高含CO2油田腐蚀环境下16Mn管线钢电化学腐蚀行为

油田开发生产中,高CO₂环境会引起集输管线严重腐蚀。为了给高CO₂环境腐蚀防护方案提供技术依据,通过动电位极化扫描和电化学阻抗测试研究了温度、溶解O₂对16Mn管线钢在高含CO₂腐蚀环境下电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随着温度的升高,16Mn钢的腐蚀电位减小,腐蚀倾向性增强,但腐蚀电流密度大大减小,表现出较好的抗温耐蚀性能;同样温度下,16Mn钢在饱和O₂环境中相比无O₂时极化曲线的腐蚀电流密度减小,交流阻抗谱的电荷传递电阻大大增加,且低温时更显著,表现出较好的低温抗氧耐蚀性能。     

CO2辅助蒸汽驱对四种钢的腐蚀性能影响模拟

CO₂辅助蒸汽驱是稠油开采的新型方式,但有关CO₂辅助蒸汽驱注气井中井下管柱CO₂腐蚀行为的研究较少。为此,利用高温高压釜模拟CO₂辅助蒸汽驱注气井筒工况,在CO₂分压为2 MPa,240 ℃的条件下,对4种常用的油套管钢进行了失重腐蚀挂片试验,得到了模拟工况下油套管钢的腐蚀速率,利用SEM观察了4种材质的微观腐蚀形貌,并采用SEM和EDS对4种管材的腐蚀产物进行了表征。结果表明,在实验条件下,4种材质的均匀腐蚀速率均小于油田的腐蚀控制指标（0.076 mm/a）;N80钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,而3Cr、9Cr和13Cr钢的腐蚀形态为局部腐蚀;4种钢材的腐蚀速率均满足CO₂辅助蒸汽驱注气井筒腐蚀控制要求。     

浅议石油管线钢在H2S/CO2环境下腐蚀行为

本文综述了石油管线钢在H2S、CO2及H2S/CO2环境下的腐蚀行为,分析了不同环境中的腐蚀机理,并对今后的研究方向提出了展望。     

含杂质气态CO2环境中X65钢腐蚀行为

通过腐蚀模拟实验、表面分析技术及水化学模拟计算与腐蚀预测等方法,研究含O₂、SO₂和H₂S杂质的气态CO₂环境中X65钢的腐蚀行为,对比分析X65钢在富CO₂相和富H₂O相中的腐蚀差异,并探讨杂质对X65钢腐蚀机制的影响。结果表明：在富CO₂相中X65裸钢具有更高的初始腐蚀速率,但随着腐蚀进行,X65钢在富H₂O相中的腐蚀更为严重;在两种环境中X65钢的腐蚀过程均由CO₂和杂质的直接腐蚀效应、杂质的交互作用及腐蚀膜的氧化作用共同控制;而两种环境中X65钢腐蚀速率及腐蚀膜沉积状态不同的原因在于杂质对二者液相化学环境、阴极过程及腐蚀膜特性的影响程度存在差异。     

油轮舱CO2-O2-H2S-SO2湿气环境中低合金钢的腐蚀行为

利用自制的油轮舱CO2-O2-H2S-SO2湿气环境腐蚀模拟装置,对Ni和Cu含量不同的三种低合金钢进行了油轮舱湿气腐蚀模拟实验,比较和分析了三种不同成分的低合金钢在模拟原油舱湿气环境中的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物,探讨了油轮舱CO2-O2-H2S-SO2湿气环境中钢的腐蚀机理.结果表明:三种不同成分低合金钢的腐蚀形态均为全面腐蚀,伴随着腐蚀产物的形成和脱离,钢的腐蚀速率随实验时间的延长出现了波动变化;钢中Ni和Cu元素可明显提高钢的耐油轮舱湿气腐蚀性能;在油轮舱湿气环境下,同时存在四种腐蚀性气体CO2-O2-H2S-SO2的析氢和吸氧腐蚀,同时也存在钢表面薄液膜中H2S被O2氧化形成的元素S引起的湿S腐蚀;CO2-O2-H2S-SO2湿气腐蚀减薄量DLt与时间t之间较好地满足指数关系DLt=AtB,并得到合金元素含量不同的三种钢的系数A和指数B的数值.     

X65MS钢在饱和H2S/CO2环境下的腐蚀产物研究

利用高温高压反应釜模拟酸性油气输送环境,研究X65MS管线钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀行为.采用加速腐蚀实验法评测不同浸泡周期下的平均腐蚀速率.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等测试技术,分析了不同实验周期下氧化产物膜层的物相组成、表面形貌和截面形貌.结果表明,根据平均腐蚀速率随时间变化曲线的走势与氧化膜层的结构特征,腐蚀过程分为三个阶段.腐蚀过程以H₂S腐蚀为主,氧化产物主要为硫铁化合物(Fe_○xS_○y).随着浸泡时间的增加,铁元素比例减小,富S相比例增大,腐蚀产物膜层厚度增加,结构由疏松逐渐变为均匀、致密,腐蚀产物顺序为马基诺矿(Mackinawite)→过渡相陨硫铁(Troilite)→磁黄铁矿(Pyrrhotite),稳定的磁黄铁矿对X65MS管线钢基体的耐蚀性起到保护作用.     

湿相CO2环境管道内沉积物及对腐蚀影响的定量化研究

 为研究湿相含CO₂腐蚀环境下管道底部沉积物对腐蚀的影响,在管道内底部湿相盐水成分分析的基础上,分析沉积物结垢趋势,研究管道内沉积物形成及类型。应用电化学噪声技术和金相分析法对湿相CO₂环境下20^#低碳钢无、有沉积物覆盖下的电位噪声、电流噪声及噪声电阻等腐蚀相关参数进行测试,对腐蚀形貌进行观察。结果表明,湿相CO₂环境下有沉积物相比无沉积物覆盖的20^#碳钢电流、电位噪声随时间变化曲线波动性大,噪声电阻的倒数降低87.5%~95%。通过室内及现场实验测试20^#低碳钢监测挂片定期清除沉积物、缓蚀剂防护条件下腐蚀失重及点腐蚀参数,得出定期清除沉积物及缓蚀剂防护能分别降低20^#碳钢均匀腐蚀80%、43%,点腐蚀速率57%、92%。     

高温CO2环境下耐热合金HR6W和740H的腐蚀行为

为了研究高温CO₂环境下耐热合金HR6W和740H的腐蚀行为,开展了800、900、1 000℃ CO₂环境下的耐热合金腐蚀实验,并进行了腐蚀产物的微观表征。利用分析天平获取耐热合金腐蚀前后的质量变化,并计算其激活能;应用激光拉曼光谱仪和X射线衍射仪对合金表面腐蚀产物进行表征分析;利用扫描电子显微镜等设备观察样品的微观形貌,并分析腐蚀产物成分与分布。实验结果表明:两种耐热合金在高温CO₂环境下的腐蚀动力曲线符合抛物线规律,HR6W和740H的激活能分别为-256.59、-293.35kJ/mol;HR6W表面氧化产物为致密均匀的Cr₂O₃氧化层和MnCr₂O₄氧化层;740H存在内氧化现象,外层氧化产物为TiO₂氧化层和Cr₂O₃氧化层,内层氧化产物为非均匀的Al₂O₃及TiO₂氧化物;两种合金均无明显碳...     

X70管线钢在含CO2湿气环境下腐蚀产物膜的生长

针对X70管线钢在湿气CO2环境下腐蚀产物膜的生长过程,利用高温高压冷凝反应釜进行不同腐蚀时间的动态模拟冷凝试验,分析腐蚀速率随腐蚀时间的变化规律。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)考察不同腐蚀时间下腐蚀产物膜的微观形貌和成分。进行湿气温度为25℃的静、动态模拟冷凝试验,对比动、静态条件下腐蚀产物膜的微观形貌,考察流动状态对腐蚀速率和腐蚀产物膜生长的影响。在湿气冷凝腐蚀的特殊腐蚀环境下,探讨不同腐蚀阶段FeCO3形核和长大的关系,建立低温条件下X70钢湿气CO2腐蚀产物膜的成膜机制。结果表明:流动条件下湿气腐蚀速率高于静态条件,且流动条件下的腐蚀产物膜厚度较厚;X70钢低温下湿气腐蚀产物膜总体呈现无定形状态,内部镶嵌有FeCO3颗粒。     

放电等离子烧结Al20Cr20Fe25Ni25Mn10高熵合金的硬度和腐蚀性能研究

采用放电等离子烧结(SPS)技术在不同温度（800、900和200°C）下保温不同时间（4、8和12 min）合成了Al₂₀Cr₂₀Fe₂₅Ni₂₅Mn₁₀高熵合金（HEA）。通过扫描电子显微镜、能谱仪（EDS）、维氏显微硬度计、极化曲线等对合金的微观结构、显微硬度和腐蚀进行了实验研究。X-射线衍射（XRD）表征了所制备合金的成分。EDS结果显示不论烧结参数如何变化,合金均由原始合金元素组成。XRD、EDS和扫描电子显微镜的结果说明所制备的合金具有球形微观结构,呈现出面心立方结构相,这是基于固溶机制形成的。这表明SPS合金具有HEAs的特征。在1000°C保温 12 min生产的合金显微硬度最高,为HV 447.97,热处理后其硬度降至HV 329.47。同一合金表现出优异的耐腐蚀性能。烧结温度升高,Al₂₀Cr₂₀Fe₂₅Ni₂₅Mn₁₀合金可具有更高的密度、显微硬度和耐腐蚀性。     

预氧化对高温CO2环境下典型耐热材料腐蚀行为的影响研究

为提高耐热材料在高温CO₂中的抗腐蚀性能,以耐热材料Sanicro 25、HR6W、HR230和740H为对象,经高温O₂短时预氧化后开展CO₂腐蚀实验。采用分析天平测量耐热材料腐蚀前后质量变化;利用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱分析仪表征腐蚀产物形貌、成分及其分布。实验结果表明：预氧化后耐热材料在900℃CO₂中的腐蚀动力学曲线符合抛物线规律;预氧化后4种耐热材料表面氧化物主要为Cr的氧化物和少量零星团状的Fe氧化物,该富Cr氧化膜有效减低腐蚀行为的离子扩散,从而降低耐热材料的腐蚀质量增加;耐热材料Sanicro 25和HR6W表面腐蚀层厚度减薄,而740H内氧化加剧。结合耐热材料腐蚀质量变化与腐蚀产物,高温预氧化处理可提高HR6W和HR230的抗高温CO₂腐蚀性能。     

工艺参数对激光熔覆FeNiCoCrTi0.5高熵合金涂层组织和性能的影响

FeNiCoCrTi_0.5 coatings with different process parameters were fabricated by laser cladding. The macro-morphology, phase, microstructure, hardness, and wear resistance of each coating were studied. The smoothness and dilution rate of the FeNiCoCrTi_0.5 coating generally increased with the increase of specific energy (E_s), which is the laser irradiation energy received by a unit area. FeNiCoCrTi_0.5 coatings at different parameters had bcc, fcc, and Ti-rich phases as well as equiaxed, dendritic, and columnar structures. When E_s increased, the size of each structure increased and the distribution area of the columnar and dendritic structures changed. The prepared FeNiCoCrTi_0.5 coating with the E_s of 72.22 J·mm–2 had the highest hardness and the best wear resistance, the highest hardness of the coating reached HV 498.37, which is twice the substrate hardness. The average hardness of the FeNiCoCrTi_0.5 coating with the E_s of 72.22 J·mm–2 was 15.8% higher than the lowest average hardness of the coating with the E_s of 108.33 J·mm–2. The worn surface morphologies indicate that the FeNiCoCrTi_0.5 coatings exhibited abrasive wear.