柴油加氢装置关键换热器管束腐蚀机理研究

目的明确兰州石化柴油加氢装置某换热器管束(主要材质为15Cr Mo钢和321不锈钢)的腐蚀失效原因。方法采用高温高压釜试验和模拟铵盐结晶试验研究15Cr Mo钢和321不锈钢在服役介质中的腐蚀机理。结果 15Cr Mo钢的腐蚀失效形式表现为铵盐结晶下的快速均匀腐蚀和其他部位的点蚀;而321不锈钢的腐蚀失效形式则相反,主要表现为铵盐结晶下的点蚀。结论为避免铵盐结晶引起的腐蚀穿孔,建议提高换热器出口温度到230℃以上,将换热器出口的注水工艺改为注中和缓蚀剂,在加氢反应器出口增设脱氯罐。     

某油气集输管线腐蚀失效分析

目的掌握管道腐蚀机理,有针对性地提出防腐方案。方法现场进行腐蚀管段截取和介质取样,采用腐蚀失效管段管材分析、腐蚀介质成分分析和腐蚀产物分析的试验方法,室内开展管道腐蚀失效原因检测和分析。结果失效管段内表面存在不均匀的沉积物,且部分位置发生了剥离脱落,存在裂缝。管道管材性能满足20#钢的性能指标要求。输送介质矿化度高,Cl-和SO42-含量高。腐蚀产物主要成分是几种Fe的氧化物和氢氧化物,如Fe(OH)2、Fe2O3和Fe O(OH)等,也含有部分氯化物和硫化物。结论管道在介质中主要腐蚀类型为腐蚀产物引起的闭塞腐蚀,介质内含有H2S,在含水条件下管道发生了O2和H2S腐蚀,最终使管壁减薄失效。     

渤海L油田油井生产管柱腐蚀失效原因分析及对策

目的渤海L油田部分油井管柱频繁发生腐蚀失效穿孔,严重影响油田正常生产,为了延长井下管柱服役时间,对管柱腐蚀失效原因和防护对策进行分析。方法采用形貌观察、金相分析和扫描电镜等手段对失效管柱及腐蚀产物进行研究,同时从油田水离子组成、腐蚀性气体、细菌含量和管柱冲蚀等方面开展腐蚀原因分析。结果失效油井管柱主要为局部穿孔和断裂,管柱内表面呈溃疡状,颜色主要为黄褐色、黑色。失效管段的金相组织与基体的金相组织均为珠光体+铁素体,呈蜂窝状腐蚀特征。腐蚀产物主要为Fe、O和C。结论L油田油井管柱腐蚀的关键原因为油田水中溶解氧含量超标9倍以上,而氯离子质量浓度>3500 mg/L,硫酸盐还原菌超标4倍,促进了管柱的局部腐蚀。油井潜油电泵分离器入口处流体的流态变为旋流,流速大幅提升,引起冲蚀,加剧了分离器的腐蚀失效。建议L油田加强油田水中溶解氧和氯离子含量的监测和控制,腐蚀油井更换防腐油管和防腐电泵,提升分离器抗冲蚀性能。     

微生物膜下Q235钢腐蚀行为的表面分析

应用现代表面分析技术研究了Q235钢在硫酸盐还原菌(SRB)环境中的腐蚀行为.包括应用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察Q235钢表面的微生物膜形貌和腐蚀形貌,应用X射线衍射仪(XRD)和X光电子扫描仪(XPS)对Q235钢表面进行成分分析.结果表明微生物膜和硫化物膜在金属表面分布不均匀,进而形成浓差电池引起腐蚀,Q235钢的微生物腐蚀主要以点蚀形式发生.     

汽柴油加氢装置分馏塔进料/反应产物换热器管束腐蚀原因分析

对汽柴油加氢装置分馏塔进料/反应产物换热器E-102/1、2腐蚀穿孔的原因进行了分析,采用XRD、金相分析、细菌培养试验等方法,分析了工艺、设备、设计3个方面的原因,认为停工保护与变更管理制度不完善是造成换热器腐蚀穿孔的根本原因,碱洗管理制度不完善、氯化物引起的点蚀以及微生物腐蚀等原因共同作用导致了换热器的腐蚀穿孔。     

海上注聚井渗氮油管腐蚀失效原因

渤海S油田A2井渗氮防腐油管在注聚过程中发现多处腐蚀穿孔,为避免换管柱后再次发生腐蚀失效,通过腐蚀形貌观察、腐蚀产物分析、腐蚀介质分析对A2井油管腐蚀失效原因进行了研究。认为A2井油管部分渗氮层脱落,形成了电化学腐蚀的阳极,这是造成局部腐蚀的根本原因。注入水中存在较高含量的氯离子和硫酸盐还原菌,加剧了腐蚀进程,造成油管腐蚀穿孔,形成了以FeCO_3为主的腐蚀产物。建议加强渗氮油管质量管控,防止入井前渗氮层脱落,同时在注入水中加入杀菌剂减少细菌对腐蚀的影响,并在井下安装牺牲阳极短节预防腐蚀。     

腐蚀环境下典型“钛‒铝”复合耳片腐蚀防护性能研究

目的 研究腐蚀环境下典型“钛–铝”复合耳片的腐蚀防护性能。方法 开展典型“钛–铝”双耳两层结构的加速腐蚀环境试验,共10个周期。采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析结构的腐蚀形貌、腐蚀产物,研究“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护性能。结果 在腐蚀环境下,“钛–铝”复合耳片结构中衬套周围异种金属连接部位的电偶腐蚀敏感性高,其他部位防护体系的耐蚀性较好。经过10个周期的加速试验,衬套周围铝合金结构发生较为严重的点蚀,各蚀坑扩展相连,形成较大蚀坑。在第10周期,典型“钛–铝”复合耳片铜衬套周围铝合金蚀坑处出现裂纹扩展,并发生腐蚀疲劳破坏。结论 增强典型“钛–铝”复合耳片结构的腐蚀防护措施,加强典型“钛–铝”复合耳片异种金属接触部位的日常维护,能有效提高结构的腐蚀防护能力。     

不锈钢波纹管在海洋大气环境下的腐蚀失效分析

目的 研究热带海洋大气环境下06Cr19Ni10不锈钢波纹管的腐蚀失效机理。方法 对失效导管进行宏观形貌分析,确定宏观腐蚀特征。进一步对失效管段进行显微组织以及化学成分的分析。采用体式显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)开展失效管段的微观腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析。结果 宏观来看,导管上金属网套和波纹管外面有几处轻微腐蚀,波纹管侧面腐蚀略微严重,内部没有发现腐蚀。金相组织显示,波纹管基体材料为奥氏体晶粒,在U型波纹管顶部有少量马氏体存在,波纹管基体材料化学成分符合国标要求。扫描电镜下,波纹管外表面发生了严重的点蚀,在U型波纹管的顶部和波纹间的平台均有较大的点蚀坑,U型顶部的点蚀更为严重,并且波纹管不同部位发生了明显的晶间腐蚀。点蚀坑处的EDS显示,腐蚀产物多为Fe的氧化物,坑内还发现了少量的Cl^?,并且坑内产物的Cr元素含量明显少于基体。结论 由于波纹管固溶处理不当,导致晶界间贫铬,使材料表面大部分区域产生晶间腐蚀。同时由于波纹管顶部的塑性变形诱导马氏体生成,使得该处更容易发生点蚀,而海洋大气环境中的氯离子进一步促进了这种点蚀的发生,最终导致了波纹管的腐蚀失效,U型顶端发生的点蚀是材料失效的主要原因。     

汗液作用下铝合金眼镜架腐蚀失效分析

通过金相分析、扫描电子显微镜(SEM)观察和能谱分析等检测方法,对某铝合金/硫酸阳极氧化膜眼镜架在汗液环境中的腐蚀失效行为进行了失效分析,结果表明:铝合金/酸阳极氧化膜在汗液环境中发生了严重的腐蚀,腐蚀形式以点蚀为主,局部出现裂纹,腐蚀均发生在阳极氧化膜完整性发生缺陷的部位,铝合金基体在晶界上优先发生腐蚀,点蚀坑生长和裂纹扩展均沿晶界进行;阳极氧化膜完整的区域,阳极氧化膜腐蚀不明显.     

汽车用钢板弹簧失效分析

目的 研究汽车用钢板弹簧断裂失效原因.方法 通过宏观分析、金相检验、力学性能分析、材质分析、断口电镜扫描及能谱分析等测试手段,对汽车用钢板弹簧的断裂失效原因进行分析.结果 汽车用钢板弹簧的失效模式为疲劳裂纹源于表面腐蚀坑处的高周腐蚀疲劳断裂.首先,板簧表面存在异常磨损,导致防护漆层局部脱落,裸露的金属基体在腐蚀环境下出现表面腐蚀坑,外界拉应力作用及腐蚀坑底部应力集中叠加导致早期疲劳裂纹在腐蚀坑底部萌生并扩展.其次,板簧表面存在脱碳现象,导致板簧表面硬度及强度降低,表面耐腐蚀性能下降,为早期疲劳裂纹的萌生创造了条件.结论 控制热处理质量,避免表面脱碳;做好定期维护保养,在簧片间加石墨润滑剂,防止长时间干磨或挤压碰撞导致漆层早期脱落;及时清理附着的泥水,减小腐蚀几率;对存在隐患的在用板簧及时更换.     

碳钢管路在某型艇舱底水中的腐蚀原因分析

目的调查20号碳钢在海水和舱内污水中的腐蚀原因。方法采用全浸腐蚀试验、电偶腐蚀测试、电化学测试和腐蚀形貌分析等方法对某型艇碳钢海水管路的腐蚀原因进行研究。结果获得了20号碳钢在海水和舱内污水中的腐蚀速率、腐蚀电位、极化曲线、阻抗图谱、腐蚀形貌等数据。结论舱底碳钢管的腐蚀主要是由于管内海水的腐蚀、焊接对管材的热影响和舱内污水的腐蚀作用引起的,其中管内海水的腐蚀作用是主要因素。     

污水管道中硫循环三阶段模型研究综述

污水在管道输送的过程中很容易出现厌氧环境,产生的硫化氢常引起恶臭、中毒和腐蚀等一系列问题。这些问题可归结为因硫元素在管道中不同相态间的迁移转化所致,该过程主要包括三个阶段：污水中硫化物的产生和扩散、硫化氢由液相到气相的逸散以及管壁上硫化氢的氧化进而引起混凝土等管道腐蚀。对这三阶段机理模型进行了归纳总结,最后在三阶段模型的基础上阐述了控制和预防硫化氢问题的方法,从而为污水输送系统的运行、管理和设计提供参考。     

一种新型油井管材机械及防腐性能研究

目的重点评价一种新型油井管钢材00Cr9材质的拉伸强度、冲击韧性、硬度及螺纹连接等力学性能和防腐性能,为该新材质的使用条件提供理论依据。方法力学性能方面,根据GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》对00Cr9-110钢级的材料试样(2个)进行抗拉强度、屈服强度标准测试,参考API SPEC5CT(2011)对该材质(2个试样)的夏比V形缺口冲击韧性(CVN吸收能)进行测试。选取00Cr9管材(00Cr9-110钢级)和马氏体不锈钢13Cr两种材质进行显微维氏硬度对比测试,同时联合国家石油管材质量监督检验中心对00Cr9管材的螺纹连接性能进行实验分析。防腐性能方面,采用腐蚀质量损失实验和硫化氢环境下抗应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking,SCC)实验分别对其防二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)的耐蚀性能进行评价。腐蚀模拟实验采用磁力驱动反应釜来模拟实际腐蚀工况环境,实验过程中通过调节釜的转速带动试片模拟流速。材料的常温常压SCC实验设计的实验条件为NACE A溶液,设计加载80%实际屈服强度,温度为24℃,实验气体为0.1 MPa H2S,实验周期为30天,加载强度的方式包括C形环及单轴拉伸。结果00Cr9材质较常规13Cr管材降低了金属中的含碳量,并细化了晶粒组织,使钢材中的杂质均匀化,减少了金相中的组织缺陷,从而提高了油井管的机械强度与耐蚀性能,大幅提高了现场作业效率。该材质的抗拉强度和冲击韧性满足要求,维氏硬度(HV1=256)出现硬度轻微超标的现象(规定HV1<250),螺纹连接性能达标。在低温含CO2的环境中点蚀速率很小,主要为均匀腐蚀,腐蚀质量损失满足要求。应力腐蚀开裂敏感性高,容易发生硫化物应力腐蚀开裂,不满足NACE MR0175抗硫要求。建议在90℃以下、含CO2和不含H2S的井下环境中使用。结论目前00Cr9材质油井管价格低于普通13Cr材质管材,在渤海区域大规模应用可降低油田开发成本,未来有望在渤海地区取代目前常用的13Cr材质油井管材。     

富营养化淡水中黑色金属试样腐蚀加速的微生物学机制研究

目的探究黑色金属在污染淡水中后期腐蚀加速规律的生物学机制。方法采用高通量测序分析A3钢在富营养化水体和清洁水体中腐蚀产物内微生物的种群结构,并结合元素分析和XPS分析。结果获得了A3钢的腐蚀产物内微生物的门水平物种分布柱状图、OTU估计数统计表、OTU韦恩图、硫酸盐还原菌各属的相对丰度、微生物属水平热图等数据。结论在富营养化水体中,硫酸盐还原菌呈现更显著的水平,造成金属的硫化腐蚀更为严重,验证了黑色金属在富营养化污染淡水水体中后期腐蚀速率反转加速的现象。     

碳钢在淡水环境中的腐蚀行为

介绍了碳钢在淡水环境中的腐蚀行为及影响因素。淡水环境中碳钢主要存在电化学腐蚀和微生物腐蚀。在淡水环境中,碳钢的电化学腐蚀行为与淡水中的含氧量,淡水的流速以及淡水中的溶解成分等因素关系密切。此外,在含沙的淡水环境中,沙粒对碳钢的冲刷腐蚀也是一种重要的腐蚀行为。而在碳钢的微生物腐蚀中,目前的研究主要是围绕硫酸盐还原菌展开。     

船用低合金钢焊接件腐蚀行为研究

目的研究船用低合金钢焊接件在海水中的腐蚀行为。方法采用金相组织观察、极化曲线、电化学阻抗谱测试,以及扫描振动电极技术(SVET),对船用低合金钢焊接件在天然海水中的腐蚀行为进行研究。结果船用低合金钢焊接件中热影响区与焊缝区及母材区金相组织发生明显分化,热影响区腐蚀倾向最大,耐蚀性最差,并且易与母材区形成电偶发生破坏。SVET测试结果表明,最大阳极电流出现在热影响区,随着浸泡时间的延长集中于靠近母材处。结论焊接件各区域间组织存在较大差异,热影响区成为最易发生腐蚀破坏的区域,在海水中阳极反应发生在热影响区,随浸泡时间延长电流增大,腐蚀加重。     

混合氢管道的腐蚀失效分析

针对原油劣质化导致蜡油加氢处理装置原料中硫、氮、氯等腐蚀性杂质含量增加,装置腐蚀风险增大等情况,通过分析加氢处理装置混合氢管道的腐蚀状况,试验测定了管道所处的环境中介质的腐蚀性杂质的类型和含量,分析了管道材料的化学成分,进行了管道材料的金相组织分析,以及腐蚀穿孔部位材料的电子显微分析和微区EDX分析,对管道内部的流体流动状态进行了模拟计算,确定了混合氢管道三通的腐蚀失效原因,提出了防止管道腐蚀失效的技术措施。     

表面喷丸对Aermet100钢耐蚀性影响

目的 探究表面喷丸处理对于Aermet100钢耐蚀性能的影响。方法 借助显微观察、电化学测量及XRD分析等手段,开展喷丸与未喷丸2类A100钢试件的中性盐雾试验。结果 腐蚀形貌上,两者腐蚀表面变化均为先出现红褐色物质,后出现红棕色与绿色絮状物,在出现变化的时间上相差约1个周期。随着腐蚀时间增长,XRD衍射峰发生右移,2类试件XRD结果均在144 h变化明显。中性盐雾试验电化学结果与海洋环境下电化学结果在溶液电阻、腐蚀产物电阻和腐蚀反应电阻上均有差异,自腐蚀电位略低,自腐蚀电流则低了2个数量级。结论 两者腐蚀现象规律一致,XRD衍射峰右移表明试件晶格参数变小。2类试件腐蚀速率呈现增加到减缓再到增加的趋势。喷丸能明显提高A100钢的耐蚀性。