江苏油田套损腐蚀机理研究

• 作 者: 张强
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: 油田水 N80钢 套管 电化学腐蚀 应力腐蚀 腐蚀疲劳

本文综述了国内油田套管的现状、影响套损的因素，以及江苏油田套损的情况。通过极化曲线法研究了套管用N80钢腐蚀的电化学因素；采用慢应变拉伸（SSRT）技术研究了N80钢的应力腐蚀断裂（SCC）行为，并用扫描电镜（SEM）进行断口形貌分析，探讨SCC过程的微观机制；采用腐蚀疲劳试验研究了N80钢的腐蚀疲劳情况；采用光电子能谱研究了添加缓蚀剂前后N80钢的表面情况。试验结果表明： （1）几种气体对N80钢的腐蚀速率的影响大小顺序为： 硫化氢＞二氧化碳＞氧气＞氮气 （2）在不同气体饱和的情况下，温度和转速的变化对N80钢的腐蚀有一定的影响。一定转速下，N80钢的腐蚀速率在75℃左右温度范围内的腐蚀速率最大；一定温度下，1500rpm时N80钢的腐蚀速率最大。 （3）江苏油田水介质对N80钢的力学性能有一定的影响。N80钢在空气中断裂的断口为韧窝，表现出良好的韧性断裂；而在油田水中，韧性降低，屈服应力、最大承受应力均降低，力学性能等均下降，表现出部分沿晶断裂。 （4）N80钢的力学性能受应变速率和温度的共同作用和影响。 （5）N80钢试样在油田水中较空气中具有一定的SCC敏感性，且较低的应变速率有助于减轻N80的韧性损失，降低SCC的敏感性。 （6）添加缓蚀剂后使N80试样的韧性有明显的增加，断口裂纹缝隙明显减小，力学性能有了明显的提高。 （7）通过腐蚀疲劳试验，得出油田用水介质状态下条件疲劳极限S_0.1=326N／mm²。 （8）通过光电子能谱分析，缓蚀剂主要通过Zn、P、Ca等化合物在表面成膜，而未加缓蚀剂的腐蚀产物主要是铁的氧化产物。