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江苏油田套损腐蚀机理研究

张强  
【摘要】:本文综述了国内油田套管的现状、影响套损的因素,以及江苏油田套损的情况。通过极化曲线法研究了套管用N80钢腐蚀的电化学因素;采用慢应变拉伸(SSRT)技术研究了N80钢的应力腐蚀断裂(SCC)行为,并用扫描电镜(SEM)进行断口形貌分析,探讨SCC过程的微观机制;采用腐蚀疲劳试验研究了N80钢的腐蚀疲劳情况;采用光电子能谱研究了添加缓蚀剂前后N80钢的表面情况。试验结果表明: (1)几种气体对N80钢的腐蚀速率的影响大小顺序为: 硫化氢>二氧化碳>氧气>氮气 (2)在不同气体饱和的情况下,温度和转速的变化对N80钢的腐蚀有一定的影响。一定转速下,N80钢的腐蚀速率在75℃左右温度范围内的腐蚀速率最大;一定温度下,1500rpm时N80钢的腐蚀速率最大。 (3)江苏油田水介质对N80钢的力学性能有一定的影响。N80钢在空气中断裂的断口为韧窝,表现出良好的韧性断裂;而在油田水中,韧性降低,屈服应力、最大承受应力均降低,力学性能等均下降,表现出部分沿晶断裂。 (4)N80钢的力学性能受应变速率和温度的共同作用和影响。 (5)N80钢试样在油田水中较空气中具有一定的SCC敏感性,且较低的应变速率有助于减轻N80的韧性损失,降低SCC的敏感性。 (6)添加缓蚀剂后使N80试样的韧性有明显的增加,断口裂纹缝隙明显减小,力学性能有了明显的提高。 (7)通过腐蚀疲劳试验,得出油田用水介质状态下条件疲劳极限S_(0.1)=326N/mm~2。 (8)通过光电子能谱分析,缓蚀剂主要通过Zn、P、Ca等化合物在表面成膜,而未加缓蚀剂的腐蚀产物主要是铁的氧化产物。


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