高温高压氯离子环境对螺杆钻具硬铬镀层腐蚀行为的影响

摘要：

目的 研究螺杆钻具表面硬铬镀层在高温高压氯离子环境下的腐蚀行为.方法 利用高温高压反应釜模拟螺杆钻具的井下环境,对螺杆钻具表面硬铬镀层进行腐蚀和检测,通过正交实验法研究温度、压力和氯离子浓度对硬铬镀层腐蚀状态的影响.采用动电位扫描、腐蚀失重法,研究硬铬镀层的电化学参数及腐蚀特征.通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS),分析镀层腐蚀后的微观形貌和表面成分的变化.结果 影响硬铬镀层腐蚀速率的最大因素是氯离子浓度,其次是温度,再次是压力.年腐蚀深度最严重为0.8925 mm/a,最大的腐蚀速率为1.9026 g/(m2·h).腐蚀速率随着氯离子浓度的升高而降低,随着温度和压力的升高而升高.结论推断在温度180℃、压力15 MPa和NaCl质量浓度30 g/L的条件附近,硬铬镀层腐蚀最严重.氯离子是影响镀铬层腐蚀速率的主要因素,因为氯离子优先在敏感位置(钝化膜的薄弱点处,如裂纹)引发孔蚀核.在闭塞腐蚀电池催化作用下,镀层表面不断形成孔蚀,裂纹被加宽,最终导致少部分区域镀层剥落,影响镀层整体保护性能.

关键词：高温高压、氯离子、螺杆钻具、硬铬镀层、腐蚀行为、电化学

所属期刊栏目：46

分类号：TG172.82(金属学与热处理)

资助基金：重庆科技学院校内科研基金资助项目CK2015Z18;重庆科技学院研究生科技创新项目YKJCX1620202;重庆高校优秀成果转化项目KJZH17136 Supported by the Scientific Research Fund Project of Chongqing University of Science and TechnologyCK2015Z18;Graduate Student Science and Technology Innovation Project of Chongqing University of Science and TechnologyYKJCX1620202;Successful Transforma-tion Project of Chongqing UniversityKJZH17136

在线出版日期：2017-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：234-240