本文關鍵詞：一維陣列電極法研究油井管柱接頭縫隙腐蝕機理，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：油井管柱接頭通過螺紋進行連接,在接箍和油管之間可能存在微小縫隙,相比于油井管柱其它部位,更容易遭受腐蝕介質侵蝕,一旦產生嚴重的縫隙腐蝕,接頭部分就會成為油井管柱完整性最薄弱的環(huán)節(jié)。因此,很有必要研究油井管柱在使用環(huán)境中發(fā)生縫隙腐蝕的機理,以期能夠找出合理的防護措施。本文以油套管常用的P110鋼為研究對象,將一維陣列電極測試技術運用到縫隙腐蝕研究過程中。結合失重法、電化學交流阻抗譜、動電位極化法、掃描電鏡、能譜分析、掃描電化學顯微鏡測試技術研究了P110鋼縫隙腐蝕敏感性及其在酸性CO2環(huán)境中的縫隙腐蝕電化學機理,并探討了緩蝕劑對P110鋼縫隙腐蝕的抑制效果。利用失重法和表面形貌觀察研究了縫隙結構和溫度變化對P110鋼縫隙腐蝕敏感性的影響。結果表明,縫隙結構的存在加速了P110鋼腐蝕的速率,溫度的逐漸升高,縫隙腐蝕敏感性也逐漸加強,表現(xiàn)為腐蝕速率的增大。P110鋼在縫隙結構中形成的腐蝕產物膜對基體的保護性較弱,且基體表面發(fā)生了較為嚴重的點蝕,縫隙內部的點蝕程度比縫隙開口處更加嚴重。利用P110鋼一維陣列電極測試了縫隙腐蝕電化學機理。結果表明,在CO2酸性環(huán)境中,P110鋼發(fā)生了較為明顯的縫隙腐蝕,縫隙結構中不同位置腐蝕程度存在較大的差異,最易誘發(fā)縫隙腐蝕的縫隙尺寸為0.1到0.15mm。縫隙腐蝕發(fā)生的同時,也常伴有點蝕的發(fā)生,對油套管接頭造成了更為嚴重的破壞。基于實驗結果,提出了縫隙腐蝕的多階段模型,該模型能夠很好解釋縫隙腐蝕的發(fā)展過程。測試了酸性環(huán)境中常用的曼尼希堿和咪唑啉類緩蝕劑對P110鋼縫隙腐蝕的緩蝕效果。結果表明,兩種緩蝕劑都具有降低P110鋼發(fā)生縫隙腐蝕的傾向,減小了自腐蝕電流密度,降低了腐蝕速率。兩種緩蝕劑都是通過吸附機制在電極表面生成保護膜而起到緩蝕劑效果,該保護膜主要抑制電極的陽極反應過程。咪唑啉類緩蝕劑對P110鋼縫隙腐蝕的緩蝕效果高于曼尼希堿類緩蝕劑。
【關鍵詞】：縫隙腐蝕 P110鋼 陣列電極 緩蝕劑
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE983;TG178
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 研究的背景與意義8-9
• 1.2 縫隙腐蝕機理及規(guī)律研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 縫隙腐蝕相關概念9
• 1.2.2 縫隙腐蝕機理及規(guī)律9-10
• 1.2.3 縫隙腐蝕影響因素10-12
• 1.2.4 縫隙腐蝕研究方法12-14
• 1.2.5 縫隙腐蝕的防護措施14
• 1.3 陣列電極在縫隙腐蝕中的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 陣列電極相關概念14-15
• 1.3.2 陣列電極在腐蝕中的應用15-16
• 1.3.3 陣列電極在縫隙腐蝕中的應用16-17
• 1.4 本文的主要工作17-19
• 第2章 酸性環(huán)境中P110鋼縫隙腐蝕敏感性研究19-29
• 2.1 引言19-21
• 2.2 實驗部分21-22
• 2.2.1 試樣與環(huán)境21
• 2.2.2 實驗過程21
• 2.2.3 測試方法21-22
• 2.3 P110鋼縫隙腐蝕敏感性研究22-24
• 2.3.1 溫度對縫隙腐蝕的影響22-23
• 2.3.2 縫隙對P110鋼腐蝕速率的影響23-24
• 2.4 P110鋼縫隙腐蝕形貌分析24-26
• 2.4.1 縫隙對P110鋼腐蝕形貌影響24
• 2.4.2 縫隙中不同位置腐蝕形貌24-26
• 2.5 P110鋼縫隙腐蝕產物分析26-28
• 2.6 本章小結28-29
• 第3章 酸性環(huán)境中P110鋼縫隙腐蝕電化學機理研究29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 實驗部分29-31
• 3.2.1 試樣與環(huán)境29-30
• 3.2.2 實驗過程30
• 3.2.3 測試方法30-31
• 3.3 P110鋼縫隙腐蝕電化學研究31-38
• 3.3.1 電化學交流阻抗分析31-33
• 3.3.2 動電位極化分析33-35
• 3.3.3 掃描電化學顯微鏡分析35-38
• 3.4 P110鋼縫隙腐蝕形貌分析38-40
• 3.5 縫隙腐蝕模型40-41
• 3.6 本章小結41-42
• 第4章 酸性環(huán)境中緩蝕劑對P110鋼縫隙腐蝕緩蝕機制研究42-57
• 4.1 引言42-43
• 4.2 實驗部分43-44
• 4.2.1 試樣與環(huán)境43
• 4.2.2 實驗過程43
• 4.2.3 測試方法43-44
• 4.3 曼尼希堿類緩蝕劑抑制P110鋼縫隙腐蝕行為研究44-49
• 4.3.1 電化學阻抗分析44-46
• 4.3.2 動電位極化分析46-47
• 4.3.3 腐蝕形貌分析47-48
• 4.3.4 掃描電化學顯微鏡(SECM)分析48-49
• 4.4 咪唑啉類緩蝕劑抑制P110鋼縫隙腐蝕行為研究49-54
• 4.4.1 電化學阻抗分析49-51
• 4.4.2 動電位極化分析51-52
• 4.4.3 腐蝕形貌分析52-53
• 4.4.4 掃描電化學顯微鏡(SECM)分析53-54
• 4.5 兩種緩蝕劑緩蝕機理分析54-55
• 4.6 本章小結55-57
• 第5章 結論與展望57-59
• 5.1 結論57
• 5.2 展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-67
• 攻讀碩士學位期間的論文及科研成果67

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本文編號：270616