,在5%的盐酸溶液中,30℃条件下,20#碳钢的腐蚀电位为0.498 V,腐蚀电流密度为2.5 mA/cm2,糠醛的最佳用量为0.5%,缓蚀率可达75%,说明糠醛具有较强的缓蚀性能.温度对它的影响不大,温度范围较宽,并且还发现糠醛与乌洛托品复配缓蚀效果增强.     

20号钢在减黏油水中的腐蚀模拟实验及缓蚀剂性能评价

某炼油厂由于常年加工高酸原油,导致设备腐蚀严重.通过取样分析,发现较明显的腐蚀部位为塔顶冷凝系统和流出管线,材质为20号钢.根据现场腐蚀环境,采用挂片失重法,评价了PF99、WS01、LH01缓蚀剂在减黏油水混合物中的缓蚀性能.实验表明,在这种油水混合物体系下,PF99能够达到理想的缓蚀效果,试片表面腐蚀产物很薄,易去除,金属表面较光洁,最佳添加量为质量分数0.01%,缓蚀效率达93.79%,能有效抑制20号钢在减黏油水混合物中的腐蚀.     

基于Lasso方法的碳钢土壤腐蚀率预报研究

提出了一种基于Lasso的step adaptive Lasso with Pls(SALP)方法,采用Bayesian Bootstrap算法重构样本,通过多模型集成对变量进行预选,以消除数据扰动和离群点对于模型性能的影响。应用偏最小二乘权重系数改善Lasso方法在处理小样本数据时的参数估计不准确问题。采用碳钢在土壤中的腐蚀数据为研究对象,建立了腐蚀率模型。实验证明:SALP方法建立的模型可以准确地拟合和预测土壤中的碳钢腐蚀率变化。该方法适用于自然环境中材料腐蚀率的预测及类似研究领域。     

20#碳钢管道内沉积物对腐蚀行为的影响

 塔河油田地面原油集输金属管道主要材质为20^#碳钢。地面原油集输金属管道腐蚀主要为内壁点蚀,点蚀区域存在有沉积物。为研究沉积物对地面原油金属集输管道的腐蚀行为的影响,在对管道内壁沉积物类型分析的基础上,通过将无、有沉积物覆盖的20^#碳钢试片挂入高压釜来模拟现场腐蚀实验,应用失重法分析、电位极化曲线测试、丝束电极测试及扫描电镜技术对无沉积物覆盖的20^#碳钢试片及有沉积物覆盖下的20^#碳钢试片的腐蚀失重速度、腐蚀过程、腐蚀电位分布及扫描电镜特征进行测试。分析表明：无沉积物覆盖区20^#碳钢相比有沉积物覆盖腐蚀失重速度小;两者腐蚀过程均受阴极扩散控制,后者阳极过程受到促进,腐蚀电位降低、耐蚀性变差;前者腐蚀电位分布随时间变化不大,以全面腐蚀为主,后者腐蚀电位分布随时间变化大,点蚀特征明显,建立了无、有沉积物覆盖的20^#碳钢腐蚀行为影响过程模型。     

阴极保护对氯化物环境中1Cr13不锈钢微动腐蚀的影响

利用自制的微动腐蚀测试系统,研究了１Ｃｒ１３不锈钢在３．５％ＮａＣｌ溶液中, 不同的有极保护电位下的微动蚀行为。结果表明：未加阴极保护时,微动使自然腐蚀电位快速负移到稳定值;