高含硫化氢高矿化度原油对碳钢管材腐蚀行为的研究

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1、高含硫化氢高矿化度原油对碳钢管材腐蚀行为的研究　　摘要：利用SEM、EDS和XRD对管材和管材腐蚀产物进行了检测分析，结果表明：L245NS正火抗硫态钢管试样非金属夹杂物和金相组织正常；SEM分析显示管道圆形蚀坑内部呈明显的蜂窝状，蚀坑底部腐蚀产物有明显的结晶堆积；EDS分析表明腐蚀产物主要元素为Fe、O、S、Si、Cl等，Si的存在表明腐蚀产物中仍有部分未腐蚀的铁，大量Cl离子参与了腐蚀过程并残余在腐蚀产物中；XRD分析表明腐蚀产物由Fe1-xS和Fe3O4组成。本文还对对管材的腐蚀原因和腐蚀机理进行了探讨和说明。　　关键词：高含硫高矿化

2、度点蚀腐蚀机理　　Abstract:using:SEM,EDSandXRDpipesandpipecorrosionproductsweretestedandanalyzedinthispaper,theresultsshowedthat:L245NSnormalizingsulfurresistantstatesteelsamplenonmetallicinclusionandmicrostructureanalysisshowednormal;SEMpipelinecircularpitinsidewerehoneycomb,corro

3、sionpitofcorrosionproductshaveobviouscrystaldeposition;EDSanalysisshowedthatthecorrosionproductsareelementsofFe,O,S,Si,Cl,Sishowedthepresenceofcorrosionproductsarestillnotcorrosionofiron,alargenumberofClionsareinvolvedintheprocessofcorrosionandresidualinthecorrosionproduct

4、s;XRDanalysisshowedthatthecorrosionproductsbyFe1-xSandFe3O4.Thisarticlealsoonpipecorrosionandcorrosionmechanismarediscussedandillustrated.　　Keywords:highsulfurandhighsalinitypittingcorrosionmechanism　　中图分类号：TQ31文献标识码：A　　　　1前言　　中东M油田是一个有着上百年开采历史的老油田。2011年4月该油田开发项目地面建设工程正式完工

5、并投产运行。该工程包括一套PUDP（采油和脱盐装置）、一套FPF（油田处理设施）、站外十五口采油井管线、两条注水管线（玻璃钢管线）、一条原油干线和一条天然气干线。投产150天左右陆续出现单井输油管线腐蚀穿孔的现象，尤其以6#和7#两口井输油管线腐蚀最为严重。　　根据现场对腐蚀管件的初步分析，输油管线是由点蚀造成的穿孔。根据腐蚀的一般规律，局部腐蚀一旦发生，该处作为阳极发生腐蚀，周边管壁成为原电池的阴极而受到保护，因此促成蚀坑内部腐蚀快速发展而形成腐蚀穿孔。　　本文采用多种分析手段对碳钢管材腐蚀样，分析管材失效的原因，探讨了碳钢在高含硫高矿化

6、度原油中的腐蚀行为。为今后类似油田的防腐工作提供理论依据和指导。　　2实验材料和方法　　2.1实验材料　　L245NS正火抗硫态钢管，其化学成分（w/%）为：C0.10、Si0.27、Mn0.85、P0.0083、S0.0025、V＜0.005、Nb＜0.01、Ti0.016。　　2.2实验方法　　使用SETASA4000-0型硫化氢含量分析仪测试原油中硫化氢含量，使用JSM-7500扫描电镜观测管材腐蚀形态，用INCAEDS能谱仪分析腐蚀产物成分组成，用岛津XRD-6000X射线衍射仪分析腐蚀产物晶格结构。　　3结果与讨论　　表1是M油田

7、各油井原油物性数据表，表2为6#、7#油井不同时间段原油物性数据表。　　表1各油井原油物性数据表　　　　　　表26#、7#油井不同时间段原油物性数据表　　　　　　3.1管材腐蚀宏观形态分析　　　　　　图1管材腐蚀样品宏观图　　图1为3张管材腐蚀样品的宏观图片，蚀坑均位于管到底部。图a呈现两个明显的并列凹坑，坑内残留物为黑色碎屑，残留物与凹坑能轻易脱离。管道底部被一层黑色腐蚀物所覆盖，腐蚀层厚约0.5～1.0mm，腐蚀层表面呈蜂窝状，为明显的腐蚀痕迹。　　为方便表述，将图b中蚀坑标记为1号坑，图c中蚀坑标记为2号坑。1号坑已发生穿孔，凹坑呈规

8、则半球状，直径16.5mm，坑内腐蚀产物在管件样品转移过程中遗失。2号坑形态及腐蚀物宏观图如图c所示，凹坑呈不规则半球形。直径20.3mm，深4.4mm，坑内腐蚀产物厚约2mm。