兩種油套管抗硫鋼的H-,2-S-CO-,2-腐蝕研究.pdf

1、普光氣田屬于高酸性氣田，材料的腐蝕問(wèn)題是其開發(fā)的關(guān)鍵問(wèn)題之一，但國(guó)內(nèi)外還沒有開發(fā)此類氣田公開的成熟經(jīng)驗(yàn)，為了普光氣田安全開發(fā)必須對(duì)抗硫鋼在高含硫化氫/二氧化碳環(huán)境下的腐蝕進(jìn)行科學(xué)的研究。
　　 本研究通過(guò)失重實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)、硫化氫應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)和電偶電流跟蹤監(jiān)測(cè)等方法，結(jié)合SEM、EDS、XRD、EIS等技術(shù)分別對(duì)油管抗硫鋼和套管抗硫鋼的H2S/CO2腐蝕進(jìn)行了研究；分析了材料元素成分及含量對(duì)抗硫鋼失重腐蝕和硫化氫臨界應(yīng)力的影響

2、規(guī)律；探討了高酸下H2S/CO2點(diǎn)蝕特征與pH值和溫度的關(guān)系；對(duì)高含H2S/CO2環(huán)境下抗硫鋼腐蝕機(jī)理提出了新見解；最后從腐蝕產(chǎn)物膜和H2S溶解度兩個(gè)角度對(duì)抗硫鋼在H2S/CO2下的電偶腐蝕進(jìn)行了深入的討論，并對(duì)金屬Ti作為防護(hù)電偶腐蝕的過(guò)渡材料的可行性做了初步探討。
　　 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在H2S/CO2全面腐蝕方面，低溫時(shí)JSS抗硫鋼優(yōu)于SRS，高溫時(shí)相反；在抗硫化氫應(yīng)力腐蝕方面SRS的Sc值小于JSS抗硫鋼。通過(guò)分析指出，合金元

3、素Mn、Ni、Cr、Mo等元素含量的提高一般可以提高的抗硫鋼耐全面腐蝕性能，但其中Mn、Ni和少量Cr的存在對(duì)硫化氫應(yīng)力腐蝕(SSCC)不利。極化曲線和交流阻抗表明，80℃下SRS隨著硫化氫濃度的提高腐蝕速率會(huì)先增加后降低，拐點(diǎn)在400mg/L附近。實(shí)驗(yàn)還證明了腐蝕產(chǎn)物膜的形成模型是隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)由表面模型轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻?溶液模型。材料表面微觀照片顯示隨著溫度的升高局部腐蝕變得更加嚴(yán)重；從二維視角看，在pH=4.0時(shí)，抗硫鋼JSS點(diǎn)蝕向

4、著垂直于表面方向生長(zhǎng)，而pH=3.0時(shí)點(diǎn)蝕向著四周發(fā)展，呈擴(kuò)散生長(zhǎng)。
　　 通過(guò)電偶電流跟蹤監(jiān)測(cè)和SEM、EDS、XRD等手段分析表明：1.在H2S/CO2飽和的3％NaCl溶液中電偶腐蝕產(chǎn)物與失重腐蝕產(chǎn)物基本相同，2.腐蝕產(chǎn)物膜的脫落直接導(dǎo)致電偶腐蝕速率的劇增，3.腐蝕產(chǎn)物膜導(dǎo)致的電偶腐蝕不會(huì)持續(xù)進(jìn)行，而SRS/G3電偶腐蝕會(huì)達(dá)到一穩(wěn)定值且持續(xù)進(jìn)行。對(duì)Ti在pH=3.2的鹽水中的腐蝕研究結(jié)果表明當(dāng)溶液電阻足夠大或者使用的Ti管