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《CO-2对套管钢H-2S腐蚀行为影响的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第29卷西南石油大学学报Vol.292007年11月JournalofSouthwestPetroleumUniversityNov2007文章编号:1000-2634(2007)-11-0139-043CO2对套管钢H2S腐蚀行为影响的研究王朋飞,李春福,王斌,邓宏达(西南石油大学材料科学与工程学院,四川成都610500)摘要:运用浸泡实验、硫化物应力腐蚀(SSC)实验以及电化学测试等实验方法,研究了套管钢在常温常压、低pH条件下H2S/CO2共存环境中的腐蚀行为,分析了CO2对套管钢H2S腐蚀行为的影响。研究发现,在H2S/CO2共存
2、环境+中,CO2首先在试样表面发生吸附,使试样表面去极化H减少,渗H行为大大减轻;吸附在钢表面的CO2产生了“自催化”现象,生成了一层致密的腐蚀产物膜;CO2通入降低了P110钢的全面腐蚀速率。在实验条件下,试样发生脆性断裂的倾向和硫化物应力腐蚀开裂的倾向降低。关键词:CO2吸附;硫化物应力腐蚀;极化曲线;氢渗透中图分类号:TE988.2文献标识码:A关于H2S/CO2共存环境中套管钢的腐蚀,国内温常压、低pH条件下H2S/CO2共存环境中的腐蚀外研究多集中以低含量的H2S作为影响因素研究行为,分析了CO2对套管钢H2S腐蚀规律的影响。C
3、O2腐蚀机理,得出了腐蚀行为模型,分析了共存环[1-7]境中腐蚀的影响因素。然而在CO2/H2S共存1实验方法环境中以H2S腐蚀为主要研究对象而CO2作为一种影响因素的研究报道比较少。本文通过失重、硫实验材料为油田常用的P110油套管钢,化学成化物应力腐蚀及电化学测试等研究手段,研究了常分见表1。试样均按供应态加工。表1P110钢化学成分表成分CSiMnCrMoNiVTiCuPSFe含量/%0.2500.2001.4000.1500.0100.0120.0120.030<0.010<0.001<0.003其余实验采用的腐蚀介质成份:每升溶
4、液中含5%失重法计算腐蚀速率。NaCl和0.5%CH3COOH。实验介质使用前通N2除1.2硫化物应力腐蚀实验氧。硫化物应力腐蚀实验采用NACE恒载荷应力腐1.1失重实验蚀实验标准。本实验载荷分别为90%σs、80%σs、将试样加工成尺寸为10mm×10mm×2mm的50%σs、30%σs。σs为P110钢的屈服强度。挂片,依次经400～800#金相砂纸打磨,并用丙酮清1.3电化学测试2洗,用游标卡尺和万分之一的电子天平分别测量原将试样制成电极(工作面积A=1cm),电极工始尺寸和重量。装入试样,导入实验溶液,通氮除氧作面在400～100
5、0#的SiC砂纸上逐级打磨,使用前一小时后通不同研究气体。试样在24℃条件下浸用丙酮脱脂,用乙醇去水。安装三电极体系。三电泡96h后取出、水洗、除去疏松的沉积物,采用脱模极体系包括工作电极、Ag2AgCl参比电极和大面积液进一步清除腐蚀产物。脱膜液为:盐酸(36%)的铂金对电极。电化学极化曲线测试采用由ZF29100ml+六次四甲基丙胺6～10g+蒸馏水990ml。型恒电位仪、ZF24电位扫描信号发生器、2F24B快将处理好的试样放入干燥皿中干燥4h后称重。用波形发生器、ZF210B数据采集器组成。电化学极化3收稿日期:2007-09-3
6、0作者简介:王朋飞(1984-),男(汉族),湖北鄂州人,材料科学与工程2003级本科生。140西南石油大学学报2007年曲线自腐蚀电位以5mV/s的扫描速度进行,先进行液相腐蚀过程中,腐蚀产物膜比起气相致密的多。液阴极扫描,后进行阳极扫描。相中,通入CO2后,腐蚀产物更加致密。同时,单一H2S液相环境下的腐蚀产物中出现很多腐蚀坑等。2结果与讨论腐蚀产物的不致密,使试样发生严重腐蚀。2.1腐蚀失重结果与腐蚀产物膜形貌当pH=3时,P110套管钢在单一H2S环境以及H2S/CO2共存环境(气体流量比为1)中经过96h腐蚀后的结果见表2。表2
7、P110套管钢腐蚀96h的全面腐蚀结果重量指标深度指标介质体系环境2/(g/(m·h))/(mm/a)气相3.19553.5615单一H2S液相1.17901.3143气相0.93821.0914流量比H2S∶CO2=1∶1液相0.89201.0276从表中可以看出:CO通入后,相对单一HS,套(a)pH=3,H2S气相;(b)pH=3,H2S/CO2=1气相22(c)pH=3,H2S液相;(d)pH=3,H2S/CO2=1液相管钢在H2S/CO2共存条件下腐蚀速率降低。CO2的图1两种介质环境中试样腐蚀后宏观照片加入减轻了H2S腐蚀速率
8、,其中对气相的影响较大。试样腐蚀后宏观形貌见图1。从图1中可以看当pH=3时,P110套管钢在单一H2S环境以出:在本实验条件下,气相腐蚀比液相腐蚀严重得多。及H2S/CO2共存环境(气体流量
