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5Cr油套管钢在含Cl^(-)的CO_(2)环境中的腐蚀特性研究OA北大核心CSTPCD

中文摘要

目的掌握油气井生产中CO_(2)腐蚀对油套管的影响规律,研究兼顾耐蚀性和经济性的5Cr油套管材料在含Cl^(-)的CO_(2)环境中不同时间下的腐蚀演变规律。方法采用XRD、XPS、SEM和EDS等技术分析5Cr油套管钢在不同时间下腐蚀产物膜的演变情况,利用丝束电极(WBE)和阻抗测试(EIS)技术对其腐蚀电化学行为进行研究。结果5Cr油套管钢腐蚀后期的平均腐蚀速率约为初期的1/2,在腐蚀14 d后,腐蚀产物膜中的Cr富集大于30%,Cr、Fe质量比达到较高水平,约为基体的15倍。随着腐蚀的进行,电荷传递电阻和产物膜覆盖引起的电阻增大,电化学反应阻力增大。在腐蚀前期具有局部不均匀性,随着腐蚀的进行,电极腐蚀电位有负移现象,最终分布区间为−0.59~−0.61 V,电极表面阳极电流区域大幅减少。结论在腐蚀时间延长的条件下,5Cr油套管钢腐蚀产物膜的致密性增加,电荷传递电阻呈变大趋势。在产物膜下的5Cr油套管钢区域,电流发生由阴极向阳极极性转变的现象,产物膜存在的孔隙使5Cr油套管钢基体金属被腐蚀,从而导致阳极电流的出现。表面局部腐蚀电位阳极区的形成和扩展使其有产生点蚀的倾向,但腐蚀产物逐渐沉积在点蚀坑内壁,形成了Cr富集的保护性表面层,原发生点蚀区域由原阳极活性点位转变为阴极区,对其发展起到了抑制作用。

赵国仙;刘冉冉;李琼玮;杨立华;孙雨来;丁浪勇;王映超;张思琦;宋洋;

西安石油大学材料科学与工程学院,西安710065长庆油田分公司油气工艺研究院,西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,西安710018西安摩尔石油工程实验室股份有限公司,西安710065

金属材料

5Cr油套管钢CO_(2)腐蚀腐蚀产物膜Cr元素富集电化学阻抗谱丝束电极

《表面技术》 2024 (006)

P.55-66 / 12

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.06.005

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