钙、镁离子对NC-55Ｅ油套管钢CO2腐蚀产物膜性能的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 马丽 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-06-06 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 郑玉贵 |
| 关键词 | CO2腐蚀 Ca2+浓度 Mg2+浓度 腐蚀产物膜 极化电阻 电化学阻抗谱 点蚀 预腐蚀 冲刷 |
| 其他题名 | The effect of Ca2+ and Mg2+ ions on the performance of corrosion product scale of NC-55E steel for CO2 corrosion |
| 学位专业 | 腐蚀科学与防护★ |
| 中文摘要 | 在油气生产和输运过程中，各种管道和设备遭受严重的CO2腐蚀。特别是在流动条件下，由于冲刷作用，腐蚀速率往往比静态下的更高。腐蚀速率的大小经常和腐蚀产物膜的保护性相关。当介质中有Ca2+、Mg2+存在时，静态条件下生成的腐蚀产物膜主要由CaCO3、MgCO3和FeCO3组成，这些腐蚀产物膜有时对基体有保护作用，有必要研究腐蚀产物膜的保护性与介质中Ca2+、Mg2+浓度间的关系，尤其是能否利用短期停工的静态条件来生成腐蚀产物膜，以便达到抵抗随后的冲刷腐蚀。本文通过线性极化、电化学阻抗谱测试和SEM观察，研究了80℃条件下Ca2+、Mg2+浓度对NC-55E套管钢CO2腐蚀产物膜的形成过程和保护性能的影响，以及静态条件下形成的腐蚀产物膜耐动态冲刷的性能。 1. Ca2+对腐蚀产物膜性能的影响 对0.6%、1.5%、2%、3%、4%五种Ca2+浓度下所测得的Rp和电化学阻抗谱结果表明：随着Ca2+浓度增加，Rp和根据阻抗谱拟合后的膜电阻Rf的最大值逐渐增大。在4%的CaCl2溶液中生成的腐蚀产物膜相对更具有保护性。从4%CaCl2腐蚀产物膜的表面和截面形貌可以看出，在浸泡40h左右，腐蚀产物膜保护性能较好，浸泡时间到61h时，腐蚀产物膜开始发生点蚀。为了模拟油田现场介质，研究Ca2+对腐蚀产物膜的影响，采用了3%NaCl +1.5%CaCl2和与之相同Cl-浓度的4.6%NaCl溶液。比较80℃条件下的实验结果发现：Ca2+的加入减缓了材料的腐蚀，延长了点蚀的孕育期；Cl-的加入则加快了腐蚀，缩短了点蚀的孕育期。 2. Mg2+对腐蚀产物膜性能的影响 对0.6%、1.5%、2%、3%、4%五种Mg2+浓度下所测得的Rp和电化学阻抗谱表明：随着Mg2+浓度增加，Rp和根据阻抗谱拟合后的膜电阻Rf的最大值逐渐增大。在4%的MgCl2溶液中生成的腐蚀产物膜相对更具有保护性。从4% MgCl2腐蚀产物膜的表面和截面形貌可以看出，在浸泡48h左右，腐蚀产物膜保护性能较好，浸泡时间到62h时，腐蚀产物膜开始发生点蚀。同样采用了3%NaCl +1.5%MgCl2和浓度与之相同Cl-浓度的4.8%NaCl溶液。比较80℃条件下的实验结果发现：Mg2+的加入也减缓了材料的腐蚀，延长了点蚀的孕育期。 3. 静态条件下形成的腐蚀产物膜在动态条件下的抗冲刷性能 为了研究静态条件下形成的腐蚀产物膜在动态条件下的保护性能，预先在4%CaCl2和4%MgCl2中静态浸泡40h和48h，生成腐蚀产物膜，然后分别在流速为3m/s和5m/s的动态条件下进行冲刷实验。结果表明：经过4%CaCl2和4%MgCl2静态预腐蚀的试样经过3m/s和5m/s冲刷后，在一定的时间内Rp和Rf都要高于没有经过静态预腐蚀的试样。说明，静态预腐蚀所形成的表面膜在一定程度上对基体起到一定的保护作用。在4%CaCl2中静态浸泡40h后的试样，在3m/s和5m/s流速下冲刷，极化电阻Rp在7h和6h时开始明显减小，说明表面膜的保护性发生恶化；类似地，在4%MgCl2中静态浸泡48h的试样，在3m/s和5m/s流速下冲刷，极化电阻Rp在大约6h和4h时开始明显减小，说明表面膜的保护性发生恶化。流速越高，表面膜保护性恶化时间越短。相对来说，CaCO3膜比MgCO3膜的抗冲刷性能略好。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 96 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17088]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马丽. 钙、镁离子对NC-55Ｅ油套管钢CO2腐蚀产物膜性能的影响[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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