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API X65、316L不锈钢及Inconel 625间电偶腐蚀风险研究

田永芹 , 常炜 , 胡丽华 , 贾旭 , 周晓红 , 邢云颖 , 余晓毅 , 于湉

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.020

目的：确定API X65、316L不锈钢及inconel625相互偶接后的电偶腐蚀风险。方法采用电化学测试、标准电偶腐蚀评价实验和腐蚀模拟实验对电偶腐蚀进行分析研究。结果在模拟地层水中，经过电化学测试，X65的自腐蚀电位在-0.75 V左右，316L和625的电位在-0.35 V左右。对于标准电偶腐蚀评价实验，敞口溶液及CO2分压分别为100 kPa和500 kPa的溶液中，X65与316L之间的电偶电流最大，其次是X65与625，316L和625之间的电偶电流最小，几乎为零。通过电偶腐蚀模拟试验可知，X65与316L或625偶接，都发生了明显的电偶腐蚀，而且X65侧靠近焊接接头位置发生了严重的沟槽腐蚀，未偶接异金属时X65的平均腐蚀速率为1.24 mm/a，异金属接触导致的电偶腐蚀使X65的腐蚀速率增加， X65与316L偶接后的平均腐蚀速率为1.49 mm/a，X65与625偶接后的平均腐蚀速率为1.75 mm/a。X65与316L偶接后的局部腐蚀速率最大为16.8 mm/a，X65与625偶接后的局部腐蚀速率高达26.4 mm/a，由于电偶腐蚀导致的局部腐蚀速率要比X65的自腐蚀速率超出十几倍。X65与316L偶接的电偶腐蚀的速率要比X65和625偶接的大，316L和625间几乎没有电偶腐蚀发生。结论 X65、316L和625间偶接的电偶腐蚀风险大于X65与316L的，316L和625间偶接的电偶腐蚀风险较小。

关键词: 316L , API X65 , inconel625 , 电偶腐蚀 , 电化学测试 , 模拟试验

X70管线钢在醋HAc-CO2共存环境中的顶部腐蚀行为

张玉楠 , 许立宁 , 王贝 , 常炜 , 胡丽华 , 姜子涛 , 路民旭

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201508002

针对X70管线钢在HAc-CO2共存环境中的顶部腐蚀行为,利用高温高压冷凝反应釜进行不同含量醋酸的顶部腐蚀试验,研究腐蚀速率随醋酸浓度变化的影响.通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分析了腐蚀产物膜的微观形貌和成分.利用电化学冷凝反应釜研究了X70管线钢随HAc浓度变化的电化学腐蚀规律.结果表明,HAc含量越大,pH越小,腐蚀产物膜的保护性变差,导致X70管线钢的腐蚀速率增大:HAc含量升高,腐蚀电位向正向偏移,阴极反应电流增大,表明HAc的添加促进了阴极反应过程;低频感抗弧的出现是由于中间吸附产物的形成和溶解,从而影响FeCO3膜的形成和沉积.

关键词: X70管线钢 , 顶部腐蚀 , CO2腐蚀 , HAc腐蚀

CO2分压对碳钢海底管道CO2/H2S腐蚀的影响

胡丽华 , 常炜 , 余晓毅 , 田永芹 , 于湉 , 张雷 , 路民旭

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.05.008

目的：研究 CO2分压对 CO2/H2S腐蚀的影响规律，为海底管道材料的选择提供参考依据。方法采用高温高压反应釜进行腐蚀模拟实验，对腐蚀前后的试样进行称量，计算腐蚀速率。通过SEM观察腐蚀产物膜形貌，通过 XRD 分析腐蚀产物膜成分。结果当 CO2/H2S 分压比较高（1200）时， CO2分压为0.3、0.5、1.0 MPa对应的腐蚀速率分别为1.87、3.22、5.35 mm/a，随着CO2分压升高，腐蚀速率几乎呈线性增大趋势。当CO2/H2S分压比较低（200）时，CO2分压为0.3、0.5、1.0 MPa对应的腐蚀速率分别为3.47、3.64、3.71 mm/a，CO2分压变化对腐蚀速率的影响并不显著。当CO2/H2S分压比较高（1200）时，腐蚀产物以FeCO3为主，腐蚀受CO2控制；此时低CO2分压下的腐蚀产物膜较完整致密，高CO2分压下的腐蚀产物膜局部容易破裂，对基体保护性下降，因此腐蚀速率随CO2分压升高而增大。当CO2/H2S分压比较低（200）时，腐蚀产物以FeS为主，腐蚀受H2S控制；此时在不同CO2分压条件下，腐蚀产物均较完整致密，因此腐蚀速率相对较低，并未随着CO2分压升高显著增大。结论 CO2分压对CO2/H2S腐蚀速率的影响与CO2/H2S分压比密切相关，海底管道材料选择不仅要考虑CO2分压的影响，还要考虑CO2/H2S分压比的影响。

关键词: 碳钢 , 海底管道 , CO2分压 , CO2/H2S分压比 , 腐蚀速率 , 腐蚀产物膜

Cr含量对低合金耐蚀管线钢焊接接头组织和性能的影响

胡丽华 , 张雷 , 许立宁 , 路民旭

材料热处理学报

采用钨极氩孤弧焊(TIG)对Cr含量为1wt% ～5 wt%的低合金耐蚀管线钢进行焊接,研究Cr含量对焊接接头组织和力学性能的影响.结果表明,随着低合金耐蚀管线钢中Cr含量提高,粗晶热影响区晶粒尺寸变大,熔合区组织不均匀,易出现淬硬组织.随Cr含量提高,焊接接头的硬度呈上升趋势,冲击韧性呈下降趋势,尤其当Cr含量达5wt%时,硬度的提高和冲击韧性的下降尤为明显.低合金耐蚀管线钢的Cr含量不超过3wt%时,可得到硬度适中、韧性较高的焊接接头.

关键词: 低合金耐蚀管线钢 , Cr含量 , 焊接接头 , 组织 , 力学性能

锂辉石与氧化锆对堇青石陶瓷热膨胀率的影响

李萍 , 杜永娟 , 俞浩 , 胡丽华 , 吴文艳

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2003.03.005

以粘土、滑石、氧化铝等为原料,压制成型后于1370～1400℃烧成,合成了堇青石陶瓷.研究了外加5%～10%的β-锂辉石或氧化锆对堇青石陶瓷热膨胀率的影响.结果表明,这两种添加剂均能降低堇青石陶瓷的热膨胀率.XRD分析表明,添加锂辉石或氧化锆的堇青石试样中分别形成了莫来石和锆英石晶体.

关键词: 堇青石陶瓷 , 热膨胀率 , 添加剂 , β-锂辉石 , 氧化锆

乙二醇对海底管道CO2腐蚀的抑制作用

胡丽华 , 常炜 , 路民旭 , 张雷 , 许立宁 , 李少飞

腐蚀与防护

海上凝析气田开发普遍采用加注乙二醇（MEG）的方法保护海底湿气管道,抑制水合物形成,对管道内腐蚀也有一定的影响。本工作采用高温高压釜和电化学方法研究了乙二醇对海底管道内部CO2腐蚀的影响,结果表明,乙二醇对CO2均匀腐蚀具有显著抑制作用,抑制效果与国外的经验公式预测结果接近。乙二醇对管道内腐蚀起抑制作用的主要原因可能与降低水的活性、降低FeCO3的溶解性、促进生成腐蚀产物膜等因素有关。

关键词: 乙二醇(MEG) , 碳钢 , 海底管道 , CO2腐蚀

Cr含量和组织对含1%Cr管线钢焊接接头抗CO2腐蚀性能影响

胡丽华 , 路民旭 , 常炜 , 李忠涛 , 张雷 , 许立宁

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.07.018

采用高温高压反应釜和电化学技术对含1%(质量分数)Cr管线钢焊接接头的CO2腐蚀行为进行研究,目的在于揭示Cr含量和组织对焊接接头抗CO2性能的影响.结果表明,Cr含量较高的焊缝区,腐蚀产物膜出现Cr元素富集,膜较其他区域更厚更致密,抗CO2腐蚀性能更佳.而Cr含量相同、组织不同的热影响区和母材,腐蚀产物膜特征相似.对于含1%Cr管线钢焊接接头,抗CO2腐蚀性能起主要作用的是Cr含量而非组织.电化学测试表明,在CO2腐蚀介质中焊接接头的母材区域易作为阳极首先发生腐蚀,焊缝和热影响区作为阴极得到保护.

关键词: 管线钢 , 焊接接头 , CO2腐蚀 , Cr含量 , 组织

Cr含量对低合金管线钢CO₂腐蚀性能的影响

胡丽华 , 俞曼丽 , 常炜 , 张雷 , 许立宁 , 路民旭

腐蚀科学与防护技术

采用高温高压反应釜和电化学方法研究Cr含量对管线钢抗CO₂腐蚀性能的影响, 并运用扫描电镜及能谱分析腐蚀产物膜形貌及成分. 结果表明, 管线钢添加少量的Cr元素可使其在CO₂腐蚀环境中形成结构致密的富Cr腐蚀产物膜, 显著提高其抗CO₂腐蚀性能. 随Cr含量提高, 管线钢平均腐蚀速率下降, 抗局部腐蚀能力提高; 而且随Cr含量提高, 管线钢自腐蚀电位向正方向偏移, 极化电阻增大, 抗CO₂腐蚀性能提高, 与平均腐蚀速率分析结果一致.

关键词: 低合金管线钢 , Cr content , CO$_{2$-induced corrosion

含钛添加剂对堇青石陶瓷热膨胀性能的影响

李萍 , 杜永娟 , 胡丽华 , 吴文艳 , 俞浩

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2002.03.005

以粘土、滑石、氧化铝微粉等为原料,于1370～1400℃烧成,合成了堇青石陶瓷.研究了添加5%～20%的钛酸铝(AT)或5%～15%的氧化铝(A)与氧化钛(T)的混合物(A与T的摩尔比1:1)对堇青石陶瓷的相组成及热膨胀率的影响.结果表明:添加AT或A+T均能有效地降低材料的热膨胀率;XRD分析表明,在添加15%以上AT或添加10%以上A+T的堇青石试样中形成了莫来石与钛酸铝晶体;SEM显微照片表明,引入AT或A+T均促进了堇青石的合成.从效果和节约能源考虑,应添加10%～15%的A+T,烧成温度为1400℃左右.

关键词: 堇青石陶瓷 , 热膨胀率 , 添加剂 , 钛酸铝 , 氧化铝和氧化钛混合物