低铬油套管CO2/H2S腐蚀研究进展

摘要：

介绍了低Cr油套管开发的工程背景.综述了低Cr油套管的耐CO2/H2S腐蚀性能,详述了多种因素(如Cr含量、温度、pH值、流速等)对低Cr油套管在含甜性气体(仅含CO2)环境中的腐蚀行为和腐蚀产物膜表面特征的影响,以及低Cr油套管在含酸性气体(H2S)环境中的腐蚀行为及其抗硫化物应力开裂(SSC)的性能.探寻了低Cr钢的抗CO2腐蚀机理和H2S腐蚀机理.研究发现,低Cr钢因Cr元素能在产物膜中富集,形成非晶体化合物Cr(OH)3,腐蚀产物膜因此具有阳离子选择性,降低了腐蚀产物膜与金属基体界面处的阴离子浓度,抑制了阳极反应,进而提高了低Cr钢耐CO2/H2S均匀腐蚀性能,同时也减少了Cl-在界面处团聚、形核的可能性,抑制了局部腐蚀,尤其是点蚀的发生.但是要想消除点蚀,钢基体中Cr元素的质量分数不应低于3％.另外,Cr元素在晶界及晶内以粒状碳化物析出并弥散分布,进一步增强了其抗SSC性能.简述了低Cr油套管的应用现状,最后对其发展前景进行了展望,利用钢的化学成分-工艺-组织-性能“四位一体”法得到的“经济型”低Cr抗CO2/H2S腐蚀的油套管,是未来发展趋势的代表.

关键词：低铬钢、油管、套管、CO2、H2S、腐蚀机理

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分类号：TG172(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目21376189;西安市科技计划项目CXY15153;陕西省青年科技新星计划项目2016KJXX-13;Supported by National Natural Science Foundation of China 21376189,Science and Technology Plan of Xi'an City CXY15153,and Shaanxi Province Youth Science and Technology New Star Plan 2016KJXX-13

在线出版日期：2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：7-13