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L360管线钢及其焊接接头在CO_2/H_2S介质中的腐蚀行为研究

作　者: 张娇娇
导　师: 赵景茂
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: L360管线钢 焊接接头 微观组织 CO2腐蚀 H2S腐蚀 温度 Cl~-浓度 极化曲线
分类号: TG172
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 81次
引　用: 1次
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内容摘要


随着油气工业的不断发展,含CO2、H2S等的强腐蚀性介质给油气田开发带来严峻的挑战。本文模拟油田现场工况环境,利用失重法、电化学方法以及表面分析手段等较系统的研究了L360管线钢及其焊接接头在饱和CO2/H2S溶液中的腐蚀行为及其不同因素的影响。本文分别考查了L360管线钢焊接接头上各个热经历区的金相显微组织状态及分布,进行了相应的硬度测试,并且对每个热经历区域进行了独立的微区电化学性能测试和研究。结果表明,L360管线钢焊接接头各微区显微组织具有不同的结构及特征。在模拟腐蚀溶液进行电化学测试,焊接接头各微区Ecorr,icorr不同,构成了一个多电极体系,其中热影响区易遭受到优先的腐蚀溶解。加入缓蚀剂可以有效抑制焊缝腐蚀。另外,从实际环境出发考查了温度、腐蚀时间、溶液pH、以及气液相等因素对L360管线钢在模拟油田深层水溶液中的CO2/H2S腐蚀的影响,使用EDS、SEM和XRD对腐蚀产物进行了观察和分析。结果表明,温度对腐蚀速率的影响很大,随着温度的升高,腐蚀速率先增大后减小,50℃时达到最大值,生成的腐蚀产物主要为FeS1-x；降低溶液pH值、增加溶液中的Cl-浓度均使L360钢的腐蚀加剧。从腐蚀产物表面来看,气相腐蚀产物表面疏松,并有点蚀坑出现,液相腐蚀产物致密无点蚀坑出现。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章 绪论  12-28
  1.1 引言  12-13
  1.2 管线钢焊接接头腐蚀的研究  13-17
    1.2.1 焊缝的腐蚀研究  13
    1.2.2 焊接热影响区的腐蚀研究  13-14
    1.2.3 焊缝腐蚀的原因  14-16
    1.2.4 焊缝腐蚀的解决方法  16-17
  1.3 焊缝区腐蚀的类型及其机理  17-18
    1.3.1 焊缝区的腐蚀类型  17
    1.3.2 焊缝区选择性腐蚀机理  17-18
  1.4 焊缝腐蚀的研究方法  18-20
  1.5 二氧化碳腐蚀机理及影响因素  20-22
    1.5.1 二氧化碳腐蚀机理  20-22
    1.5.2 二氧化碳的腐蚀影响因素  22
  1.6 硫化氢腐蚀机理及影响因素  22-24
    1.6.1 硫化氢腐蚀机理  22-23
    1.6.2 硫化氢腐蚀的影响因素  23-24
  1.7 二氧化碳和硫化氢共同腐蚀机理及影响因素  24-25
    1.7.1 二氧化碳和硫化氢共同腐蚀机理  24-25
    1.7.2 二氧化碳和硫化氢共同腐蚀的影响因素  25
  1.8 论文选题的目的和意义  25-28
第二章 实验部分  28-36
  2.1 研究方案  28
  2.2 实验用原材料及试剂  28-29
  2.3 实验仪器  29-30
  2.4 腐蚀介质与环境  30-31
  2.5 实验方法  31-36
第三章 L360管线钢焊接接头在CO_2/H_2S体系中腐蚀研究  36-48
  3.1 管线钢焊接接头的显微组织性能研究  36-39
    3.1.1 金相分析  36-38
    3.1.2 显微硬度测试及分析  38-39
  3.2 腐蚀失重及产物分析  39-41
  3.3 管线钢焊接接头的电化学性能研究  41-43
  3.4 缓蚀剂对焊缝腐蚀的抑制作用  43-46
  3.5 本章小结  46-48
第四章 L360管线钢在含CO_2/H_2S介质中腐蚀行为研究  48-68
  4.1 实验方法  48
  4.2 碳钢在静态条件下的腐蚀  48-63
    4.2.1 腐蚀时间对CO_2/H_2S腐蚀的影响  48-49
    4.2.2 温度对CO_2/H_2S腐蚀的影响  49-53
    4.2.3 氯离子浓度对L360钢在含CO_2/H_2S介质中腐蚀行为影响  53-57
    4.2.4 pH对L360钢在含CO_2/H_2S介质中腐蚀行为影响  57-58
    4.2.5 L360钢在含CO_2/H_2S介质中气液相腐蚀行为  58-63
  4.3 抗CO_2/H_2S腐蚀的缓蚀剂的研究  63-66
    4.3.1 不同缓蚀剂评价结果  64
    4.3.2 缓蚀剂加量与温度对腐蚀速率的影响  64-66
  4.5 本章小结  66-68
第五章 结论  68-70
参考文献  70-74
致谢  74-76
作者攻读学位期间发表的学术论文  76-78
作者和导师简介  78-79
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  79-80

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 各种类型的金属腐蚀
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