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目前,随着含H2S/CO2酸性油气田的大量开采,油套管在这种苛刻使用条件下的腐蚀性能是亟待解决的技术问题。因此,研究P110级碳钢油套管在H25/CO2条件下的腐蚀性能对于油气田的安全开采,以及减少或避免实践过程中灾难性事故的发生有着重要的意义。 利用高温高压反应釜,模拟工况腐蚀环境,通过失重腐蚀实验和应力腐蚀实验,对P110、P110S两种材料在低压H2S/CO2条件和高压H2S/CO2条件下的腐蚀性能进行重点研究。 在低压H25/CO2条件下:P110、P110S腐蚀严重;温度从40℃上升到80℃,P110、P110S的腐蚀速率随温度的升高而减小。通过XRD分析,发现腐蚀产物为FeS,结合SEM形貌照片做进一步比较分析,发现表面的腐蚀产物层成膜颗粒随温度升高变的细小、比较均匀、空隙率小、致密性好,因此,温度首先影响腐蚀产物膜的形成机制,继而因腐蚀产物膜的保护性不同而影响了腐蚀速率。在此基础上,H2S、CO2分压对腐蚀速率的影响会呈现不同的规律。 在高压H2S/CO2条件下:P110S腐蚀很严重;温度从55℃上升到205℃,P110S的腐蚀速率随温度的升高而增加;当温度不变时,P110S的腐蚀速率随H2S、CO2分压的升高而增加。通过XRD分析,温度在125℃以上时,腐蚀产物为Fel-xS,结合SEM形貌照片做进一步比较分析,发现表面的腐蚀产物层出现分层结构,这种腐蚀产物层对腐蚀没有明显的抑制作用,且腐蚀产物层的厚度随腐蚀时间的延长而增加。P110S未发生硫化物应力腐蚀开裂,抗SSCC性能良好;P110S在承受应力的情况下,与失重腐蚀一样,在H2S/CO2条件下主要发生电化学腐蚀。