20CrMo抽油杆腐蚀机理研究啊(4)

文献【３６】中叙述到，介质ｐＨ值变化，对腐蚀速度的影响是多方面的。如对于腐蚀系统中，阴极过程为氢离子的还原，则ｐＨ值降低时，一般说是有利于过程的进行，从而

随着我国油田开采年限的增加,抽油杆的服役环境越来越恶劣,抽油杆的断裂事故断发生。失效的最主要的原因是腐蚀疲劳破坏。抽油杆腐蚀疲劳实验的条件要求非常刻,所以目前对抽油杆失效的研究主要集中在其疲劳寿命上,对腐蚀研究很少。针对种情况,本文选用厂家提供的抽油杆作为基材,在疲劳实验的基础上,通过电化学实和静态挂片腐蚀实验,研究腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物和腐蚀机理。本文首先根疲劳实验机和抽油杆的配合要

第一章前言

加速了金属的腐蚀。

④夹杂及组织的影响【３７】

钢铁主要由铁素体和渗碳体组成。碳钢腐蚀后表面裸露出的渗碳体Ｆｅ３Ｃ成分为电

导体（电位比较），可作为阴极反应活性点促进局部腐蚀。

Ｃ０２腐蚀产物膜的粘着性、稳定性与结构主要决定于钢的微观结构与成分。Ｆｅ３Ｃ

相数量的增加将提高腐蚀产物膜的粘结性与稳定性。钢的热处理与加工过程决定了钢的微观结构，钢的组织中会存在铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体等相，这些相中存在着不同比例与形态的Ｆｅ３Ｃ相。一般在Ｆｅ３Ｃ相存在的情况下，金属表面将形成碳化铁和碳酸亚铁膜复合膜，Ｆｅｃ０３相的沉积位置将显著地影响复合膜的保护性。在铁溶解以后，Ｆｅ３Ｃ作为不溶物残留在金属的表面，形成一层非常疏松而多孔的膜，在这些孔中，会有大量的Ｈｃ０３。等腐蚀性介质富集，在这样的条件下，Ｆｅ３ｃ与基体中的铁形成电偶对，这将加速Ｆｅ元素的溶解。如果ＦｅＣ０３直接沉积在Ｆｅ３Ｃ表面，或者是没有ＦｔＣ０３沉积，与钢铁基体接触的都将是多孔的Ｆｅ３Ｃ，在基体表面将发生电偶腐蚀；而如果Ｆｅｃ０３沉积在钢铁基体表面，与Ｆｅ３Ｃ混合在一起，这样与基体接触的将是一层较为致密的膜，这层膜能够抑制ＨＣ０３‘等腐蚀性介质向基体表面的传输，从而有效地缓解因为电偶腐蚀而造成的局部损伤。．

文献【３８】提到，铁素体的电极电位比珠光体负，铁素体的腐蚀速率也大于珠光体；经

一段时间的腐蚀，钢表面铁素体的快速腐蚀会出现缺口。珠光体均匀分布时，表面会出现高密度的均匀缺口。缺口处的ＦｅＣ０３膜不易流失，表面更易形成ＦｅＣ０３膜。此外当膜在表面分布不均匀时，由于容易形成闭塞电池或形成大阴极、小阳极腐蚀电池，反而会促进局部腐蚀。

除此之外，影响二氧化碳腐蚀的因素有二氧化碳分压、碳酸盐、流速、流态、攻角

垒塞【３９】寸Ｏ

１．３．２溶解氧腐蚀

氧腐蚀也是油井中常见的一种腐蚀形式。由于阴极上氧去极化反应的进行，促使作为阳极的金属不断被腐蚀，这种现象称为吸氧腐蚀。

（１）氧腐蚀现状【删】

溶解氧最先为人们注意的是在锅炉给水系统和锅炉本体中。如果油井要注入地面水的话，那么油井中的设备必定会由于注射水中含有的氧而发生腐蚀。但是由于大多氧腐

随着我国油田开采年限的增加,抽油杆的服役环境越来越恶劣,抽油杆的断裂事故断发生。失效的最主要的原因是腐蚀疲劳破坏。抽油杆腐蚀疲劳实验的条件要求非常刻,所以目前对抽油杆失效的研究主要集中在其疲劳寿命上,对腐蚀研究很少。针对种情况,本文选用厂家提供的抽油杆作为基材,在疲劳实验的基础上,通过电化学实和静态挂片腐蚀实验,研究腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物和腐蚀机理。本文首先根疲劳实验机和抽油杆的配合要

中国石油大学（华东）硕上学位论文

蚀的文献都是关于锅炉中的氧腐蚀，而抽油杆的氧腐蚀的文献却少之又少。根据文献１４副记载，在给油田注水的过程中，由于人为因素，使得注水含有氧。虽然注水中含有很少的氧，但是只要注水中含有氧，就不可避免的使油田的采油设备发生溶解氧腐蚀。

文献【删报道，额仁淖尔油田自９４年底建成投产以来，由于油层产出水矿化度高、

二氧化碳和硫酸盐还原菌含量高、清水中含溶解氧高等原因，造成水系统腐蚀和油系统结垢严重。水系统的平均腐蚀速度达到了２删州ａ、坑蚀速度达到了５舢州ａ。主要表现在８口油井光杆腐蚀断脱，一计至淖一联输油管线多次穿孔；５台注水泵及过滤器等设备因腐蚀不能使用；注水干线不得不降压使用；Ｎ６．１４井油管１８个月腐蚀穿孔等，到９９年底累计穿孔达ｌ０００多次，造成注水多次停注，其中９８年５、６月份一次停注长达４天。长期因注水时率不够完不成配注任务，造成淖尔油田地下亏空严重。注水量只能完成配注任务的５嘶０％，原油产量大幅度递减。中原油田的文一联污水处理站滤后污水溶解氧的含量一般为１．０～４．Ｏｍ叽，腐蚀严重，造成该站投产仅８个月，１００ｍ３缓冲罐就出现腐蚀穿孔现象。特别是出水管处穿孔频繁，两年内穿孔多达几十处，给生产的带来极大的危害。数据说明溶解氧是造成油田污水和注水系统腐蚀的主要原斟４７】。另外据文献【４８】报道说由于氧腐蚀，从１９９ｌ～１９９６年，埕岛钻井损失的钻具为５３００ｍ，而且发生了多起的钻具刺穿的事故。

在抽油系统中，修井起下井下设备时，低压井套管与大气联通时，或用氧饱和地面

水作为压井液或配制措施液体时，也会使氧气进入井下造成井下设备腐蚀【４９‘５１１。

（２）溶解氧腐蚀机理

溶解氧对金属的腐蚀，主要是靠氧通过溶液向金属表面的传递来实现的，如图１—２

所示。氧向金属表面的输送过程可以分为以下几步【５２】：

ｏ２０２０２

扩散层

金属（电极）表面

图１１２氧气向金属表面输送过程

Ｆ喀ｌ－２Ｔｈｅ确ｎｓｐｏｒｔａ廿加ｏｆ０２ｔｏ眦ｔａｌｓｕｍｃｅ

随着我国油田开采年限的增加,抽油杆的服役环境越来越恶劣,抽油杆的断裂事故断发生。失效的最主要的原因是腐蚀疲劳破坏。抽油杆腐蚀疲劳实验的条件要求非常刻,所以目前对抽油杆失效的研究主要集中在其疲劳寿命上,对腐蚀研究很少。针对种情况,本文选用厂家提供的抽油杆作为基材,在疲劳实验的基础上,通过电化学实和静态挂片腐蚀实验,研究腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物和腐蚀机理。本文首先根疲劳实验机和抽油杆的配合要

第一章前言

①空气中的氧气通过液面进入溶液，以补足氧气在溶液中的不足。

②以对流和扩散方式通过溶液的主要厚度层。

③以扩散方式通过金属表面溶液的静止层，到达金属表面。

虽然静止层很薄，约为Ｏ．０１～Ｏ．０５锄，但是由于氧气只能以唯一的扩散传质方式通

过它，在一般情况下扩散步骤是最慢的，以至使氧向金属表面的输送速度低于氧在金属表面的还原反应速度。

由于氧反应中间过程有不稳定的中间产物出现，所以氧气的腐蚀机理尚不完全清

楚，根据现有的实验事实，大致可将氧还原反应过程的机理分为两类：

第一类的中间产物为过氧化氢或二氧化一氢离子。

在酸性溶液中的基本步骤为：

①形成半价氧离子

０２＋ｅ＿０２。

②形成二氧化一氢（１ １５）

０２．＋旷＿Ｈ０２

③形成二氧化一氢离子

Ｈ０２＋ｅ—Ｈ０２－（１—１６）（１－１７）

④形成过氧化氢

Ｈ０２．＋Ｈ＋—啼Ｈ２０２（１－１８）

⑤形成水

Ｈ２０２＋２旷＋２ｅ＿÷２Ｈ２０

上述步骤中，一般倾向的认为在酸性溶液中第 …… 此处隐藏：2195字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……