L360钢在H2S/CO2体系中的腐蚀规律研究

摘要

随着油气工业的不断发展,金属材料在H2S/CO2体系中的腐蚀问题制约着油气的开发与生产,研究油气田用钢在服役环境中的腐蚀已经迫在眉睫。本文针对这一情况,研究了L360钢在H2S/CO2体系中的腐蚀规律及其机理,并开发了L360钢在酸性油气田中的腐蚀预测软件。
　　 本文利用静态挂片失重法和电化学技术,辅以扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)技术,研究了溶液矿化度、元素硫含量和温度对L360钢H2S/CO2腐蚀行为的影响以及L360钢-Cr13钢电偶对的电偶腐蚀行为,研究结果表明:
　　 (1)随着溶液矿化度升高,L360钢的腐蚀速率先升高后降低,当矿化度为67864mg/L时,腐蚀速率最大,其腐蚀产物均为四方晶系的FeS1-x(Mackinawite),L360钢以H2S腐蚀为主。
　　 (2)元素硫的存在加速了L360钢的全面腐蚀,并导致严重的局部腐蚀;L360钢的腐蚀速率随着溶液中元素硫含量和温度的升高而增大,当元素硫含量达到20g/L时,其腐蚀速率最大,温度为70℃时腐蚀速率出现极大值点。
　　 (3)由L360钢和Cr13钢形成的电偶腐蚀电池中,L360钢成为电偶对的阳极,Cr13钢成为电偶对的阴极,随着阴阳极面积比增大,其电偶电流密度升高,电偶腐蚀效应越严重。
　　 本文运用人工神经网络技术建立了L360钢在H2S/CO2体系中的腐蚀预测模型,神经网络拓扑结构为5-4-1,网络模型训练成功以后,应用其对L360钢的H2S/CO2腐蚀进行预测,预测结果表明,人工神经网络模型预测的结果与实验数据紧密相符,误差在14％以内。