耐蚀合金材料点蚀及高温高压腐蚀性能研究.pdf

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1、第3O卷第4期西安工业大学学报V01．30No．42010年O8月JournalofXi’arlTechnologicalUniversityAu吕2010文章编号：1673—9965(2010)04—356—05耐蚀合金材料点蚀及高温高压腐蚀性能研究赵雪会，白真权，尹成先，魏斌，田伟(中国石油集团石油管工程技术研究院，西安71O065)摘要：研究了镍基合金材料在高温高压腐蚀环境下的腐蚀性能以及在含氧化性离子溶液中的点蚀敏感性．采用了溶液浸泡法、电化学极化曲线方法进行试验，并结合扫描电镜以及能谱分析手段对

2、两种镍基合金的腐蚀特性进行了研究．利用高温高压釜研究了在高温高压条件以及含HS／C02气体介质下材料的高温腐蚀性能以及试验温度的影响关系．依据相关标准在氯化铁溶液中进行了材料的点蚀敏感性研究．试验结果表明：G3合金的耐点蚀性能优于In—coloy825，其点蚀临界温度高于50℃；两种镍基合金材料在FeC13水溶液中的动电位极化曲线显示不同的腐蚀状态，Incoloy825合金极化曲线中阳极曲线部分很平缓，无钝化区出现，极化度较低，G3阳极钝化区较明显，点蚀电位相对较高；高温高压腐蚀试验显示，随着温度升高，腐

3、蚀程度加剧，腐蚀产物主要有NiS、FeS及CrO。等金属氧化物组成．关键词：镍基合金；腐蚀；点蚀电位；高温高压中图号：TE980．4文献标志码：A镍基耐蚀合金材料不仅具有优异的综合机械进行了测试，依据油田工况环境进行了高含H。S／性能，强度高、塑韧性好，可以冶炼、铸造、加工成形COz高温高压模拟实验，研究分析了在高温高压等性能，而且在诸多工业环境中具有独特的抗腐蚀条件以及含HzS／CO2条件下材料的高温腐蚀性甚至抗高温腐蚀性能[1]．近年来，随着含H。S和能、以及离子、试验温度的影响关系．CO2高酸性油气

4、田的勘探与开发，尤其是高酸性的气田，井深的增大与环境介质的复杂与苛刻化，1试验方法对油套管材料的抗腐蚀性提出了更高的要求[2]．1．1高温高压试验针对新开发的川渝高酸性气田苛刻环境，在设计和试验材料为两种商用的镍基耐蚀合金：Has-开发过程中选用了镍基耐蚀合金管材，从而减缓腐telloyG3和Incoloy825，材料质量分数组成成分蚀失效．镍基合金管材的腐蚀性能目前也已有文献见表1．高温高压腐蚀挂片试样为打一小孔的长方报道，大多针对普光气田较苛刻HzS／CO~介质的体试样，尺寸为30mmX10mmX3m

5、m，小孔直径腐蚀性能研究，对膜层成分也做了较细致的分为5miD_．在试验之前，试样各工作表面依次用析[]．而井下环境的可变性，复杂性使得针对具体环境介质对材料的适应性模拟工况环境评价显得240#、400#、800#的水砂纸进行逐级打磨，然后尤为重要，从而为管材的实际应用提供经济、合理用蒸馏水冲洗，分别用丙酮除油、酒精进行清洗，并的选材依据．确保试样表面干净、平整，无各种油污、其他杂质和文中依据相关标准应用电化学方法以及溶液机械损伤痕迹等存在．最后用电吹风机冷风吹干试浸泡法对镍基合金在氧化性介质中的点蚀敏感

6、性样，并放人干燥器以备试验用．*收稿日期：2010-03—02基金资助：中石油技术开发项目(2OO8D-24O4)作者简介：赵雪会((1973一)，女，中国石油天然气集团公司石油管材研究所工程师，主要研究方向为石油管材腐蚀与防护E-mail：zhaxh(~tgrcorg．第4期赵雪会等：耐蚀合金材料点蚀及高温高压腐蚀性能研究357试验设备为美国Cortest公司生产的34．4金材料进行点蚀试验，试验溶液为6的FeC1s水MPa高温高压釜如图1所示，带有试样旋转装置．溶液，温度选取(50±1)℃，时间为48

7、h，通过测定将试样安放在釜中，倒人腐蚀介质，密封；用高纯材料的腐蚀速率评定材料的抗点蚀性能，腐蚀速率N2除氧至少3h后，通人HS和COz至预定压按失重法进行测试、计算．力，升温至试验所需温度．每组试验平行试样至少极化曲线采用美国PerkinElmer公司生产的3个，试验结束后，清水冲去试样表面的腐蚀介M273型恒电位仪与其配套的352SoftCorrIII软质，用无水乙醇脱水，干燥．从平行试样中取出一个件测试系统测定．采用三电极体系，试样作为工作用扫描电镜(SEM)进观察腐蚀产物形貌和能谱电极；参比电极为

8、饱和甘汞电极(SCE)；石墨棒为(EDS)分析，以及XRD分析；另外的试样去除腐蚀辅助电极，动电极扫描速率为0．5mV／s．测试所得产物膜，计算腐蚀速率和观察腐蚀形貌．的试验数据采用Origin7．0软件进行分析，得到不同样品的极化曲线，并在同一坐标轴中表示．2试验结果与分析2．1浸泡试验点蚀浸泡试验的宏观腐蚀照片如图2所示，可以看出在FeC1。水溶液中浸泡48h后，Incoloy825合金表面明显有点腐蚀坑出现，而在Hast