20CrMo抽油桿腐蝕機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國油田開采年限的增加，抽油桿的服役環(huán)境越來越惡劣，抽油桿的斷裂事故不斷發(fā)生。失效的最主要的原因是腐蝕疲勞破壞。抽油桿腐蝕疲勞實(shí)驗(yàn)的條件要求非?？量?，所以目前對抽油桿失效的研究主要集中在其疲勞壽命上，對腐蝕研究很少。針對這種情況，本文選用廠家提供的抽油桿作為基材，在疲勞實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)，研究腐蝕速率、腐蝕形貌、腐蝕產(chǎn)物和腐蝕機(jī)理。 本文首先根據(jù)疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)和抽油桿的配合要求，自行設(shè)計(jì)了一套抽油桿疲

2、勞實(shí)驗(yàn)專用夾具。根據(jù)疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果從廠家提供的五種抽油桿中選出抗疲勞性能最好的在3.5％的NaCl溶液中，不同的溫度和pH值下，分別做飽和二氧化碳腐蝕及溶解氧腐蝕的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)掛片實(shí)驗(yàn)。通過電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，得到了不同溫度、不同pH值及不同腐蝕液等條件下的自腐蝕電位Ecorr-t曲線和Tafel曲線。 結(jié)果表明在開放體系的腐蝕液中，抽油桿的自腐蝕電位會(huì)隨溫度的升高或pH值減小而負(fù)移，腐蝕傾向增大。 在二氧化碳溶液中，自腐蝕電

3、流和腐蝕速率開始隨溫度的升高而增大，但到70℃時(shí)出現(xiàn)極大值。 溫度再升高，腐蝕電流和腐蝕速率下降。在溶解氧的溶液中，自腐蝕電流以及腐蝕速率均隨著溫度升高或pH值減小而增大。通過靜態(tài)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)，利用失重法測量了各種條件下的腐蝕速率，觀察了不同腐蝕液下掛片的腐蝕形貌，分析了腐蝕產(chǎn)物。 二氧化碳腐蝕形貌為孔蝕，腐蝕產(chǎn)物為FeCO3和FeO(OH)，而溶解氧的腐蝕呈現(xiàn)潰瘍狀的腐蝕特征，腐蝕產(chǎn)物為Fe3O4和FeO(OH)。為進(jìn)