最新材料腐蚀与防护 材料腐蚀与防护概论(5篇)

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材料腐蚀与防护 材料腐蚀与防护概论篇一

套管是油井的永久性部分，套管的寿命直接决定油井的寿命。

1.1 油井套管腐蚀的原因

造成油井套管被腐蚀的主要原因包括溶解气体腐蚀、溶解盐腐蚀、细菌腐蚀等。油井套管腐蚀与管材冶金特性和服役环境有关。管材冶金特性主要包括：化学成分、热处理与材料组织结构等。服役环境影响包括：介质ph 值、溶液成分与浓度、温度与压力、介质流速等。碳钢和低合金钢与含 s腐蚀速率的影响。结果表明，随温度的升高，两种钢的腐蚀速率均先增后减，且在90℃时腐蚀速率最快。1.1.4.2 ph值的影响

金属腐蚀过程的本质是电化学的氧化还原反应，它不仅与溶液中的离子浓度有关，而且还与溶液的ph值有关。当ph 值＜4时，碳钢表面的fe2o3覆盖膜将完全溶解，致使碳钢表面和酸性介质直接接触，腐蚀速率较快；当ph 值在4~10时，腐蚀过程主要受氧扩散过程控制，ph 值影响较小；当ph 值在10~13 时，随ph 值升高，碳钢表面的fe2o3膜逐渐转化为具有钝化性能的γ-fe2o3保护膜，腐蚀速率降低。但是当ph值过高时，碳钢表面的钝化膜溶解成可溶性的nafeo2，腐蚀速率增［46］。

1.1.4.3 介质流速的影响

介质流速对管材腐蚀也有一定的影响。田光［47］对a3 钢做了不同温度和离子浓度条件下的co2静态腐蚀挂片与动态腐蚀试验。结果表明，流速＜2 m/s 时，随流速增大腐蚀速率加快；流速为2 m/s左右时，腐蚀速率达到峰值； 流速＞2 m/s 时,流速对腐蚀速率的影响不大。赵国仙

［48］

等在模拟腐蚀环境中研究了流速对p110 钢co2腐蚀行为的影响。结果表明，流速增大有利于腐蚀性组元的物质和电荷传递，从而促进腐蚀，但是也会引起腐蚀产物膜形貌和结构的变化，从而对物质和电荷传递过程构成阻碍。

1.2 油井套管防腐蚀技术

1.2.碳钢表面的fe2o3覆盖膜将完全溶解，致使碳钢表面和酸性介质直接接触，腐蚀速率较快；当ph 值在4~10时，腐蚀过程主要受氧扩散过程控制，ph 值影响较小；当ph 值在10~13 时，随ph 值升高，碳钢表面的fe2o3膜逐渐转化为具有钝化性能的γ-fe2o3保护膜，腐蚀速率降低。但是当ph值过高时，碳钢表面的钝化膜溶解成可溶性的nafeo2，腐蚀速率增［46］。

1.1.4.3 介质流速的影响

介质流速对管材腐蚀也有一定的影响。田光［47］对a3 钢做了不同温度和离子浓度条件下的co2静态腐蚀挂片与动态腐蚀试验。结果表明，流速＜2 m/s 时，随流速增大腐蚀速率加快；流速为2 m/s左右时，腐蚀速率达到峰值； 流速＞2 m/s 时,流速对腐蚀速率的影响不大。赵国仙

［48］

等在模拟腐蚀环境中研究了流速对p110 钢co2腐蚀行为的影响。结果表明，流速增大有利于腐蚀性组元的物质和电荷传递，从而促进腐蚀，但是也会引起腐蚀产物膜形貌和结构的变化，从而对物质和电荷传递过程构成阻碍。

1.2 油井套管防腐蚀技术

1.2.1 选用耐蚀管材

正确选材是抑制油套管腐蚀的主要措施之一，既要考虑材料的成分、理化性能设计，又要考虑产品的生产工艺及最终性能，成本也是制约选材的重要因素。一般来说，选材程序应遵循两个方面：①全面分析油套管服役环境，预测可能发生的腐蚀类型和严重程度以及各种腐蚀因素的交互作用，确定不同段井况和不同服役时期的腐蚀型；②对选定的材质进行腐蚀评价试验，并结合技术可行性和经济因素综合分析，确定最佳材质。在含有h2s 的环境选材时，不仅要考虑材质是否具有抵抗ssc，hic/swc 和sohic/szc的能力，还需要考虑材质适用的特定酸性环境。目前，各油套管厂家除开发了api系列的c90，t95和c110钢级抗ssc 油套管外［49］，还开发了非api系列的抗ssc 油套管，如住友金属的sm80ss～110ss，v