隨著高酸性油氣田的不斷開(kāi)發(fā),H2S/CO2腐蝕是制約油氣開(kāi)采的最大困擾之一。在H2S/CO2環(huán)境中,氫離子在鋼表面還原成氫原子,氫原子的引入將增加鋼發(fā)生氫致開(kāi)裂（HIC）的可能性,而氫致開(kāi)裂行為又與氫滲透過(guò)程擴(kuò)散速率和擴(kuò)散機(jī)制息息相關(guān)。P110鋼為油氣開(kāi)采過(guò)程常用的油套管鋼,因此本文探討其在H2S/CO2環(huán)境中的氫滲透行為,對(duì)油氣的安全開(kāi)采具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。首先,采用電化學(xué)方法和Devanathan-Stachurski雙電解池法研究了P110鋼的電化學(xué)和氫滲透行為,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,P110鋼中不可逆氫陷阱數(shù)量少于可逆氫陷阱數(shù)量,不可逆氫陷阱僅影響氫擴(kuò)散的穿透時(shí)間,而可逆氫陷阱對(duì)氫擴(kuò)散系數(shù)影響較大,而P110鋼充氫后的電化學(xué)行為,結(jié)合對(duì)應(yīng)的充氫后試樣表面SEM圖表明,氫對(duì)P110鋼的氫致開(kāi)裂有促進(jìn)作用。其次,研究了P110鋼在不同濃度的C02、H2S溶液中電化學(xué)和氫滲透行為,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著C02、H2S溶液濃度的增大,P110鋼的電化學(xué)行為表現(xiàn)為自腐蝕電流密度逐漸增加、極化電阻值逐漸降低,EIS中電荷轉(zhuǎn)移電阻呈遞減趨勢(shì)。同時(shí),氫滲透行為的變化規(guī)律為氫擴(kuò)散系數(shù)變化不大,可擴(kuò)散氫濃... 

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的目的與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋼的氫損傷類(lèi)型
        1.2.2 氫的來(lái)源
        1.2.3 H_2S環(huán)境中鋼材的腐蝕機(jī)理與規(guī)律
        1.2.4 CO_2環(huán)境中鋼材的腐蝕機(jī)理與規(guī)律
        1.2.5 H_2S/CO_2環(huán)境中鋼材的腐蝕機(jī)理與規(guī)律
        1.2.6 H_2S/CO_2環(huán)境中鋼材的腐蝕產(chǎn)物膜及其作用
        1.2.7 氫滲透?jìng)鞲衅鞯难芯窟M(jìn)展
        1.2.8 氫擴(kuò)散系數(shù)的改進(jìn)計(jì)算方法
        1.2.9 氫擴(kuò)散系數(shù)的影響因素
    1.3 研究方案
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技術(shù)路線
第2章 P110鋼的氫滲透行為
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與環(huán)境
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        2.2.3 測(cè)試方法
    2.3 P110鋼的氫滲透行為
        2.3.1 鎳層電鍍時(shí)間的選擇
        2.3.2 鍍鎳層最適宜氫原子氧化電位
        2.3.3 氫在鋼中的擴(kuò)散過(guò)程
        2.3.4 氫陷阱對(duì)氫滲透行為的影響
    2.4 充氫對(duì)P110鋼的電化學(xué)行為影響
        2.4.1 動(dòng)電位極化曲線分析
        2.4.2 交流阻抗圖譜分析
        2.4.3 表面形貌分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 CO_2、H_2S濃度對(duì)P110鋼電化學(xué)及氫滲透行為影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與環(huán)境
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        3.2.3 測(cè)試方法
    3.3 CO_2濃度對(duì)P110鋼的電化學(xué)行為影響
        3.3.1 動(dòng)電位極化曲線分析
        3.3.2 交流阻抗譜分析
        3.3.3 氫滲透曲線分析
    3.4 H_2S濃度對(duì)P110鋼的電化學(xué)行為影響
        3.4.1 動(dòng)電位極化曲線分析
        3.4.2 交流阻抗譜曲線分析
        3.4.3 氫滲透曲線分析
    3.5 溫度對(duì)P110鋼的氫滲透行為影響
        3.5.1 CO_2環(huán)境中溫度對(duì)P110鋼的氫滲透行為的影響
        3.5.2 H_2S環(huán)境中溫度對(duì)P110鋼的氫滲透行為的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)P110鋼電化學(xué)及氫滲透行為影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與環(huán)境
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.2.3 測(cè)試方法
    4.3 腐蝕產(chǎn)物膜的微觀形貌及物相分析
        4.3.1 CO_2環(huán)境中的腐蝕產(chǎn)物膜的形貌及物相分析
        4.3.2 H_2S環(huán)境中的腐蝕產(chǎn)物膜的形貌及物相分析
    4.4 腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)電化學(xué)行為的影響
        4.4.1 FeCO_3膜對(duì)電化學(xué)行為的影響
        4.4.2 FeS膜對(duì)電化學(xué)行為的影響
    4.5 腐蝕產(chǎn)物膜對(duì)氫滲透行為的影響
        4.5.1 FeCO_3膜對(duì)氫滲透行為的影響
        4.5.2 FeS膜對(duì)氫滲透行為的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]P110鋼在CO2/H2S環(huán)境中腐蝕產(chǎn)物的半導(dǎo)體性能研究[D]. 王萬(wàn)國(guó).西南石油大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3718735