双金属复合管用于海洋油气开发时的腐蚀特性.pdf

第3 3 卷第 1 期 2 0 1 4 ． ] 1 试验研究 双金属复合管用于海洋油气开发时的腐蚀特性 曾顺鹏 ’ 吴印强 邓洪达 曾钢 。 1重庆科技学院石油与天然气工程学院2中国石油冀东油田集输公司 3 中国石油西南油气 田分公司川西北矿区 摘要为 了研究海洋集输 系统 管道 内外腐蚀 问题 ，一种双金属复合管成为 目前油田的选用 试验方案。试验结果表明，义 6 5 一本体区和热影响区耐腐蚀性能差，焊缝区耐蚀性很好，但随着 温度升高 ，各 区域的耐蚀性能下降，更易发生腐蚀 。3 1 6 L -本体比焊缝 区耐蚀性较好 ，随着温 度升 高，耐腐蚀性下降，但腐蚀电流较小。X6 5 1 1 NCONE L 6 2 5电偶对的电偶腐蚀敏感性 高，随 着温度升高，电偶腐蚀敏感性增大，X 6 5 出现明显腐蚀。3 1 6 L ／ I N C ONE L 6 2 5 电偶对的电偶腐蚀 敏感性低，随着温度升高，电偶腐蚀敏感性增加，但3 1 6 L 没有出现明显腐蚀。 关键词油气集输 ；双金属复合管；电偶腐蚀电流；电偶腐蚀敏感性 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 6 6 8 9 6 ． 2 0 1 4 ． 1 ． 0 1 7 海洋油气集输管道常常受到管内、管外复杂环 境的腐蚀，为了研究海洋集输系统管道内外腐蚀问 题，一种双金属复合管 成为目 前油田的选用试验 方案。为了确定输送管X 6 5 ／ 3 1 6 L的焊接结构在海 洋油气工况环境中的耐蚀特性，在模拟油田产出水 介质和外部海水介质中分别测试 3 1 6 L I N C O N E L 6 2 5 焊接结构 3 1 6 L 一 和 X 6 5 一I N C O N E L 6 2 5 焊接结构 X 6 5 一的电化学腐蚀速率和电偶腐蚀 速率，为安全应用复合双金属管提供可靠依据。 1 试验材料与方法 X 6 5 ／ 3 1 6 L 双金属复合管与I N C O N E L 6 2 5 焊接 ， 试样沿与焊缝垂直的方向切开，在焊接接头附近基 体区、热影响区、焊缝区等5 个不同的区域截取试 样，其中取3 个热影响区试样。试样规格为1 0 m m 1 0 m m 5 m m方形试样薄片。 试验溶液采用去离子水和分析纯化学试剂配 制，模拟海水溶液和天然气采出水溶液，试验装置 的压力为常压 ，采用恒温水浴和恒温油浴控制的温 度分别为2 O 、4 5 和 9 0。 C 。 将试样按照 A S T M E 4 5 0 5 标准处理后 ，采用 O L Y M P U S G X 5 1 金相显微镜和 日立冷场发射电 子显微镜 S _4 8 0 0 分 析焊缝 附近不 同 区域 化学 成 分。电偶检测的平行样数量为3 5 个 ，尺寸为0 2 3 m m1 0 0 m m的圆柱型试样。分别测定电偶对的 电偶电流随时间的变化曲线，根据 H B 5 3 7 4 _8 7 不 同金属电偶电流测定方法评定电偶腐蚀敏感性。 基金论文重庆市教委自然科学基金项目 K J 1 3 1 4 0 3 资助。 2 试验结果与分析 2 ． 1 x 6 5 一在模拟海水 中腐蚀行为 从不 同温度 下外管 X 6 5 一I N C O N E L 6 2 5焊接结 构各区域试样典型的极化曲线可见，X 6 5 的本体区 和热影响区的阳极极化曲线上不存在明显钝化现 象，但焊缝区的阳极极化曲线上存在明显的钝化现 象，同时焊缝区的极化曲线明显正移，该现象与其 高含量 C r 、N i 和Mo 相关。 通过分析极化曲线可获得不同试样的自 腐蚀电 位和自腐蚀电流。在温度2 0 o C 和4 5 o C 时，X 6 5 钢 的本体区和热影响区的自腐蚀电位较负，大约在一 6 0 0 m V ，X 6 5 钢的本体区与热影响区的自 腐蚀电位 之间的差别不明显 ；而I N C O N E L 6 2 5 焊缝区的自腐 蚀电位较正，大约在一 2 0 0 m V ， 与X 6 5 钢本体区的电 位差大约为4 0 0m V。在温度为 2 O 和 4 5。 C时 ，X 6 5 钢本体区及热影响区的自腐蚀电流很高，而I N C O N E L 6 2 5 焊缝区的自腐蚀电流很小，两者相差两个 数量级；相对于2 0 、4 5 。 C 时X 6 5 钢本体区和热影 响区的自 腐蚀电流增大了三倍多，I N C O N E L 6 2 5 焊 缝区的电流增幅很小。结合 自 腐蚀电位和自腐蚀电 流的试验结果可看出，I N C O N E L 6 2 5 焊缝区的耐蚀 性很好，热影响区容易发生腐蚀，本体区次之。热 影响区发生腐蚀与其不均匀性组织密切相关。温度 升高，各区域的耐蚀性均下降，对X 6 5 钢本体区和 热影响区的影响尤为显著，对 I N C O N E L 6 2 5 焊缝区 的影响较小 。 油气田地面工程 h t t p ／ ／ w w w ． y q t d m g c ． c o rn 一2 9 第 3 3 卷第 l 期 2 0 1 4 ． O 1 试验研究 岐口1 8 油田井下机组结垢原因 蒋维军 中 海石油 中国 有限 公司 天 津分 公司 渤 西 作业区 摘要确定清洗液配方是垢样分析的首要工作 ，其分析结果可以给 出污垢 的主要成分 ，而 且是确定清洗剂选择范围的主要依据。本实验分析的垢样为岐 口油田的QK 1 8 2 P 6 泵口垢样， 垢样中含有油、水及沉积垢 无机垢 ，实验目的是对垢样的各组分含量进行测定，并测定沉积 垢中的酸溶解物含量。实验结果表明，抽提后的垢样中仍含有少量的有机物，含量为1 ．7 5 ％，占 垢样总重量的1 ．5 7 ％，可能为焦炭或沥青质类石油醚不溶物，形成原因是原油沥青质在温度、压 力下降的情况下析 出。垢样铁元素和硫元素含量高，占总重的6 8 ％，主要以铁的硫化物形态存在 。 关键词垢样分析；含水率；油溶率；酸溶物含量 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n ． 1 0 0 6 - 6 8 9 6 ． 2 0 1 4 ． 1 ． 0 1 8 垢样分析就是采取被清洗设备的污垢样品，进 行成分的定性和定量分析。垢样分析是确定清洗液 配方的首要工作，其分析结果能提供污垢的主要成 分，而且是确定清洗剂选择范围的主要依据 。 1 实验方法 称取一定量 的岐 口1 8 2 油 田井下机组垢样置 于1 0 5。 C 烘箱中烘干至垢样质量不变化；使用已称 重的镜头纸包裹一定量的垢样 ，使用9 0 1 2 0 石油 醚进行索式抽提；将抽提后的垢样置于 1 1 0。 C 烘箱 中烘至质量不变化 ，称重 ；取一定量烘干后的垢样 加入 1 0 ％盐酸溶液进行溶解 ，实验中一直保持溶液 p H值在2 左右 ；待酸溶解反应进行完全后过滤， 并用蒸馏水进行冲洗；将冲洗后的垢样置于烘箱中 从不 同温度下 X 6 5 钢与焊丝 I N C O N E L 6 2 5 偶接 后电偶电流随时问的变化曲线可以看出，腐蚀电流 开始短时间内快速增大到了最大值，并在最大值附 近保持了一段时间。随着时间的延长，腐蚀电流逐 渐减小；而随着温度升高，电偶腐蚀电流增大。通 过 比较不同温度条件下电偶电流可看出 ，较高温度 条件下电偶 电流较大 。2 种温度下 X 6 5 钢与 I N C O N E L 6 2 5的电偶腐蚀敏感性 皆为 E级 最严重的级 别 ，两者 间偶接后存在严重 的电偶 腐蚀敏感性 ， 同时随着温度升高，X 6 5 钢与I N C O N E L 6 2 5 电偶对 的电偶腐蚀敏感性增大。 2 ． 2 3 1 6 L 一在模拟采出水中腐蚀行为 3 1 6 L 不锈钢与焊丝 I NC O N E L 6 2 5 连接前后电位 发生变化 。通过分析极化曲线 ，各测试 区域 自腐蚀 电位相差不大 ，说 明焊接对 3 1 6 L不锈钢 的 自腐蚀 电位影响很小。随着温度升高 ，自腐蚀电位变负， 焊接工艺对 3 1 6 L不锈钢耐蚀性的影响很小 。 不 同温度 下 3 1 6 L不锈 钢 与焊丝 I N C O N E L 6 2 5 偶接后的电偶电流随时间发生变化 ，随着时间的延 长，电流值达到一个稳定值。整个试验过程中的电 流都较小；而随着温度升高，电流略有增大，但仍 很小。3 种温度下3 1 6 L 不锈钢与焊丝 I N C O N E L 6 2 5 偶接后的电偶腐蚀敏感性皆为A级 基本无电偶腐 蚀敏感性 。 3 结论 1 x 6 5 一本体区和热影响区耐腐蚀性能差 ， 焊缝区耐蚀性很好，但随着温度升高，各区域的耐 蚀性能下降，更易发生腐蚀。 2 3 1 6 L 一本体比焊缝区耐蚀性较好，随着温 度升高 ，耐腐蚀性下降 ，但腐蚀电流较小。 3 X 6 5 ／ I N C O N E L 6 2 5 电偶对 的电偶腐蚀敏感 性高 ，随着温度升高，电偶腐蚀敏感性增大，X 6 5 出现明显腐蚀。 4 3 1 6 L ／ I N C O N E L 6 2 5 电偶对的电偶腐蚀敏感 性低，随着温度升高 ，电偶腐蚀敏感性增加 ，但 3 1 6 L 没有出现明显腐蚀。 参考文献 [ 1 ] 李胜利，李 自力，周长李．海洋油气田水线以上设施的腐蚀与 防护f J ] _石油化工腐蚀与防护，2 0 0 9 ，2 6 3 1 9 2 2 ． 2 ] 罗世勇，贾旭 ， 徐阳， 等．机械复合管在海底管道中的应用『 J 1 ． 管道技术与设备，2 0 1 2 1 1 - 3 ． [ 3 1 E me l T a b a n ，E d d y D e l e u，A l f r e d Dh o o g e ，E r d i n c K a l u ． L a s e r We l d i n g o f Mo d i f i e d 1 2％ Cr S t a i n l e s s s t e e l S t r e n g t h， F a t i g u e， T o u g h n e s s ，Mi c r o s t r u c t u r e a n d C o r r o s i o n P r o p e r t i e s [ J ] ． Ma t e r i a l s a n d D e s i g n ，2 0 0 9 3 O 1 1 9 3 1 2 0 0 ． 栏 目主持杨军 一 3 0一 油气田地面工程 h t t p ／ ／ w w w ． y q t d m g c ．c o rn