X65管線鋼懸浮硫腐蝕機理研究.pdf

1、隨著油氣資源的逐漸減少，國內外加大了對高含硫油氣田的研究與開發(fā)，在高含硫油氣田開采、集輸過程中，隨著溫度和壓力的變化而析出大量元素硫，該元素硫沉積于管道表面或懸浮于集輸溶液，導致管道的堵塞和腐蝕，引發(fā)災難性的事故。因此，科學地認識元素硫對材料的腐蝕行為和機理是減少與材料腐蝕相關事故發(fā)生的關鍵，本文重點研究X65管線鋼的腐蝕機理，以期為延長油氣田開采過程中的元素硫腐蝕預測和防護措施的制定提供理論依據(jù)，對指導含硫油氣的安全開發(fā)與輸送具有重要

2、意義。
　　本文通過離子色譜、pH計、滴定法測定不同條件下元素硫水解溶液的pH值及S2-、SO42-含量的變化，研究了元素硫的水解行為和機理，建立了元素硫水解模型。利用失重法、掃描電子顯微鏡(SEM)、能級譜(EDS)、X-射線衍射(XRD)、自腐蝕電位-時間曲線、Tafel曲線和交流阻抗譜(EIS)等方法研究了各因素對X65鋼平均腐蝕速率、腐蝕產物膜去除前后微觀形貌、成分組成和腐蝕產物膜電化學性能的影響，分析了X65鋼在懸浮硫介

3、質中的硫腐蝕機理。主要內容如下:
　　1.通過測定元素硫水解后溶液的pH值及S2-、SO42-含量的變化研究元素硫的水解行為及機理。結果表明，元素硫的水解存在—誘導期且溫度起決定作用，“氫離子載體”的形成及其“自催化”作用是元素硫水解的關鍵。
　　2.研究了元素硫及NaCl含量對X65管線鋼腐蝕行為和腐蝕產物膜電化學性能的影響。結果表明，X65鋼的腐蝕速率隨著硫含量、NaCl濃度的增加而增大，腐蝕形成的產物膜結構疏松易脫落，

4、主要由C、O、S、Fe等元素組成。Cl-可沿缺陷空隙向基體遷移并形成可溶性氯化物，促進硫腐蝕，元素硫含量的變化主要影響X65鋼的陰極反應，在含3.5％NaCl的懸浮硫溶液中腐蝕主要由擴散過程控制，單獨懸浮硫溶液中主要由活化控制。
　　3.研究溫度、腐蝕時間、腐蝕介質對X65鋼失重腐蝕速率、微觀形貌及腐蝕產物膜電化學特性的影響。結果表明，X65鋼的失重腐蝕速率隨著時間的增長先增大后降低，隨溫度的升高先降低后升高，膜的擴散效應隨著時間