P110SS 在海底超高温超临界 CO2 中的腐蚀规律研究
作者
朱新宇黄熠李文拓高禹傅琦于延钊
单位
1.中国石油大学(北京) 2 油气装备材料失效与腐蚀防护北京市重点实验室 3.中海石油(中国)有限公司海南分公司 4.海南省深海深层能源工程重点实验室
关键词
超高温超临界 CO2低合金钢腐蚀试验
收录来源
International Corrosion Congress · 第22届国际腐蚀大会
摘要
随着海上油气勘探开发逐渐向深层发展,油井管服役环境俞趋严峻,材料在超高 温高压环境下面临严重的腐蚀失效风险。目的:为明晰在过饱和超临界 CO2 下低合金 钢油井管的腐蚀行为和规律,以 P110SS 为研究对象,通过静态腐蚀失重实验,分析 了宽域温度(40°C~250°C)和超高压力(4MPa~70MPa)对超临界状态下材料腐蚀速率规 律的影响。利用 SEM、EDS 等分析方法,对腐蚀产物的形态及成分等特征进行表征。 结果:P110SS 在模拟海洋工况 10MPa CO2 分压下,在 80°C下腐蚀速率最高,为 2.43mm/a,随温度升高腐蚀速率不断降低,250°C下腐蚀速率为 0.17mm/a。在压力 低于 7.35 MPa 时,随压力增加腐蚀速率呈线性增加。当 CO2 脱离密相态,压力对腐蚀 速率的影响不再显著。结论:无论 CO2 处于密相态或超临界态,温度对 P110SS 的腐 蚀速率影响规律均呈现先升高后降低的趋势,腐蚀模式未发生改变。腐蚀速率在 80°C 时最高,随温度升高逐渐降低,180°C以上基本保持平稳,腐蚀速率受腐蚀产物的致密 度控制。随 CO2 压力增加,腐蚀速率逐渐升高,P110SS 腐蚀速率对处于密相态下的 CO2 压力更为敏感,变化趋势与 CO2 在水中的溶解度有关。本研究为理解材料在超临 界 CO2 状态下的腐蚀行为和机理提供了有益补充。