超高压高温油井中超级13Cr油管材料的耐蚀性

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本文以某油田为应用背景,利用高温高压试验设备并辅以SEM、EDS、XRD和XPS等现代分析手段,研究了超高压高温下超级13Cr油管钢的CO2、H2S腐蚀行为以及温度、CO2分压、Cl-浓度对超级13Cr钢腐蚀行为的影响:并研究了超级13Cr油管钢的电偶腐蚀和缝隙腐蚀行为。研究结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,随着温度和Cl-浓度的升高,超级13Cr钢的均匀腐蚀速率呈上升趋势,在温度为150℃时出现最大值0.0164mm/a,但腐蚀速率远小于0.1mmm/a;随着温度的升高,超级13Cr钢的局部腐蚀呈上升趋势,温度为150℃时的最大局部腐蚀速率可达1.1049mm/a;随着CO2分压升高,超级13Cr钢的均匀腐蚀速率先增大后减小;材料表面钝化膜主要成分为非晶态的Cr203。在模拟H2S腐蚀环境中,随着温度的升高,超级13Cr钢的均匀腐蚀速率先减小后增大;在模拟H2S/CO2共存腐蚀环境中,随温度升高,超级13Cr钢的均匀腐蚀速率在100℃下变化不大,当温度升高到160℃,全面腐蚀发生,腐蚀速率明显增大;试样表面的腐蚀产物主要为FeS。在试验所选条件下,超级13Cr具有良好的抗SSC性能。在模拟电偶腐蚀的小试样试验中,超级13Cr和P110的电偶腐蚀试验结果显示,P110发生严重的局部腐蚀。实物试验结果与小试样试验结果一致。在模拟缝隙腐蚀的小试样试验中,超级13Cr钢具有良好的抗缝隙腐蚀能力;在实物试验中,超级13Cr油管接箍、管体及结合部(密封台肩处)未出现点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀现象,这与小试样模拟试验结果一致。
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