Cr13钢在含CO<,2>/H<,2>S介质中的腐蚀行为研究
随着油气工业的不断发展,含CO2、H2S等的强腐蚀性介质给油气田开发带来严峻的挑战。油气田的采出液中往往伴生有CO2、H2S、腐蚀性阴离子、易结垢性阳离子等,它们的存在及浓度的变化,在温度与压力的作用下,将导致油田生产用钢发生不同程度的腐蚀,制约油气的开发与生产,因此研究油田生产用钢的腐蚀行为与机理势在必行。然而随着油田的开发,油气中H2S和CO2浓度会越来越高,将会使得在油田中已经得到应用的具有良好耐蚀性能的Cr13钢产生更严重的腐蚀,但迄今为止,有关其腐蚀机理系统研究与报道较少。为此本文利用失重法、电化学方法以及表面分析手段系统研究...
随着油气工业的不断发展,含CO2、H2S等的强腐蚀性介质给油气田开发带来严峻的挑战。油气田的采出液中往往伴生有CO2、H2S、腐蚀性阴离子、易结垢性阳离子等,它们的存在及浓度的变化,在温度与压力的作用下,将导致油田生产用钢发生不同程度的腐蚀,制约油气的开发与生产,因此研究油田生产用钢的腐蚀行为与机理势在必行。然而随着油田的开发,油气中H2S和CO2浓度会越来越高,将会使得在油田中已经得到应用的具有良好耐蚀性能的Cr13钢产生更严重的腐蚀,但迄今为止,有关其腐蚀机理系统研究与报道较少。为此本文利用失重法、电化学方法以及表面分析手段系统研究了0Cr13和2Cr13钢在含饱和CO2和CO2/H2S溶液中的腐蚀机理及其因素的影响,得出的主要结论有:
   (1)在含饱和CO2介质中0Cr13钢和2 Cr13钢的腐蚀主要都受阳极控制,并且发生钝化,钝化区间和点蚀电位受Cl-浓度和温度的影响。Cl-浓度和温度升高都能使0Cr13钢的点蚀电位降低,点蚀敏感性升高,促使点蚀的发生和发展。
   (2)0Cr13钢在含CO2/H2S介质中电化学腐蚀主要是以活化溶解为主,H2S浓度升高,0Cr13钢腐蚀速率先减小后增大,在H2S浓度为0.015mol·L-1时有最小值。随温度的升高,0Cr13钢在含CO2/H2S介质中的腐蚀速率随温度的变化呈现先升高后降低的状况,当温度为70℃时,0Cr13钢的腐蚀速率达到最大值。温度对腐蚀产物也有影响,50℃时腐蚀产物以Fe7S8为主;150℃时腐蚀产物膜则以Fe1-xS为主。随着Cl-浓度的升高,0Cr13钢的腐蚀失重速率呈现马鞍型趋势,在20 g·L-1时腐蚀速率最大。
   (3)2Cr13钢在含CO2/H2S介质中电化学腐蚀主要是以活化溶解为主,电化学反应是由阴极扩散控制,阴极反应主要由浓差极化控制。H2S浓度对2Cr13钢在含CO2/H2S介质中腐蚀速率有很大的影响,H2S浓度升高,腐蚀速率迅速增大,但是对腐蚀产物组成影响不大。温度对2Cr13钢腐蚀影响很大,2Cr13钢在含CO2/H2S介质中的腐蚀速率随温度的升高而升高。不同温度下生成的腐蚀产物膜的致密程度和组成都不一样,50℃时在2Cr13钢的腐蚀产物膜主要以FeS为主;150℃时2Cr13钢的腐蚀产物膜则以Fe1-xS为主。随着Cl-浓度的升高,2Cr13钢的腐蚀失重速率呈现马鞍型趋势,在Cl-浓度为50g·L-1时腐蚀速率最大。
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作者: 葛彩刚
学科专业: 材料科学与工程
授予学位: 硕士
学位授予单位: 北京化工大学
导师姓名: 熊金平
学位年度: 2010
语 种: chi
分类号: TE983 TE980.1
在线出版日期: 2010年8月30日