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L360钢在H_2S/CO_2体系中的腐蚀规律研究

作　者: 魏辉荣
导　师: 熊金平
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: L36O钢 H2S/CO2 影响因素电化学腐蚀神经网络
分类号: TG171
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着油气工业的不断发展,金属材料在H2S/CO2体系中的腐蚀问题制约着油气的开发与生产,研究油气田用钢在服役环境中的腐蚀已经迫在眉睫。本文针对这一情况,研究了L360钢在H2S/CO2体系中的腐蚀规律及其机理,并开发了L360钢在酸性油气田中的腐蚀预测软件。本文利用静态挂片失重法和电化学技术,辅以扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)技术,研究了溶液矿化度、元素硫含量和温度对L360钢H2S/C02腐蚀行为的影响以及L360钢-Crl3钢电偶对的电偶腐蚀行为,研究结果表明：(1)随着溶液矿化度升高,L360钢的腐蚀速率先升高后降低,当矿化度为67864mg/L时,腐蚀速率最大,其腐蚀产物均为四方晶系的FeS 1-x(Mackinawite),L360钢以H2S腐蚀为主。(2)元素硫的存在加速了L360钢的全面腐蚀,并导致严重的局部腐蚀；L360钢的腐蚀速率随着溶液中元素硫含量和温度的升高而增大,当元素硫含量达到20g/L时,其腐蚀速率最大,温度为70℃时腐蚀速率出现极大值点。(3)由L360钢和Cr13钢形成的电偶腐蚀电池中,L360钢成为电偶对的阳极,Crl3钢成为电偶对的阴极,随着阴阳极面积比增大,其电偶电流密度升高,电偶腐蚀效应越严重。本文运用人工神经网络技术建立了L360钢在H2S/CO2体系中的腐蚀预测模型,神经网络拓扑结构为5-4-1,网络模型训练成功以后,应用其对L360钢的H2S/C02腐蚀进行预测,预测结果表明,人工神经网络模型预测的结果与实验数据紧密相符,误差在14%以内。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章绪论  13-33
  1.1 引言  13-14
  1.2 腐蚀类型  14-28
    1.2.1 H_2S腐蚀  14-20
    1.2.2 CO_2腐蚀  20-26
    1.2.3 H_2S/CO_2腐蚀  26-28
  1.3 L360钢在油气田环境中的腐蚀研究进展  28-29
  1.4 人工神经网络在腐蚀研究中的应用  29-31
  1.5 研究的目的、意义和主要内容  31-33
    1.5.1 研究的目的和意义  31
    1.5.2 研究的内容  31-33
第二章实验部分  33-41
  2.1 研究方案  33-34
  2.2 实验用原材料及化学药品  34
  2.3 实验仪器  34-35
  2.4 腐蚀介质  35-37
  2.5 实验方法  37-41
第三章 H_2S/CO_2环境中矿化度对L360钢腐蚀行为的影响  41-51
  3.1 引言  41
  3.2 实验结果与讨论  41-49
    3.2.1 静态失重分析  41-43
    3.2.2 表面腐蚀产物分析  43-46
    3.2.3 动电位扫描分析  46-48
    3.2.4 腐蚀机理分析  48-49
  3.3 本章结论  49-51
第四章 H_2S/CO_2环境中元素硫对L360钢腐蚀行为的影响  51-63
  4.1 引言  51
  4.2 实验结果与讨论  51-62
    4.2.1 静态失重分析  51-59
    4.2.2 动电位扫描分析  59-61
    4.2.3 腐蚀机理分析  61-62
  4.3 本章结论  62-63
第五章 L360钢-Cr13钢电偶对在H_2S/CO_2环境中的电偶腐蚀行为研究  63-69
  5.1 引言  63
  5.2 实验结果与讨论  63-67
    5.2.1 L360钢和Cr13钢的电化学行为  63-65
    5.2.2 阴阳极面积比对L360钢-Cr13钢电偶对的电偶腐蚀影响  65-67
  5.3 本章结论  67-69
第六章 L360钢在H_2S/CO_2环境中的腐蚀预测  69-79
  6.1 引言  69
  6.2 BP神经网络预测分析  69-78
    6.2.1 BP神经网络模型  69-70
    6.2.2 样本数据  70-74
    6.2.3 网络训练  74
    6.2.4 网络预测  74-78
  6.3 本章结论  78-79
第七章总结论  79-81
参考文献  81-87
致谢  87-88
研究成果及发表的学术论文  88-89
作者和导师简介  89-90
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  90-91

L360钢在H_2S/CO_2体系中的腐蚀规律研究

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