目前地下儲氣庫的長期安全供氣是業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)問題,由于地層水、Cl-、CO₂氣體、泥沙等物質(zhì),同時(shí)井內(nèi)存在漸變的溫度和壓力,將會導(dǎo)致氣井管柱的嚴(yán)重腐蝕。針對鹽穴儲氣庫氣井管柱的腐蝕問題,將納米TiO₂改性聚脲涂層涂覆于氣井管柱表面,以期改善高溫高壓、沖刷腐蝕及應(yīng)力環(huán)境下氣井管柱的耐腐蝕性能。通過涂層試樣的質(zhì)量變化和電化學(xué)阻抗測試研究高溫高壓條件下CO₂分壓、納米粒子含量和缺陷存在三個(gè)因素對涂層/P110鋼體系耐腐蝕性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:由于有機(jī)涂層具有半透膜特性,納米TiO₂改性聚脲涂層在CO₂分壓最低（0.5MPa）時(shí)防腐性能最好的,隨著CO₂分壓的提高,涂層的抗?jié)B透能力降低,改性聚脲涂層防腐性能逐漸下降。納米粒子含量對涂層防腐性能具有明顯影響,添加5%TiO₂的涂層耐腐蝕性能最好,10%次之,15%最差。TiO₂納米粒子具有疏水特性且能填充涂層中的微觀孔隙,增加了涂層的致密性,但是當(dāng)TiO₂

【文章來源】：中國石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
2腐蝕國內(nèi)外研究現(xiàn)狀">    1.2 CO₂腐蝕國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2腐蝕機(jī)理">        1.2.1 CO₂腐蝕機(jī)理
2腐蝕防護(hù)措施">        1.2.2 氣井管柱的CO₂腐蝕防護(hù)措施
    1.3 聚脲彈性體的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 聚脲彈性體的發(fā)展及應(yīng)用
        1.3.2 納米改性聚脲彈性體的發(fā)展及應(yīng)用
    1.4 有機(jī)涂層/金屬體系的防護(hù)機(jī)理和腐蝕失效機(jī)制
        1.4.1 有機(jī)涂層的防護(hù)機(jī)制
        1.4.2 涂層/金屬體系的腐蝕失效機(jī)制
        1.4.3 涂層/金屬體系的現(xiàn)代分析測量技術(shù)
    1.5 研究內(nèi)容
第二章 高溫高壓條件下納米粒子改性聚脲涂層性能研究
    2.1 試驗(yàn)方法與過程
        2.1.1 試驗(yàn)材料
        2.1.2 試樣制備
        2.1.3 試驗(yàn)設(shè)備與方法
    2.2 增重法試驗(yàn)結(jié)果與討論
2改性聚脲涂層的表面特征">    2.3 SEM觀察納米TiO₂改性聚脲涂層的表面特征
第三章 納米粒子改性聚脲涂層電化學(xué)性能研究
    3.1 試驗(yàn)方法與過程
    3.2 完好涂層高溫高壓腐蝕試驗(yàn)電化學(xué)研究結(jié)果與討論
2分壓下的涂層交流阻抗分析">        3.2.1 不同CO₂分壓下的涂層交流阻抗分析
        3.2.2 不同納米粒子含量涂層自腐蝕電位變化及交流阻抗分析
        3.2.3 不同腐蝕時(shí)間段的涂層交流阻抗分析
    3.3 含缺陷涂層高溫高壓腐蝕試驗(yàn)電化學(xué)研究結(jié)果與討論
2分壓下的含缺陷涂層交流阻抗分析">        3.3.1 不同CO₂分壓下的含缺陷涂層交流阻抗分析
        3.3.2 不同納米粒子含量含缺陷涂層自腐蝕電位變化及交流阻抗分析
        3.3.3 不同腐蝕時(shí)間段的含缺陷涂層交流阻抗分析
第四章 沖蝕條件下納米粒子改性聚脲涂層耐腐蝕性能研究
    4.1 沖蝕試驗(yàn)過程與方法
        4.1.1 試驗(yàn)材料及試樣制備
        4.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
        4.1.3 試驗(yàn)方法
    4.2 沖刷腐蝕試驗(yàn)結(jié)果分析
第五章 氣井管柱應(yīng)力場的有限元數(shù)值模擬
    5.1 應(yīng)力場的數(shù)值模擬準(zhǔn)備
        5.1.1 邊界條件
        5.1.2 利用ABAQUS有限元模擬過程
        5.1.3 氣井管柱在井下的受力狀態(tài)
        5.1.4 外壓力及內(nèi)壓力的計(jì)算
        5.1.5 管柱強(qiáng)度校核
    5.2 注氣過程管柱應(yīng)力狀態(tài)分布
    5.3 采氣過程管柱應(yīng)力狀態(tài)分布
    5.4 數(shù)值分析
        5.4.1 注氣過程數(shù)值分析
        5.4.2 采氣過程數(shù)值分析
第六章 納米粒子改性聚脲涂層/氣井管柱體系的SSRT試驗(yàn)研究
    6.1 試驗(yàn)過程與方法
    6.2 SSRT試驗(yàn)結(jié)果與分析
    6.3 斷口的宏觀形貌及分析
    6.4 斷口的微觀形貌及分析
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]川西氣田氣井管柱選材研究[J]. 帥永乾,王倩,冷雪霜,李紅濤.  重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(05)
[2]重防腐涂層的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢[J]. 方震.  電鍍與涂飾. 2010(07)
[3]納米/微米復(fù)合二氧化鈦改性聚氨酯涂層的耐腐蝕性能研究[J]. 王淑麗,滕雅娣,舒燕,魏英華.  電鍍與涂飾. 2010(03)
[4]納米粒子改性環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料力學(xué)性能研究[J]. 劉剛,張代軍,張暉,安學(xué)鋒,益小蘇,張忠.  材料工程. 2010(01)
[5]氮摻雜TiO2光催化劑的制備及可見光催化性能研究[J]. 任凌,楊發(fā)達(dá),張淵明,楊駿,李明玉.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)
[6]儲氣庫注、采氣過程熱工分析研究[J]. 陳劍文,蔣衛(wèi)東,楊春和,尹雪英,傅四烏,余克井.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2007(S1)
[7]中國地下儲氣庫現(xiàn)狀與發(fā)展展望[J]. 丁國生,謝萍.  天然氣工業(yè). 2006(06)
[8]潛艇表面涂層失效機(jī)理的研究[J]. 閻瑞,耿志,吳行,馬世寧.  海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(05)
[9]納米改性涂料的研究進(jìn)展[J]. 胥利先,孫繼紅,馬重芳,孟聲.  化工進(jìn)展. 2005(04)
[10]納米碳化硅填充環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的摩擦磨損特性[J]. 紀(jì)秋龍,章明秋,容敏智,WETZEL B,FRIEDRICH K.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2004(06)

博士論文
[1]模擬深海環(huán)境下有機(jī)涂層/低合金鋼體系失效過程的研究[D]. 劉杰.中國海洋大學(xué) 2011



本文編號：2996841