2205双相不锈钢在井下环境中的耐蚀性能研究

发布时间：2020-11-10 02:16

　　 本文在对国内外2205双相不锈钢管材研发和应用调研的基础上,进行了理化性能、室内模拟腐蚀、电化学测试分析等试验,并辅以SEM,EDS,XRD及XPS等现代分析技术,对2205在井下苛刻腐蚀环境中的抗腐蚀性能进行了研究并明确其耐蚀机理。室内模拟腐蚀试验结果表明:在CO_2腐蚀环境中,2205双相不锈钢表现出优异的抗CO_2腐蚀性能,其良好的抗腐蚀性能来源于Cr元素在其表面富集形成的Cr_2O_3钝化膜;腐蚀速率最高仅为0.0076mm/a;其抗腐蚀性能随温度或Cl~-浓度的升高基本呈降低趋势,但随CO_2分压的升高,其腐蚀速率先增大后保持不变;在CO_2和CO_2+H_2S环境中,2205双相不锈钢具有良好的抗SCC能力,而在CO_2+H_2S+单质S的腐蚀环境中,单质S的添加使得试样发生了应力腐蚀开裂;在鲜酸腐蚀条件下,2205的腐蚀速率较高,但仍在标准规定的一级范围内;对比可知,2205在独立残酸和独立地层水CO_2腐蚀环境中的腐蚀非常轻微;在酸化完井全过程中,井深越深,2205双相不锈钢的腐蚀速率越大,且最大点蚀深度基本上呈现出减小趋势;在完井液腐蚀环境中,其均匀腐蚀速率随CO_2含量升高不断增大,但仍为轻度腐蚀。电化学测试结果表明:在鲜酸腐蚀环境中,缓蚀剂的添加使得2205的耐蚀性显著增强;其自腐蚀电流密度随温度升高而增大,使得腐蚀速率增大,耐蚀性下降;在残酸、地层水CO_2、完井液腐蚀环境中,2205的阳极极化曲线均有明显钝化区,腐蚀反应为阳极反应过程控制,腐蚀速率均保持在较低的水平;在鲜酸腐蚀环境中,随温度升高缓蚀剂粒子在金属表面先吸附后脱落且吸附能力逐渐减弱,腐蚀进程明显加剧;在残酸、地层水CO_2、完井液腐蚀环境腐蚀环境中,随着温度的升高,2205的极化电阻均呈现出下降趋势,但依旧很大,具有良好的抗腐蚀性能。
【学位单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG178
【文章目录】：
摘要
英文摘要
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 双相不锈钢的发展与应用
        1.2.1 双相不锈钢的发展
        1.2.2 双相不锈钢的应用
    1.3 双相不锈钢的耐蚀性能
        1.3.1 双相不锈钢的失效形式
        1.3.2 双相不锈钢的国内外研究现状
        1.3.3 双相不锈钢腐蚀的影响因素
        1.3.4 双相不锈钢腐蚀评价方法
    1.4 研究方案、技术路线
        1.4.1 研究方案
        1.4.2 技术路线
第二章 试验材料及试验方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 2205 双相不锈钢的理化性能
        2.1.2 2205 双相不锈钢的显微组织
    2.2 高温高压腐蚀试验方法
        2.2.1 试样及设备
        2.2.2 试验条件及步骤
        2.2.3 腐蚀速率的计算及评价标准
        2.2.4 腐蚀产物清洗方法
    2.3 电化学测试分析
    2.4 应力腐蚀开裂试验
第三章 2205双相不锈钢在地层水环境中的耐蚀性能研究
    3.1 抗均匀腐蚀及点蚀性能
2环境中的腐蚀行为'>        3.1.1 不同温度下CO₂环境中的腐蚀行为
2分压环境中的腐蚀行为'>        3.1.2 不同CO₂分压环境中的腐蚀行为
2环境中的腐蚀行为'>        3.1.3 不同Cl-浓度下CO₂环境中的腐蚀行为
        3.1.4 分析与讨论
    3.2 抗应力腐蚀开裂性能
    3.3 本章小结
第四章 2205双相不锈钢高温高压酸化试验腐蚀行为研究
    4.1 酸化液腐蚀行为研究
        4.1.1 鲜酸腐蚀行为研究
        4.1.2 残酸腐蚀行为
2腐蚀行为分析'>    4.2 独立地层水CO₂腐蚀行为分析
        4.2.1 腐蚀速率及形貌分析
        4.2.2 腐蚀产物膜的电化学特性
    4.3 酸化完井全过程腐蚀
    4.4 本章小结
第五章 2205双相不锈钢在完井液中的腐蚀行为研究
    5.1 腐蚀速率及形貌分析
    5.2 腐蚀产物膜的电化学特性
    5.3 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

【参考文献】

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本文编号：2877315