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普碳钢与不锈钢腐蚀机理探讨

普碳钢与不锈钢腐蚀机理探讨

普碳钢与不锈钢腐蚀机理探讨

在焦化行业中,为提高设备和管道的耐腐蚀性,除采取各种刷漆,内衬等措施外,更换不锈钢材质的设备,成为有效而简洁的办法。为什么碳钢容易腐蚀,而不锈钢不容易腐蚀,其机理是什么?不锈钢管道如何避免腐蚀?本文针对普碳钢和不锈钢的腐蚀机理进行了如

下探讨。

金属腐蚀的本质是氧化还原反应。即金属在一定条件下,失去电子被氧化生成化合物的过程。根据腐蚀的原因,又将金属腐蚀分为化学腐蚀和电化腐蚀两大类。

①化学腐蚀:金属跟非电解质直接接触被氧化,没有电流产生。如:铁在高温时跟氯气化合,高温下轧制钢材时,铁被氧化成氧化铁等。

②电化学腐蚀:是不纯的金属或合金跟电解质水溶液接触,构成无数微小原电池而发生的锈腐过程。较活泼的金属被氧化,有微弱电流产生。电化腐蚀比化学腐蚀更普遍,危害更大,是金属腐蚀的主要形式。实际上,两种腐蚀往往同时发生。

在普通碳素钢中,碳以石墨形式均匀分布在合金中,金属表面吸附水膜,再溶解进CO2等气体便成了电解质溶液,与钢铁构成了无数微小原电池,铁是负极,石墨等杂质是正极。钢铁发生电化腐蚀时,由于钢铁表面的水膜性质不同,可发生析氢或吸氧腐蚀。一般以吸氧的电化学腐蚀为主(前文已作阐述)。

不锈钢耐腐蚀是由于在不锈钢表面生成了一层极薄的、粘着性好的、半透明的氧化铬薄膜。这层膜一旦遭到破坏,钢中的铬与大气中的氧发生化学反应就能迅速地恢复这层薄膜,同时,机械损伤也能很快再生成一层保护薄膜,从而防止腐蚀。

不锈钢和碳钢螺栓在等级的划分与标识方法

不锈钢和碳钢螺栓在等级的划分与标识方法有区别: 碳钢螺栓的等级分为3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级,小数点前后的数字分别表示螺栓材料的公称抗拉强度和屈强比,例如:标记8.8级螺栓表示材料的抗拉强度达到800MPa,屈强比为0.8即其屈服强度达到800X0.8=640MPa; 不锈钢螺栓的等级分为45、50、60、70、80,材料主要分奥氏体A1、A2、A4,马氏体和铁素体C1、C2、C4,其表示方法例如A2-70,“--”前后分别表示螺栓材料和强度等级。 螺栓的材料和许用应力 (1)螺栓材料 常用材料:Q215、Q235、25和45号钢,对于重要的或特殊用途的螺纹联接件,可选用15Cr ,20Cr,40Cr,15MnVB,30CrMrSi等机械性能较高的合金钢。 (2)许用应力 螺纹联接件的许用应力与载荷性质(静、变载荷) 、联接是否拧紧,预紧力是否需要控制以及螺纹联接件的材料、结构尺寸等因素有关。精确选定许用应力必须考虑上述各因素,设计时可参照表11-4选择。 表11-4 螺栓、螺钉、螺柱、螺母的性能等级 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 (≤M16) 8.8 (>M16) 9.8 10.9 12.9 螺栓、螺钉、螺柱抗拉强度极限 sb /MPa 公称 300 400 500 600 800 800 900 1000 1200 min 330 400 420 500 520 600 800 830 900 1040 1220 屈服强度极限 ss /MPa 公称 180 240 320 300 400 480 640 640 720 900 1080 min 190 240 340 300 420 480 640 660 720 940 1100 布氏硬度HB min 90 109 113 134 140 181 232 248 269 312 365 推荐材料 10 Q215 15

304不锈钢的腐蚀

304不锈钢的腐蚀 应力腐蚀 应力腐蚀是指零件在拉应力和特定的化学介质联合作用下所产生的低应力脆性断裂现象。 应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。 它的发生一般有以下四个特征:一、一般存在拉应力,但实验发现压应力有时也会产生应力腐蚀。二、对于裂纹扩展速率,应力腐蚀存在临界KISCC,即临界应力强度因子要大于KISCC,裂纹才会扩展。三、一般应力腐蚀都属于脆性断裂。四、应力腐蚀的裂纹扩展速率一般为10- 6~10-3 mm/min,而且存在孕育期,扩展区和瞬段区三部分 应力腐蚀机理的机理一般认为有阳极溶解和氢致开裂 晶间腐蚀 说明:局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合,大大降低金属的机械强度。而且金属表面往往仍是完好的,但不能经受敲击,所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝和一些含铬的合金钢中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工厂的一个重大问题。 晶间腐蚀是沿着或紧靠金属的晶界发生腐蚀。腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽,看不出被破坏的迹象,但晶粒间结合力显著减弱,力学性能恶化。不锈钢、镍基合金、铝合金等材料都较易发生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀: 不锈钢在腐蚀介质作用下,在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的不锈钢,当受到应力作用时,即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失,这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上,在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀。 不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于12%。当温度升高时,碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的熔解度很小,约为0.02%~0.03%,而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值,故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散,并和铬化合,在晶间形成碳化铬的化合物,如(CrFe)23C8等。但是由于铬的扩散速度较小,来不及向晶界扩散,所以在晶间所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部,而是来自晶界附近,结果就使晶界附近的含铬量大为减少,当晶界的铬的质量分数低到小于12%时,就形成所谓的“贫铬区”,在腐蚀介质作用下,贫铬区就会失去耐腐蚀能力,而产生晶间腐蚀。 不锈钢的晶间腐蚀 含碳量超过0.03%的不稳定的奥氏体型不锈钢(不含钛或铌的牌号),如果热处理不当则在某些环境中易产生晶间腐蚀。这些钢在425-815℃之间加热时,或者缓慢冷却通过这个温度区间时,都会产生晶间腐蚀。这样的热处理造成碳化物在晶界沉淀(敏化作用),并且造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。敏化作用

特殊螺纹接头油管腐蚀原因分析

腐蚀失效分析 特殊螺纹接头油管腐蚀原因分析 吕拴录1,赵国仙1,王新虎1,严密林1,付道明2,张建新2 (1.中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点试验室,西安710065; 2.塔里木油田公司开发事业部,新疆库尔勒841000) 摘 要:对某井特殊螺纹接头油管腐蚀穿孔事故进行了调查研究,对腐蚀穿孔的油管接头样品的化学成分、力学性能、金相组织进行了试验分析,对油管腐蚀形貌进行了微观分析和宏观分析,对油管腐蚀产物进行了能谱分析。依据试验结果对油管腐蚀的原因进行了分析讨论,认为油管属于局部冲刷腐蚀,冲刷腐蚀原因是接头部位存在结构变化引起的紊流。 关键词:特殊螺纹接头油管;失效分析;冲刷腐蚀;CO 2腐蚀 中图分类号:T G172.8 文献标识码:B 文章编号:10052748X (2005)0420179203 ANAL YSIS O F DOWN HOL E PR EMIU M CONN EC TION TUBIN G CORROSION L U Shu an 2lu 1,ZHAO G uo 2xian 1,WANG Xin 2hu 1,YAN Mi 2lin 1,FU Dao 2ming 2,ZHANG Jian 2xin 2 (1.Tubular G oods Research Center of CNPC ,Xi πan 710065;2.Tarim Oilfield Company Development Department ,K orla 841000,China ) Abstract :An analysis of downhole premium connection tubing corrosion was performed based on field background search ,macro and micro corrosion morphology analysis and material testing.It is concluded that the tubing failure was caused by erosion 2corrosion.By analyzing the configuration of the tubing premium connection ,it is f urther determined that the erosion 2corrosion was due to high turbulences of downhole liquid flows and high shear stress at locations subject to abrupt geometric change because thread make 2up was not in the right position. K ey w ords :Premium connection tubing ;Failure analysis ;Erosion 2corrosion ;CO 2corrosion 某井投产2年9个月起出检查,发现部分油管严重腐蚀。腐蚀油管所处井段井深范围400m ~1500m ,按地层温度梯度计算该井段温度范围84~100℃。其中在井深740~1300m 井段油管腐蚀严 重,该井段温度89~96℃。发生严重腐蚀的油管外螺纹接头端面已腐蚀穿孔,其位置在现场上扣的外螺纹接头端部。 该井日产凝析油178t ,CO 2含量0.69%,不含水(有凝析水存在)。井底温度140℃,井口温度75℃。井底压力56M Pa ,井口压力30M Pa 。油管串 结构为:73mm ×5.51mm P110特殊螺纹接头油管×5100m 。 1 腐蚀形貌宏观分析 油管样品腐蚀形貌见图1。油管接箍段对应的内壁已经腐蚀,油管腐蚀呈纵向沟槽形貌。从接箍工厂端端面对应位置到接箍现场端副扭矩台肩位 收稿日期:2004207219;修订日期:2004210211 置,腐蚀越来越严重。在腐蚀最严重的现场端外螺纹接头端面位置内壁已腐蚀穿孔。现场端外螺纹接头内壁从端面起轴向距离约28mm 的范围相对其它区域腐蚀严重。现场端外螺纹接头端面未穿孔位置壁厚不足0.4mm ,工厂端外螺纹接头端面壁厚115~2.2mm 。接头部位形貌似有冲刷腐蚀的特征。 油管管体内壁也有腐蚀,但不是纵向沟槽腐蚀形貌,且腐蚀程度比接头部位轻的多 。 图1 油管接头内壁腐蚀形貌 ? 971?第26卷第4期2005年4月 腐蚀与防护 CORROSION &PRO TECTION Vol.26 No.4April 2005

氯离子对不锈钢的腐蚀

氯离子对不锈钢的腐蚀 问题描述:对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀,各种权威的书籍均有严格的要求,氯离子含量要小于25ppm,否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。但是事实上在工程应用中我们有很多高浓度的氯离子含量的情况下在使用奥氏体不锈钢,因些分析氯离子对不锈钢的腐蚀,采取预防措施,延长使用寿命,或合理选材。 不锈钢的腐蚀失效分析: 1、应力腐蚀失:不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施:合理选材,选用耐应力腐蚀材料主要有高纯奥氏体铬镍钢,高硅奥氏体铬镍钢,高铬铁素体钢和铁素体—奥氏体双相钢。其中,以铁素体—奥氏体双相钢的抗应力腐蚀能力最好。控制应力:装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力,防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范。严格遵守操作规程:严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。在工艺条件允许的范围内添加缓蚀剂。铬镍不锈钢在溶解有氧的氯化物中使用时,应把氧的质量分数降低到1. 0 ×10 - 6 以下。实践证明,在含有氯离子质量分数为500. 0 ×10 - 6的水中,只需加入质量分数为150. 0 ×10 - 6的硝酸盐和质量分数为0. 5 ×10 - 6亚硫酸钠混合物,就可以得到良好的效果。 2、孔蚀失效及预防措施 小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。,不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解,结果在基底金属上生成孔径为20μm~30μm小蚀坑这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。常见预防措施:在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量。降低氯离子在介质中的含量。加入缓蚀剂,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。 3、点腐蚀:由于任何金属材料都不同程度的存在非金属夹杂物,这些非金属化合物,在Cl 离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀,在闭塞电池的作用,坑外的Cl离子将向坑内迁移,而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。在不锈钢材料中,加Mo的材料比不加Mo的材料在耐点腐蚀性能方面要好,Mo含量添加的越多,耐坑点腐蚀的性能越好。 4.缝隙腐蚀 缝隙腐蚀与坑点腐蚀机理一样,是由于缝隙中存在闭塞电池的作用,导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙,以及换热管与管板孔的缝隙部位,缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系,一旦有了缝隙腐蚀环境,其诱导应力腐蚀的几率是很高的。 总结 1:几种不锈钢在含氯(Cl—)水溶液中的适用条件 一、板片材料的选用 (1)注:不含气体、PH值为7(即中性)、流动的含氯水溶液。 (2)奥氏体不锈钢对硫化物(SO2 、SO3)腐蚀有一定的抗力。但是,Ni含量越高,耐蚀性将降低(因生成低熔点NiS),可能引起硫化物应力腐蚀开裂。硫化物应力腐蚀开 裂同材料的硬度有关,奥氏体不锈钢的硬度应≤HB228;Ni-Mo或Ni–Mo–Cr合金的 硬度不限;碳素钢的硬度应≤HB225; 3)必须注意板片材料与垫片或胶粘剂的相容性。例如,应避免将含氯的垫片或胶粘剂(如氯丁橡胶或以其为溶质的胶粘剂)与不锈钢板片组配,或者将氟橡胶、聚四氟乙烯(PTFE)垫片与钛板板片组配;

不锈钢与碳钢

不锈钢 不锈钢(Stainless Steel)指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。不锈钢基本合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等,以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。不锈钢容易被氯离子腐蚀,因为铬、镍、氯是同位元素,同位元素(?)会进行互换同化从而形成不锈钢的腐蚀。 不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,大多数不锈钢的含碳量均较低,最大不超过1.2%,有些钢的Wc(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12)。不锈钢中的主要合金元素是Cr,只有当Cr含量达到一定值时,钢才有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。 不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成分分为:铬、铬镍、铬锰氮等不锈钢。 不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而又坚固细密的稳定的富铬氧化膜(防护膜)。防止氧原子继续渗入继续氧化,而获得抗锈蚀能力。一旦有某种原因,这种薄膜受到不断的破坏,空气或液体中的氧原子就会不断地析离出来,形成疏松的氧化铁,金属表面也就受到不断的

锈蚀。不锈钢材料出现生锈现象,可能有以下几个原因:使用环境中存在氯离子;没有经过固溶处理;天生的晶间腐蚀。 钢的编号和表示方法:①用国际化学元素符号和该国的符号来表示化学成份,用阿拉伯字母来表示成份含量,如:中国、俄国12CrNi3; ②用固定位数数字来表示钢类系列或数字;如:美国、日本、300系、400系、200系;③用拉丁字母和顺序组成序号,只表示用途。 国内编号规则:①采用元素符号;②用途、汉语拼音,平炉钢:P、沸腾钢:F、镇静钢:B、甲类钢:A、T8:特8、GCr15:滚珠等;③合金钢、弹簧钢,如:20CrMnTi 60SiMn、(用万分之几表示C含量);③不锈钢、合金工具钢(用千分之几表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即0.1%C);不锈C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03%;超低碳C≤0.03% 如00Cr17Ni13Mo。 美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。如某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、304、316以及310为标记。SUS304对应0Cr18Ni9,SUS304L对应00Cr19Ni10 ,SUS316对应0Cr17Ni12Mo2,SUS316L对应00Cr17Ni14Mo2。 不论不锈钢板还是耐热钢板,奥氏体型的钢板的综合性能最好,既有足够的强度,又有极好的塑性同时硬度也不高,这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体不锈钢没有磁性,一般加入18%的铬并含有一定的镍,以增加抗腐蚀性。铁素体具有磁性,铬元素是其主要的含量,比例为17%,这种材料具有很好的抗氧化性。 304不锈钢一般水中氯离子不超过25mg/L。

不锈钢腐蚀实验报告

不锈钢腐蚀行为及影响因素的综合评价 洪宇浩 实验一、钝化曲线法评价不同种不锈钢在同一介质中的腐蚀能力 1.实验目的 ●掌握金属腐蚀原理和金属钝化原理 ●掌握不锈钢阳极钝化曲线的测量 ●掌握恒电位仪软件的操作 2.实验原理 3.实验步骤 本实验测试430不锈钢(黑)和304不锈钢(黄)在0.25mol/L H2SO4和含1.0% NaCl 的0.25mol/L H2SO4中钝化曲线. 电位:-0.60 →1.20 V,50 mV/s 4.注意事项 ●电极的处理 ●灵敏度的选择 5.实验结果 1、304钢在0.25mol/L H2SO4的钝化曲线

-800 -600-400-20002004006008001000 -8-6 -4 -2 2 电流(m A ) 电位(mV) -293,1.841 -139,0.635410,0.235 904,0.708 2、304钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -800 -600-400-20002004006008001000 -7-6-5-4-3-2-1 01电流(m A ) 电位(mV) (-267, 0.59829) (-69, 0.38967) (398, 0.20901) (799, 0.38485) 3、430钢在0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线.

-800 -600-400-200020040060080010001200 -4-202468 1012电流( m A ) 电位(mV) (-287, 11.133) (930, 1.7327) (174, 1.1011) (-21, 1.5724) 4、430钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -600 -400 -200 200 400 -10 -5 5 10 15 20 电流(m A ) 电位(mV) (-221, 15.914) (180, 1.1999) (328, 1.9463) (-84, 4.9479)

LN2_3井油管腐蚀行为

第11卷第4期1999年7月腐蚀科学与防护技术 CORROSI ON SC IENCE AND PROTECT I ON TECHNOLOG Y V o l.11N o.4 Ju ly1999 L N2-3井油管腐蚀行为 张学元王凤平苏俊华杜元龙 (中国科学院金属腐蚀与防护研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室沈阳110015) 杨之照马秀青常泽亮 (塔里木石油勘探开发指挥部油气开发公司库尔勒841000) 摘 要 采用一种实用的评价油管腐蚀状况的挂片装置,通过扫描电镜和X射线衍射仪对腐蚀产 物分析,结合仿真模拟试验,研究了LN223井油管的腐蚀现状.结果表明,LN223井油管的腐蚀属于 中度腐蚀. 关键词 油管腐蚀挂片装置 学科分类号 T G174.2 油管是原油从地下输送到地面的唯一通道,若其因腐蚀穿孔而报废,导致的直接经济损失将达2000~3000万元(对于一般的油井油管而言),间接损失更大.对于塔里木轮南油田而言,由于轮南油田井深,所开采的主要油藏为侏罗系油藏及三叠系油藏,约在地下4300~4700 m,因而造价更高,并且油管内的介质条件苛刻,CO2及C l-含量高,油层温度120℃,地层水矿化度为17×104~22×104m g L,水型为CaC l2型. LN223井是塔里木轮南油田的典型油井.其采油井段位于4733.0m~4746.3m.现在为自喷采油.油管内径为81mm.油嘴直径为7mm.日产液量为118T,其中油为83T,水为35 T,日产气为2504m3.含水量为30%.气油比为30m3 t.井口油压为3.40M Pa,套压为7.20 M Pa,回压为0.70M Pa,井下4200m处的流压为44.15M Pa.井口温度为42℃,井底温度为120℃.天然气组份分析成份和含量如下所示:甲烷(60.22%),乙烷(8.02%),丙烷(7.55%),异丁烷(2.27%),正丁烷(3.94%),氮气(6.67%),异戊烷(1.52%),正戊烷(1.58%),己烷(1.22%),庚烷(0.358%),辛烷(0.046%),壬烷(0.006%),二氧化碳(6.60%).其中只有二氧化碳为腐蚀性组份.井口和井下二氧化碳分压为:0.22和2.913M Pa,油井产出水总矿化度为195726.61m g L,成份分析及含量如下所示:HCO-3(184.16m g L),C l-:(114323.04 m g L),SO2-4(5283.3m g L),Ca2+(2905.8m g L),M g2+(486.4m g L),K++N a+(72512.11 m g L),Fe2+(31.8m g L). 就腐蚀检测技术来说,主要包括:瞬时腐蚀速度测量的电化学方法、剩余厚度测量法、油 汽 水介质成份测量分析法、挂片法、氢探头法、电阻法、压降法和交流电位降法等[1].现在各大油田还没有系统开展井下油管的腐蚀状况研究,只是从介质中Fe的含量变化定性地判断腐  收到初稿:1998206216,收到修改稿:1998210220

不锈钢在各种环境中的耐腐蚀性能

不锈钢在各种环境中的耐腐蚀性能 来源:电源谷作者: 发布时间:2007-09-29 18:04:12 https://www.doczj.com/doc/2512282581.html,/jiaocheng/jingti/2007-09-29/2590.html 不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高,其基本原理是,当钢中有足够的铬时,在钢的表面形成非常薄的致密的氧化膜,它可以防止进一步的氧化或腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜,而还原性环境则必然破坏这种膜,造成钢的腐蚀。 在各种环境中的耐腐蚀性能 ①大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随着大气中的氯化物的含量而变化的。因此,靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水,只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境1Cr13 、1 Cr 17 和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途,其外观上不会有显著的改变。因此,在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格,市场供应情况,力学性能、制作加工性能和外观来选择。 工业环境在没有氯化物污染的工业环境中,1Cr17 和奥氏体型不锈钢能长期工作,基本上保持无锈蚀,可能在表面形成污膜,但当将污膜清除后,还保持着原有的光亮外观。在有氯化物的工业环境中,将造成不锈钢锈蚀。 海洋环境1Cr13 和1 Cr 17 不锈钢在短时期就会形成薄的锈膜,但不会造成明显的尺寸上的改变。奥氏体型不锈钢如1 Cr 17Ni7 、 1 Cr 18Ni9 和0 Cr 18Ni9 ,当暴露于海洋环境时,可能出现一些锈蚀。锈蚀通常是浅薄的,可以很容易地清除。0 Cr 17 Ni 12M 02 含钼不锈钢在海洋环境中基本上是耐腐蚀的。 除了大气条件外,还有另外两个影响不锈钢耐大气腐蚀性能的因素,即表面状态和制作工艺。精加工级别影响不锈钢在有氯化物的环境中的耐腐蚀性能。无光表面(毛面)对腐蚀非常敏感,即正常的工业精加工表面对锈蚀的敏感性较小。表面精加工级别还影响污物和锈蚀的清除。从高精加工的表面上清除污物和锈蚀物很容易,但从无光的表面上清除则很困难。对于无光表面,如果要保持原有的表面状态则需要更经常的清理。 ②淡水 淡水可定义为不分酸性、盐性或微咸,来源于江河、湖泊、池塘或井中的水。 淡水的腐蚀性受水的pH 值、氧含量和成垢倾向性的影响。结垢(硬)水,其腐蚀性主要由在金属表面形成垢的数量和类型来决定。这种垢的形成是存在其中的矿物质和温度的作

碳钢和不锈钢焊接

碳钢和不锈钢焊接 Prepared on 22 November 2020

普通Q235碳钢与不锈钢SUS304 可以直接焊接么,有什么缺陷和注意的么对结构是否会产生影响呢 Q235碳钢(珠光体钢)与不锈钢 SUS304(奥氏体钢——0Cr18Ni9)可以焊接。不过,焊接时除了注意金属本身物理、化学性能对焊接性带来的影响外,还应注意两种金属成分与组织上的差异对接头性能的影响。 两种母材自身的问题: 珠光体钢:冷裂纹、脆化等 奥氏体钢:热裂纹等 特殊问题:

(1)母材对焊缝的稀释,引起焊缝组织与性能的变化 珠光体钢母材的溶入,将稀释填充金属,引起其成分与组织的变化。(2)形成凝固过渡层 在靠近珠光体钢一侧熔合线的焊缝金属中,会形成一层与内部焊缝金属成分不同的过渡层。过渡层中的高硬度马氏体组织会使脆性增加,塑性显着降低,形成低塑性带,从而降低了焊接结构的可靠性。 (3)形成碳迁移过渡层 在焊接或焊后加热(热处理或高温运行)时,碳从珠光体母材通过熔合区向焊缝扩散,在靠近熔合区的珠光体母材

上形成一个软化的脱碳层,而在靠近熔合区的奥氏体焊缝中形成硬度较高的增碳层。 (4)接头应力状态复杂 局部加热引起的热应力、两种钢的热膨胀系数不同引起的残余应力(热处理无法消除此应力)。 焊接材料:焊条型号—— E310-16 或E310-15 焊接工艺要求: 1、焊接方法

用熔合比小的焊接方法,降低母材的稀释作用。带极堆焊、非熔化极气体保护焊,焊条电弧焊均可。 2、焊接参数 小直径焊条或焊丝,小电流、大电压、快速焊。 3、堆焊过渡层 焊接厚大焊件时,可在珠光体钢的坡口表面堆焊过渡层,过渡层用高铬镍奥氏体焊条或镍及镍合金电焊条(如 Ni307)。过渡层厚度一般为6~ 9mm。 4、焊接接头一般不焊后热处理。

不锈钢腐蚀的分析

电化学腐蚀 电化学腐蚀就是金属和电解质组成两个电极,组成腐蚀原电池。例如铁和氧,因为铁的电极电位总比氧的电极电位低,所以铁是阳极,遭到腐蚀。特征是在发生氧腐蚀的表面会形成许多直径不等的小鼓包,次层是黑色粉末 状溃疡腐蚀坑陷。 一、基本介绍: 不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。 我们知道,钢铁在干燥的空气里长时间不易腐蚀,但潮湿的空气中却很快就会腐蚀。原来,在潮湿的空气里,钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的氢离子与氢氧根离子,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。 金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中,金属失去电子而被氧化,其反应过程称为阳极反应过程,反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物(或金属难溶盐);介质中的物质从金属表面获得电子而被还原,其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中,获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。 在均匀腐蚀时,金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别,进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主

要进行阳极反应,其余表面区域主要进行阴极反应,则称前者为阳极区,后者为阴极区,阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应,故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接,以使腐蚀发生在电位较低的金属上。 二、相关原理: 金属的腐蚀原理有多种,其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中,金属表面会形成一种微电池,也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极,不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应,使阳极发生溶解,阴极上发生还原反应,一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分,形成一层水膜,因而使空气中N5等溶解在这层水膜中,形成电解质溶液,而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的,如工业用的钢铁,实际上是合金,即除铁之外,还含有石墨、渗碳体(F勺C)以及其它金属和杂质,它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁,而阴极为杂质,又由于铁与杂质紧密接触,使得腐蚀不断进行。 三、方程式: (1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时) 负极(Fe): 蠱-2L fF严 F^+2H2O-^Fe(OH)2 + 2H+ + 2e J H2 正极(杂质): 电池反应: Fe+2H3O = Fe(OH}2 + H3T 由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀。

氯离子对不锈钢腐蚀的机理

氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和N i 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高。氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为2 种观点。 成相膜理论的观点认为,由于氯离子半径小,穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,金属产生腐蚀。 吸附理论则认为,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子与金属形成氯化物,氯化物与金属表面的吸附并不稳定,形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速。 电化学方法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 3. 2 防止孔蚀的措施 (1)在不锈钢中加入钼、氮、硅等元素或加入这些元素的同时提高铬含量,可获得性能良好的钢种。耐孔蚀不锈钢基本上可分为 3 类:铁素体不锈钢;铁素体—奥氏体双相钢;奥氏体不锈钢。设计时应优先选用耐孔蚀材料。 (2)降低氯离子在介质中的含量,操作时严防跑、冒、滴、漏等现象的发生。 (3)在工艺条件许可的情况下,可加入缓蚀剂。对缓蚀剂的要求是,增加钝化膜的稳定性或有利于受损钝化膜得以再钝化。例如,在10 %的FeCl3 溶液中加入3 %的NaNO2 ,可长期防止1Cr18Ni9Ti 钢的孔蚀。 (4)采用外加阴极电流保护,抑制孔蚀。氯离子对不锈钢制压力容器的腐蚀,对压力容器的安全性有很大的影响。即使是合理的设计、精确的制造避免或减少了容器本身的缺陷,但是,在长期使用中,由于各种错综复杂因素的联合作用,容器也会受到一定的腐蚀。虽然目前对防止氯离子对不锈钢腐蚀的方法还不十分完善,但掌握一些最基本的防护措施,对保证生产的正常进行,还是十分必要的。除此之外,还应严格按照操作规程操作,加强设备管理,做好容器的定期检验,以保证容器在合理的寿命期限内安全运行。 (1).氯离子对不锈钢设备耐蚀性的影响工作介质中氯离子的含量和工作温度对不锈钢应力腐蚀的影响很大。例如天津某厂水加热器腐蚀严重,采用了全不锈钢材质后,使用几个月就出现了漏液现象。经过认真分析,发现热水中含有氯离子和氧。不锈钢在一定温度下不能耐氯离子腐蚀,特别是介质中有氧存在的条件下,氧的存在能加速腐蚀。在实际生产中还发现,氯离子在一定浓度和温度时,不锈钢的耐蚀性还不如碳钢;但在氯离子合量很少或含量高、温度不高的条件下,还是远比碳钢好。在这一点上,温度对耐蚀性的影响比氯离子浓度的影响更大。所以在选材时,除考虑氯离子的浓度外,特别要注意温度的影响。提高奥氏体合金中镍的含量,是防止氯离子引起的应力开裂的一种有效方法。含镍42%以上的合金完全能耐氯离子引起的腐蚀开裂,如825合金、G合金、625合金。而含镍8%~12%的合金是最容易发生应力开裂的

油管防腐技术的研究及应用

油管防腐技术的研究及应用 摘要:文章在对油管腐蚀状况进行调查、研究的基础上,总结出了油管腐蚀的一般规律和腐蚀的典型性,并在对腐蚀的类型、机理以及对腐蚀的影响因素的研究基础上,提出了有效的防腐工艺技术措施,这对于提高油气田的防腐工艺技术水平有一定的实用及参考价值。 关键词:腐蚀;油管腐蚀;油管;防腐工艺 修复油管在经过加热、清洗、探伤和试压等工序后,由于油管内外表面的油污被清洗掉,金属本体直接与空气接触,现场露天存放,腐蚀速度很快。一般经过一个小时后,内外表面便开始出现红色锈斑,随着时间的推移,腐蚀面积会逐步扩大,一周以后,金属表面裸露处将大面积腐蚀,伴有铁红色锈沫出现。时间再往后延长,腐蚀向深度扩展,原来未裸露的部分,出现内部腐蚀,形成锈皮脱落,导致修复油管不能下井使用,只能再次修复后使用。因此,正确认识油管防腐知识,增加油管使用年限,是一项急需而重要的工作,它直接关系着原油生产能否正常进行。 1腐蚀因素分析 ①油管材质的影响。对中原油田采油六厂马厂、桥口及白庙油区的10口油气井油管的腐蚀资料进行了分析,它表明在同种情况下,油管材质不同,油管受腐蚀的程度也会有所不同。从油管材质的化学成分分析来看,我们发现油管材质中铬含量增加,会增加油管表面钝化膜的稳定性,而钼含量的增加,会减少Cl-的破坏作用,从而使油管的耐点蚀性能增强。 ②H2S、Cl-、CO2的影响。对发生腐蚀油气井的腐蚀环境及腐蚀因素进行分析后可以看出,油管在使用过程中,受腐蚀性气体H2S、CO2、Cl-和硫酸盐还原菌(SRB)等共同作用发生腐蚀。 ③腐蚀类型的影响。油管在含酸气气井的腐蚀属电化学腐蚀。即:金属与电解质溶液接触时,由于金属表面的不均匀性,在金属表面出现阳极和阴极区,阳极和阴极区通过金属本身互相闭合而形成许多腐蚀微电池,电化学腐蚀就是通过这些阳极和阴极区反应过程进行的。 H2S在溶解在水中立即电离,使水有酸性,同时对油管产生电化学腐蚀,它的反应式表示为: H2S=H++HS-,HS-=H++S2-。阳极反应:Fe-2e→Fe2+;阴极反应:2H++2e→H2;阳极反应产物:Fe2++S2-→FeS↓。 电化学腐蚀阳极反应的产物是硫化铁,它与油管表面的粘结差、易脱落、易氧化,对油气井的正常生产有着严重的危害。

碳钢在海水中的腐蚀和防护

碳钢在海水中的腐蚀和防护 摘要 对碳钢在海水中的腐蚀与防护进行了现场实地考察,分析了它作为海水中常用材料的腐蚀特点,同时在实验室进行了挂片实验和电化学测试,评价了它的耐蚀性能,对其防蚀提出了一点经验。 关键词:碳钢海水腐蚀防护 1 前言 碳钢是应用最广泛的工程材料之一。海洋腐蚀环境苛刻,尽管在应用这些材料时,需进行必要的防护,但开展这些材料在海水中腐蚀性能的研究仍非常必要,二十世纪三十年代以来,美国积累了各腐蚀区域527 种金属材料长达3 a~16 a 的海水腐蚀数据。我国则仅限于碳钢在海水全浸条件下的五年数据,而在潮差区、飞溅区的腐蚀数据几乎没有。这给海洋工程设计、选材、开展防护工作造成了很大困难,金属材料在海水中的腐蚀受其环境影响是非常复杂的过程,在不同海域所表现出的耐蚀性有很大差别,既使在同一海域不同区带,其腐蚀性能各异,因此对常用金属材料在我国海域进行系统的腐蚀试验及研究,获得可靠的材料腐蚀数据,为海洋工程、沿海建筑物的设计、选材、开展防护,开发新的耐蚀材料提供依据。 碳钢、低合金钢是应用最广泛的工程材料。海洋腐蚀环境苛刻,尽管在应用这些材料时,需进行必要的防护,但开展这些材料在海水中腐蚀性能的研究仍非常必要,二十世纪三十年代以来,美国积累了各腐蚀区域527 种金属材料长达 3 a~16 a 的海水腐蚀数据。我国则仅限于碳钢、低合金钢在海水全浸条件下的五年数据,而在潮差区、飞溅区的腐蚀数据几乎没有。这给海洋工程设计、选材、开展防护工作造成了很大困难,金属材料在海水中的腐蚀受其环境影响是非常复杂的过程,在不同海域所表现出的耐蚀性有很大差别,既使在同一海域不同区带,其腐蚀性能各异,因此对常用金属材料在我国海域进行系统的腐蚀试验及研究,获

碳钢、玻璃钢、不锈钢材料及容器比较

三大材质比较 一、碳钢 1、定义: 主要指碳的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的钢。有时也称为普碳钢或碳素钢。 碳钢也叫碳素钢,指含炭量小于2.11%的铁碳合金。 碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。 碳钢耐压强度为0.6MPa。 2、优点: 冶炼工艺较简单,成本低,压力加工性能好,切削加工性能好,综合力学性能好。 3、缺点: 淬透性低,回火抗力差,强度较低,无特殊性能。一般碳钢中含碳量较高则硬度越大,强度也越高,但塑性较低。易生锈。 二、玻璃钢性能 1、定义: 玻璃钢(FRP)亦称作GRP,即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称谓为玻璃纤维增强塑料,或称谓玻璃钢。2缺点: 弹性模量低:弹性模量比木材大两倍,但比钢(E=2.1×106)小10倍,因此在产品结构中常感到刚性不足,容易变形。

长期耐温性差:不能在高温下长期使用,在50℃以上强度就明显下降,一般只在100℃以下使用。 老化现象:对于塑料而言都存在老化现在。在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。 层间剪切强度低:层间剪切强度是靠树脂来承担的,所以很低。可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力,最主要的是在产品设计时,尽量避免使层间受剪。 3、优点 电性能好:是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。 热性能良好:FRP热导率低,室温下为1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金属的1/100~1 /1000,是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下,是理想的热防护和耐烧蚀材料,能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。 工艺性优良:工艺简单,可以一次成型。 耐腐蚀性能良好:FRP是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。 三、不锈钢性能 1、定义: 指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在

不锈钢腐蚀的机理

不锈钢腐蚀的机理 1 氯离子对不锈钢腐蚀的机理 在化工生产中,腐蚀在压力容器使用过程中普遍发生,是导致压力容器产生各种缺陷的主要因素之一。普通钢材的耐腐蚀性能较差,不锈钢则具有优良的机械性能和良好的耐腐蚀性能。Cr 和Ni 是不锈钢获得耐腐蚀性能最主要的合金元素。Cr 和Ni 使不锈钢在氧化性介质中生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高[1 ] 。 氯离子的活化作用对不锈钢氧化膜的建立和破坏均起着重要作用。虽然至今人们对氯离子如何使钝化金属转变为活化状态的机理还没有定论,但大致可分为 2 穿透氧化膜内极小的孔隙,到达金属表面,并与金属相互作用形成了可溶性化合 ,氯离子破坏氧化膜的根本原因是由于氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉。因为氧决定着金属的钝化状态,氯离子和氧争夺金属表面上的吸附点,甚至可以取代吸附中的钝化离子,与金属形成氯化物,氯化物与 法研究不锈钢钝化状态的结果表明,氯离子对金属表面的活化作用只出现在一定的范围内,存在着1 个特定的电位值,在此电位下,不锈钢开始活化。这个电位便是膜的击穿电位,击穿电位越大,金属的钝态越稳定。因此,可以通过击穿电位值来衡量不锈钢钝化状态的稳定性以及在各种介质中的耐腐蚀能力。 2 应力腐蚀失效及防护措施 2. 1 应力腐蚀失效机理[2 ] 在压力容器的腐蚀失效中,应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。因此,研究不锈钢制压力容器的应力腐蚀失效显得尤为重要。所谓应力腐蚀,就是在拉伸应力和腐蚀介质的联合作用下而引起的低应力脆性断裂。应力腐蚀一般都是在特定条件下产生: ①只有在拉应力的作用下。②产生应力腐蚀的环境总存在特定的腐蚀介质,不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质及H2SO4 、H2S 溶液中才容易发生应力腐蚀。③一般在合金、碳钢中易发生应力腐蚀。研究表明,应

连续油管腐蚀原因分析

连续油管腐蚀原因分析 发表时间:2018-09-18T10:46:06.840Z 来源:《基层建设》2018年第20期作者:王威[导读] 摘要:连续油管放置于空气一段时间,内部表层会呈现生锈、腐蚀等问题,不仅使连续油管的正常使用受影响,并且降低了其使用寿命。 中海油田服务股份有限公司油田生产事业部增产中心天津 300452摘要:连续油管放置于空气一段时间,内部表层会呈现生锈、腐蚀等问题,不仅使连续油管的正常使用受影响,并且降低了其使用寿命。所以,探讨连续油管的腐蚀原因,采纳针对性的措施以有效防腐。 关键词:连续油管;腐蚀;原因 随着能源需求量的日益增加,管道集输的负荷随之增长,埋地油气管道的腐蚀与防护问题也逐渐成为科技工作者们面临的重点问题。随着国内外海陆油气藏的勘探与开发,CO2和H2S成为各类型油气田普遍存在的腐蚀性气体,导致埋地管道发生腐蚀甚至穿孔。CO2、 H2S对埋地管道既有单因素环境下的腐蚀,也有二者共存环境下的腐蚀,国内外学者目前都在积极开展CO2/H2S共存环境下的腐蚀机理与防护措施的研究。 1连续油管腐蚀原因探讨 (1)盐腐蚀:首先污水具有高矿化度特点、海边空气也含盐,这就形成了盐腐蚀。如图1所示。将NaCl液滴滴在一块洁净的铁板上,经过一段时间会发现NaCl液滴覆盖的中心区域(a)因腐蚀而变暗,在液滴外沿产生棕色环(b)。导致图示现象产生的原因是发生了吸氧腐蚀,负极反应为:Fe-2e-=Fe2+(发生氧化反应),正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-(发生还原反应),在液滴外沿,由于 Fe2++2OH-=Fe(OH)2, 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。形成了棕色Fe(OH)3铁锈环(b)。 图1 盐腐蚀示意图 (2)氧腐蚀:由于空气富含氧和水分,所以油管不可避免遭受氧腐蚀。空气中虽然CO2普遍存在,但一般情况下,钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性且溶有一定量的O2,故钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。铁锈的生成反应式:Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe (OH)3=Fe2O3?nH2O+(3-n)H2O (3)离子腐蚀:由于原油污水中含有大量硫、金属阳离子、阴离子(如氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子等),灰尘或异类金属颗粒也会附着在潮湿的空气分子中,这就不可避免产生复杂的化学腐蚀和电化学腐蚀。 (4)化学腐蚀:只要存有电解质、导体、阳极、阴极就可以发生电化学反应。随着油田开采时间的增加,油井中水的含量不断提高,这些水往往含有KCl、NaCl、H2S等化合物,这些物质在水中极易形成比较强的电解质溶液。鉴于油管是由不同的金属和非金属组成的合金钢管,当油管在强电解质溶液中使用时,因不同离子的活性不同,所以在油管的表面形成了许多微小的电池,其中铁元素成为阳极,比铁元素地位高的离子成为阴极,构成了一个化学电池,在电解液的腐蚀下铁原子被氧化成为铁离子。 2连续管道腐蚀防治措施 2.1涂料厚膜化的防腐 为了使油管使用寿命能耐久,应运用厚膜化的涂料实施防腐,把油管外表整理干净在上面喷上厚膜化涂料,涂层与基体结合,力度强大,将腐蚀介质阻隔在金属之外,对金属起到防腐作用,充分利用酸碱物质中为中性的无害物质来对管道进行保护,厚膜化的防锈涂料可发生电化反应,水分和氧气在遇到防锈涂料时发生化学反应,生成防腐离子,金属管道的表面转化为不易被空气氧化的金属,金属离子就无法外溢,到达防腐的意图。良好的附着力、抵抗介质渗透性、防腐性能强等优势,往往是厂家购买运用到各个领域中去的原因,涂料涂得越厚,隔绝防腐功能就越好,所以在对金属管道进行涂料时应运用厚膜化的涂料,延伸注连续油管的使用时间。 2.2氮化对于连续油管的防腐 氮化关于连续油管的防腐是一种很好的防腐工艺,在运用时油管内外部都没有污浊的污点,尺寸在油管内部并不可加以修改,这样就有利于施工人员在对油管进行投放与捞起时,削减对油管的摩擦损坏,促进工程的及时竣工。被氮化后的油管硬度高,所以在搬运时能够避免丝扣的磨损,避免对内部联接扣的腐蚀,施工在对油管进行铲除清理时也会削减时间,促进工作效率。因此,氮化防腐更应该运用于接连油管的防腐工作中。 2.3加注缓蚀剂 缓蚀剂是能够有效减缓气井井下油管发生CO2腐蚀的化学物质,其由于本身浓度以及混合物质的类型不一,发挥的缓解效果各不相同。加注缓蚀剂能够以少量的物质在金属管道表层形成防护作用,以微量化学物质发挥出减弱管材在腐蚀介质中的腐蚀速率。加注合适的缓蚀剂能够大幅降低腐蚀速率,甚至降为零。与此同时,缓蚀剂的加入并不会影响本体管材的物理机械性能。缓蚀剂加注方式是在发现腐蚀后进行积极腐蚀控制的重要补救方法,能够有效控制腐蚀扩展。 2.4阴极保护技术 电化学腐蚀是气井井下油管发生CO2腐蚀的根本原理,阴极保护是防止和削弱电化学反应的最直接方式。阴极保护法是将被保护金属连接到更低电位的金属上,使得电化学发生时,优先腐蚀被连接的金属。阴极金属溶解时的电子流会形成特定的管道金属阴极极化,进而发挥保护作用。阴极保护技术的另一种形式是外加电流,使用外加电流将被保护金属与电源负极连接,强制形成阴极,这种方式能够通过外加电流干预的方式进行气井井下油管腐蚀干预,且能够持续地进行电流调控,电流防护的范围大,适用于较大的气井井下油管管网的系统性防护。如 2所示。

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