發(fā)布時(shí)間：2020-02-24 20:40

【摘要】：隨著東部油田相繼進(jìn)入采油后期,各油田油井的生產(chǎn)環(huán)境不斷惡化,在油、氣、水及各種腐蝕介質(zhì)的共同作用下,抽油桿更容易因腐蝕而發(fā)生脆斷,造成嚴(yán)重生產(chǎn)事故。因此,尋求一種切實(shí)可行的防腐方法備受人們關(guān)注。本文選擇熱浸鍍鋁鋅硅鍍層的方法來提高35CrMo抽油桿的耐蝕性,分析助鍍劑配比對(duì)鍍層質(zhì)量的影響;研究鋁鋅鍍層形成機(jī)理以及工藝參數(shù)、Si含量對(duì)鍍層的組織結(jié)構(gòu)、厚度和耐蝕性的影響規(guī)律;探討添加劑Mg與協(xié)調(diào)熱處理對(duì)鍍層耐蝕性的影響。以NH_4Cl、NaF、SnCl_2和ZnCl_2為水溶液助鍍劑組分,采用正交試驗(yàn)方法,研究助鍍劑對(duì)鍍層質(zhì)量影響,試驗(yàn)表明最佳配比為:25wt%NH_4Cl,0.5wt%NaF,1wt%SnCl_2,30wt%ZnCl_2。為了防止鍍液金屬過度侵蝕35CrMo抽油桿基體而改變其尺寸精度,試驗(yàn)選擇鍍液Si含量為1.2wt%。此時(shí)鍍層從里到外可以分為兩層,即中間灰白色化合物合金層和外側(cè)灰白鋁鋅層。通過XRD分析,中間化合物層的主要成分是Fe2Al5、FeAl3以及Al0.5Fe3Si0.5,外側(cè)是富鋁枝晶ɑ相和枝晶間隙富鋅β相層。熱浸鍍55%Al-Zn-1.2%Si前后腐蝕失重率之比5.9:1,自腐蝕電流密度之比為3:1,表明鍍層具有極佳的耐蝕性。而隨著熱浸鍍溫度升高、時(shí)間延長(zhǎng),鍍層中間化合物層厚度呈先增大后減小趨勢(shì),分析其生長(zhǎng)近似為兩個(gè)階段,初期的無溶解生長(zhǎng),動(dòng)力學(xué)方程為x2=4Dt,后期的有溶解生長(zhǎng),溶解方程為（？）。利用上述試驗(yàn)結(jié)果,獲取滿足應(yīng)用時(shí)的工藝參數(shù):630℃×4min,此時(shí)中間合金層的厚度是22.2μm,硬度是352HV。并針對(duì)35CrMo鍍件形狀,建立圓柱狀鍍件熱浸鍍數(shù)學(xué)模型,得出提拉速度(？)。為進(jìn)一步提高鍍層的耐蝕性,在55%Al-Zn-1.2%Si鍍液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的添加劑Mg,研究發(fā)現(xiàn):Mg可以強(qiáng)化鍍層晶界、均勻鍍層組織,可抑制形成粗大的鐵鋅脆性相化合物,含量為2wt%時(shí)鍍層耐蝕性最佳,使靜態(tài)腐蝕速率從0.33g·m-2·d-1降至0.16g·m-2·d-1,自腐蝕電流密度從18.125μA·cm-2降至10.317μA·cm-2。采用淬火+熱浸鍍+高溫回火協(xié)調(diào)處理工序,中間化合物層厚度從22.2μm增加到79.49μm,有助于耐蝕性的提高�？赡芤虺霈F(xiàn)脆性相中間合金化合物層,處理后鍍件力學(xué)性能略有下降,抗拉強(qiáng)度σb從832.67Mpa降至805Mpa,延伸率δ從26.6%降至22.6%。
【圖文】：

第一章 緒論蝕類型有以下幾種：.1 金屬的點(diǎn)蝕（CP）點(diǎn)蝕(Corrosive Pitting)又稱為小孔腐蝕，屬于一種常見的局部腐蝕。點(diǎn)蝕的發(fā)的金屬腐蝕一樣，，也分為兩個(gè)過程：蝕孔的形核與長(zhǎng)大[7]。點(diǎn)蝕一般需要孕育rstein G T 等[8]認(rèn)為亞穩(wěn)孔能否形核依賴于材料表面活性點(diǎn)的形狀，窄而深的活性Cl-介質(zhì)或者低電位下就能夠萌生小孔，但淺而大的活性點(diǎn)在較高的電位下才能。吸附理論認(rèn)為[9]，是因?yàn)?Cl-與金屬表面的 O 元素競(jìng)爭(zhēng)，使金屬表面失去 O溶物金屬—羥—絡(luò)合氯化物，這樣金屬表面保護(hù)鈍化膜發(fā)生破壞，從而發(fā)生點(diǎn) 1-1 所示。

表 1-1 應(yīng)力腐蝕體系ble 1-1 Systems of tress corrosion crac腐蝕介質(zhì)熱硝酸鹽溶液、稀鹽酸溶液氫氧化鈉、三氯化鐵溶液、氫氟酸、蒸餾水、濕大氣、氯化物溶氯化物溶液、海水、F-、Br-、NaOH-氨蒸汽、汞鹽溶液、含 SO2大氣、氨NaOH 水溶液、高NaCl 水溶液、海水、含 SO2大氣NO3、NaOH、HF 溶液、NaCl-H2O2溶含 Cl-、Br-、I-水溶液、N2O4、甲
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE933.2;TG174.443

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2 喬

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