西部含硫油气集输管道腐蚀行为与选材研究

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shiyiliang
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近年来,西部含硫油气田的开发与利用处于快速增长的阶段,但是恶劣的环境条件以及高温、高压、高氯离子的运行工况,使油气集输系统在运行过程中,存在着各种腐蚀问题。通过调研确定西部含硫油气田的实际运行工况,研究L245NS抗硫钢、316L不锈钢、2205双相不锈钢这三种材质在此运行工况下的腐蚀行为,以及SRB对这三种材质腐蚀行为的影响,筛选适合西部含硫油气田集输系统的材料,从而提高生产效益。本文首先对这三种材质进行理化试验,分析他们的理化性能,然后进行腐蚀试验与电化学测试,辅以扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和超景深蚀坑深度测量技术,研究三种材质的耐蚀性。试验结果表明:L245NS的抗氢致开裂(HIC)和抗硫化物应力开裂(SSC)性能以及316L和2205的抗硫化物应力开裂(SSC)、抗应力腐蚀开裂(SCC)性能均符合标准要求。高温高压釜浸泡的试验结果表明,L245NS的平均腐蚀速率最大(0.3111 mm/a),属于极严重腐蚀;316L与2205平均腐蚀速率相差不大,均属于轻度腐蚀。L245NS试样表面出现大量的点蚀坑,点蚀坑深度最大达到了69.9μm,耐蚀性最差;316L试样表面只出现了少量的点蚀坑,最大点蚀坑深度只有10.0μm;2205试样表面未发现点蚀坑。这是因为316L和2205中添加了Cr、Mo、Ni等元素,抗腐蚀性能均有所提高,但是2205的Cr和Mo的含量要高于316L,故2205的耐蚀性更好。在含SRB的西部含硫油气田采出水模拟溶液中浸泡试验结果表明,L245NS在浸泡10d时的平均腐蚀速率最大(0.0109 mm/a),随着浸泡时间的延长平均腐蚀速率不断减小,但均属于轻度腐蚀;316L的平均腐蚀速率先增大后减小,浸泡20d时的平均腐蚀速率最大(0.0013 mm/a),但均属于轻度腐蚀;2205的平均腐蚀速率一直增大,30d时达到最大(0.0023 mm/a),均属于轻度腐蚀。总体来看,L245NS的平均腐蚀速率最大,2205次之,316L的平均腐蚀速率最小,但均属于轻度腐蚀。电化学测试结果表明,L245NS的自腐蚀电位Ecorr比2205和316L的自腐蚀电位Ecorr总体都要更负,2205双相不锈钢的自腐蚀电位Ecorr最正,这就表明在西部含硫油田的运行工况下,L245NS的腐蚀倾向性是最大的,2205的腐蚀倾向性最小。2205的腐蚀产物中Cr2O3和Cr O3的存在,使得钝化膜内层结构稳定性更强,对基体有更好的保护,因此2205双相不锈钢的耐腐蚀性最强。在西部含硫油气田的实际运行工况下,2205双相不锈钢表现出了最好的耐均匀腐蚀与耐局部腐蚀性能;在含SRB的西部含硫油气田采出水模拟溶液的浸泡试验中,2205双相不锈钢表现出了最优的耐腐蚀性能;综合来看,2205双相不锈钢的耐腐蚀性能最好,为西部含硫油气田集输管道的最优材质。
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