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含O2高温高压CO2环境中3cr钢腐蚀产物膜特征

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物理化学学报 2013年第11期29卷 2405-2414页

作者：林学强柳伟张晶董帅张海龙李效波徐川川路民旭北京科技大学新材料技术研究院腐蚀与防护中心北京100083 中海油田服务股份有限公司天津300450

采用高温高压反应釜分别开展3cr钢在CO2和O2共存、单独CO2和单独O2三种气体条件下的腐蚀实验,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)和电化学方法研究了3cr钢在高温高压含有O2的CO2环境中的腐蚀产物膜特征... 详细信息

采用高温高压反应釜分别开展3cr钢在CO2和O2共存、单独CO2和单独O2三种气体条件下的腐蚀实验,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)和电化学方法研究了3cr钢在高温高压含有O2的CO2环境中的腐蚀产物膜特征.结果表明,在含有O2的CO2的条件下,3cr钢表面腐蚀产物膜疏松多孔,主要成分为FeCO3、Fe3O4和Fe2O3,腐蚀产物中未见明显cr元素富集,3cr钢表现出点蚀的腐蚀形态.3cr钢在高温高压含O2的CO2腐蚀条件下内外膜层电阻(Rf1、Rf2)和电荷传递电阻Rt均比仅含有CO2腐蚀环境的低,双电层电容(Cdl)和内外膜层电容(Cf1、Cf2)均比仅含有CO2腐蚀环境的高.含有O2的CO2条件下,其保护性显著低于单一CO2条件下形成的腐蚀产物膜.提出了在含O2的CO2气体条件下,3cr钢表面存在由多种物质组成的腐蚀产物,这导致腐蚀产物疏松多孔,不会形成单一CO2条件下存在的显著提高腐蚀产物膜保护性的cr(OH)3层,从而促进了3cr钢的析氢腐蚀和酸性介质中的吸氧腐蚀的机理.

关键词： O2腐蚀 CO2腐蚀 3cr钢腐蚀速率腐蚀形貌

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3cr钢电阻焊小油管的性能

腐蚀与防护 2021年第8期42卷 34-39页

作者：任永峰李鸿斌何石磊宋海辉王涛田小江施宜君宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院宝鸡721008 国家石油天然气管材工程技术研究中心宝鸡721008 中国石油集团石油管工程技术研究院西安710077

通过理化性能检测、电化学测试、高温高压CO_(2)腐蚀试验和氢致开裂试验对3cr钢电阻焊(ERW)小油管的理化性能、电化学性能、耐高温高压CO_(2)腐蚀性能、耐H2S腐蚀性能等进行了研究。结果表明:其理化性能完全满足API SPEC 5CT-2018标准要... 详细信息

通过理化性能检测、电化学测试、高温高压CO_(2)腐蚀试验和氢致开裂试验对3cr钢电阻焊(ERW)小油管的理化性能、电化学性能、耐高温高压CO_(2)腐蚀性能、耐H2S腐蚀性能等进行了研究。结果表明:其理化性能完全满足API SPEC 5CT-2018标准要求;3cr钢的自腐蚀电位、阻抗均也高于N80钢的;在高温高压CO_(2)腐蚀环境中,3cr钢的腐蚀速率为0.93 mm/a,N80钢的腐蚀速率为1.29 mm/a;3cr钢ERW小油管母材对氢致开裂不敏感,而焊缝对氢致开裂敏感,焊缝处硬度超标是其对氢致开裂敏感的主要原因。

关键词： 3cr钢 CO_(2)腐蚀 H2S腐蚀氢致开裂电阻焊(ERW)油管

3cr钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

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材料保护 2014年第3期47卷 12-15,19页

作者：秋兴利薛玉娜王荣中国兵器西北工业集团第7323厂甘肃兰州730020 西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065

采用电化学测量技术、静态和动态浸泡试验研究了3cr钢在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为，从而为3cr钢在Cl-腐蚀环境中的使用提供参考。结果表明：3cr钢在动态腐蚀条件下比静态腐蚀时具有较正的开路电位、较高的电化学腐蚀速率和低的电化学... 详细信息

采用电化学测量技术、静态和动态浸泡试验研究了3cr钢在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为，从而为3cr钢在Cl-腐蚀环境中的使用提供参考。结果表明：3cr钢在动态腐蚀条件下比静态腐蚀时具有较正的开路电位、较高的电化学腐蚀速率和低的电化学阻抗；长期静态浸泡后，动态腐蚀加速了3cr钢的腐蚀，点蚀更为严重；在25～80℃内，动态腐蚀速率在60℃时为最大值。

关键词：腐蚀速率动态腐蚀静态腐蚀 NaCl溶液 3cr钢电化学测量浸泡

高温蒸汽环境中CO2分压对3cr钢腐蚀的影响

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钢铁研究学报 2018年第7期30卷 548-554页

作者：曾德智董宝军石善志于会永陈禹欣鲁文婷西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500 中石油新疆油田公司工程技术研究院新疆维吾尔自治区克拉玛依市834000

为了研究CO2分压对3cr钢在高温蒸汽环境中腐蚀的影响。利用高温高压釜模拟CO2辅助蒸汽驱注气井工况,在160℃,CO2分压为1~4MPa的条件下,对3cr钢进行了失重挂片腐蚀实验,得到3cr钢的腐蚀速率,并利用SEM、EDS、XRD及XPS观测了3cr钢的腐蚀... 详细信息

为了研究CO2分压对3cr钢在高温蒸汽环境中腐蚀的影响。利用高温高压釜模拟CO2辅助蒸汽驱注气井工况,在160℃,CO2分压为1~4MPa的条件下,对3cr钢进行了失重挂片腐蚀实验,得到3cr钢的腐蚀速率,并利用SEM、EDS、XRD及XPS观测了3cr钢的腐蚀形貌及产物组成。结果表明：在实验条件下,3cr钢的腐蚀速率均小于油田腐蚀控制指标（0.076mm/a）,且随着CO2分压的升高,其腐蚀速率先升高后降低;CO2分压为1~2MPa时,腐蚀产生的FeCO3逐渐沉积在试样的表面,使FeCO3晶体的数量逐渐增多;CO2分压为3~4MPa时,腐蚀产物中的FeCO3晶体有少量溶解,FeCO3晶体棱角逐渐变圆,形成的腐蚀产物变得更加致密。含CO2高温蒸汽环境中,CO2分压主要影响FeCO3的沉积和溶解,从而影响了3cr钢腐蚀产物膜的保护性,进一步影响3cr钢的腐蚀速率。

关键词： CO2分压 CO2辅助蒸汽驱高温蒸汽 3cr钢腐蚀产物形貌

温度对3cr钢在CO2-O2环境中腐蚀的影响

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钢铁研究学报 2019年第6期31卷 573-581页

作者：朱春明刘刚芝董社霞李效波董宝军柳伟中海油田服务股份有限公司油田生产事业部天津300450 北京科技大学新材料技术研究院北京100089

为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100~60℃循环的温度条件下,对3cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3C... 详细信息

为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100~60℃循环的温度条件下,对3cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3cr钢在模拟工况下的腐蚀速率和极化曲线,并利用SEM、XRD、EDS分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明,温度由60升高至100℃时,腐蚀速率由0.552增长至1.920 mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292 mm/a;60和100℃时,腐蚀产物均为单层膜结构,且存在点蚀坑;在100-60℃高-低温循环时,腐蚀产物为双层膜结构,且存在直径约为4μm的腐蚀坑。温度主要影响3cr钢腐蚀产物膜的结构和点蚀的形态,60和100℃时,点蚀坑内的聚集的Cl-离子使点蚀向纵深处发展,在100-60℃高-低温循环时,溶液中的O2促进了点蚀的横向发展,而腐蚀坑底部富集的cr将阻碍点蚀的纵向发展。注多元热流体热力采油过程应充分考虑温度变化对3cr钢腐蚀的影响,同时也要考虑温度变化引起3cr钢点蚀的敏感性。

关键词： 3cr钢 CO2-O2腐蚀温度腐蚀产物膜点蚀电化学

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3cr钢连铸过程的数值模拟

热加工工艺 2021年第15期50卷 51-56页

作者：崔艳雨秦永祥中国民航大学机场学院天津300300

基于多物理场仿真软件COMSOL建立了3cr钢连铸的二维模型,研究了模具外侧总传热系数、浇铸速度、浇铸温度对3cr钢连铸过程的影响。结果表明:模具表面总传热系数与模具中3cr钢的最低温度呈负相关,即传热系数越大,最低温度越小;为了保证钢... 详细信息

基于多物理场仿真软件COMSOL建立了3cr钢连铸的二维模型,研究了模具外侧总传热系数、浇铸速度、浇铸温度对3cr钢连铸过程的影响。结果表明:模具表面总传热系数与模具中3cr钢的最低温度呈负相关,即传热系数越大,最低温度越小;为了保证钢棒质量,模具表面总传热系数应为600~800 W/(m^(2)·K)。当浇铸速度介于1.0~2.0mm/s时,糊状区的宽度几乎不随浇铸速度的增大而改变,浇铸速度对糊状区的影响不大,但浇铸速度应低于2.0 mm/s,否则在模具底端会出现3cr钢非完全凝固的现象。随着浇铸温度的增加,在糊状区所产生的涡流强度减小,已凝固的3cr钢的最大Von Mises应力降低。

关键词： 3cr钢连铸数值模拟

3cr钢和碳钢在含CO_2环境中的腐蚀速率对比

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表面技术 2013年第1期42卷 29-31,38页

作者：任永峰毕宗岳李周波宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院宝鸡721008 国家石油天然气管材工程技术研究中心宝鸡721008

模拟长庆苏里格油田的液体环境,并通入CO2,采用腐蚀失重法,对比研究了普通3cr钢和碳钢在高温高压和常温常压两种条件下的腐蚀行为。结果表明:该模拟腐蚀环境中,3cr钢和碳钢在常温常压条件下的腐蚀速率分别为0.118 mm/a及0.408 mm/a,碳... 详细信息

模拟长庆苏里格油田的液体环境,并通入CO2,采用腐蚀失重法,对比研究了普通3cr钢和碳钢在高温高压和常温常压两种条件下的腐蚀行为。结果表明:该模拟腐蚀环境中,3cr钢和碳钢在常温常压条件下的腐蚀速率分别为0.118 mm/a及0.408 mm/a,碳钢的腐蚀速率是3cr钢的3倍多;当温度和压力提高后,3cr钢的腐蚀速率为1.59 mm/a,与碳钢的1.54 mm/a相当。

关键词： 3cr钢碳钢 CO2 腐蚀速率

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3cr钢在CO_2环境中的腐蚀试验研究

腐蚀与防护 2012年第S1期33卷 147-150页

作者：张仁勇施岱艳姜放陈勇彬张金钟鞠岚中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司成都610041 中国石油天然气集团公司石油管工程重点实验室酸性气田管材腐蚀与防护研究室成都610041

利用高温高压反应釜研究了两种3cr钢在模拟中海油CO2环境中的腐蚀行为,在温度为60℃,CO2分压为1.5MPa以及介质流速为1m/s的条件下,两种3cr钢呈现较明显的均匀腐蚀,平均腐蚀速率分别达到1.3614mm/a、1.2172mm/a。结合SEM和EDS分析手段研... 详细信息

利用高温高压反应釜研究了两种3cr钢在模拟中海油CO2环境中的腐蚀行为,在温度为60℃,CO2分压为1.5MPa以及介质流速为1m/s的条件下,两种3cr钢呈现较明显的均匀腐蚀,平均腐蚀速率分别达到1.3614mm/a、1.2172mm/a。结合SEM和EDS分析手段研究了3cr钢的CO2腐蚀产物。结果表明,其产物为富cr产物膜,cr的富集程度越高,cr和Fe原子的分数比越大,产物膜的保护性能就越好。

关键词： 3cr钢 CO2腐蚀腐蚀产物膜微观形貌

3cr钢和13cr钢在高矿化度CO_2环境中的腐蚀行为

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腐蚀与防护 2014年第12期35卷 1221-1225页

作者：朱培珂邓金根闫伟李明洋吴山彭程中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中材科技(苏州) 苏州215021

为了预测油井管钢在高矿化度、含CO2的储层环境中可能发生的腐蚀,为该储层推荐在开发周期内安全经济的材质,采用高温高压反应釜研究了3cr钢和13cr钢在模拟储层环境中的腐蚀行为,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X... 详细信息

为了预测油井管钢在高矿化度、含CO2的储层环境中可能发生的腐蚀,为该储层推荐在开发周期内安全经济的材质,采用高温高压反应釜研究了3cr钢和13cr钢在模拟储层环境中的腐蚀行为,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)分析了3cr钢和13cr钢的腐蚀产物膜特征。从腐蚀速率、清理腐蚀产物后试样的表观特征、腐蚀产物的表面形貌、横截面腐蚀试样形貌和腐蚀产物化学成分方面探讨了3cr钢和13cr钢在CO2环境中的腐蚀特征随温度和含水率的变化规律及反应时间对其的影响。结果表明,3cr钢在CO2分压为0.2MPa,Cl-含量139 552mg/L的环境中会发生极严重腐蚀,且试样表面产物膜在微观上分布不均匀,存在局部不完整;13cr钢发生轻度腐蚀,在所测试样中未观测到点蚀,即3cr钢不适用于该高矿化度CO2环境而13cr钢能够满足要求。

关键词： CO2腐蚀高矿化度 3cr钢 13cr钢腐蚀形貌