L360管线钢及其焊接接头在CO2/H2S介质中的腐蚀行为研究

论文摘要

随着油气工业的不断发展,含CO2、H2S等的强腐蚀性介质给油气田开发带来严峻的挑战。本文模拟油田现场工况环境,利用失重法、电化学方法以及表面分析手段等较系统的研究了L360管线钢及其焊接接头在饱和CO2/H2S溶液中的腐蚀行为及其不同因素的影响。本文分别考查了L360管线钢焊接接头上各个热经历区的金相显微组织状态及分布,进行了相应的硬度测试,并且对每个热经历区域进行了独立的微区电化学性能测试和研究。结果表明,L360管线钢焊接接头各微区显微组织具有不同的结构及特征。在模拟腐蚀溶液进行电化学测试,焊接接头各微区Ecorr,icorr不同,构成了一个多电极体系,其中热影响区易遭受到优先的腐蚀溶解。加入缓蚀剂可以有效抑制焊缝腐蚀。另外,从实际环境出发考查了温度、腐蚀时间、溶液pH、以及气液相等因素对L360管线钢在模拟油田深层水溶液中的CO2/H2S腐蚀的影响,使用EDS、SEM和XRD对腐蚀产物进行了观察和分析。结果表明,温度对腐蚀速率的影响很大,随着温度的升高,腐蚀速率先增大后减小,50℃时达到最大值,生成的腐蚀产物主要为FeS1-x；降低溶液pH值、增加溶液中的Cl-浓度均使L360钢的腐蚀加剧。从腐蚀产物表面来看,气相腐蚀产物表面疏松,并有点蚀坑出现,液相腐蚀产物致密无点蚀坑出现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 管线钢焊接接头腐蚀的研究
• 1.2.1 焊缝的腐蚀研究
• 1.2.2 焊接热影响区的腐蚀研究
• 1.2.3 焊缝腐蚀的原因
• 1.2.4 焊缝腐蚀的解决方法
• 1.3 焊缝区腐蚀的类型及其机理
• 1.3.1 焊缝区的腐蚀类型
• 1.3.2 焊缝区选择性腐蚀机理
• 1.4 焊缝腐蚀的研究方法
• 1.5 二氧化碳腐蚀机理及影响因素
• 1.5.1 二氧化碳腐蚀机理
• 1.5.2 二氧化碳的腐蚀影响因素
• 1.6 硫化氢腐蚀机理及影响因素
• 1.6.1 硫化氢腐蚀机理
• 1.6.2 硫化氢腐蚀的影响因素
• 1.7 二氧化碳和硫化氢共同腐蚀机理及影响因素
• 1.7.1 二氧化碳和硫化氢共同腐蚀机理
• 1.7.2 二氧化碳和硫化氢共同腐蚀的影响因素
• 1.8 论文选题的目的和意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 研究方案
• 2.2 实验用原材料及试剂
• 2.3 实验仪器
• 2.4 腐蚀介质与环境
• 2.5 实验方法
• 2/H₂S体系中腐蚀研究'>第三章 L360管线钢焊接接头在CO₂/H₂S体系中腐蚀研究
• 3.1 管线钢焊接接头的显微组织性能研究
• 3.1.1 金相分析
• 3.1.2 显微硬度测试及分析
• 3.2 腐蚀失重及产物分析
• 3.3 管线钢焊接接头的电化学性能研究
• 3.4 缓蚀剂对焊缝腐蚀的抑制作用
• 3.5 本章小结
• 2/H₂S介质中腐蚀行为研究'>第四章 L360管线钢在含CO₂/H₂S介质中腐蚀行为研究
• 4.1 实验方法
• 4.2 碳钢在静态条件下的腐蚀
• 2/H₂S腐蚀的影响'>4.2.1 腐蚀时间对CO₂/H₂S腐蚀的影响
• 2/H₂S腐蚀的影响'>4.2.2 温度对CO₂/H₂S腐蚀的影响
• 2/H₂S介质中腐蚀行为影响'>4.2.3 氯离子浓度对L360钢在含CO₂/H₂S介质中腐蚀行为影响
• 2/H₂S介质中腐蚀行为影响'>4.2.4 pH对L360钢在含CO₂/H₂S介质中腐蚀行为影响
• 2/H₂S介质中气液相腐蚀行为'>4.2.5 L360钢在含CO₂/H₂S介质中气液相腐蚀行为
• 2/H₂S腐蚀的缓蚀剂的研究'>4.3 抗CO₂/H₂S腐蚀的缓蚀剂的研究
• 4.3.1 不同缓蚀剂评价结果
• 4.3.2 缓蚀剂加量与温度对腐蚀速率的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书