N80油管钢腐蚀产物膜的研究

通过分析腐蚀产物膜的结构、成分及影响因素.对不同环境和条件下N80油管钢腐蚀产物膜进行了研究.     

陇东地区煤层气井油管柱腐蚀机理研究

煤层气井油管柱腐蚀导致的管柱穿孔和频繁卡泵是制约陇东地区煤层气资源开发的关键因素,确定煤层气井油管腐蚀形貌特征与产物成分,查明其腐蚀机制对于气井管材选型、防护措施改进意义重大。利用扫描电镜(SEM)及二次电子图像(SE)、背散射图像(BSE)对油管柱腐蚀产物膜形貌进行微观表征,采用能谱分析(EDS)标定腐蚀产物元素类型及含量,并通过X射线衍射分析了腐蚀产物的矿相,在此基础上提出本区煤层气井油管腐蚀机理及防护措施:本区煤层气井N80油管钢在高矿化度Cl~-、HCO_3~-地层水环境发生强烈CO_2腐蚀作用,形成多层结构腐蚀产物(FeCO_3)膜,由于腐蚀产物膜与金属基体结合强度低,在井筒流动介质冲刷下易发生剥离,且腐蚀产物膜疏松多孔致密性差,Cl~-易穿过产物膜接触金属基体,形成自催化腐蚀电偶,加速局部阳极溶解,生成大量点蚀坑,加剧了腐蚀穿孔伤害程度。选择含3%Cr油管材、加缓蚀剂(原油)与射孔完井是实现本区煤层气井油管柱整体腐蚀防护的可行措施。     

不同CO_2压力下形成的N80钢腐蚀产物膜特征

对N80钢在不同CO2压力下进行高温、高压腐蚀实验,根据失重法计算N80钢的腐蚀速率,利用扫描电镜观察腐蚀产物膜的微观形态,分析腐蚀产物膜的厚度和Ca元素含量,利用电化学阻抗谱和极化曲线法测试了腐蚀产物膜的电化学性能,并对腐蚀产物膜与基体间的剪切强度进行了测试.结果表明,随CO2压力增加,N80钢腐蚀速率增大;腐蚀产物膜晶粒尺寸基本不变,膜中微观缺陷数量逐渐增多;腐蚀产物膜电阻和反应电阻呈逐渐增加的趋势;腐蚀产物膜与N80钢基体结合的剪切强度下降,促进了N80钢的腐蚀.     

X65钢CO2腐蚀产物膜电化学行为研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下,利用失重法、极化曲线及交流阻抗技术研究了X65钢在不同腐蚀时间和不同温度下形成的腐蚀产物膜特征。结果表明,腐蚀产物膜的生成可以显著降低腐蚀电流密度;从65℃,75℃到90℃时,随着温度的升高,腐蚀速率逐渐下降;从90℃到115℃时,腐蚀速率又开始上升。不同腐蚀时间电化学阻抗谱(EIS)曲线主要有高频容抗弧、低频感抗弧和低频容抗弧,其中低频感抗弧与试样表面活化溶解有关,低频容抗弧与试样表面腐蚀产物膜的生成有关。随着温度的升高,腐蚀产物膜的交流阻抗谱形状发生了变化。     

高温高压CO2/O2共存流体中N80钢腐蚀特性分析

在高温高压釜中进行CO2和O2共存流动液体环境中N80油管钢的腐蚀实验,采用失重法测量腐蚀速率,扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)测试腐蚀表面形貌和成分的方法,得到N80钢在流动多元热流体中的腐蚀规律与形貌特征.实验结果表明:在CO2和O2共存环境下,N80钢腐蚀以均匀腐蚀为主伴有部分局部腐蚀,腐蚀速率呈现随温...     

陇东地区煤层气井油管柱腐蚀机理研究

煤层气井油管柱腐蚀导致的管柱穿孔和频繁卡泵是制约陇东地区煤层气资源开发的关键因素,确定煤层气井油管腐蚀形貌特征与产物成分,查明其腐蚀机制对于气井管材选型、防护措施改进意义重大。利用扫描电镜（SEM）及二次电子图像（SE）、背散射图像（BSE）对油管柱腐蚀产物膜形貌进行微观表征,采用能谱分析（EDS）标定腐蚀产物元素类型及含量,并通过X射线衍射分析了腐蚀产物的矿相,在此基础上提出本区煤层气井油管腐蚀机理及防护措施：本区煤层气井N80油管钢在高矿化度Cl^-、HCO₃^-地层水环境发生强烈CO₂腐蚀作用,形成多层结构腐蚀产物（FeCO₃）膜,由于腐蚀产物膜与金属基体结合强度低,在井筒流动介质冲刷下易发生剥离,且腐蚀产物膜疏松多孔致密性差,Cl^-易穿过产物膜接触金属基体,形成自催化腐蚀电偶,加速局部阳极溶解,生成大量点蚀坑,加剧了腐蚀穿孔伤害程度。选择含3% Cr油管材、加缓蚀剂（原油）与射孔完井是实现本区煤层气井油管柱整体腐蚀防护的可行措施。     

NaCl对N80钢在含CO2溶液中的电化学腐蚀影响的研究

用电化学阻抗谱(EIS)和极化测量，研究了在含CO2的溶液中NaCl含量对N80钢的电化学腐蚀行为的影响．结果表明，随着NaCI含量的增大，N80钢的腐蚀电位正移，抑制了腐蚀过程的阴阳极反应，降低了N80钢的腐蚀速率．分析表明,Cl-在N80钢表面的吸附为Temkin等温吸附．     

碳钢CO2腐蚀产物膜生长行为研究

利用高温高压CO2腐蚀模拟试验、微观形貌观察和电化学测试研究了16Mn钢腐蚀行为随时间的变化,探讨腐蚀产物膜形成过程。随腐蚀时间延长,16Mn钢均匀腐蚀速率减小,腐蚀产物晶粒逐渐长大并堆垛紧密,逐渐成膜覆盖于金属表面,膜厚先增加后逐渐趋于稳定,对基体保护能力增强。随腐蚀时间延长,有膜覆盖的16Mn腐蚀电流密度减小,极化电阻增加。腐蚀初期的电化学阻抗谱呈现3个时间常数,随时间延长,中低频区感抗弧逐渐消失,完整的腐蚀产物膜覆盖金属表面而对电化学反应过程产生影响。     

H2S对N80号汕管钢腐蚀行为的影响

用稳态极化法,阳极动电位扫描法研究了给定酸度而不同H2S浓度和给定H2S浓度而不同酸度的溶液中H2S对N80号油管钢腐蚀行为的影响。结果表明：酸性溶液中H2S会吸附在油管钢表面从而促进腐蚀反应阳极过程的进行,且随着溶液中H2S浓度的增大油管钢耐蚀能力降低,腐蚀率加快。     

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.     

一种席夫碱在酸性介质中对N80钢的缓蚀机理研究

以苯甲醛、水合肼为原料合成一种席夫碱,研究了其在5%的HCl中的缓蚀性能及缓蚀机理,并计算了相应的热力学数据.研究表明:该席夫碱是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂,它在N80钢表面的吸附过程是吸热过程,其吸附行为符合Langmuir吸附等温式.     

Electrochemical corrosion failure mechanism of M152 steel under a salt-spray environment

The corrosion failure mechanism of M152 was studied using the neutral salt-spray test to better understand the corrosion behavior of 1Cr12Ni3Mo2VN (M152), provide a basis for the optimization of material selection, and prevent the occurrence of failure. Moreover, the mechanism was investigated using the mass loss method, polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), stereology microscopy, scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The results show that M152 steel suffers severe corrosion, especially pitting corrosion, in a high-salt-spray environment. In the early stage of the experiment, the color of the corrosion products was mainly orange. The products then gradually evolved into a dense, brown substance, which coincided with a decrease of corrosion rate. Correspondingly, the EIS spectrum of M152 in the late test also exhibited three time constants and presented Warburg impedance at low frequencies.     

Q235扁钢接地材料杂散电流腐蚀行为研究

针对接地网服役过程中的杂散电流腐蚀问题,在模拟交、直流杂散电流干扰条件下,研究了Q235扁钢接地材料的腐蚀行为,利用扫描电镜(SEM)和X线衍射(XRD)等方法研究了材料的腐蚀形貌及腐蚀产物,分析了材料的电位、电流变化规律及腐蚀失重.结果表明:杂散电流腐蚀具有集中腐蚀特征,腐蚀产物层疏松多孔,有明显裂纹、分层、脱落现象,对基体不具有保护作用,腐蚀产物主要成分为Fe₃O₄和Fe₂O₃;失重测量结果显示,杂散电流存在时Q235扁钢腐蚀速率会大大增加,同等电流密度下,直流杂散电流腐蚀速率约为交流杂散电流的18倍;杂散电流腐蚀具有明显的电解腐蚀特征,电流流入金属构件部位成为阴极而受到保护,相反电流流出的部位成为阳极而受到腐蚀.     

Effect of H2S concentration on the corrosion behavior of pipeline steel under the coexistence of H2S and CO2

The effect of H2S concentration on H2S/CO2 corrosion of API-X60 steel was studied by scanning electron microscopy, a weight-loss method, potentiodynamic polarization tests, and the electrochemical impedance spectroscopy technique. It is found that the cor-rosion process of the steel in an environment where H2S and CO2 coexist at different H2S concentrations is related to the morphological structure and stability of the corrosion product film. With the addition of a small amount of H2S, the size of the anode reaction region is de-creased due to constant adsorption and separation of more FeS sediment or more FeHS＋ions on the surface of the steel. Meanwhile, the dou-ble-layer capacitance is diminished with increasing anion adsorption capacity. Therefore, the corrosion process is inhibited. The general cor-rosion rate of the steel rapidly decreases after the addition of a small amount of H2S under the coexistence of H2S and CO2. With a further increase in H2S concentration, certain parts of the corrosion product film become loose and even fall off. Thus, the protection provided by the corrosion product film worsens, and the corrosion rate tends to increase.     

碳钢在二氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究

研究了碳钢在二氧化碳饱和溶液中各种因素对腐蚀的影响。研究结果表明腐蚀速率随CO₂压力的升高而增大;温度在60℃时腐蚀速率最大;钙离子的存在减缓了腐蚀;当NaCl质量浓度等于30g/L时,腐蚀速率最大;Mg²⁺和SO_4^2-离子对腐蚀速率影响不大。     

Cl^-对X80管线钢在NaHCO3溶液中腐蚀性能的影响

采用动电位极化方法研究了在0.5mol·L-1 NaHCO3溶液中Cl-对X80管线钢腐蚀行为的影响,并通过电容测量方法对其腐蚀机理进行了探讨.实验结果表明:Cl-使X80管线钢在0.5mol·L-1 NaHCO3溶液中发生了点腐蚀,且随着溶液中Cl-含量增加,腐蚀坑的数量增多,腐蚀坑的直径增大,降低了X80管线钢的耐腐蚀性能.Mott-Schottky分析表明:随着溶液中Cl-含量增加,X80管线钢钝化膜内的施主密度随之增大,增加了X80管线钢钝化膜局部破裂和腐蚀萌生的潜在位置,从而使其耐腐蚀性下降.     

碳钢高温高压CO2腐蚀产物膜的形成机制

利用高温高压反应釜模拟了N80钢在CO2分压1MPa、温度90℃、流速1ms-1条件下地层水中不同时间的腐蚀行为,并应用SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了腐蚀产物膜的形成机制. 结果表明:在腐蚀开始阶段(8h),腐蚀产物主要为Fe3C,并有少量的FeCO3形成. 随着腐蚀的进行(72h后),腐蚀产物膜基本上为FeCO3. 腐蚀产物膜由内外两层构成:内层膜是溶液中HCO-3不断透过膜进入膜/基界面与基体反应形成,并使膜/基界面不断向内推进;外层膜是由于溶液中Fe2 和CO2-3的浓度超过FeCO3的容度积,FeCO3晶体在内层膜表面形核并长大而形成. 外层膜的晶粒比较细小、致密. 内层膜与外层膜的界面结合比较弱,而内层膜与基体的结合比较强.     

CO2分压对N80钢腐蚀产物膜保护性能的影响

利用高温高压釜对N80钢进行了两种温度、不同CO2分压下的腐蚀实验.测量了腐蚀速率,观察了腐蚀产物膜的宏观形貌及去除腐蚀产物膜后金属基体的表面状态,用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物膜的微观形貌并测量了膜的厚度,对在不同条件下成膜的N80钢进行了电化学极化曲线与交流阻抗谱(EIS)分析.结果表明:CO2分压升高,腐蚀产物膜保护性能提高,但由于介质的腐蚀性增强,腐蚀速率上升;膜局部缺陷是导致金属基体表面点蚀的主要诱因,CO2分压升高有利于减少65℃时膜表面的局部缺陷;在90℃下腐蚀产物膜的保护性能比65℃下对CO2分压的变化更为敏感.