含CO-,2--H-,2-S環(huán)境中油管鋼的腐蝕行為及預(yù)測.pdf

1、以長慶氣田為應(yīng)用背景，利用動靜態(tài)高溫高壓釜裝置并輔以SEM、EDS和XRD等分析手段以及電化學(xué)方法，研究了溫度和壓力等環(huán)境參數(shù)對N80和P110油管鋼的CO2/H2S腐蝕行為的影響，探討了CO2/H2S腐蝕反應(yīng)的陰、陽極過程以及溫度對腐蝕電化學(xué)行為的影響，并在上述實驗基礎(chǔ)上，運用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了用于高溫高壓復(fù)雜腐蝕環(huán)境中油管鋼腐蝕速率預(yù)測模型，測試評價了抗CO2/H2S腐蝕油管及緩蝕劑的腐蝕行為。 研究發(fā)現(xiàn)：N80鋼在所試

2、驗的環(huán)境中，其腐蝕類型以均勻腐蝕為主，P110鋼則呈現(xiàn)明顯的局部腐蝕特征，不同溫度下的腐蝕產(chǎn)物膜成分均為FeS和/或FeS0.9，但兩種硫化物成分所占的比例與溫度密切相關(guān)。溫度的影響表現(xiàn)在：首先影響腐蝕產(chǎn)物膜的形成機(jī)制，繼而因腐蝕產(chǎn)物膜的保護(hù)性不同而影響腐蝕速率；隨著溫度的增加，兩種材料的腐蝕速率均呈現(xiàn)先增后降趨勢，且都在90℃時取得最大值。而PCO2/PH2S分壓比的影響則表現(xiàn)為隨著分壓比增大，兩種鋼的腐蝕速率呈多重拋物線變化關(guān)系，且

3、隨著時間延長腐蝕速率的這種拋物線變化周期也越來越長。在所研究的幾種主要因素中，CO2和H2S分壓是兩種影響CO2/H2S腐蝕速率的最主要因素，其作用依具體實驗條件而不同，二者的關(guān)系類似于一種競爭機(jī)制，均有可能成為決定因素。 研究還發(fā)現(xiàn)，在CO2/H2S腐蝕環(huán)境中，N80和P110材料的陽極過程，初期呈現(xiàn)雙容抗的特征，有膜時出現(xiàn)表征局部腐蝕的容抗和擴(kuò)散控制的Warburg阻抗；而陰極過程則只有H2S參與陰極還原；溫度對腐蝕的影響主

4、要體現(xiàn)在陰極行為上，隨著溫度的升高，阻抗圖中會出現(xiàn)Warburg阻抗，并且Warburg阻抗有隨著溫度升高而增大的趨勢?；诒疚膶嶒炈鄯e的大量試驗數(shù)據(jù)，運用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立了用于高溫高壓復(fù)雜腐蝕環(huán)境中油管鋼腐蝕速率的預(yù)測模型，找出了腐蝕速率與各主要因素之間的復(fù)雜關(guān)系，但是由于諸多因素的影響，其預(yù)測效果還有待于進(jìn)一步提高。 此外，含CO2/H2S環(huán)境中，本文所評價的緩蝕劑對液相腐蝕緩蝕性能良好，而對氣相腐蝕緩蝕作用有限，電