套管钢的CO/HS腐蚀行为及电偶腐蚀特性研究

摘要

本论文应用失重法和电化学测试技术进行了模拟高温高压CO<,2>/H<,2>S腐蚀试验、硫化物应力腐蚀试验、氢致开裂试验和电化学腐蚀行为试验及电偶腐蚀特性试验，主要研究了SM 80SS典型套管钢的CO<,2>/H<,2>S行为及与高镍基合金G3偶接时的电偶腐蚀特性。并利用SEM、EDS和XRD分析技术进一步研究了SM 80SS套管钢腐蚀产物膜的微观形貌特征、组成元素、组成物质和腐蚀产物膜的形成机理。从而对典型套管钢SM 80SS的CO<,2>/H<,2>S腐蚀行为及电偶腐蚀特性有了一定的深刻、准确认识，同时也可为我国油气田套管钢的CO<,2>/H<,2>S腐蚀与防护工程提供一些基础试验数据及相关基础理论参考。 研究结果表明：在本论文CO<,2>/H<,2>S腐蚀环境中：(1)CO<,2>、H<,2>S共存腐蚀环境下SM 80SS套管钢的平均腐蚀速率在H<,2>S分压很低或很高时较小，而其它情况下都较大；试验体系中H<,2>S分压影响最大，CO<,2>分压次之，温度影响相对最小；SM80SS套管钢发生严重腐蚀的P<,CO2>/P<,H2S>范围为31～520，腐蚀程度与P<,CO2>/P<,H2S>的关系符合抛物线规律，且当P<,CO2>/P<,H2S>为600左右时会发生极严重腐蚀。(2)SM 80SS套管钢具有良好的抗SSC和抗HIC性能。(3)常压下，CO<,2>分压、Cl<'->、Ca<'2+>、Mg<'2+>和温度等对SM 80SS套管钢的电化学腐蚀行为都有较大影响。(4)高温高压釜试验方法和电化学技术对SM 80SS套管钢的电偶腐蚀严重程度随阴、阳极面积比的变化规律的研究结果一致，变化规律均为呈单调递增趋势的半抛物线规律，且此规律受腐蚀介质和环境压力的影响不大，而电偶腐蚀严重程度会受到一定的影响；大阴极、小阳极偶接方式有利于电偶腐蚀的发二者生，在实际应用中应避免这种结构，否则，应配以良好防腐措施再使用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景、意义、目的及来源

1.2套管钢腐蚀的现状

1.2.1套管钢的CO2腐蚀特征、机理及其影响因素

1.2.2套管钢的H2S腐蚀特征、机理及其影响因素

1.2.3套管钢在CO2和H2S共存条件下的腐蚀特征、机理及其影响因素

1.2.4套管钢腐蚀的防护措施

1.2.5腐蚀电化学研究方法与电偶腐蚀电化学测试方法

1.3本论文主要研究内容

1.4本论文主要研究方法

第二章典型套管钢在CO2/H2S共存环境中的高温高压腐蚀行为研究

2.1前言

2.2试验

2.2.1试验材料

2.2.2试验仪器

2.2.3试验方法

2.3试验结果与分析

2.3.1 CO2分压的影响结果与分析

2.3.2 H2S分压的影响结果与分析

2.3.3温度的影响结果与分析

2.4不同腐蚀影响因素作用与发生严重腐蚀的PCO2/PH2S范围的定量分析

2.4.1不同腐蚀影响因素作用的定量分析

2.4.2发生严重腐蚀的PCO2/PH2S范围的定量分析

2.5小结

第三章典型套管钢抗HIC和SSC性能研究

3.1前言

3.2试验材料

3.3试验设备

3.4试验方法

3.4.1抗HIC性能试验方法

3.4.2抗SSC性能试验方法

3.5试验结果与分析

3.5.1抗HIC性能试验结果与分析

3.5.2抗SSC性能试验结果与分析

3.6小结

第四章常压下典型套管钢的CO2/H2S腐蚀行为电化学技术研究

4.1前言

4.2典型套管钢电化学腐蚀行为试验研究

4.2.1试验材料

4.2.2试验仪器

4.2.3试验方法

4.2.4试验结果与分析

4.3典型套管钢高温高压CO2/H2S腐蚀产物膜特性的电化学技术分析

4.3.1高PCO2下生成的腐蚀产物膜的交流阻抗谱分析

4.3.2高PH2S下生成的腐蚀产物膜的交流阻抗谱分析

4.3.3高温下生成的腐蚀产物膜的交流阻抗谱分析

4.4小结

第五章典型套管钢的电偶腐蚀特性研究

5.1前言

5.2电偶腐蚀特性电化学技术试验研究

5.2.1试验材料

5.2.2试验仪器

5.2.3试验方法

5.2.4试验结果与分析

5.3电偶腐蚀特性高温高压釜模拟试验研究

5.3.1试验材料

5.3.2试验仪器

5.3.3试验方法

5.3.4试验结果与分析

5.3.5电偶效率分析

5.3.6电化学技术和高温高压釜方法研究电偶腐蚀特性结果的对比

5.4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