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316L不锈钢在高含氯离子乙二醇溶液中的腐蚀行为

作　者: 周冬梅
导　师: 王斌
学　校: 西南石油大学
专　业: 油气田材料与应用
关键词: 316L不锈钢乙二醇氯离子腐蚀
分类号: TG172
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

油气田常采用乙二醇来防止天然气水合物的生成。为循环使用乙二醇,需采用乙二醇脱水系统对回收的乙二醇富液进行脱水。由于地层水中含有较高的氯离子,致使循环使用再生后的乙二醇中氯离子含量较高,使用316L为材质的乙二醇蒸发塔出现了腐蚀现象。为对乙二醇蒸发塔进行腐蚀伤害研究,利用高温高压釜、应力腐蚀试验机并结合SEM、EDS、XPS、XRD等现代表面研究方法研究了316L不锈钢在高含氯离子乙二醇溶液中的腐蚀行为。实验研究了温度、Cl-浓度、Fe3+浓度及流速对316L不锈钢腐蚀动力学行为的影响,进行了60℃下不同Cl-浓度对316L不锈钢在乙二醇溶液中的应力腐蚀开裂影响研究,并判断了316L的晶间腐蚀倾向。实验结果表明：在Cl-浓度为36516mg/L、Fe3+浓度776mg/L以及其他离子与地层水相同的情况下,316L的腐蚀速率随温度的升高而增大,温度超出60℃时腐蚀速率迅速增大,120℃时腐蚀速率达到最大值0.0781mm/a;在温度为120℃、Cl-浓度为36516mg/L时,Fe3+浓度大于388mg/L时,才会对316L的点蚀行为产生较大的影响；比较了120℃、Cl-浓度为36516mg/L、Fe3+浓度776mg/L条件下的静态与流速为2m/s的腐蚀速率发现,静态腐蚀速率大于动态腐蚀速率,其腐蚀试样在扫描电镜下观察发现：静态下的蚀孔形状为圆孔型,动态下的蚀孔形状为尖马蹄形；以120℃、Cl-浓度36516mg/L、Fe3+浓度776mg/L静态条件下的腐蚀试样为样品,物相分析可知,腐蚀产物由Cr2O3、Fe2O3、FeOOH组成；60℃时,316L不锈钢在Cl-浓度为36516mg/L的乙二醇溶液中具有应力腐蚀开裂倾向；另外,实验使用的316L不锈钢具有晶间腐蚀倾向。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-21
  1.1 研究的目的和意义  7
  1.2 乙二醇腐蚀研究现状  7-9
    1.2.1 乙二醇的性质  7-8
    1.2.2 乙二醇装置的腐蚀案例  8-9
    1.2.3 乙二醇装置的腐蚀原因及相关研究  9
  1.3 氯离子对奥氏体不锈钢的腐蚀  9-18
    1.3.1 点蚀  9-12
    1.3.2 应力腐蚀概述  12-17
    1.3.3 晶间腐蚀  17-18
  1.4 研究背景  18-19
  1.5 研究内容、研究方法  19-20
    1.5.1 研究内容  19
    1.5.2 研究方法  19-20
  1.6 研究的理论基础及实践基础  20-21
第2章 316L在高含氯离子乙二醇溶液中的点蚀行为研究  21-37
  2.1 引言  21
  2.2 高温高压腐蚀实验研究  21-24
    2.2.1 实验原理  21-22
    2.2.2 实验条件  22
    2.2.3 实验设备  22-23
    2.2.4 实验方法  23-24
  2.3 实验结果与分析  24-35
    2.3.1 静态下温度对316L点蚀行为的影响  24-26
    2.3.2 Cl~-浓度对316L点蚀行为  26-28
    2.3.3 Fe~(3+)浓度对316L点蚀行为的影响  28-30
    2.3.4 流速对316L点蚀行为影响  30-33
    2.3.5 成分及物相分析  33-35
  2.4 本章小结  35-37
第3章 316L不锈钢在高含氯离子溶液中的应力腐蚀敏感性研究  37-45
  3.1 引言  37
  3.2 应力腐蚀开裂的研究方法  37-38
    3.2.1 慢应变速率拉伸试验(SSRT)  37-38
  3.3 实验研究  38-45
    3.3.1 实验条件  38-39
    3.3.2 试验数据记录及结果  39-43
    3.3.3 316L在高含氯离子乙二醇溶液中的应力腐蚀开裂机理  43-44
    3.3.4 本章小结  44-45
第4章 316L不锈钢晶间腐蚀倾向检测  45-48
  4.1 不锈钢晶间腐蚀检测方法  45
  4.2 晶间腐蚀检测结果  45-48
第5章结论与展望  48-50
  5.1 结论  48-49
  5.2 展望  49
  5.3 建议  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-55
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  55

316L不锈钢在高含氯离子乙二醇溶液中的腐蚀行为

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