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

2、規(guī)律；探討了高酸下H2S/CO2點蝕特征與pH值和溫度的關(guān)系；對高含H2S/CO2環(huán)境下抗硫鋼腐蝕機理提出了新見解；最后從腐蝕產(chǎn)物膜和H2S溶解度兩個角度對抗硫鋼在H2S/CO2下的電偶腐蝕進行了深入的討論，并對金屬Ti作為防護電偶腐蝕的過渡材料的可行性做了初步探討。
　　 實驗發(fā)現(xiàn)，在H2S/CO2全面腐蝕方面，低溫時JSS抗硫鋼優(yōu)于SRS，高溫時相反；在抗硫化氫應力腐蝕方面SRS的Sc值小于JSS抗硫鋼。通過分析指出，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的存在對硫化氫應力腐蝕(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先增加后降低，拐點在400mg/L附近。實驗還證明了腐蝕產(chǎn)物膜的形成模型是隨著浸泡時間的延長由表面模型轉(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重；從二維視角看，在pH=4.0時，抗硫鋼JSS點蝕向

4、著垂直于表面方向生長，而pH=3.0時點蝕向著四周發(fā)展，呈擴散生長。
　　 通過電偶電流跟蹤監(jiān)測和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)物膜的脫落直接導致電偶腐蝕速率的劇增，3.腐蝕產(chǎn)物膜導致的電偶腐蝕不會持續(xù)進行，而SRS/G3電偶腐蝕會達到一穩(wěn)定值且持續(xù)進行。對Ti在pH=3.2的鹽水中的腐蝕研究結(jié)果表明當溶液電阻足夠大或者使用的Ti管