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13Cr马氏体不锈钢在氯化钠和甲酸钾环境中的腐蚀差异性研究
1
作者
陈浩东
魏安超
+5 位作者
肖平
李祝军
娄益伟
于延钊
张鑫鑫
刘佳乐
《表面技术》
北大核心
2025年第12期124-133,共10页
目的针对油井管材质13Cr马氏体不锈钢在ρ=1.15 g/cm^(3)氯化钠和ρ=1.25 g/cm^(3)甲酸钾环境中的腐蚀行为差异性进行研究,以期为13Cr油井管在含甲酸钾油气田中的应用提供科学依据。方法将13Cr材质挂片分别放置于氯化钠和甲酸钾溶液中...
目的针对油井管材质13Cr马氏体不锈钢在ρ=1.15 g/cm^(3)氯化钠和ρ=1.25 g/cm^(3)甲酸钾环境中的腐蚀行为差异性进行研究,以期为13Cr油井管在含甲酸钾油气田中的应用提供科学依据。方法将13Cr材质挂片分别放置于氯化钠和甲酸钾溶液中进行高温高压失重试验,试验后采用SEM、EDS、激光共聚焦显微镜、XPS等表征方法对试样表面的宏观、微观腐蚀形貌、腐蚀产物成分、点蚀进行观察,结合极化曲线、交流阻抗谱(EIS)等电化学测试技术,研究了13Cr马氏体不锈钢在2种完井液环境下的腐蚀差异,探索其在甲酸钾环境中腐蚀严重的原因。结果相同温度下,13Cr马氏体不锈钢在甲酸钾环境中的平均腐蚀速率为氯化钠环境中的11~15倍,90℃甲酸钾环境中的腐蚀速率达到5.1179 mm/a,并且甲酸钾环境中的点蚀速率为氯化钠环境中的2倍以上,由微观形貌可以看出,13Cr甲酸钾环境中的腐蚀产物膜被完全破坏。从电化学测试结果可以看出,13Cr在2种环境中的腐蚀均由阳极反应控制,甲酸钾环境中的自腐蚀电位比氯化钠环境中低,自腐蚀电流密度增大,交流阻抗值减小,腐蚀热力学趋势增大。结论甲酸钾是一种强碱弱酸盐,其水溶液呈弱碱性,在高温高压环境中,甲酸根离子与CO_(2)共存时,Cr元素溶解与甲酸根反应,阻碍了具有保护作用的腐蚀产物膜Cr(OH)_(3)和Cr_(2)O_(3)产生,同时CO_(2)溶于水形成H_(2)CO_(3),促进了腐蚀过程的阴极反应,因此13Cr在CO_(2)与甲酸钾共存环境中的腐蚀严重。
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关键词
13Cr马氏体不锈钢
甲酸钾
完
井
液
氯化钠完井液
CO_(2)腐蚀
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职称材料
题名
13Cr马氏体不锈钢在氯化钠和甲酸钾环境中的腐蚀差异性研究
1
作者
陈浩东
魏安超
肖平
李祝军
娄益伟
于延钊
张鑫鑫
刘佳乐
机构
中海石油(中国)有限公司海南分公司
海南省深海深层能源工程重点实验室
中海油能源发展股份有限公司工程技术海南公司
中国石油大学(北京)
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第12期124-133,共10页
基金
中海油集团公司“十四五”重大科技项目(KJGG2021-0800)。
文摘
目的针对油井管材质13Cr马氏体不锈钢在ρ=1.15 g/cm^(3)氯化钠和ρ=1.25 g/cm^(3)甲酸钾环境中的腐蚀行为差异性进行研究,以期为13Cr油井管在含甲酸钾油气田中的应用提供科学依据。方法将13Cr材质挂片分别放置于氯化钠和甲酸钾溶液中进行高温高压失重试验,试验后采用SEM、EDS、激光共聚焦显微镜、XPS等表征方法对试样表面的宏观、微观腐蚀形貌、腐蚀产物成分、点蚀进行观察,结合极化曲线、交流阻抗谱(EIS)等电化学测试技术,研究了13Cr马氏体不锈钢在2种完井液环境下的腐蚀差异,探索其在甲酸钾环境中腐蚀严重的原因。结果相同温度下,13Cr马氏体不锈钢在甲酸钾环境中的平均腐蚀速率为氯化钠环境中的11~15倍,90℃甲酸钾环境中的腐蚀速率达到5.1179 mm/a,并且甲酸钾环境中的点蚀速率为氯化钠环境中的2倍以上,由微观形貌可以看出,13Cr甲酸钾环境中的腐蚀产物膜被完全破坏。从电化学测试结果可以看出,13Cr在2种环境中的腐蚀均由阳极反应控制,甲酸钾环境中的自腐蚀电位比氯化钠环境中低,自腐蚀电流密度增大,交流阻抗值减小,腐蚀热力学趋势增大。结论甲酸钾是一种强碱弱酸盐,其水溶液呈弱碱性,在高温高压环境中,甲酸根离子与CO_(2)共存时,Cr元素溶解与甲酸根反应,阻碍了具有保护作用的腐蚀产物膜Cr(OH)_(3)和Cr_(2)O_(3)产生,同时CO_(2)溶于水形成H_(2)CO_(3),促进了腐蚀过程的阴极反应,因此13Cr在CO_(2)与甲酸钾共存环境中的腐蚀严重。
关键词
13Cr马氏体不锈钢
甲酸钾
完
井
液
氯化钠完井液
CO_(2)腐蚀
Keywords
13Cr martensitic stainless steel
potassium formate completion fluid
sodium chloride completion fluid
CO_(2) corrosion
分类号
TG174.1 [金属学及工艺—金属表面处理]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
13Cr马氏体不锈钢在氯化钠和甲酸钾环境中的腐蚀差异性研究
陈浩东
魏安超
肖平
李祝军
娄益伟
于延钊
张鑫鑫
刘佳乐
《表面技术》
北大核心
2025
0
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