00Cr9NiMo钢耐蚀性规律研究

发布时间：2020-09-27 11:34

　　石油管道在我们的石油和天然气开采工业中发挥着极其重要的作用,油气田开采中因腐蚀现象所造成的损失,是极其巨大且需要尽快着手解决的。含铬元素类不锈钢材料通过添加9%至14%(质量分数)的Cr元素,且在比较严苛的腐蚀环境中也能保持较高的抗CO_2腐蚀性。本文主要研究00Cr9NiMo多元含铬钼耐二氧化碳腐蚀油井管,降低油气田开采过程中的使用成本,应用于温度为60-90℃、二氧化碳分压低于3 MPa的油气田中,年腐蚀速率小于0.076 mm/a,具有相对较低的成本,在服役时不发生点蚀反应现象。对00Cr9NiMo钢进行力学性能测试,以及各类耐蚀性评估,补充耐蚀性能数据,探究腐蚀性能影响因素,提升实验钢的耐蚀性能,对热处理工艺进行优化。通过腐蚀失重实验、扫描电镜(SEM)、金相观察、原位统计分析、电子探针(EMPA)等手段对实验钢在实验室模拟油井开采环境条件下的耐蚀性进行了分析,重点探究温度、C元素含量、CO_2气体分压、调质处理工艺对实验钢耐蚀性的影响。对实验钢的屈服强度、抗拉强度、硬度、延伸率、冲击功进行测试,通过腐蚀失重实验确定920℃淬火与640℃回火的调质工艺。中低温环境下,9Cr-0.085C钢和13Cr钢的耐蚀效果等同。在不高于90℃的情况下,调质处理后的试验钢腐蚀速率可达到工程使用要求(0.076 mm/a),且60℃环境下各类试验钢均表现出较为优异的耐蚀性能。可得出结论温度越低,CO_2对含铬钢的腐蚀效果也会有极大的减缓,00Cr9NiMo实验钢的抗氢致开裂性能(HIC)十分出色,抗硫化物应力腐蚀(SSCC)结果较差,SEM、EMPA结果发现实验钢的成分偏析较为严重,存在Cr的碳化物析出。
【学位单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE988.2
【部分图文】：

示意图,V型缺口,试样,尺寸

第2 章实验材料和方法于研制出的含铬钢将运用到油田开采的油井管工程实际运用中，根据工求，因此必须对其进行力学性能的测试，满足实际工程服役的性能要求学实验室对冲击试验参照国家标准，即《金属夏比缺口冲击试验方法229-1994)的测定方法，对实验钢选取标准的半冲击试样（规格为：55 mm mm），实验室采用摆锤式夏比冲击实验机（型号为 JB30B 式），对实验学性能的冲击性能测定，同样，参照国家标准《金属材料室温拉伸试验B/T228.1-2010)的测定方法，对实验钢选取拉伸试样进行力学性能的拉伸，实验室采用 WE-300 型拉伸实验机对试验钢进行拉伸实验。2）试样准备准的夏比冲击半尺寸试样（R0.25的 V 型缺口）制样尺寸与规格如下图 2采用螺纹状拉伸样品试样尺寸与规格如下图 2.2 所示。

示意图,规格尺寸,螺纹,实验室

实验室采用 WE-300 型拉伸实验机对试验钢进行拉伸实验。（2）试样准备标准的夏比冲击半尺寸试样（R0.25的 V 型缺口）制样尺寸与规格如下图 2.1室采用螺纹状拉伸样品试样尺寸与规格如下图 2.2 所示。图 2.1 标准的夏比冲击半尺寸试样（R0.25的 V 型缺口）尺寸示意图Fig. 2.1 The diagram of the standard Charpy v-notch i MPact sample

金相照片,金相照片

- 15 -图 2.3 00Cr9NiMo 实验钢的金相照片Fig. 2.3 Metallographic photos of 00Cr9NiMo experimental steel

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