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腐蚀机理研究

高温高压环境中材料的腐蚀机理研究

石油管材和很多石油装备多在高温、高压的环境中服役,无论腐蚀的热力学和动力学都与温度和压力有密切关系。高温、高压环境中材料的失效规律和机理与室温常压下有显著区别,因此须对高温、高压环境中使用的材料进行腐蚀评价研究。

配备了高温、高压模拟试验装备,试验温度可达220℃,试验压力可达50MPa。可对大部分高温高压环境条件下材料的腐蚀机理进行研究。

CO2/H2S多相流环境中材料的腐蚀机理研究

石油工业的多相流主要是气相、液相和固相多相共存且流动的多相流,由于各相间的互相促进,其腐蚀性有时比单相介质严重的多。

H2S腐蚀和CO2腐蚀是油田管材和设备遇到的两类最普遍的腐蚀形式。H2S腐蚀会造成SCC、SSC、HIC、SWC、SZC、SOHIC失效以及材料均匀及局部腐蚀减薄,CO2腐蚀主要是局部腐蚀,造成材料减薄、穿孔失效。

两类腐蚀与温度和压力存在密切关系,研究的重点是腐蚀速率随温度、压力、介质成分的变化趋势,同时需要考虑HCO3-、CL-、露点温度、油类型、流速、流态、气水比、汽油比、含硫量、含氧量、缓蚀率等等因素的影响。在此方面进行了大量研究工作。

 海洋环境中材料的腐蚀

海洋环境中的腐蚀表现为不同材料的腐蚀形态不同,同种材料在不同区域的腐蚀不同。海洋环境中腐蚀防护一般采用合理选材、有机涂层及涂装或者耐蚀金属包覆、添加缓蚀剂、电化学阴极保护等措施。

在海洋腐蚀防护方面,完成了数项海底管道腐蚀、集气集油管线腐蚀、桩柱腐蚀的研究工作,可进行以下工作:

l盐雾试验分析;

l涂覆层测试;

l海水模拟试验;

l海洋环境腐蚀失效分析。

    炼化行业中材料的腐蚀机理研究

炼化装置常会遇到如下问题: 1)高硫、高酸、高盐原油使设备防腐出现了新的问题,油田使用的各种添加剂可能引起有机氯的问题;2)设备长期高压运行,满负荷运行,可能导致材料高温蠕变、冲刷、应力腐蚀、材料劣化等问题;3)大量使用加氢装置,材料出现晶间腐蚀、不锈钢敏化、高温氢腐蚀等问题;因此对设备的腐蚀及防护有更高的要求。

在以下几方面解决炼化行业材料的腐蚀及防护问题:

l高温氧化、高温硫/环烷酸腐蚀、高温H2S/H2腐蚀、高温氢腐蚀;

lHCL+H2S+H2O腐蚀、烟气露点腐蚀、酸性水腐蚀、湿硫化氢应力腐蚀;

l挂片、探针、FSM等腐蚀监测;

l弯头、阀门、孔板、出入口的冲蚀问题;

l设备失效分析;

l炼化装置腐蚀问题的综合治理,包括检验、选材、模拟试验、预测评价等。

   新型的石油开采方式对材料的腐蚀研究

新的采油工艺包括:丛式井采油、水平井采油、高能气体压裂采油、液体火药压裂采油、泡沫压裂采油、CO2压裂采油、微生物采油、聚合物驱提高采收率、CO2驱提高采收率、碱+聚合物提高采收率、声波超声波采油、电磁加热油层采油、磁能清蜡、除垢、降粘、增注采油、振动采油、核能采油等等,与以往的采油方式有很大区别。在稠油开采方面采用的主要方法包括:掺活性水降粘、掺油降粘、热水循环降粘、电热降粘、火烧油层、热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱等。这些新工艺的出现可能带来设备的新的腐蚀问题。

为了应对这些新的石油开采对设备、工具带来的腐蚀问题,开展以下工作:

l材料抗冲蚀性能试验研究;

l材料高温高压腐蚀机理研究;

l材料细菌腐蚀研究;

l材料电化学腐蚀研究;

l材料CO2H2SCL-环境腐蚀研究;

l设备、工具失效分析。

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