本文關(guān)鍵詞：高含硫環(huán)境下管材的元素硫腐蝕規(guī)律與機理研究

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【摘要】：元素硫腐蝕是油氣田開發(fā)中最嚴重的腐蝕之一,特別是高溫(≥80℃)時,元素硫發(fā)生水解,產(chǎn)生了吸附性極強的H_2S、HS~-和S~(2-),從而對材料產(chǎn)生嚴重的腐蝕。本文在高溫高壓高含硫的環(huán)境下,采用掛片浸泡試驗,SEM、EDS研究了元素硫的主要腐蝕機理,探討了溫度、Cl~-濃度、CO_2分壓及H_2S分壓對P110鋼元素硫腐蝕的影響。研究表明:隨著溫度的升高,P110鋼在含硫介質(zhì)中均勻腐蝕速率急劇增加。溫度較低時,腐蝕產(chǎn)物主要為Fe_(1-X)S與CaCO_3。溫度升高到150℃,元素硫的水解加劇,此時的腐蝕產(chǎn)物主要有Fe_(1-X)S組成。溫度升高到180℃時,反應(yīng)迅速加快,生成的Fe_(1-X)S增多。隨著Cl~-濃度的增加,P110的腐蝕速率呈先下降后上升再下降的趨勢。當Cl~-濃度極低時,腐蝕產(chǎn)物主要由Fe_(1-X)S組成。當Cl~-濃度升高到10g/L時,溶解在溶液中的CO_2降低,材料表面開始有碳酸鹽沉積,增加了Fe_(1-X)S的致密度,減緩腐蝕。當Cl~-濃度為50g/L時,腐蝕速率進一步增大,此時生成的碳酸鹽的腐蝕產(chǎn)物減少,產(chǎn)物膜疏松多孔,腐蝕加劇。當Cl~-濃度升高到100g/L時,碳酸鹽占比升高,腐蝕產(chǎn)物膜更加致密,腐蝕速率降低。隨著CO_2分壓的增大,P110鋼元素硫的腐蝕速率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,當CO_2分壓為1MPa時,腐蝕速率達到最大值。當CO_2分壓較低時,腐蝕產(chǎn)物膜主要組成成分為Fe_(1-X)S及(Ca,Fe)CO_3;當分壓為1MPa時,此時的腐蝕產(chǎn)物主要由Fe_(1-X)S組成。當CO_2分壓繼續(xù)增大時,腐蝕產(chǎn)物膜中的主要成分為Fe_(1-X)S,還有部分的(Ca,Fe)CO_3。隨著H_2S分壓的增大,P110鋼元素硫的腐蝕速率不斷增大。當H_2S分壓為0.5MPa,腐蝕產(chǎn)物膜主要組成成分為Fe_(1-X)S,且有部分的碳酸鹽;當H_2S分壓為1MPa和1.5MPa時,此時的腐蝕產(chǎn)物主要由Fe_(1-X)S組成。
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE983

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本文編號：1179722