核桃壳过滤器内构件的选材及防护措施研究

发布时间：2020-07-21 20:26

【摘要】：在油田中,由腐蚀引起的核桃壳过滤器内构件的失效问题频出。本文在国内外核桃壳过滤器内构件选材应用调研的基础上,针对Q345R容器用钢和2205双相不锈钢,研究了其在模拟油田采出水中的腐蚀行为,为防护措施提供理论基础。本文采用失重法和电化学测试方法,研究了Q345R和2205在模拟核桃壳过滤器内构件不同环境中的腐蚀行为。Q345R的失重结果表明:在CO_2+溶解氧及CO_2/H_2S+溶解氧环境中,Q345R的腐蚀速率随温度升高,略有波动;在H_2S+溶解氧的环境中,Q345R的腐蚀速率随温度升高逐渐增大。电化学测试结果表明:在CO_2/H_2S+溶解氧环境中,Q345R的电化学腐蚀倾向相对较小,电化学腐蚀动力学阻力较大,抗腐蚀性能相对较好;在CO_2+溶解氧及H_2S+溶解氧环境中,Q345R的电化学腐蚀倾向相对较大,电化学腐蚀动力学阻力较小,抗腐蚀性能相对较差。由此可见,Q345R的耐蚀性能对服役环境敏感。对2205的研究结果表明:在CO_2+溶解氧环境中,随温度升高,2205的腐蚀速率先增大后减小;在H_2S+溶解氧及CO_2/H_2S+溶解氧的环境中,随温度升高,腐蚀速率逐渐增大。在空气+溶解氧环境中的试样自腐蚀电位较高,即在该环境中发生电化学腐蚀的趋势较小;在CO_2+溶解氧及H_2S+溶解氧环境中的试样自腐蚀电位和自腐蚀电流密度接近,表明这两种环境发生电化学腐蚀的趋势相差不大。在CO_2/H_2S+溶解氧环境中,2205的电化学阻抗谱拟合的腐蚀电荷转移电阻R_(ct)较小,电化学腐蚀动力学阻力较小,抗腐蚀性能较差,与极化曲线以及失重腐蚀试验结果一致。采用恒电流极化、开路电位、工作电位和极化曲线等电化学测试手段研究温度因素对核桃壳过滤器内构件阴极保护中的电化学性能影响规律,同时对腐蚀后的阳极表面形貌及产物微观形貌进行了观察。在30℃和50℃,对Al-Zn-In-Cd和Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极两组试样研究的结果表明:在H_2S/CO_2+溶解氧的高矿化度油田采出水模拟环境中,Al-Zn-In-Mg-Ti阳极开路电位较Al-Zn-In-Cd阳极负,具有较大的腐蚀驱动力。当对Al-Zn-In-Mg-Ti阳极施加恒电流极化后,其表面一直处于活化状态,溶解状态良好。随温度的升高,电流效率下降,阳极的开路电位、工作电位呈负移趋势,溶解性能变好,阳极溶解形貌由温度较高时的均匀溶解,转化为低温时的局部腐蚀溶解。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE983
【图文】：

技术路线示意图

将试验材料加工成棒状试样，试样的尺寸大小如图2-1 所示，在万能试验机上对试样的拉伸性能进行测试，通过分析应力-应变曲线，得到材料的力学性能指标。图 2-1 试样的拉伸尺寸图

（4）硬度在室温（20℃）条件下依据GB/T 231.1-2009标准使用布氏硬度计对材料进行硬度测试。硬度试样尺寸为25mm×15mm×l0mm的试样，打点如图2-2所示。在测试前，顺次用320#，600#，800#，1200#砂纸将试样表面磨平、抛光使得试样表面粗糙度小于1.6μm，并对试样进行丙酮脱脂处理、冷风吹干。试验时，至少应在试样3个不同的位置测定硬度，且压痕中心距试样边缘距离应不小于压痕平均直径的2.5倍，两相邻压痕中心距离至少为压痕平均直径的3倍。图 2-2 布氏硬度的打点示意图（5）显微组织试样的加工尺寸是 10×10×10mm

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