高溫高壓環境中材料的腐蝕機理研究

石油管材和很多石油裝備多在高溫、高壓的環境中服役，無論腐蝕的熱力學和動力學都與溫度和壓力有密切關系。高溫、高壓環境中材料的失效規律和機理與室溫常壓下有顯著區別，因此須對高溫、高壓環境中使用的材料進行腐蝕評價研究。

配備了高溫、高壓模擬試驗裝備，試驗溫度可達220℃，試驗壓力可達50MPa�？蓪Υ蟛糠指邷馗邏涵h境條件下材料的腐蝕機理進行研究。

CO₂/H₂S多相流環境中材料的腐蝕機理研究

石油工業的多相流主要是氣相、液相和固相多相共存且流動的多相流，由于各相間的互相促進，其腐蝕性有時比單相介質嚴重的多。

H₂S腐蝕和CO₂腐蝕是油田管材和設備遇到的兩類最普遍的腐蝕形式。H₂S腐蝕會造成SCC、SSC、HIC、SWC、SZC、SOHIC失效以及材料均勻及局部腐蝕減薄，CO₂腐蝕主要是局部腐蝕，造成材料減薄、穿孔失效。

兩類腐蝕與溫度和壓力存在密切關系，研究的重點是腐蝕速率隨溫度、壓力、介質成分的變化趨勢，同時需要考慮HCO₃^-、CL^-、露點溫度、油類型、流速、流態、氣水比、汽油比、含硫量、含氧量、緩蝕率等等因素的影響。在此方面進行了大量研究工作。

 海洋環境中材料的腐蝕

海洋環境中的腐蝕表現為不同材料的腐蝕形態不同，同種材料在不同區域的腐蝕不同。海洋環境中腐蝕防護一般采用合理選材、有機涂層及涂裝或者耐蝕金屬包覆、添加緩蝕劑、電化學陰極保護等措施。

在海洋腐蝕防護方面，完成了數項海底管道腐蝕、集氣集油管線腐蝕、樁柱腐蝕的研究工作，可進行以下工作：

l鹽霧試驗分析；

l涂覆層測試；

l海水模擬試驗；

l海洋環境腐蝕失效分析。

    煉化行業中材料的腐蝕機理研究

煉化裝置常會遇到如下問題： 1）高硫、高酸、高鹽原油使設備防腐出現了新的問題，油田使用的各種添加劑可能引起有機氯的問題；2）設備長期高壓運行，滿負荷運行，可能導致材料高溫蠕變、沖刷、應力腐蝕、材料劣化等問題；3）大量使用加氫裝置，材料出現晶間腐蝕、不銹鋼敏化、高溫氫腐蝕等問題；因此對設備的腐蝕及防護有更高的要求。

在以下幾方面解決煉化行業材料的腐蝕及防護問題：

l高溫氧化、高溫硫/環烷酸腐蝕、高溫H₂S/H₂腐蝕、高溫氫腐蝕；

lHCL+H₂S+H₂O腐蝕、煙氣露點腐蝕、酸性水腐蝕、濕硫化氫應力腐蝕；

l掛片、探針、FSM等腐蝕監測；

l彎頭、閥門、孔板、出入口的沖蝕問題；

l設備失效分析；

l煉化裝置腐蝕問題的綜合治理，包括檢驗、選材、模擬試驗、預測評價等。

   新型的石油開采方式對材料的腐蝕研究

新的采油工藝包括：叢式井采油、水平井采油、高能氣體壓裂采油、液體火藥壓裂采油、泡沫壓裂采油、CO₂壓裂采油、微生物采油、聚合物驅提高采收率、CO₂驅提高采收率、堿+聚合物提高采收率、聲波超聲波采油、電磁加熱油層采油、磁能清蠟、除垢、降粘、增注采油、振動采油、核能采油等等，與以往的采油方式有很大區別。在稠油開采方面采用的主要方法包括：摻活性水降粘、摻油降粘、熱水循環降粘、電熱降粘、火燒油層、熱水驅、蒸汽吞吐、蒸汽驅等。這些新工藝的出現可能帶來設備的新的腐蝕問題。

為了應對這些新的石油開采對設備、工具帶來的腐蝕問題，開展以下工作：

l材料抗沖蝕性能試驗研究；

l材料高溫高壓腐蝕機理研究；

l材料細菌腐蝕研究；

l材料電化學腐蝕研究；

l材料CO₂、H₂S、CL^-環境腐蝕研究；

l設備、工具失效分析。