本文關(guān)鍵詞：316L不銹鋼在模擬油田采出水中的陰極保護(hù)研究

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【摘要】：目前，石油開采行業(yè)中，大部分油田進(jìn)入高含水階段，油田采出水成為現(xiàn)今油田防腐工作的重點(diǎn)研究對象。該環(huán)境具有成分復(fù)雜，礦化度高，溫度高，pH值普遍偏低的特性，對采油設(shè)備和管道具有強(qiáng)腐蝕性，腐蝕機(jī)制復(fù)雜，因此在極度苛刻的環(huán)境下，具有優(yōu)良耐蝕性質(zhì)的316L不銹鋼會被選作設(shè)備材料。但是油田采出水中所含的大量Cl-仍會破壞鈍化膜，誘導(dǎo)孔蝕甚至最終發(fā)展為穿孔，所以需要一定的防腐措施。陰極保護(hù)作為經(jīng)典的防腐方法，已廣泛用于海水環(huán)境，但在油田采出水中的研究較少，以316L不銹鋼為對象的研究幾乎沒有。 因此，本論文通過循環(huán)伏安曲線選擇了不同的陰極極化電位，在60℃含飽和CO2模擬油田采出水中，通過保護(hù)電流密度監(jiān)測、失重測量、形貌觀察等進(jìn)行316L不銹鋼陰極保護(hù)效果的初步研究。隨后通過交流阻抗、微觀形貌觀察、成分分析等手段研究了極化電位對316L不銹鋼表面鈍化膜的還原作用以及不同電位對不銹鋼表面沉積層的影響。最后通過慢應(yīng)變速率拉伸實(shí)驗(yàn)、斷口形貌觀察、顯微硬度測試等研究了不同電位對316L不銹鋼氫脆的影響，并結(jié)合之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果選擇了316L不銹鋼在模擬油田采出水中適宜的陰極保護(hù)電位范圍。 研究結(jié)果表明：在60℃含飽和CO2的模擬油田采出水中，316L不銹鋼有較好的耐全面腐蝕性能，浸泡30天的不銹鋼出現(xiàn)孔蝕，-300mV對316L不銹鋼無保護(hù)效果，-400mV~-700mV均能明顯抑制全面腐蝕，-400mV不能完全抑制孔蝕，-500mV~-700mV均能有效抑制孔蝕；-400mV~-700mV，隨電位負(fù)移，鈍化膜的還原速率增大，其中-600mV和-700mV極化電位下，，由于鈍化膜還原速率較大，7天后電極表面的化學(xué)組成與其他電位條件下的差異較大，Cr和Mo向電極表面富集；模擬油田采出水呈酸性，并且陰極保護(hù)電流密度偏低，導(dǎo)致鈣質(zhì)沉積層的形成速率較慢，極化7天后的不銹鋼表面只能觀察到小晶核，極化30天后，-500mV極化下的不銹鋼表面能明顯觀察到少量碳酸鈣晶體，-700mV極化下的不銹鋼表面有大量碳酸鈣晶體附著；316L不銹鋼本身具有較強(qiáng)塑性，但是隨著陰極極化電位變負(fù)，塑性有所降低，自腐蝕條件下的316L不銹鋼斷口具有明顯的韌性斷裂特征，陰極極化電位低于-600mV會導(dǎo)致不銹鋼增大氫脆傾向和脆性斷裂趨勢，-700mV下的脆性斷裂趨勢增大，而-800mV極化下的脆性斷裂明顯；在模擬油田采出水中使用陰極保護(hù)時(shí)，推薦316L不銹鋼合適的保護(hù)電位范圍為-500mV~-700mV。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P755.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1305959