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低Cr耐蚀材料表面腐蚀产物膜的形成和特性研究

2020-12-09阅读(335)

低Cr耐蚀材料表面腐蚀产物膜的形成和特性研究

论文摘要

以塔里木油田为应用背景,利用高温高压釜装置并辅以SEM、EDS和XRD等分析手段,研究了高温高压环境下3Cr110和P110油套管钢的C02和H2S腐蚀行为,并通过电化学方法对覆盖有腐蚀产物膜的试样进行电化学特性研究。结果表明：CO2单独存在的腐蚀环境中,油套管钢的腐蚀产物主要为FeCO3,3Cr110的抗局部腐蚀能力较强,P110抗局部腐蚀的能力较弱；随着腐蚀时间的延长,3Cr110和P110的腐蚀速率均逐渐放缓,腐蚀产物膜阻碍离子迁移的能力逐渐加强；随着温度的升高,两种材料腐蚀速率均降低。C02和H2S共存的腐蚀环境中,油套管钢的腐蚀产物主要为FeS,3Cr110和P110只表现为均匀腐蚀,3Cr110的抗腐蚀能力较P110强；随着H2S分压的增大,两种材料腐蚀速率均降低；随着CO2分压的降低,腐蚀速率均减小；随着温度的降低,腐蚀速率均减小。被腐蚀产物膜覆盖以后,3Cr110油套管钢的传递电阻明显大于P110钢,因此产物膜对基体的保护作用优于P110钢。3Cr110和P110油管钢在高温高压环境下形成的腐蚀产物膜具有半导体特性,成膜温度会对腐蚀产物膜的半导体特性产生影响,进而影响膜的导电机制,随着成膜温度的提高,膜内微孔阻碍离子透过的能力增强。随着Cl-浓度的增加,有膜试样的抗腐蚀能力减弱,腐蚀产物膜内的施主和受主浓度也随之增加,在缺陷区域发生局部腐蚀的可能性增大。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 2和H2S环境下溶液的热力学模型及其腐蚀机理'>1.2 CO2和H2S环境下溶液的热力学模型及其腐蚀机理
  • 2和H2S环境下溶液的热力学模型'>1.2.1 CO2和H2S环境下溶液的热力学模型
  • 2腐蚀机理'>1.2.2 CO2腐蚀机理
  • 2S腐蚀机理'>1.2.3 H2S腐蚀机理
  • 1.3 腐蚀产物膜的研究现状
  • 2和H2S的腐蚀防护措施'>1.4 关于CO2和H2S的腐蚀防护措施
  • 1.5 低Cr钢的研究与应用现状
  • 1.6 产物膜的耐蚀性与半导体特性的关联
  • 1.7 本课题研究的主要内容
  • 1.8 本课题研究的研究方法和技术路线
  • 1.8.1 技术路线
  • 1.8.2 研究方法
  • 第二章 试验内容
  • 2.1 试验材料
  • 2.2 试验方案
  • 2.2.1 理化检验
  • 2.2.2 模拟的水介质成分以及后期试样处理
  • 2.2.3 高温高压腐蚀实验
  • 2.2.4 电化学测试
  • 2.3 参照标准
  • 第三章 抗腐蚀性能评价
  • 3.1 理化检验
  • 3.1.1 化学成分分析
  • 3.1.2 硬度试验
  • 3.1.3 冲击试验
  • 3.1.4 金相显微组织
  • 2腐蚀评价'>3.2 CO2腐蚀评价
  • 3.2.1 腐蚀产物膜的形成
  • 2腐蚀速率的影响'>3.2.2 温度对CO2腐蚀速率的影响
  • 3.2.3 对比试验
  • 2/H2S腐蚀评价'>3.3 CO2/H2S腐蚀评价
  • 3.3.1 试验结果与分析
  • 2/H2S试验结果讨论'>3.3.2 CO2/H2S试验结果讨论
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 腐蚀产物膜覆盖条件下油套管钢的电化学特性
  • 4.1 理论基础
  • 4.1.1 交流阻抗分析方法
  • 4.1.2 空间电荷电容的计算
  • 2腐蚀产物膜试样的电化学特性研究'>4.2 覆盖有CO2腐蚀产物膜试样的电化学特性研究
  • 4.2.1 极化曲线分析
  • 4.2.2 交流阻抗谱分析
  • 4.2.3 Mott-Schottky曲线分析
  • 2/H2S腐蚀产物膜试样的电化学特性研究'>4.3 覆盖有CO2/H2S腐蚀产物膜试样的电化学特性研究
  • 4.3.1 交流阻抗特征
  • 4.3.2 等效电路分析
  • 4.3.3 Mott-Schottky曲线分析
  • 4.4 本章小结
  • -浓度对覆盖有膜的油套管钢特性的影响'>第五章 成膜温度、Cl-浓度对覆盖有膜的油套管钢特性的影响
  • 2腐蚀产物膜试样的电化学特性的影响'>5.1 成膜温度对覆盖有CO2腐蚀产物膜试样的电化学特性的影响
  • 5.1.1 交流阻抗谱分析
  • 5.1.2 等效电路分析
  • 5.1.3 Mott-Schottky曲线分析
  • -浓度对覆盖有CO2/H2S腐蚀产物膜试样的电化学特性的影响'>5.2 Cl-浓度对覆盖有CO2/H2S腐蚀产物膜试样的电化学特性的影响
  • 5.2.1 极化曲线分析
  • 5.2.2 交流阻抗分析
  • 5.2.3 Mott-Schottky曲线分析
  • 5.2.4 PDM点缺陷模型的破坏机理
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 详细摘要

    • 相关论文文献

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