高含硫環(huán)境下管材的元素硫腐蝕規(guī)律與機(jī)理研究.pdf

1、元素硫腐蝕是油氣田開發(fā)中最嚴(yán)重的腐蝕之一，特別是高溫(≥80℃)時(shí)，元素硫發(fā)生水解，產(chǎn)生了吸附性極強(qiáng)的H2S、HS-和S2-，從而對(duì)材料產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。本文在高溫高壓高含硫的環(huán)境下，采用掛片浸泡試驗(yàn)，SEM、EDS研究了元素硫的主要腐蝕機(jī)理，探討了溫度、Cl-濃度、CO2分壓及H2S分壓對(duì)P110鋼元素硫腐蝕的影響。研究表明：
　　隨著溫度的升高，P110鋼在含硫介質(zhì)中均勻腐蝕速率急劇增加。溫度較低時(shí)，腐蝕產(chǎn)物主要為Fe1-XS與

2、CaCO3。溫度升高到150℃，元素硫的水解加劇，此時(shí)的腐蝕產(chǎn)物主要有Fe1-XS組成。溫度升高到180℃時(shí)，反應(yīng)迅速加快，生成的Fe1-XS增多。
　　隨著Cl-濃度的增加，P110的腐蝕速率呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)。當(dāng)Cl-濃度極低時(shí)，腐蝕產(chǎn)物主要由Fe1-XS組成。當(dāng) Cl-濃度升高到10g/L時(shí)，溶解在溶液中的CO2降低，材料表面開始有碳酸鹽沉積，增加了 Fe1-XS的致密度，減緩腐蝕。當(dāng) Cl-濃度為50g/L時(shí)，腐蝕

3、速率進(jìn)一步增大，此時(shí)生成的碳酸鹽的腐蝕產(chǎn)物減少，產(chǎn)物膜疏松多孔，腐蝕加劇。當(dāng)Cl-濃度升高到100g/L時(shí)，碳酸鹽占比升高，腐蝕產(chǎn)物膜更加致密，腐蝕速率降低。
　　隨著CO2分壓的增大，P110鋼元素硫的腐蝕速率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)CO2分壓為1MPa時(shí)，腐蝕速率達(dá)到最大值。當(dāng)CO2分壓較低時(shí)，腐蝕產(chǎn)物膜主要組成成分為Fe1-XS及（Ca，F(xiàn)e）CO3；當(dāng)分壓為1MPa時(shí)，此時(shí)的腐蝕產(chǎn)物主要由Fe1-XS組成。當(dāng)CO2分壓繼