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高溫高壓環(huán)境中材料的腐蝕機(jī)理研究

石油管材和很多石油裝備多在高溫、高壓的環(huán)境中服役，無論腐蝕的熱力學(xué)和動力學(xué)都與溫度和壓力有密切關(guān)系。高溫、高壓環(huán)境中材料的失效規(guī)律和機(jī)理與室溫常壓下有顯著區(qū)別，因此須對高溫、高壓環(huán)境中使用的材料進(jìn)行腐蝕評價(jià)研究。

配備了高溫、高壓模擬試驗(yàn)裝備，試驗(yàn)溫度可達(dá)220℃，試驗(yàn)壓力可達(dá)50MPa�？蓪Υ蟛糠指邷馗邏涵h(huán)境條件下材料的腐蝕機(jī)理進(jìn)行研究。

CO₂/H₂S多相流環(huán)境中材料的腐蝕機(jī)理研究

石油工業(yè)的多相流主要是氣相、液相和固相多相共存且流動的多相流，由于各相間的互相促進(jìn)，其腐蝕性有時(shí)比單相介質(zhì)嚴(yán)重的多。

H₂S腐蝕和CO₂腐蝕是油田管材和設(shè)備遇到的兩類最普遍的腐蝕形式。H₂S腐蝕會造成SCC、SSC、HIC、SWC、SZC、SOHIC失效以及材料均勻及局部腐蝕減薄，CO₂腐蝕主要是局部腐蝕，造成材料減薄、穿孔失效。

兩類腐蝕與溫度和壓力存在密切關(guān)系，研究的重點(diǎn)是腐蝕速率隨溫度、壓力、介質(zhì)成分的變化趨勢，同時(shí)需要考慮HCO₃^-、CL^-、露點(diǎn)溫度、油類型、流速、流態(tài)、氣水比、汽油比、含硫量、含氧量、緩蝕率等等因素的影響。在此方面進(jìn)行了大量研究工作。

 海洋環(huán)境中材料的腐蝕

海洋環(huán)境中的腐蝕表現(xiàn)為不同材料的腐蝕形態(tài)不同，同種材料在不同區(qū)域的腐蝕不同。海洋環(huán)境中腐蝕防護(hù)一般采用合理選材、有機(jī)涂層及涂裝或者耐蝕金屬包覆、添加緩蝕劑、電化學(xué)陰極保護(hù)等措施。

在海洋腐蝕防護(hù)方面，完成了數(shù)項(xiàng)海底管道腐蝕、集氣集油管線腐蝕、樁柱腐蝕的研究工作，可進(jìn)行以下工作：

l鹽霧試驗(yàn)分析；

l涂覆層測試；

l海水模擬試驗(yàn)；

l海洋環(huán)境腐蝕失效分析。

    煉化行業(yè)中材料的腐蝕機(jī)理研究

煉化裝置常會遇到如下問題： 1）高硫、高酸、高鹽原油使設(shè)備防腐出現(xiàn)了新的問題，油田使用的各種添加劑可能引起有機(jī)氯的問題；2）設(shè)備長期高壓運(yùn)行，滿負(fù)荷運(yùn)行，可能導(dǎo)致材料高溫蠕變、沖刷、應(yīng)力腐蝕、材料劣化等問題；3）大量使用加氫裝置，材料出現(xiàn)晶間腐蝕、不銹鋼敏化、高溫氫腐蝕等問題；因此對設(shè)備的腐蝕及防護(hù)有更高的要求。

在以下幾方面解決煉化行業(yè)材料的腐蝕及防護(hù)問題：

l高溫氧化、高溫硫/環(huán)烷酸腐蝕、高溫H₂S/H₂腐蝕、高溫氫腐蝕；

lHCL+H₂S+H₂O腐蝕、煙氣露點(diǎn)腐蝕、酸性水腐蝕、濕硫化氫應(yīng)力腐蝕；

l掛片、探針、FSM等腐蝕監(jiān)測；

l彎頭、閥門、孔板、出入口的沖蝕問題；

l設(shè)備失效分析；

l煉化裝置腐蝕問題的綜合治理，包括檢驗(yàn)、選材、模擬試驗(yàn)、預(yù)測評價(jià)等。

   新型的石油開采方式對材料的腐蝕研究

新的采油工藝包括：叢式井采油、水平井采油、高能氣體壓裂采油、液體火藥壓裂采油、泡沫壓裂采油、CO₂壓裂采油、微生物采油、聚合物驅(qū)提高采收率、CO₂驅(qū)提高采收率、堿+聚合物提高采收率、聲波超聲波采油、電磁加熱油層采油、磁能清蠟、除垢、降粘、增注采油、振動采油、核能采油等等，與以往的采油方式有很大區(qū)別。在稠油開采方面采用的主要方法包括：摻活性水降粘、摻油降粘、熱水循環(huán)降粘、電熱降粘、火燒油層、熱水驅(qū)、蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)等。這些新工藝的出現(xiàn)可能帶來設(shè)備的新的腐蝕問題。

為了應(yīng)對這些新的石油開采對設(shè)備、工具帶來的腐蝕問題，開展以下工作：

l材料抗沖蝕性能試驗(yàn)研究；

l材料高溫高壓腐蝕機(jī)理研究；

l材料細(xì)菌腐蝕研究；

l材料電化學(xué)腐蝕研究；

l材料CO₂、H₂S、CL^-環(huán)境腐蝕研究；

l設(shè)備、工具失效分析。