【摘 要】
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本论文模拟油气井实际工况,采用浸泡腐蚀试验和电化学测试技术,并辅以SEM、EDS、XRD等分析手段,研究以1:1、1:5、1:10、1:30四种阴阳极面积比偶接的井下工具用材925、9Cr1Mo与抗硫油管钢110SS的电偶腐蚀行为和电偶腐蚀效应,明确阴阳极面积比对电偶腐蚀的影响。9Cr1Mo/110SS偶对的腐蚀速率结果表明,偶接前9Cr1Mo为严重腐蚀,偶接后均为中度腐蚀,而110SS偶接前后均
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本论文模拟油气井实际工况,采用浸泡腐蚀试验和电化学测试技术,并辅以SEM、EDS、XRD等分析手段,研究以1:1、1:5、1:10、1:30四种阴阳极面积比偶接的井下工具用材925、9Cr1Mo与抗硫油管钢110SS的电偶腐蚀行为和电偶腐蚀效应,明确阴阳极面积比对电偶腐蚀的影响。9Cr1Mo/110SS偶对的腐蚀速率结果表明,偶接前9Cr1Mo为严重腐蚀,偶接后均为中度腐蚀,而110SS偶接前后均为极严重腐蚀,其腐蚀速率随阴阳极面积比的变化没有明显的线性规律。电化学测试结果表明,9Cr1Mo和110SS偶接后发生电偶腐蚀的驱动力不足,故9Cr1Mo/110SS偶对在高温、高酸性、高Cl-协同作用下,9Cr1Mo主要发生由H2S腐蚀造成的全面腐蚀,以及Cl-在点蚀坑富集造成的点蚀,110SS发生由CO2腐蚀、H2S腐蚀以及Cl-造成的全面腐蚀,轻微的电偶腐蚀对已有的腐蚀加剧作用不大。电化学测试结果显示,阳极的9Cr1Mo出现明显的钝化区,阳极的电阻极化控制着反应的进行。阴极110SS的腐蚀过程由阴极活化极化控制,氢离子与电子的结合过程控制反应的进程。偶接后9Cr1Mo/110SS电偶对的电偶电位、电偶电流密度随阴阳极面积比的增加而增大,阳极110SS的耐蚀性降低,腐蚀速率增大。925/110SS偶对的腐蚀速率结果表明,偶接前后925均为轻度腐蚀,110SS均为极严重腐蚀。偶接后925的腐蚀速率减小,110SS的腐蚀速率增大,且腐蚀速率随着阴阳极面积比的增大而增大。电化学测试结果表明,925与110SS偶接后会发生以高电位的925为阴极、低电位的110SS为阳极的电偶腐蚀,使得阳极腐蚀加剧,阴极腐蚀速率减小。925的阴极极化曲线与阳极极化曲线交于稳定钝化区,表明镍基合金925在高温高酸性腐蚀条件下具有良好的自钝化能力。925/110SS偶对偶接后,反应过程由阴极控制,反应过程稳定后,阴阳极面积比越大即110SS面积越小,电偶电位、阳极电偶电流密度越大,阳极腐蚀程度越严重。因此在井下应尽量避免925与110SS偶接。以1:1、1:5、1:10、1:30四种阴阳极面积比偶接后,井下工具用材9Cr1Mo、925的腐蚀速率均符合生产要求,与9Cr1Mo偶接的110SS相比于与925偶接的110SS耐蚀性较好。在模拟高温高酸性腐蚀条件下,建议选择9Cr1Mo与110SS以1:30偶接使用。
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