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API X65、316L不锈钢及Inconel 625间电偶腐蚀风险研究

田永芹 , 常炜 , 胡丽华 , 贾旭 , 周晓红 , 邢云颖 , 余晓毅 , 于湉

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.020

目的：确定API X65、316L不锈钢及inconel625相互偶接后的电偶腐蚀风险。方法采用电化学测试、标准电偶腐蚀评价实验和腐蚀模拟实验对电偶腐蚀进行分析研究。结果在模拟地层水中，经过电化学测试，X65的自腐蚀电位在-0.75 V左右，316L和625的电位在-0.35 V左右。对于标准电偶腐蚀评价实验，敞口溶液及CO2分压分别为100 kPa和500 kPa的溶液中，X65与316L之间的电偶电流最大，其次是X65与625，316L和625之间的电偶电流最小，几乎为零。通过电偶腐蚀模拟试验可知，X65与316L或625偶接，都发生了明显的电偶腐蚀，而且X65侧靠近焊接接头位置发生了严重的沟槽腐蚀，未偶接异金属时X65的平均腐蚀速率为1.24 mm/a，异金属接触导致的电偶腐蚀使X65的腐蚀速率增加， X65与316L偶接后的平均腐蚀速率为1.49 mm/a，X65与625偶接后的平均腐蚀速率为1.75 mm/a。X65与316L偶接后的局部腐蚀速率最大为16.8 mm/a，X65与625偶接后的局部腐蚀速率高达26.4 mm/a，由于电偶腐蚀导致的局部腐蚀速率要比X65的自腐蚀速率超出十几倍。X65与316L偶接的电偶腐蚀的速率要比X65和625偶接的大，316L和625间几乎没有电偶腐蚀发生。结论 X65、316L和625间偶接的电偶腐蚀风险大于X65与316L的，316L和625间偶接的电偶腐蚀风险较小。

关键词: 316L , API X65 , inconel625 , 电偶腐蚀 , 电化学测试 , 模拟试验

原油对CO2腐蚀过程的影响及相应腐蚀速率预测研究进展

侯建国 , 路民旭 , 常炜 , 陈长风 , 孙冬柏 , 安维杰 , 王学双

中国腐蚀与防护学报 doi:10.3969/j.issn.1005-4537.2005.02.014

系统地总结了原油对CO2腐蚀过程的影响及其相应CO2腐蚀速率预测研究的进展情况,介绍了研究原油对CO2腐蚀过程影响方法,提出了研究该过程应注意的问题.在一定条件下,原油对腐蚀过程有一定的缓蚀作用.是否考虑原油润湿性和腐蚀产物膜,已成为不同CO2腐蚀预测模型主要的两大差别之一.对原油润湿性的处理方式及其影响因子能在很大程度上影响腐蚀预测的结果.研究原油的特性,认识它对腐蚀过程的影响规律,对研究、开发适宜的CO2腐蚀预测模型大有裨益;利用其可能的缓蚀作用,可节约设备成本投资和操作运转费用,有很大的现实意义.

关键词: CO2 , 原油 , 腐蚀 , 预测 , 模型 , 润湿

X70管线钢在醋HAc-CO2共存环境中的顶部腐蚀行为

张玉楠 , 许立宁 , 王贝 , 常炜 , 胡丽华 , 姜子涛 , 路民旭

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201508002

针对X70管线钢在HAc-CO2共存环境中的顶部腐蚀行为,利用高温高压冷凝反应釜进行不同含量醋酸的顶部腐蚀试验,研究腐蚀速率随醋酸浓度变化的影响.通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分析了腐蚀产物膜的微观形貌和成分.利用电化学冷凝反应釜研究了X70管线钢随HAc浓度变化的电化学腐蚀规律.结果表明,HAc含量越大,pH越小,腐蚀产物膜的保护性变差,导致X70管线钢的腐蚀速率增大:HAc含量升高,腐蚀电位向正向偏移,阴极反应电流增大,表明HAc的添加促进了阴极反应过程;低频感抗弧的出现是由于中间吸附产物的形成和溶解,从而影响FeCO3膜的形成和沉积.

关键词: X70管线钢 , 顶部腐蚀 , CO2腐蚀 , HAc腐蚀

低铬X65管线钢CO2腐蚀产物膜的特征及形成机制

孙建波 , 柳伟 , 常炜 , 张忠铧 , 李忠涛 , 于湉 , 路民旭

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.01.014

利用高温高压CO2腐蚀模拟实验以及ESEM,EDS,XPS和SEM等分析技术,研究了4种不同含Cr量的X65管线钢的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物膜结构特征.结果表明:含Cr量高的钢平均腐蚀速率小,无Cr和含1%Cr的钢的腐蚀形态为局部腐蚀,含3%和5%Cr的钢的腐蚀形态为全面腐蚀.在高温高压CO2腐蚀环境中,含Cr钢的腐蚀产物膜为FleCO3和Cr(OH)3竞争沉积形成的多层结构,其中1Cr-X65和3Cr-X65的腐蚀膜具有3层结构,5Cr-X65的腐蚀膜是双层结构.Cr在腐蚀产物膜层中出现局部富集,远高于基体中的Cr含量.高含Cr量使腐蚀产物膜中的Cr(OH)3含量高,并提高了腐蚀膜的保护性能,从而引起腐蚀形态发生转变,腐蚀速率降低.FeCO3和Cr(OH)a共沉积层膜对低铬钢的抗CO2腐蚀性能具有关键的影响.

关键词: 低铬X65钢 , 腐蚀产物膜 , 腐蚀速率 , 腐蚀形态 , CO2腐蚀

杂散电流对海底管道表面电位影响预测方法研究

余晓毅 , 常炜 , 于湉 , 黄一 , 宋世德 , 尚世超 , 胡尧

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.010

目的：外加电流阴极保护技术逐渐应用于船舶和海洋结构物防腐领域，但随之而来的杂散电流很可能使平台附近的海底管道本身或者其牺牲阳极阴极保护系统产生电化学腐蚀，缩短海底管道使用寿命，甚至破坏管道本身结构而造成严重的生产事故，因此需要预测外加电流阴极保护系统对附近海底管道及其牺牲阳极阴极保护系统可能造成的不利影响。方法提出一种基于边界元法的预测海底管道杂散电流影响的数值模拟方法，建立包括域内控制方程和对应的边界条件的数学模型，可以计算得到海底管道受杂散电流影响区域的位置和范围，并且得到受影响区域表面保护电位的分布情况。结果通过实验室海底管道模型杂散电流试验测量结果与数值模拟结果进行比较，验证该方法预测海底管道杂散电流影响的准确性，数值模拟仿真结果与试验测量结果最大误差百分比约为1.7%，平均误差百分比小于0.2%。数值模拟计算结果准确地预测了海底管道模型表面保护电位分布情况，预测了导管架平台模型外加电流阴极保护系统对海底管道模型杂散电流的影响情况。结论使用的边界元阴极保护数值模拟技术可以准确预测海底管道杂散电流的影响情况，为海底管道杂散电流影响预测研究提供了有力工具。

关键词: 外加电流阴极保护 , 杂散电流 , 海底管道 , 电化学腐蚀 , 边界元法 , 保护电位

CO2分压对碳钢海底管道CO2/H2S腐蚀的影响

胡丽华 , 常炜 , 余晓毅 , 田永芹 , 于湉 , 张雷 , 路民旭

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.008

目的：研究 CO2分压对 CO2/H2S腐蚀的影响规律，为海底管道材料的选择提供参考依据。方法采用高温高压反应釜进行腐蚀模拟实验，对腐蚀前后的试样进行称量，计算腐蚀速率。通过SEM观察腐蚀产物膜形貌，通过 XRD 分析腐蚀产物膜成分。结果当 CO2/H2S 分压比较高（1200）时， CO2分压为0.3、0.5、1.0 MPa对应的腐蚀速率分别为1.87、3.22、5.35 mm/a，随着CO2分压升高，腐蚀速率几乎呈线性增大趋势。当CO2/H2S分压比较低（200）时，CO2分压为0.3、0.5、1.0 MPa对应的腐蚀速率分别为3.47、3.64、3.71 mm/a，CO2分压变化对腐蚀速率的影响并不显著。当CO2/H2S分压比较高（1200）时，腐蚀产物以FeCO3为主，腐蚀受CO2控制；此时低CO2分压下的腐蚀产物膜较完整致密，高CO2分压下的腐蚀产物膜局部容易破裂，对基体保护性下降，因此腐蚀速率随CO2分压升高而增大。当CO2/H2S分压比较低（200）时，腐蚀产物以FeS为主，腐蚀受H2S控制；此时在不同CO2分压条件下，腐蚀产物均较完整致密，因此腐蚀速率相对较低，并未随着CO2分压升高显著增大。结论 CO2分压对CO2/H2S腐蚀速率的影响与CO2/H2S分压比密切相关，海底管道材料选择不仅要考虑CO2分压的影响，还要考虑CO2/H2S分压比的影响。

关键词: 碳钢 , 海底管道 , CO2分压 , CO2/H2S分压比 , 腐蚀速率 , 腐蚀产物膜

乙二醇对海底管道CO2腐蚀的抑制作用

胡丽华 , 常炜 , 路民旭 , 张雷 , 许立宁 , 李少飞

腐蚀与防护

海上凝析气田开发普遍采用加注乙二醇（MEG）的方法保护海底湿气管道,抑制水合物形成,对管道内腐蚀也有一定的影响。本工作采用高温高压釜和电化学方法研究了乙二醇对海底管道内部CO2腐蚀的影响,结果表明,乙二醇对CO2均匀腐蚀具有显著抑制作用,抑制效果与国外的经验公式预测结果接近。乙二醇对管道内腐蚀起抑制作用的主要原因可能与降低水的活性、降低FeCO3的溶解性、促进生成腐蚀产物膜等因素有关。

关键词: 乙二醇(MEG) , 碳钢 , 海底管道 , CO2腐蚀

Cr含量和组织对含1%Cr管线钢焊接接头抗CO2腐蚀性能影响

胡丽华 , 路民旭 , 常炜 , 李忠涛 , 张雷 , 许立宁

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.07.018

采用高温高压反应釜和电化学技术对含1%(质量分数)Cr管线钢焊接接头的CO2腐蚀行为进行研究,目的在于揭示Cr含量和组织对焊接接头抗CO2性能的影响.结果表明,Cr含量较高的焊缝区,腐蚀产物膜出现Cr元素富集,膜较其他区域更厚更致密,抗CO2腐蚀性能更佳.而Cr含量相同、组织不同的热影响区和母材,腐蚀产物膜特征相似.对于含1%Cr管线钢焊接接头,抗CO2腐蚀性能起主要作用的是Cr含量而非组织.电化学测试表明,在CO2腐蚀介质中焊接接头的母材区域易作为阳极首先发生腐蚀,焊缝和热影响区作为阴极得到保护.

关键词: 管线钢 , 焊接接头 , CO2腐蚀 , Cr含量 , 组织

Cr含量对低合金管线钢CO₂腐蚀性能的影响

胡丽华 , 俞曼丽 , 常炜 , 张雷 , 许立宁 , 路民旭

腐蚀学报（英文）

采用高温高压反应釜和电化学方法研究Cr含量对管线钢抗CO₂腐蚀性能的影响, 并运用扫描电镜及能谱分析腐蚀产物膜形貌及成分. 结果表明, 管线钢添加少量的Cr元素可使其在CO₂腐蚀环境中形成结构致密的富Cr腐蚀产物膜, 显著提高其抗CO₂腐蚀性能. 随Cr含量提高, 管线钢平均腐蚀速率下降, 抗局部腐蚀能力提高; 而且随Cr含量提高, 管线钢自腐蚀电位向正方向偏移, 极化电阻增大, 抗CO₂腐蚀性能提高, 与平均腐蚀速率分析结果一致.

关键词: 低合金管线钢 , Cr content , CO$_{2$-induced corrosion

湿气温度对3Cr管线钢CO2腐蚀行为的影响

谢云 , 许立宁 , 常炜 , 路民旭

腐蚀与防护

利用高温高压冷凝反应釜模拟深海湿气管道的现场环境，研究了湿气温度对3Cr管线钢湿气CO2腐蚀行为的影响；运用扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）等分析技术对试样表面腐蚀产物的形貌和成分进行了分析。结果表明，在相同管壁温度（10℃）下，湿气温度在30-90℃内范围变化时，3Cr管线钢的平均腐蚀速率随湿气温度的升高而增大，且都没有发生局部腐蚀。在这些湿气温度条件下，3Cr管线钢的腐蚀产物膜是两层结构，外层膜的主要成分为FeCO3，内层为非晶态的富Cr膜。

关键词: 3Cr管线钢 , CO2腐蚀 , 湿气 , 温度

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