發(fā)布時(shí)間：2020-07-21 20:26

【摘要】：在油田中,由腐蝕引起的核桃殼過濾器內(nèi)構(gòu)件的失效問題頻出。本文在國(guó)內(nèi)外核桃殼過濾器內(nèi)構(gòu)件選材應(yīng)用調(diào)研的基礎(chǔ)上,針對(duì)Q345R容器用鋼和2205雙相不銹鋼,研究了其在模擬油田采出水中的腐蝕行為,為防護(hù)措施提供理論基礎(chǔ)。本文采用失重法和電化學(xué)測(cè)試方法,研究了Q345R和2205在模擬核桃殼過濾器內(nèi)構(gòu)件不同環(huán)境中的腐蝕行為。Q345R的失重結(jié)果表明:在CO_2+溶解氧及CO_2/H_2S+溶解氧環(huán)境中,Q345R的腐蝕速率隨溫度升高,略有波動(dòng);在H_2S+溶解氧的環(huán)境中,Q345R的腐蝕速率隨溫度升高逐漸增大。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明:在CO_2/H_2S+溶解氧環(huán)境中,Q345R的電化學(xué)腐蝕傾向相對(duì)較小,電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué)阻力較大,抗腐蝕性能相對(duì)較好;在CO_2+溶解氧及H_2S+溶解氧環(huán)境中,Q345R的電化學(xué)腐蝕傾向相對(duì)較大,電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué)阻力較小,抗腐蝕性能相對(duì)較差。由此可見,Q345R的耐蝕性能對(duì)服役環(huán)境敏感。對(duì)2205的研究結(jié)果表明:在CO_2+溶解氧環(huán)境中,隨溫度升高,2205的腐蝕速率先增大后減小;在H_2S+溶解氧及CO_2/H_2S+溶解氧的環(huán)境中,隨溫度升高,腐蝕速率逐漸增大。在空氣+溶解氧環(huán)境中的試樣自腐蝕電位較高,即在該環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的趨勢(shì)較小;在CO_2+溶解氧及H_2S+溶解氧環(huán)境中的試樣自腐蝕電位和自腐蝕電流密度接近,表明這兩種環(huán)境發(fā)生電化學(xué)腐蝕的趨勢(shì)相差不大。在CO_2/H_2S+溶解氧環(huán)境中,2205的電化學(xué)阻抗譜擬合的腐蝕電荷轉(zhuǎn)移電阻R_(ct)較小,電化學(xué)腐蝕動(dòng)力學(xué)阻力較小,抗腐蝕性能較差,與極化曲線以及失重腐蝕試驗(yàn)結(jié)果一致。采用恒電流極化、開路電位、工作電位和極化曲線等電化學(xué)測(cè)試手段研究溫度因素對(duì)核桃殼過濾器內(nèi)構(gòu)件陰極保護(hù)中的電化學(xué)性能影響規(guī)律,同時(shí)對(duì)腐蝕后的陽極表面形貌及產(chǎn)物微觀形貌進(jìn)行了觀察。在30℃和50℃,對(duì)Al-Zn-In-Cd和Al-Zn-In-Mg-Ti犧牲陽極兩組試樣研究的結(jié)果表明:在H_2S/CO_2+溶解氧的高礦化度油田采出水模擬環(huán)境中,Al-Zn-In-Mg-Ti陽極開路電位較Al-Zn-In-Cd陽極負(fù),具有較大的腐蝕驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)對(duì)Al-Zn-In-Mg-Ti陽極施加恒電流極化后,其表面一直處于活化狀態(tài),溶解狀態(tài)良好。隨溫度的升高,電流效率下降,陽極的開路電位、工作電位呈負(fù)移趨勢(shì),溶解性能變好,陽極溶解形貌由溫度較高時(shí)的均勻溶解,轉(zhuǎn)化為低溫時(shí)的局部腐蝕溶解。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE983
【圖文】：

技術(shù)路線示意圖

將試驗(yàn)材料加工成棒狀試樣，試樣的尺寸大小如圖2-1 所示，在萬能試驗(yàn)機(jī)上對(duì)試樣的拉伸性能進(jìn)行測(cè)試，通過分析應(yīng)力-應(yīng)變曲線，得到材料的力學(xué)性能指標(biāo)。圖 2-1 試樣的拉伸尺寸圖

（4）硬度在室溫（20℃）條件下依據(jù)GB/T 231.1-2009標(biāo)準(zhǔn)使用布氏硬度計(jì)對(duì)材料進(jìn)行硬度測(cè)試。硬度試樣尺寸為25mm×15mm×l0mm的試樣，打點(diǎn)如圖2-2所示。在測(cè)試前，順次用320#，600#，800#，1200#砂紙將試樣表面磨平、拋光使得試樣表面粗糙度小于1.6μm，并對(duì)試樣進(jìn)行丙酮脫脂處理、冷風(fēng)吹干。試驗(yàn)時(shí)，至少應(yīng)在試樣3個(gè)不同的位置測(cè)定硬度，且壓痕中心距試樣邊緣距離應(yīng)不小于壓痕平均直徑的2.5倍，兩相鄰壓痕中心距離至少為壓痕平均直徑的3倍。圖 2-2 布氏硬度的打點(diǎn)示意圖（5）顯微組織試樣的加工尺寸是 10×10×10mm

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