一种铬铝合金化钢的腐蚀性能研究

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1、目录1.绪论11.1本论文的意义11.2连续油管11.2.1简介11.2.2国内外研究现状21.2.3CT80钢31.2.3.1金相显微组织31.2.3.2力学性能31.2.3.3国产连续油管与国外连续油管性能对比41.3添加合金元素对钢的影响研究41.3.1合金钢合金元素在钢中的作用41.3.2改善材料腐蚀抗力的措施61.3.3合金元素对海洋用低合金钢的作用71.3.3.1合金元素对低合金钢在海水中的腐蚀电位的影响71.3.3.2合金元素对低合金钢在海水中的局部腐蚀性能的影响91.4电化学腐蚀原理及测试技

2、术91.4.1腐蚀电化学原理91.4.1.1三电极体系101.4.1.2盐桥121.4.2电化学阻抗谱131.4.2.1EIS的定义及研究的基本思路131.4.2.2EIS的测定方法141.4.2.3EIS测量的前提条件141.4.2.4EIS的特点141.4.3极化曲线151.4.3.1恒电位法151.4.3.2恒电流法152.电化学测量试验162.1实验目的162.2试验材料162.3试验设备172.4试验方法173试验结果与分析183.1开路电位183.2动电位极化183.3电化学阻抗谱测量193.4

3、预腐蚀影响213.4.1极化曲线测量213.4.2电化学阻抗谱223.5电化学腐蚀机理244.结论265．致谢26参考文献281.绪论1.1本论文的意义连续油管是连续油管作业机的关键部件，是该作业技术用量大、质量要求高的管材，由于在作业中要反复弯曲变形，并承受井下高温、高压和腐蚀介质、固体流体介质的冲蚀，以及拉、压、扭、弯等复合载荷作用，因此，连续油管的失效形式也多种多样，但就国内调研情况看，导致连续油管不能继续工作的主要原因是泄漏失效。而根据连续油管的失效形式和原因分析，造成连续油管早期失效的主要原因是腐

4、蚀性作业。在连续油管作业过程中，难以采用其他的防护措施对连续油管进行腐蚀防护，腐蚀已经成为制约连续油管使用寿命的关键因素。现场使用过程中，均发现连续油管发生明显的腐蚀现象，在收管过程中发生折断事故。连续油管作业中承受拉力、反复展收、腐蚀，一旦发生腐蚀，会产生显著的应力集中，导致过早断裂。在酸性及CO2环境中，连续油管还会产生硫化物应力开裂、氢致开裂、周期性的弯曲塑性变形与湿H2S腐蚀介质共同引起的性能退化，最终带来巨大的经济损失[1-5]。因此，在连续油管服役过程中，腐蚀是自始至终存在的严重问题，它不仅给油

5、田造成了巨大的经济损失，而且往往带来一些灾难性后果，如人员伤亡、停工停产及环境污染等。随着油气井开采条件不断恶化，含水量愈来愈高，深层含H2S油气层的开发日益增多，连续油管服役的条件也越来越苛刻，因此，提高连续油管的耐腐蚀性延长其使用寿命将成为今后一个急需解决的重要课题。1.2连续油管1.2.1简介连续油管(CoiledTube)是相对于用螺纹连接下井的定尺常规油管而言的[7]，由若干段长度在百米以上的柔性管通过对焊或斜焊工艺焊接而成的无接头连续管，长度可达7925m，又被称为挠性油管、蛇形管或盘管[8]；

6、连续油管是一种缠绕在卷筒上，可以连续下入或起出的一根无螺纹连接的长油管[9]；连续油管作业机广泛地应用于钻井(小井眼井、定向井、侧钻水平井、欠平衡钻井等)、完井、采油、修井和集输等作业的各个领域，解决了许多常规作业技术和方式难以解决的问题，被誉为“万能作业装备”[10]。钢级为CT80~CT110范围。连续油管作业技术的发展也促进了产品技术的不断提升,管材钢级已从最初的CT55发展到了CT90,对应的抗拉强度为483~689MPa,目前美国已研制出了强度为814MPa的CT11027级超高强度连续油管。连续

7、油管是连续油管作业机的关键部件，是连续油管作业技术得以顺利实施的核心部件，是该技术中用量最大、质量要求最高的管材。现阶段普遍采用调质工艺生产连续油管。而采用非调质工艺，通过微合金化设计和控轧控冷技术获得达到热处理后性能的热轧板卷，制管后可省去对整管热处理工序，节省能源提高效率。连续油管有时需要在酸性介质中服役，极大地加速了管材失效[11]。国外有资料统计表明，连续油管因在酸性介质服役造成的损失或失效比普通环境下增加约10%[12]。连续油管在含H2S的水溶液环境中，由于电化学腐蚀使钢材内吸氢，氢原子在管材内

8、夹杂物处或微观组织结构不连续区域聚集并形成氢分子，产生很高压力，从而形成阶梯状裂纹和（或）氢鼓泡，加速了管材的破坏或失效。1.2.2国内外研究现状1985年以来，国内陆上各油田共引进连续油管作业设备20多台，主要分布在大庆、胜利、中原、河南、大港、辽河、新疆等油田。大庆油田、塔里木油田、吐哈油田利用连续油管作业技术进行了气举、清蜡、洗井、冲砂、测井、挤水泥作业，成功地解决了油田生产中的一些特殊难题，取得了良好的效