普光气田腐蚀与防护技术

针对普光气田高含H_2S (13%～18%)和CO_2(8%～10%),输送介质对站场及管道的腐蚀问题,从设计、选材、内外防腐、腐蚀监测等方面进行分析,提出防护控制措施,确保气田的安全平稳可控进行。     

硫磺回收装置腐蚀机理与防护分析

目的对硫磺回收装置的腐蚀机理进行细化研究。方法研究NH4HS垢下腐蚀、CO2-H2O腐蚀、H2S-H2O腐蚀、H2SO4/H2SO3腐蚀、硫高温腐蚀等几种腐蚀情形,为预防设备管线腐蚀提供相应的理论依据,并且通过硫磺回收装置的液硫及管线腐蚀、高温掺和阀腐蚀、阀门腐蚀及点火枪部位腐蚀等典型案例进行详尽分析。结果通过能谱(EDS)对现场损坏管线分析得知,在液硫界面产生的氧、碳、硫等腐蚀产物导致液硫池蒸汽管线和伴热管腐蚀断裂、液硫泵壳腐蚀。该部分腐蚀产物与液硫池中的水发生反应,生成多种酸(硫酸、亚硫酸等)造成腐蚀。随着液位逐渐升高,腐蚀范围不断上升和扩大。结论由于高温掺和阀阀芯基本处于800~1000℃的高温环境中,大量的单质硫、二氧化硫、硫化氢及有机硫物质在高温环境中,形成高速气流,设备经过高速气流的冲刷,造成严重的腐蚀。同时NH4HS结晶在阀门或点火枪部位析出,在流速较低的部位发生沉积,导致设备功能下降和电化学垢下腐蚀。通过分析硫磺回收装置的工艺原理、腐蚀机理及腐蚀现状,结合具体案例分析,提出相对应的防护措施。     

渤海油田中深层低含H2S气井油套管选材研究

目的解决渤海油田中深层低含H2S井下环境的油套管安全选材问题。方法利用高压釜模拟气井的腐蚀环境,对不同材质的备选油套管钢在不同井深模拟工况条件下的腐蚀速率和应力腐蚀开裂行为进行研究,采用电子扫描显微镜(SEM)及其能谱仪(EDS)和X射线衍射分析仪(XRD),分析或检测腐蚀形貌、腐蚀产物的组成,综合考虑均匀腐蚀和开裂,提出该气田的油套管选材方案。结果碳钢在气田工况下均未发生应力腐蚀开裂,但腐蚀速率高,为0.242~0.6003 mm/a。S13Cr在气田工况下均未发生应力腐蚀开裂,中层开发井工况下的最大腐蚀速率为0.0399 mm/a,深层开发井工况为0.1633 mm/a。超级双相不锈钢2507、镍基合金2535在该气田工况下应力腐蚀开裂敏感性低,腐蚀速率分别为0.0122 mm/a及0.0083 mm/a。结论超级13Cr马氏体不锈钢(S13Cr)材质适用于地层温度低于180℃的中层开发井全井段使用,2507超级双相不锈钢及2535镍基合金材质适于温度高于180℃的深层开发井,为节约深层开发井的投资,可以考虑采取组合管柱防腐方案。     

雅克拉凝析气田集气管道腐蚀研究与治理

对雅克拉凝析气田单井集输系统腐蚀状况进行分析,得出该腐蚀主要是CO_2腐蚀和冲刷腐蚀综合作用的结论,提出并实施相应的防腐对策。     

3Cr管材在含氧气驱生产井中腐蚀行为与防护研究

目的针对注含氧气体开发井筒管材腐蚀问题,系统性开展生产井动态腐蚀实验研究,明确注含氧气体开发井筒全寿命周期管材腐蚀速率的大小,为全寿命周期防腐材质选择及防腐措施提供数据支撑和参考。方法采用模拟渤海某油田生产井井口(27℃、2.0 MPa)、井中(98℃、13 MPa)、井底(135℃、18 MPa)工况,进行不同含氧量条件下的动态腐蚀实验,O2含量占总气体的3%(摩尔分数),采用模拟油田伴生气组分(CO2含量占伴生气组分的4.13%、总气体组分的4.01%),实验周期为14d,实验材质3Cr管材,对照组采用13Cr材质,仅在井底工况进行试验分析。结果由于生产井中O2(3%)和CO2(4.01%)共存,O2对CO2腐蚀起到显著催化作用,同时地层水电导率远高于注入井中的去离子水,因而随含氧量的升高,管材腐蚀速率急剧升高。3Cr和13Cr材质的腐蚀速率均远高于极严重腐蚀等级,单独使用材质防腐不适用于目标油田生产井工况。结论针对氧气、二氧化碳协同腐蚀的工况特征,应采用3Cr材质加咪唑啉类缓蚀剂进行防腐,同时加强氧气浓度检测,或者考虑采用ISO 15156-3推荐的双相不锈钢22Cr、超级双相不锈钢25Cr或28Cr。     

普光气田硫冷器换热管材料腐蚀试验研究

针对普光气田脱硫单元酸性气的腐蚀环境,选择10#渗铝钢、08Cr2AlMo钢、10#钢、ND钢4种管材为研究对象,进行腐蚀试验研究,获取上述材料的平均腐蚀速率,为硫冷器的换热管选材提供参考.结果表明,ND钢和10#钢在模拟腐蚀环境中耐应力腐蚀和均匀腐蚀的能力优于10#渗铝钢和08Cr2AlMo钢.     

页岩气田腐蚀特征、细菌来源及腐蚀对策

分析了国内外的页岩气田腐蚀案例及腐蚀特征,采用平行绝迹稀释法对某页岩气田生产整个流程的一系列水样开展了细菌测量,对细菌来源进行了溯源研究。结果表明:页岩气田的油管及集输系统普遍存在细菌腐蚀问题;从压裂到生产全流程,配置压裂液的水源、压裂液及返排水的水样中均含大量细菌,细菌的来源包括地面和井下。最后根据页岩气田腐蚀特征和细菌的来源,提出了相应的腐蚀控制对策。     

浅析直升机的外场腐蚀防护

目的为加强和改进直升机腐蚀防护工作提供依据。方法通过X1和X2系列直升机的典型腐蚀案例,对直升机腐蚀原因及危害性进行分析。结果由于使用环境恶劣等原因,现役X1和X2系列直升机普遍存在腐蚀问题,已成为严重影响直升机使用维护、经济修理和飞行安全的关键因素。结论从外场防腐改进、腐蚀检测、定期冲洗去除直升机表面腐蚀性污染物、防腐涂层的保护和修复、先进的防腐技术的应用、单机腐蚀监控等方面提出了直升机外场腐蚀防护的措施。     

飞机继电器腐蚀防护与控制要求

为解决飞机继电器因腐蚀而导致性能退化甚至失效的问题,从飞机继电器的设计、制造、检查和修理等方面提出腐蚀防护与控制要求.首先,针对继电器的使用环境、腐蚀特点,在继电器常见腐蚀失效模式基础上,提出了继电器腐蚀防护与控制的一般要求;其次,从材料选择、表面防护、密封设计、零件加工和装配工艺等方面提出腐蚀防护设计和制造要求;再次,按照检查准备、检查程序、检查标准、电气性能检查、腐蚀修理等步骤,研究制定了飞机继电器腐蚀检查与修理要求;最后,结合飞机日益严峻的腐蚀损伤现状,对继电器在使用过程中的腐蚀预防与控制方法进行了探索研究.     

硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件电偶腐蚀的防护作用研究

目的 研究YTF-3硬膜缓蚀剂对由TC4螺栓、不锈钢螺母、7050铝合金及TC4钛合金夹层板组成的组件电偶腐蚀的影响作用。方法 利用硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件和夹层板进行整体腐蚀防护处理,并通过盐雾加速腐蚀试验。将齿轮槽螺栓与无耳托板自锁螺母安装连接后,进行自然环境加速腐蚀试验,腐蚀后对螺栓螺母以及夹层板的腐蚀情况进行拍照检查,采用图像处理方式对腐蚀情况进行评价,并通过室温拉伸试验对钛合金螺栓腐蚀前后的力学性能情况进行对比分析。结果 经过腐蚀试验后,TC4螺栓和铝合金组件刷涂缓蚀剂区域比未刷涂缓蚀剂区域的平均腐蚀面积要小。不锈钢螺母与TC4钛合金组件刷涂缓蚀剂区域出现明显褶皱和破损现象。对比了试验前后钛合金螺栓的最大拉断载荷,发现降幅仅为0.5%。结论 铝合金夹层板会遭受电偶腐蚀,而YTF-3缓蚀剂可以有效隔绝腐蚀介质渗入固定间隙,大幅缓解电偶腐蚀,而钛合金螺栓在加速腐蚀试验中并未发生明显的腐蚀,并且力学性能无明显改变。     

高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率与电位关系研究

采用恒电位仪监测了高强钢在质量分数为3.5%的NaCl溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展期间的开路电位,研究了腐蚀疲劳裂纹扩展速率与开路电位变化值之间的关系,同时建立了它们之间的关系模型,腐蚀疲劳裂纹扩展速率的对数与开路电位变化值之间呈线性关系.     

Zn-Al和Al-RE热喷涂涂层的耐蚀性研究

使用高速电弧喷涂技术在Q235钢表面制备了Zn-Al和Al-RE涂层。分别研究了Zn-Al和Al-RE两种涂层在铜加速醋酸盐雾实验中的耐蚀性能。通过扫描电子显微镜分析了Zn-Al和Al-RE涂层腐蚀前后的微观组织形貌,结果表明Zn-Al涂层的耐蚀性能优于Al-RE涂层。     

高温耐磨粘结铜除铜工艺研究

目的获得经济且环境友好型化学溶解高温耐磨粘结铜的工艺。方法采用正交实验获得化学溶解除铜的最佳工艺参数,利用电化学手段测试铜及炮管基体在两种溶液体系最优配方中的E-t曲线和极化曲线,通过连续失重法分析铜在腐蚀溶液中的腐蚀溶解规律,并观察溶解后的表面形貌。结果化学溶解除铜工艺最优配方分别为过氧化氢-柠檬酸(H2O2(质量分数为0.8%)+C6H8O7(质量浓度为6 g/L)+温度θ为30℃+pH值为10)、溴酸钾-柠檬酸(KBrO3(质量浓度为30 g/L)+C6H8O7(质量浓度为30 g/L)+温度为30℃+pH值为10)。腐蚀溶解初始阶段,铜基体表面氧化膜逐渐溶解破坏,腐蚀电位变负,溶解速率加快,随后铜基体裸露,进入稳定溶解过程,反应速率逐渐趋于稳定。在溴酸钾-柠檬酸体系中铜的自腐蚀电流密度比过氧化氢-柠檬酸体系中高2个数量极,表现出更强的阳极活化能力和腐蚀溶解速度。结论铜在两种溶液体系中表现出快速稳定的溶解速度,炮管基体的腐蚀速率比铜小2~3个数量级,具有良好的耐蚀能力。     

典型铝合金在江津自然大气环境中的腐蚀行为研究

通过在我国江津典型工业污染大气环境进行大气暴晒实验,测定了1060纯铝、2A12铝合金和7A04铝合金在该地区的腐蚀速率,利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线谱（EDX）、红外光谱（FT—IR）和X射线衍射仪（XRD）观察分析3种铝合金腐蚀表面形貌、元素分布和腐蚀产物结构。结果表明：随腐蚀时间的延长,铝及其合金腐蚀产物不断增多,失重数值增加,腐蚀失重与时间的关系呈幂函数规律（C—A t^n）;腐蚀产物形貌呈块状或粒状,呈现不均匀的凹凸形貌;腐蚀产物主要为Al（OH）3和Al2（SO4）3·14H2O;耐蚀性能由强至弱依次为1060〉2A12〉7A04。     

阴极极化对高强钢焊接件应力腐蚀敏感性的影响

目的研究不同极化电位下高强钢焊接件在海水中的应力腐蚀敏感性。方法采用慢应变速率试验(SSRT)和电化学阻抗技术来判定不同极化电位条件下高强钢焊接件在海洋环境中应力腐蚀敏感性的大小,利用扫描电镜和三维视频测试技术观察试样断裂处的颈缩情况和断裂方式。结果在E corr~-0.9 V电位区间内,高强钢焊接件在海水中没有明显的应力腐蚀敏感性;在-1.1~-1.2 V电位区间内,焊接件断口出现脆性断裂特征,力学性能下降明显,具有很强的应力腐蚀敏感性。结论阴极极化对高强钢焊接件在海水中的应力腐蚀敏感性影响显著。     

锈层对船体钢耐腐蚀性能影响研究

选择5种不同类型的船体钢,在3%(质量分数)NaCl溶液中浸泡1 a,用金相显微镜观察内、外锈层形貌特征和腐蚀形貌,分析锈层下钢的腐蚀特征;记录自腐蚀电位(OCP)的变化,评价锈层对腐蚀倾向性的影响;利用电子探针(EMPA)分析锈层的形貌和内锈层元素分布;通过计算质量损失得到钢的平均腐蚀速率。结果表明,外锈层对钢腐蚀的影响较小;内锈层的缺陷与钢腐蚀形貌中的腐蚀坑对应;当钢中的Ni和Cr元素含量较高时,由于Cr元素在其内锈层和基体交界面富集,其平均腐蚀速率最小。     

烟囱用耐候钢在海水脱硫中的腐蚀研究及寿命预测

通过电化学技术、现场暴露试验研究了海水脱硫对电厂烟囱钢内衬Corten4N的腐蚀行为影响,并利用灰色模型GM（1,1）对烟囱内衬在实施海水脱硫工艺后的使用寿命进行了预测。研究结果表明,实施海水脱硫工艺后会加速烟囱内衬Corten钢的腐蚀且在烟囱140112高度附近腐蚀速率最大;Corten钢在腐蚀初期腐蚀速率逐渐增大,约1a后进入稳定腐蚀状态;Corten钢焊缝区相对于基体是阴极,处于被保护状态;Corten钢在海水脱硫烟气中最大腐蚀速率的灰色预测公式为x（k＋1）=-0.43211e-0.10515k＋0.45811。     

基于不变矩理论的腐蚀等级评定方法研究

基于腐蚀图像包含大量腐蚀信息的客观现实,将数字图像技术和不变矩理论应用于腐蚀图像预处理和特征提取,用腐蚀图像的7个不变矩特征值来描述腐蚀形貌特征,利用概率神经网络模式识别技术,建立了以不变矩为特征参数的概率神经网络模式识别模型,实现了金属材料腐蚀等级的评定。以铝合金材料在EXCO溶液中加速腐蚀等级评定为例,分析表明,不变矩作为一种高度浓缩的图像特征,能够表示腐蚀形貌与腐蚀特征的映射关系,该方法简单易行,识别率可达到87.95%,满足工程应用要求。     

铝合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用极化曲线法和交流阻抗法,分析了ZL102和LF6铝合金在不同pH的3%NaCl溶液中的腐蚀特性,并用金相显微镜观察了铝合金的微观组织。结果表明,2种铝合金的自腐蚀电位都随着pH的升高变得愈负;除pH=9.5的情形之外,ZL102铝合金的腐蚀速率均小于LF6铝合金;LF6铝合金结构的不均匀性与其加入的合金化元素是导致其耐蚀性能较ZL102铝合金差的主要原因。     

表面处理技术提高混凝土内置钢筋耐久性的研究

采用热喷涂Zn金属涂层、涂覆环氧树脂涂层和电沉积Zn/钝化等表面处理方式,对混凝土内置钢筋进行处理,通过电化学交流阻抗谱技术(EIS),探讨处理后的钢筋在混凝土中的腐蚀行为,并与未经防护的钢筋进行了比较。结果发现,在混凝土包覆的条件下,三种涂(镀)层对抑制混凝土内置钢筋的腐蚀均具有明显作用;相比之下,环氧涂层(保证涂层不遭受机械损伤或焊接破坏)抑制钢筋腐蚀的效果更好。