發(fā)布時間：2021-12-01 23:27

　　本文通過對2507雙相不銹鋼在國內(nèi)研究和應(yīng)用調(diào)研的基礎(chǔ)上,運用室內(nèi)高溫高壓模擬腐蝕試驗、電化學(xué)測試和理化性能分析,并輔以SEM、XPS、EDS等現(xiàn)代分析方法,對2507雙相不銹鋼在超高溫環(huán)境的耐腐蝕性能進(jìn)行研究。室內(nèi)腐蝕失重試驗結(jié)果表明,在CO₂地層水環(huán)境中,2507雙相不銹鋼表現(xiàn)出優(yōu)異的耐均勻腐蝕性能,隨著溫度的升高,腐蝕速率增大,均屬于輕度腐蝕程度,同時2507雙相不銹鋼具有良好的抗CO₂地層水SCC性能;在甲酸鹽完井液環(huán)境中,2507雙相不銹鋼腐蝕速率在200℃時較低,屬于輕度腐蝕,當(dāng)溫度超過200℃時,腐蝕速率急劇升高,達(dá)到重度腐蝕標(biāo)準(zhǔn),并且隨著溫度的升高,腐蝕速率隨之升高;在酸化完井全程實驗中,2507雙相不銹鋼的耐蝕性較差,腐蝕速率屬于極嚴(yán)重腐蝕范疇,隨著溫度的升高,腐蝕速率變化較小,通過模擬2507雙相不銹鋼在鮮酸腐蝕溶液實驗,鮮酸在酸化完井全程實驗中對2507的腐蝕最嚴(yán)重,超過了標(biāo)準(zhǔn)可接受范圍。通過對2507雙相不銹鋼表面的腐蝕產(chǎn)物成分分析,表明2507雙相不銹鋼的鈍化膜成分主要由Cr、Fe、Ni的化合物組成。在CO_... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

507雙相不銹鋼金相顯微組織

9表2-32507雙相不銹鋼的硬度測試結(jié)果材料硬度值HRC，四個象限，每個內(nèi)外各打3個點2507檢測象限檢測部位1檢測部位2檢測部位3檢測部位4Ⅰ外層34343434內(nèi)層36363636Ⅱ外層35353535內(nèi)層36363536Ⅲ外層34343434內(nèi)層36363636Ⅳ外層35353435內(nèi)層363636362.2試樣的制備均勻腐蝕試樣尺寸為50mm×10mm×3mm，經(jīng)由320#、600#、800#1200#水砂紙打磨至表面粗糙度≤1.6μm，然后丙酮除油、酒精和蒸餾水清洗，最后測量尺寸和稱重，要求尺寸誤差不超過0.01mm，質(zhì)量誤差為0.1mg。電化學(xué)試樣的測試面積為1.13cm2，厚度為3mm，試樣用環(huán)氧樹脂密封其非工作面，再用320#、600#、800#、1200#水砂紙逐級打磨工作面，經(jīng)丙酮除油再用乙醇脫水烘干。應(yīng)力腐蝕（SCC）采用C環(huán)試驗法，C環(huán)SCC試樣為3/4圓環(huán)，外表面保持原始表面狀態(tài)，將外表面打磨，去除試樣表面原始缺陷或氧化皮，表面光潔度為0.81μm。圖2-2C環(huán)試樣加載方式2.3失重法2.3.1試驗條件及步驟（1）獨立地層水CO2腐蝕試驗依據(jù)油田實際工況，腐蝕試驗溫度選為180℃、200℃、220℃、240℃，溫度條件依次對應(yīng)的CO2分壓分別為4.16MPa、4.48MPa、4.8MPa、5.12MPa，試驗時間為360h。將試樣用丙酮除油、酒精脫水、冷風(fēng)吹干后用游標(biāo)卡尺測量尺寸（精確到0.01mm），并用電子天平稱重（精確到0.1mg）；將試樣安裝在特制的試驗架上，保證相互絕緣，放入高壓釜內(nèi)的腐蝕介質(zhì)中。通入高純氮氣2h進(jìn)行除氧，然后，通入CO2升壓升溫到設(shè)計要求（飽和蒸汽壓+CO2分壓）。試驗結(jié)束后清洗試樣表面的腐蝕介質(zhì)，再用無水酒

14（a）180℃（b）200℃（c）220℃（d）240℃圖3-22507雙相不銹鋼獨立CO2地層水試驗后試樣宏觀樣貌（清洗腐蝕產(chǎn)物前）（a）180℃（b）200℃（c）220℃（d）240℃圖3-32507雙相不銹鋼獨立CO2地層水試驗后試樣微觀形貌（清洗腐蝕產(chǎn)物前）（a）180℃（b）200℃（c）220℃（d）240℃圖3-42507雙相不銹鋼獨立CO2地層水試驗后試樣微觀形貌（清洗腐蝕產(chǎn)物后）3.2腐蝕產(chǎn)物成分分析采用掃描電子顯微鏡（SEM）對腐蝕試驗后試樣表面鈍化膜進(jìn)行能譜分析，分析圖譜位置如圖3-5所示，分析結(jié)果如表3-1所示，可知，Cr、Fe元素大量分布在試樣表面，說明腐蝕產(chǎn)物膜主要由Cr、Fe等金屬元素的化合物組成。鈍化膜的組成是不銹鋼耐蝕性能的關(guān)鍵，研究表明[33]，不銹鋼表面Cr、Fe、Ni等元素的富集會顯著提高鈍化膜的穩(wěn)定性和耐蝕性，其中Cr元素在腐蝕環(huán)境中形成Cr2O3等化合物能夠有效的抑制CO2對材料的腐蝕。為進(jìn)一步探究2507雙相不銹鋼在地層水CO2環(huán)境中鈍化膜的成分及結(jié)構(gòu)，50μm50μm50μm50μm50μm50μm50μm50μm

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鍋爐水冷壁垢下堿性腐蝕及實例分析[J]. 關(guān)鳳志,薛曉金.  冶金動力. 2019(07)
[2]NaCl溶液中介質(zhì)流動及Cr元素對低合金鋼腐蝕行為的影響[J]. 姜杉,柴鋒,楊才福.  熱加工工藝. 2019(02)
[3]雙相不銹鋼鈍化膜組成和結(jié)構(gòu)[J]. 王巍.  設(shè)備管理與維修. 2018(22)
[4]CO2滲入對C110管柱在甲酸鹽完井液中腐蝕行為的影響[J]. 李渭亮,張慧娟,杜春朝,陳東波,張雷,路民旭.  材料保護(hù). 2018(10)
[5]高溫條件下幾種耐蝕合金管柱材料的抗腐蝕性能對比分析[J]. 呂祥鴻,梁偉,計玲,梁建軍,謝俊峰,張春霞,趙國仙.  西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[6]高溫高壓CO2-Cl-共存體系下4種常用Cr鋼和碳鋼的腐蝕行為[J]. 張智,張澤霖,張怡然,張超,楊玉豪,黃亮,徐一龍.  材料保護(hù). 2018(09)
[7]常見應(yīng)力腐蝕標(biāo)準(zhǔn)試驗方法對比及應(yīng)用[J]. 黨恒耀,張亞軍,羅先甫,張文利.  理化檢驗(物理分冊). 2018(09)
[8]2507雙相不銹鋼在SO2污染模擬海水中的腐蝕行為[J]. 朱敏,朱濤,陳明,郭紹義,袁永鋒,俞高紅,聶輪.  工程科學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[9]重鉻酸鉀及相關(guān)化學(xué)性質(zhì)的實驗探究[J]. 張金恒,黃都,莫宇妃.  化學(xué)教學(xué). 2017(07)
[10]不同材質(zhì)油套管鋼的CO2腐蝕行為[J]. 謝濤,林海,許杰,竇蓬,陳毅,劉海龍.  表面技術(shù). 2017(01)

碩士論文
[1]304不銹鋼在3.5% NaCl溶液中點蝕行為研究[D]. 王標(biāo).南昌航空大學(xué) 2019
[2]超級13Cr不銹鋼油管在土酸酸化液中的腐蝕行為研究[D]. 趙志博.西安石油大學(xué) 2014
[3]酸化液對13Cr油管柱的腐蝕[D]. 張雙雙.西安石油大學(xué) 2014
[4]C、Si、Cr、Mo含量對2507鑄造雙相不銹鋼組織和性能的影響[D]. 張興洪.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[5]Ni、Mn、N對2507超級雙相不銹鋼組織和性能的影響[D]. 朱巖.哈爾濱理工大學(xué) 2014
[6]鎳基合金028材料在高含氯離子環(huán)境中的抗腐蝕性能[D]. 魏愛玲.西安石油大學(xué) 2011
[7]甲酸鹽鉆井液體系的應(yīng)用[D]. 曾慶林.西安石油大學(xué) 2010



本文編號：3527260