CO_2侵蚀产物膜及膜内物质交换通道的形成

CO_2侵蚀产物膜及膜内物质交换通道的形成

一、CO_2腐蚀的产物膜及膜中物质交换通道的形成(论文文献综述)

王赟[1](2021)在《油田特殊工况因素对CO2腐蚀及缓蚀剂有效性的影响机制》文中认为随着能源需求和技术的发展,海上油气开采比重逐年增加。海底管道的输送介质为油、气、水多相介质,流动形态复杂,腐蚀问题日益突出。尽管国内外对碳钢的CO2-H2S腐蚀问题已有大量相关研究,但多相流条件下的腐蚀机制及特殊工况下缓蚀剂有效性等问题仍缺乏系统的理论认识和足够的数据支撑。本文重点围绕海上油气田开发中的特殊工况,针对其对钢铁管材腐蚀电化学行为、微观腐蚀机制及缓蚀剂作用机理的影响,利用高温高压腐蚀模拟实验、腐蚀电化学测试、腐蚀产物膜表征、量子化学计算、密度泛函理论计算及分子动力学模拟等手段,开展了油田特殊工况条件下钢的腐蚀规律及缓蚀剂作用机制的研究。针对海上高含CO2气田开发中面临的超临界CO2工况,明确了不同H2S分压对Q125SS和S13Cr腐蚀行为及腐蚀产物膜形成的影响机制。腐蚀产物膜层中主要成分为Fe1-xS(磁黄铁矿型硫铁化合物),FeCO3以及Cr(OH)3/Cr2O3,膜层结构组成的改变影响了腐蚀电化学过程和离子扩散阻力,诱发局部区域电位升高,与基体构成微观电偶电池,促进局部腐蚀发展。针对海底管道油水两相混输的层流工况,利用腐蚀模拟实验及分子动力学模拟等多尺度计算考察有机分子在油/水界面聚集行为,从微观层次分析了缓蚀剂十七烯基羟乙基咪唑啉季铵盐(OED)和月桂酰两性基二乙酸二钠(LAD)在油/水两相中的分配行为,揭示了油水两相界面处腐蚀过程中的缓蚀剂作用机制。针对更为复杂的含固相的多相流海底管道腐蚀工况,明确了缓蚀剂分子在FeC03和CaCO3垢表面的吸附会导致其效率降低,揭示了砂垢固相颗粒沉积对缓蚀剂有效性的影响机制。在研究LAD作用机理的同时,明确了阻垢剂HPAA对LAD缓蚀效果的增强效应。当体系中同时加入LAD和HPAA分子,阻垢剂分子阻碍了 CaCO3晶粒的形核和进一步长大,对缓蚀剂的缓蚀性能起到了较好的协同作用。建立了模拟海底管道清管作业对腐蚀影响的实验装置,获得了清管工艺对管壁腐蚀的影响规律,提出了复杂多相流工况下缓蚀剂作用效果的实验室评价方法。通过模拟现场清管及缓蚀剂批处理工艺的腐蚀实验表明,清管后进行批处理预膜,有利于缓蚀剂分子吸附成膜,对腐蚀有明显抑制效果。利用水热法合成了新型绿色有机缓蚀剂β-HA,对钢有较好的保护作用,缓蚀效率达94.1%。缓蚀剂分子的吸附遵循Langmuir吸附等温线,整个吸附过程可分为快速吸附和缓蚀剂分子重排两个阶段。基于量子化学计算和分子动力学模拟结果,缓蚀剂β-HA在Fe(110)表面具有较好的吸附能力,且β-HA的Fe-O键长度小于MHB和PE。由于MHB和PE都是环境友好型化学品,这一结果有望使该类缓蚀剂在海洋开发中获得更广泛的应用。

王昊[2](2021)在《黄土塬地区CO2驱油封存地下泄漏影响和监测体系研究》文中进行了进一步梳理CO2提高石油采收率技术(CO2-EOR)因其能够提高石油采收率、取得经济效益的同时还有益于实现二氧化碳大量减排,目前已被全世界广泛应用,被认为是未来实现碳中和愿景的关键技术。然而,驱油封存的CO2可能会通过地质断层、井筒等潜在通道发生泄漏,进入地下水、土壤和地表大气,造成环境污染并腐蚀损坏管道、仪器等诸多埋地金属设备,甚至危害人类的健康安全。CO2泄漏的安全性监测成为了 CO2驱油封存项目的关键。目前国内外已开展的CO2泄漏监测研究中,缺少能够反映我国鄂尔多斯盆地黄土塬地区特征的监测体系研究,尤其缺乏CO2泄漏对金属埋地设备的腐蚀性影响相关的监测和模拟研究。这将难以保障我国在黄土塬地区CO2驱油封存示范项目的顺利开展以及环境安全,从而影响该地区的示范项目的大规模应用和推广。针对上述问题,本文以鄂尔多斯南部黄土塬地区作为研究区域,综合考虑该地区复杂的地形地貌、土壤性质以及水文地质特点,开展地下水CO2泄漏监测体系以及土壤CO2对埋地金属设备的腐蚀性模拟和监测研究。文中梳理了CO2泄漏监测的相关技术;分析了黄土塬区CO2驱油封存泄漏途径;辨识了该地区CO2泄漏环境影响特征以及空间运移特征;确立了 CO2泄漏与地下水体环境参数以及土壤CO2腐蚀性影响因子之间的联系;最终提出了适应于黄土塬区CO2驱油封存泄漏地下监测体系和土壤CO2腐蚀性评估方法。案例和情景分析结果表明:在本底值环境下1.5米深土壤层CO2对埋地金属设备的腐蚀性远高于国内油气田可接受的程度;若驱油封存的CO2发生泄漏,土壤CO2对埋地金属设备的腐蚀性将随着土壤CO2浓度上升、pH值下降呈上升趋势;土壤CO2对埋地金属设备的腐蚀性随着土壤温度的上升呈上升趋势。

赵永刚[3](2021)在《含Cr钢在粉砂-CO2环境中腐蚀机理研究》文中进行了进一步梳理在石油与天然气生产过程中,存在着严重的CO2腐蚀。目前,通过合金化可大大提高钢铁材料的抗CO2腐蚀性能。Cr是提高钢耐CO2腐蚀最常用的添加元素之一。含Cr钢耐蚀性提高的主要原因是由于Cr的加入改变了腐蚀产物膜的结构、致密性和稳定性,使得在钢基体表面生成了具有保护性的富Cr膜层。通常,在含Cr钢的应用环境中常常会存在尺寸小于50μm的粉砂,粉砂可以引起严重的腐蚀破坏比如诱发点蚀。然而,对含Cr钢在粉砂-CO2环境中的腐蚀行为和机理尚缺乏系统和深入的了解和研究,其极大限制了含Cr钢的应用范围和发展前景。本文以含Cr钢在粉砂-CO2环境中的腐蚀行为为主线,通过分析含Cr钢微观组织结构演变特征以及腐蚀产物膜微观形貌、物相组成和电化学特性等,建立了含Cr钢在不同环境下产物膜的生长模型和作用机制,明确了粉砂、溶液pH、转速和不同Cr含量对含Cr钢在CO2环境下形成具有保护性的富Cr层的影响规律,确定了临界溶液pH和转速,并探究了含Cr钢在粉砂-CO2环境中的腐蚀机理。获得的主要结论如下:(1)低转速条件下,粉砂会影响1Cr钢的阴极反应和腐蚀产物膜结构。含粉砂条件下,阴极电流密度在腐蚀初期高于无砂环境,而在腐蚀后期低于无砂环境,粉砂先加速然后抑制了钢的阴极反应。相比于无砂条件,粉砂在腐蚀初期可切割钢基体表面生成的腐蚀产物膜,致使膜层变得疏松多孔,产物膜保护性降低,然而在腐蚀后期可镶嵌在产物膜孔隙中,致使膜层变得平整致密,产物膜保护性升高。在长期腐蚀过程中,粉砂可提高1Cr钢的耐蚀性。(2)低转速条件下,粉砂和高pH可提高1Cr钢的耐点蚀性能。粉砂通过提高FeCO3的临界过饱和度加速了 FeCO3的成核速率,将FeCO3晶体的成核方式从均相成核转变为异质成核。粉砂提高了腐蚀产物膜的致密性并改善了产物膜的保护性。1Cr钢具有良好耐腐蚀性的临界pH为4.5。当pH低于临界pH时,非晶态FeCO3在腐蚀产物膜保护性能中占据主导地位,而当pH高于临界pH时,Cr(OH)3占主导地位。当1Cr钢暴露于粉砂-CO2的溶液中时,非晶FeCO3含量随pH的增加而降低,而Cr(OH)3的含量持续增加,因而1Cr钢的耐蚀性随pH的增加先降低然后升高。(3)3Cr钢耐蚀性随转速的增加先降低后升高然后再降低。在转速变化过程中,传质过程和粉砂是决定3Cr钢腐蚀的关键所在。在转速速条件下,腐蚀性介质传质过程起到主要作用,粉砂参与腐蚀产物膜的形成。转速增大会加速介质的传质过程,其加速了金属腐蚀。随着转速的继续增大,3Cr钢溶解会导致大量的腐蚀产物生成,部分破损的腐蚀产物可由其他具有保护性的腐蚀产物来代替,形成了致密的腐蚀产物膜,钢耐蚀性升高,从而出现了第一个耐蚀性转变点。而在高转速条件下,粉砂剪切应力起到主要作用,粉砂破坏腐蚀产物膜,产物膜保护性在高转速条件下持续降低,出现了第二个耐蚀性转变点。(4)含Cr钢中Fe3C含量从1 Cr钢增加至9Cr钢,并且在低转速条件下,随着Cr含量的增加,腐蚀产物膜厚度和致密性升高,膜层稳定性提高,从而产物膜对钢基体的保护性增强。钢中Fe3C和固溶Cr对含Cr合金钢在粉砂-CO2溶液中的腐蚀行为有着共同影响:高Fe3C含量在腐蚀初期阶段促进了钢的腐蚀,加速了腐蚀产物膜的形成动力学,使得产物膜在钢基体表面形成更快,并且Cr含量的增加提高了产物膜中Cr(OH)3和Cr2O3的含量,这两个因素共同作用导致在具有较高Cr含量的钢基体上快速形成了厚而稳定的保护层。因此,随着Cr含量的增加,含Cr钢的耐腐蚀性提高。

潘照霞[4](2021)在《20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀行为》文中认为在自行原创设计的动态管流腐蚀设备中,利用失重法、SEM、EDS、XRD和XPS等手段全面分析了在CO2/水气液两相泡状流条件下腐蚀时间、CO2分压、CO2气相流速对20#无缝钢管的腐蚀速率、腐蚀产物形貌及腐蚀产物成分的影响。研究结果表明:(1)在不同压力条件下,随时间延长至3h时腐蚀速率均先降低到最小值,后时间增大至5h时腐蚀速率出现峰值,5h后腐蚀速率均呈缓慢降低的变化趋势;腐蚀试样表面黑灰色覆盖区腐蚀产物形貌由疏松针状产物膜与少量絮状产物构成的单层膜转变成由较致密针状膜+疏松絮状膜构成的具有双结构特征的产物膜,随时间的延长产物膜由垂直于试样表面的柱状膜+致密膜的双结构内层膜与球形颗粒外层膜构成,最终形成相对致密柱状内层、致密中层以及球形颗粒外层的三层特征的腐蚀产物膜层。同时间段腐蚀速率相对滞后的浅灰色覆盖区产物形貌随时间的转变过程与黑灰色区一致,致密内层产物膜铁含量高,而疏松外层膜碳氧含量较高。(2)不同腐蚀时间下,随CO2分压的增大腐蚀速率都先减小在0.1MPa时达到最小值,后再升高;不同CO2分压下的腐蚀试样管壁面都可观察到两个形貌不同的特征区,且其腐蚀产物膜都随CO2分压的增加均逐渐致密化,因Fe2+和CO32-过饱和度增大,在0.1MPa时形成晶粒细小且致密均匀的保护性Fe CO3薄膜,对应腐蚀速率降至最小,随着CO2分压增至0.15MPa时气泡破碎撞击膜层造成的空化效应外加气泡滚动运动产生的交变荷载及高壁面剪切应力共同作用使产物膜失效,其腐蚀速率明显增大。(3)腐蚀时间不同,20#钢管腐蚀速率随二氧化碳气相流速的增加而增大。不同气相流速下的试样表面都可观察到两个形貌不同的特征区,低速时第一特征区产物膜由管壁表面疏松膜+絮状膜构成的双结构内层膜,外层为均匀球形颗粒,增大气相流速后产物膜由垂直于管壁表面方向致密柱状膜+致密膜的双结构内层膜,外层为“烟花”状产物膜;同样第二特征区由垂直于基体表面方向的层片状产物的针状膜,气相流速增大后转变为致密膜+絮状膜的双结构特征膜层,产物膜随气相流速的增大都伴随开裂失效现象,促进传质过程,腐蚀速率升高且产物膜致密化。(4)根据NACE RP-0775-91标准规定,腐蚀速率均远大于0.254mm/a,属于极严重腐蚀;由EDS分析可知腐蚀产物主要组成元素为Fe、C、O,XRD分析结果表明主要组成相为Fe3C、Fe CO3、Fe OOH、Fe3O4、Fe2O3,XPS的全结合图谱与分峰图谱的结果与XRD结果一致。

张正海,杨贵荣,宋文明,马颖,李亚敏[5](2020)在《CO2压力对20钢在CO2/水两相分层流液相介质中腐蚀行为的影响》文中研究说明利用失重法、扫描电镜、X射线衍射等研究了CO2压力(0.03~0.26 MPa)对20钢在CO2/水两相分层流液相介质中腐蚀行为的影响。结果表明:CO2压力由0.03MPa升高至0.11MPa时,20钢的腐蚀速率快速增大,而当CO2压力超过0.11MPa后腐蚀速率缓慢增大;不同试验条件下20钢的腐蚀速率均大于1.193mm·a-1,说明20钢发生严重腐蚀;20钢表面被均匀、疏松的絮状腐蚀产物覆盖而形成网絮状结构,腐蚀产物主要由铁的氧化物和FeCO3组成;随着CO2压力的增加,腐蚀产物膜的致密程度增大,产物膜的颗粒尺寸减小,腐蚀产物形貌由絮状、针状、颗粒状向鳞片状转变。

白海涛,杨敏,董小卫,马云,王瑞[6](2020)在《CO2腐蚀产物膜的研究进展》文中研究表明系统总结了碳钢的CO2腐蚀产物膜研究进展,重点介绍了CO2腐蚀产物膜的结构、化学组成、生长过程、电化学性质及力学性质。展望了对碳钢的CO2腐蚀产物膜研究发展趋势和重点。

杜航波[7](2020)在《2507超级双相不锈钢在超高温井下环境的抗腐蚀性能》文中认为本文通过对2507双相不锈钢在国内研究和应用调研的基础上,运用室内高温高压模拟腐蚀试验、电化学测试和理化性能分析,并辅以SEM、XPS、EDS等现代分析方法,对2507双相不锈钢在超高温环境的耐腐蚀性能进行研究。室内腐蚀失重试验结果表明,在CO2地层水环境中,2507双相不锈钢表现出优异的耐均匀腐蚀性能,随着温度的升高,腐蚀速率增大,均属于轻度腐蚀程度,同时2507双相不锈钢具有良好的抗CO2地层水SCC性能;在甲酸盐完井液环境中,2507双相不锈钢腐蚀速率在200℃时较低,属于轻度腐蚀,当温度超过200℃时,腐蚀速率急剧升高,达到重度腐蚀标准,并且随着温度的升高,腐蚀速率随之升高;在酸化完井全程实验中,2507双相不锈钢的耐蚀性较差,腐蚀速率属于极严重腐蚀范畴,随着温度的升高,腐蚀速率变化较小,通过模拟2507双相不锈钢在鲜酸腐蚀溶液实验,鲜酸在酸化完井全程实验中对2507的腐蚀最严重,超过了标准可接受范围。通过对2507双相不锈钢表面的腐蚀产物成分分析,表明2507双相不锈钢的钝化膜成分主要由Cr、Fe、Ni的化合物组成。在CO2地层水环境中,钝化膜均匀的覆盖在试样表面,膜层较薄,Cr、Ni的化合物使钝化膜的致密性增强,阻滞了溶液中的阴离子对基体金属的侵蚀;在甲酸盐完井液环境中,当温度为200℃时,试样表面的钝化膜能够很好的保护基体金属,温度为220℃和240℃时,钝化膜疏松多孔,试样表面发生了严重的选择性腐蚀;在酸化完井全程实验中,四种温度下试样表面钝化膜依然出现裂纹和空隙,2507双相不锈钢仍发生以铁素体溶解为主的选择性腐蚀。电化学测试表明,在CO2地层水环境中,2507双相钢的阳极极化曲线均有完整的钝化区间,反应由阳极活化控制,随着温度的升高,钝化区间缩小,点蚀点位降低,极化电阻值降低,腐蚀速率升高,2507双相不锈钢的耐蚀性下降;在独立鲜酸环境中,随着温度的升高,自腐蚀电流增大,整个反应由阴极反应控制,由于缓蚀剂的添加,EIS图谱呈现感抗弧+容抗弧,极化电阻值随着温度升高而降低,表明试样表面钝化膜的耐蚀性降低。

袁和[8](2020)在《苛刻油气井环境中镍基合金腐蚀行为研究》文中指出随着油气资源需求的增加,一些深井甚至超深井不断被开发。井下管柱面临的温度、压力、CO2分压及Cl-浓度越来越高,服役环境越来越苛刻,迫切需要选用耐蚀性能更好的镍基合金。本文采用理化性能测试、高温失重试验、电化学测试分析及抗应力腐蚀开裂试验等方法,并辅以SEM、EDS以及XPS等现代分析技术,研究了028镍基合金在井下苛刻腐蚀环境中的腐蚀行为,并对其腐蚀规律和耐蚀机理进行分析。论文的主要结论如下:(1)在高温CO2腐蚀环境中,028镍基合金的最大腐蚀速率仅为0.0041mm/a,未出现局部腐蚀迹象,表现出极其优异的抗高温CO2腐蚀性能,其良好的抗腐蚀性能来源于Cr元素在其表面富集形成的Cr2O3钝化膜;在鲜酸腐蚀条件下,028镍基合金腐蚀速率较高,但仍在标准规定的一级范围内,在残酸和酸化完井全过程试验中,井深越深,028镍基合金的腐蚀速率越大;在鲜酸、残酸和酸化完井全过程中,试样均出现明显的点蚀坑,并且最大点蚀坑深度随温度和CO2分压的增加呈现出上升趋势;在完井液腐蚀环境中,其均匀腐蚀速率随温度的升高而显着增加。在超高温CO2环境中,C环试样未发生断裂,应力腐蚀敏感性低,在高温CO2环境中抗应力腐蚀性能良好。(2)电化学测试结果表明:在高温CO2环境中,随温度升高,极化曲线腐蚀电位降低和自腐蚀电流密度升高,腐蚀驱动力增强,钝化膜的保护作用减弱,高频区容抗弧半径越来越小,极化电阻减小,腐蚀速率增大;在完井液环境中,028镍基合金阳极极化曲线均有明显的钝化区,腐蚀反应为阳极反应过程控制,随温度升高,腐蚀电位降低,腐蚀进程明显加剧。在高温CO2地层水、完井液腐蚀环境中,随温度升高,028镍基合金的容抗弧半径减小,极化电阻均呈现出下降的趋势,但极化电阻数值依旧很大,具有良好的抗腐蚀性能。(3)对经苛刻条件腐蚀后试样表面进行XPS溅射表明:028镍基合金腐蚀后的钝化膜是一个双极性薄膜,钝化膜主要是由Ni、Cr的氧化物和氢氧化物构成。腐蚀后形成的氢氧化物膜能够阻碍阴离子向钝化膜内层扩散,氧化物膜能阻碍阳离子向钝化膜外扩散,从而对基体金属产生保护,钝化膜有很强的自我修复能力。

刘银磊[9](2020)在《高温高压热采井管柱CO2腐蚀特性研究》文中认为在注多元热流体稠油热采井开采过程中,注入的多元热流体中含有CO2、O2等气体会对管柱造成严重的腐蚀。本文针对油井管材料N80,利用高温高压釜进行热流体环境下的模拟腐蚀试验,通过失重法得到不同温度、不同热流体组分下N80钢的腐蚀速率,结合表面分析方法(SEM、XRD),分析腐蚀产物对腐蚀速率的影响。得到的主要结论有:(1)在单一CO2环境中,N80钢的峰值腐蚀速率对应的温度为100℃,温度升高腐蚀产物膜逐渐变得致密,腐蚀产物颗粒细化,从而对材料形成保护降低材料的腐蚀速率;在单一O2环境下,腐蚀产物疏松易脱落,且多孔的膜结构易于氧气和溶液离子通过向基体内部渗透,从而使得N80钢的腐蚀速率随着温度和浓度的升高而增大。(2)在CO2-O2共存环境下,温度大于100℃时N80钢的腐蚀速率逐渐降低,随CO2含量升高而增大;氧气的存在会生成不确定的中间产物和氧化产物(Fe2O3、Fe3O4),从而破坏腐蚀所生成FeCO3膜的完整性和致密性,因此N80钢的平均腐蚀速率较大,且大于相同温度下单一CO2或O2环境下的腐蚀速率。(3)在不同气体环境下添加缓蚀剂后,N80钢的腐蚀程度有所减弱,尤其是在O2和CO2-O2共存环境下,N80钢的腐蚀速率下降明显,但是平均腐蚀速率仍然偏大;而在CO2环境中由于未添加缓蚀剂条件下腐蚀速率较小,在添加缓蚀剂后腐蚀速率下降程度有限,因此腐蚀速率并未发生明显的降低。

丁银川[10](2020)在《热采井管柱在氯离子与酸性气体环境下的腐蚀特性研究》文中认为稠油气藏采用注多元热流体开采过程中,采出介质中通常含有O2、CO2气体或Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等离子。这些气体和离子的存在会改变液体中酸碱度,产生强电解质溶液,造成热采管柱因电化学腐蚀而壁厚减薄、强度降低、变形等安全问题。针对热采井管柱在注多元热流体开采过程遇到的腐蚀损伤,本文在室内试验中,模拟高温高压多组分腐蚀介质环境,利用高温高压反应釜搅拌液体,模拟介质流动环境。采用失重法测量含O2、CO2和Cl-介质中K55和J55两种油井管管材在不同温度和气体浓度下的腐蚀规律,结合扫描电镜、能谱分析和X射线衍射测试结果,分析各材料腐蚀规律和成因。通过试验及理论分析,得出如下主要研究结果:(1)在热流体含O2腐蚀体系中,环境因素通过改变氧的扩散速度从而影响管钢的腐蚀速率;(2)在热流体含CO2腐蚀体系中,温度通过影响材料表面腐蚀产物膜物理性质,进而影响油井管材料二氧化碳腐蚀速率;(3)Cl-通过改变酸性气体在采出液中的溶解度及钝化膜性能,影响了试验材料在酸性气体环境中的腐蚀进程。本文还对两种油井管材料进行了防腐蚀试验研究,结果表明:油溶性咪唑啉缓蚀剂RC-3的缓蚀效果优于磷酸三乙醇胺助剂,对多元热流体热采井中的多组分气体共存环境缓蚀效果最为理想。

二、CO_2腐蚀的产物膜及膜中物质交换通道的形成(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、CO_2腐蚀的产物膜及膜中物质交换通道的形成(论文提纲范文)

(1)油田特殊工况因素对CO2腐蚀及缓蚀剂有效性的影响机制(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 海洋油气生产腐蚀环境
        2.1.1 油气田井下腐蚀环境
        2.1.2 油气井增产酸化环境
        2.1.3 海底管道内腐蚀环境
    2.2 海上油气田腐蚀类型
        2.2.1 CO_2腐蚀
        2.2.2 超临界CO_2腐蚀
        2.2.3 H_2S腐蚀
        2.2.4 垢下腐蚀
    2.3 油气生产输送工况对腐蚀的影响
        2.3.1 温度的影响
        2.3.2 CO_2分压的影响
        2.3.3 H_2S分压的影响
        2.3.4 原油的影响
        2.3.5 溶液pH值的影响
    2.4 海底管道腐蚀控制方法
        2.4.1 缓蚀剂
        2.4.2 清管
    2.5 本文研究主要内容
3 海上高含CO_2气田超临界工况下井下管材腐蚀机制
    3.1 引言
    3.2 实验材料及方法
        3.2.1 材料和溶液
        3.2.2 高温高压腐蚀模拟与腐蚀失重测量
        3.2.3 腐蚀形貌及产物膜表征
        3.2.4 聚焦离子束(FIB)
    3.3 超临界CO_2-H_2S-H_2O工况下125SS钢的腐蚀行为
        3.3.1 Q125SS钢的腐蚀速率及腐蚀形态
        3.3.2 125SS钢表面腐蚀产物膜表征
    3.4 超临界CO_2-H_2S-H_2O工况下S13Cr不锈钢的腐蚀行为
        3.4.1 S13Cr不锈钢的腐蚀速率及腐蚀形态
        3.4.2 S13Cr不锈钢表面腐蚀产物表征
    3.5 超临界CO_2-H_2S-H_2O工况下低合金钢及不锈钢腐蚀机制
    3.6 本章小结
4 油水两相层流工况对海底管道内腐蚀和缓蚀剂效果的影响机制
    4.1 引言
    4.2 实验材料及方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验溶液
        4.2.3 实验方法
    4.3 油水两相层流介质中油/水界面处碳钢腐蚀行为
    4.4 油水两相层流介质中缓蚀剂的分配
        4.4.1 缓蚀剂OED和LAD在油/水两相中的分配行为
        4.4.2 不同因素对OED和LAD在油水两相分配性的影响
        4.4.3 油水两相介质中碳钢在水相的腐蚀及缓蚀剂作用效果
    4.5 本章小结
5 固相沉积工况对海底管道内腐蚀及缓蚀剂效果影响机制
    5.1 引言
    5.2 实验材料及方法
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验方法
    5.3 砂沉积对碳钢腐蚀及缓蚀剂有效性影响
        5.3.1 砂沉积工况X65钢腐蚀失重及表面形貌
        5.3.2 砂沉积工况X65钢电化学腐蚀行为及缓蚀剂作用效果
        5.3.3 缓蚀剂在砂粒表面吸附性研究
    5.4 垢沉积对碳钢腐蚀及缓蚀剂性能的影响
        5.4.1 CaCO_3沉积工况X65钢腐蚀失重及表面形貌
        5.4.2 CaCO_3沉积工况X65钢腐蚀电化学行为
        5.4.3 缓蚀剂在CaCO_3和FeCO_3表面的吸附
        5.4.4 阻垢剂HPAA对LAD缓蚀性能的影响
    5.5 清管-缓蚀剂批处理对管线腐蚀行为的影响
        5.5.1 清管+缓蚀剂批处理工艺对腐蚀失重的影响研究
        5.5.2 清管+缓蚀剂批处理工艺对腐蚀电化学行为的影响
    5.6 本章小结
6 酸化工况下碳钢腐蚀行为及缓蚀剂作用机理研究
    6.1 引言
    6.2 实验材料与方法
        6.2.1 材料与溶液
        6.2.2 β-HA制备
        6.2.3 腐蚀电化学测试
        6.2.4 腐蚀模拟与腐蚀失重测量
        6.2.5 量子化学计算与分子动力学模拟
    6.3 缓蚀剂β-HA的结构表征
    6.4 缓蚀剂β-HA对酸化介质中碳钢腐蚀的影响
        6.4.1 缓蚀剂β-HA在碳钢表面的缓蚀行为
        6.4.2 缓蚀剂β-HA在碳钢表面的吸附行为
    6.5 缓蚀剂β-HA在碳钢表面的作用机制
    6.6 本章小结
7 结论
8 主要创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(2)黄土塬地区CO2驱油封存地下泄漏影响和监测体系研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1. 研究背景及意义
    1.2. 国内外研究现状
        1.2.1. CO_2泄漏影响研究概况
        1.2.2. CO_2腐蚀研究概况
        1.2.3. CCUS监测技术概况
        1.2.4. CCUS监测技术应用概况
        1.2.5.研究现状总结
    1.3. 本论文工作安排
        1.3.1. 研究目标和内容
        1.3.2. 研究技术路线
        1.3.3. 论文创新点
第2章 黄土塬地区概况
    2.1. 地形地貌特征
    2.2. 土壤水理特征
    2.3. 水文地质特征
        2.3.1. 地质特征
        2.3.2. 地下水特征
第3章 黄土塬地区CO_2泄漏特征辨识
    3.1. CO_2泄漏途径分析
        3.1.1. 盖层突破
        3.1.2. 井筒泄漏
        3.1.3. 降雨及灌溉水下渗
        3.1.4. 地表径流下渗
    3.2. CO_2泄漏空间运移特征
    3.3. CO_2泄漏时间响应特征
        3.3.1. 地下水CO_2泄漏影响
        3.3.2. 土壤CO_2泄漏腐蚀性影响
        3.3.3. 环境参数变化特征
    3.4. 本章小结
第4章 地下CO_2泄漏环境影响监测体系和腐蚀性评估方法
    4.1. 地下水CO_2泄漏环境影响监测体系
        4.1.1. 监测指标优化
        4.1.2. 监测方法
        4.1.3. 监测点布局
    4.2. 土壤CO_2腐蚀性评估方法
    4.3. 案例研究
        4.3.1. 本底值数据分析
        4.3.2. 情景分析
        4.3.3. 土壤CO_2腐蚀性监测建议
    4.4. 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1. 结论
    5.2. 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(3)含Cr钢在粉砂-CO2环境中腐蚀机理研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 研究背景和意义
    2.2 含Cr钢CO_2腐蚀机理及影响因素
        2.2.1 含Cr钢概述
        2.2.2 含Cr钢CO_2腐蚀机理
        2.2.3 含Cr钢CO_2腐蚀影响因素
    2.3 粉砂-CO_2环境下含Cr钢腐蚀研究进展
        2.3.1 粉砂对碳钢腐蚀产物膜的影响
        2.3.2 粉砂对含Cr钢腐蚀行为影响机制
        2.3.3 含Cr钢在粉砂-CO_2环境中局部腐蚀行为研究
    2.4 含Cr钢微观组织对腐蚀行为影响研究进展
        2.4.1 显微组织对腐蚀行为的影响
        2.4.2 析出相对腐蚀行为的影响
        2.4.3 位错对腐蚀行为的影响
    2.5 研究内容和目的
3 粉砂对1Cr钢在CO_2环境中腐蚀行为影响研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验材料和溶液
        3.2.2 浸泡实验
        3.2.3 电化学测试
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 粉砂对1Cr钢电化学特性影响
        3.3.2 粉砂对腐蚀产物膜演化作用
        3.3.3 腐蚀产物膜物质组成
        3.3.4 腐蚀速率
    3.4 粉砂对1Cr钢腐蚀行为影响机理
    3.5 小结
4 粉砂与pH对1Cr钢在CO_2环境中腐蚀产物膜形成与点蚀行为影响研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验材料和溶液
        4.2.2 电化学测试
        4.2.3 腐蚀产物膜分析
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 粉砂和pH对电化学行为的影响
        4.3.2 粉砂和pH对产物膜微观形貌的影响
        4.3.3 表面特征
        4.3.4 腐蚀产物膜组成
    4.4 1Cr钢在不同环境下耐蚀机理分析
        4.4.1 粉砂对1Cr钢腐蚀产物膜结构的影响
        4.4.2 pH对1Cr钢腐蚀产物膜保护性的影响
    4.5 小结
5 转速对3Cr钢在粉砂-CO_2环境中腐蚀行为影响
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验材料和溶液
        5.2.2 浸泡实验
        5.2.3 电化学测试
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 微观组织
        5.3.2 腐蚀产物膜在不同转速下的电化学特性
        5.3.3 腐蚀产物膜物质组成
        5.3.4 腐蚀产物膜微观形貌
        5.3.5 表面2D与3D形貌
    5.4 转速对3Cr钢腐蚀作用机制
    5.5 小结
6 不同Cr含量对含Cr钢在粉砂-CO_2环境中腐蚀行为影响研究
    6.1 引言
    6.2 实验方法
        6.2.1 实验材料和溶液
        6.2.2 浸泡实验和电化学测试
        6.2.3 微观结构表征
    6.3 实验结果与分析
        6.3.1 微观组织演变特征
        6.3.2 电化学结果分析
        6.3.3 表面3-D和微观形貌
        6.3.4 腐蚀产物膜物质组成
    6.4 含Cr钢在粉砂-CO_2环境中的腐蚀机理
        6.4.1 析出相和位错对含Cr钢腐蚀行为的影响
        6.4.2 基于Fe_3C和Cr含量的含Cr钢的耐蚀机理
    6.5 小结
7 结论
主要创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(4)20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀行为(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 二氧化碳腐蚀概述
        1.2.1 CO_2 腐蚀机理
        1.2.2 CO_2 腐蚀类型
        1.2.3 CO_2 腐蚀的影响因素
    1.3 两相流流型
        1.3.1 两相流及其分类
        1.3.2 气液两相流
    1.4 国内外对CO_2腐蚀研究现状
    1.5 课题研究的意义及内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第2章 实验方案设计
    2.1 实验材料
    2.2 腐蚀介质
    2.3 试样的制备
    2.4 腐蚀实验装置设计
    2.5 实验方法概述
第3章 不同腐蚀时间下20#钢在CO_2/水气液两相泡状流中的腐蚀行为
    3.1 引言
    3.2 时间与腐蚀速率关系曲线
    3.3 腐蚀产物表面形貌
    3.4 腐蚀产物截面形貌
    3.5 腐蚀产物的成分分析
        3.5.1 EDS分析
        3.5.2 XRD分析
        3.5.3 XPS分析
    3.6 分析与讨论
    3.7 本章小结
第4章 不同压力条件下20#钢在CO_2/水气液两相泡状流中的腐蚀行为
    4.1 引言
    4.2 CO_2分压与腐蚀速率关系曲线
    4.3 T=5H时 CO_2分压对20#钢腐蚀行为的影响
        4.3.1 腐蚀产物表面形貌
        4.3.2 腐蚀产物截面形貌
        4.3.3 腐蚀产物成分分析
    4.4 T=3H时 CO_2分压对20#钢腐蚀行为的影响
        4.4.1 腐蚀产物表面形貌
        4.4.2 腐蚀产物膜截面形貌
        4.4.3 腐蚀产物成分分析
    4.5 分析与讨论
    4.6 本章小结
第5章 不同气相流速下20#钢在CO_2/水气液两相泡状流中的腐蚀行为
    5.1 引言
    5.2 气相流速与腐蚀速率关系曲线
    5.3 腐蚀产物表面形貌
    5.4 腐蚀产物截面形貌
    5.5 腐蚀产物的成分分析
        5.5.1 EDS分析
        5.5.2 XRD分析
        5.5.3 XPS分析
    5.6 分析与讨论
    5.7 本章小结
结论
展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文
附录 B 攻读学位期间所发表的专利目录

(5)CO2压力对20钢在CO2/水两相分层流液相介质中腐蚀行为的影响(论文提纲范文)

0 引言
1 试样制备与试验方法
2 试验结果与讨论
    2.1 腐蚀速率
    2.2 腐蚀形貌
    2.3 分析与讨论
3 结论

(6)CO2腐蚀产物膜的研究进展(论文提纲范文)

1 CO2腐蚀产物膜结构与组成
2 CO2腐蚀产物膜的生长过程
3 CO2腐蚀产物膜的电化学性质
4 CO2腐蚀产物膜的力学性质
5 总结与展望

(7)2507超级双相不锈钢在超高温井下环境的抗腐蚀性能(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及目的
    1.2 2507 超级双相不锈钢概述
    1.3 2507 超级双相不锈钢腐蚀失效形式
        1.3.1 均匀腐蚀
        1.3.2 点蚀
        1.3.3 应力腐蚀开裂
    1.4 2507 超级双相不锈钢研究现状
    1.5 2507 超级双相不锈钢应用
    1.6 课题的研究内容、技术路线和创新点
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
        1.6.3 创新点
第二章 试验的材料及方法
    2.1 试验的材料及条件
        2.1.1 试验材料及显微组织
        2.1.2 试验材料理化性能参数
    2.2 试样的制备
    2.3 失重法
        2.3.1 试验条件及步骤
        2.3.2 腐蚀速率评定标准
    2.4 电化学测试分析
    2.5 应力腐蚀试验
第三章 2507 双相不锈钢在独立地层水CO2 环境的耐蚀性研究
    3.1 腐蚀失重试验
        3.1.1 均匀腐蚀速率
        3.1.2 表面形貌特征
    3.2 腐蚀产物成分分析
    3.3 电化学分析
    3.4 抗SCC性能
    3.5 本章小结
第四章 2507 双相不锈钢在完井液环境的腐蚀行为研究
    4.1 腐蚀失重试验
        4.1.1 均匀腐蚀速率
        4.1.2 表面形貌特征
    4.2 腐蚀产物成分分析
    4.3 讨论
    4.4 本章小结
第五章 2507 双相不锈钢在酸化全程腐蚀环境的性能研究
    5.1 腐蚀失重试验
        5.1.1 均匀腐蚀速率
        5.1.2 表面形貌特征
    5.2 腐蚀产物成分分析
    5.3 独立鲜酸试验
        5.3.1 均匀腐蚀速率
        5.3.2 电化学分析
    5.4 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(8)苛刻油气井环境中镍基合金腐蚀行为研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镍及镍基合金的特性及应用
    1.3 镍基合金国内外研究现状
    1.4 镍基合金常见的腐蚀形态
    1.5 环境因素对镍基合金腐蚀的影响
    1.6 课题主要研究内容、技术路线
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
第二章 试验材料及试验方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 028镍基合金成分及显微组织
        2.1.2 028镍基合金力学性能
    2.2 高温高压腐蚀失重试验
        2.2.1 试样准备和试验设备
        2.2.2 试验条件及步骤
        2.2.3 腐蚀产物清洗方法
        2.2.4 腐蚀速率的计算及评价
    2.3 抗应力腐蚀开裂性能
        2.3.1 试验条件
        2.3.2 加载应力及试验步骤
    2.4 电化学试验
        2.4.1 试验原理
        2.4.2 试验条件
    2.5 结果分析
        2.5.1 金相显微镜
        2.5.2 扫描电镜
        2.5.3 能谱
        2.5.4 X射线光电子能谱
第三章 028 镍基合金在高温CO2 环境中的腐蚀行为
    3.1 抗均匀腐蚀及点蚀
        3.1.1 028镍基合金在模拟工况条件下的腐蚀行为
        3.1.2 028镍基合金在CO_2 环境中的电化学腐蚀特性
        3.1.3 分析讨论
    3.2 028镍基合金在CO_2 环境中的抗应力腐蚀开裂性能
    3.3 本章小结
第四章 028镍基合金高温高压酸化腐蚀行为研究
    4.1 028镍基合金在鲜酸中的腐蚀行为
        4.1.1 028镍基合金在鲜酸环境中的腐蚀速率及腐蚀形貌
        4.1.2 分析讨论
    4.2 028镍基合金在残酸腐蚀行为
        4.2.1 028镍基合金在残酸环境中的腐蚀速率及腐蚀形貌
        4.2.2 分析讨论
    4.3 028镍基合金在酸化完井全过程腐蚀行为
        4.3.1 028镍基合金在酸化完井全过程的腐蚀速率及腐蚀形貌
        4.3.2 分析讨论
    4.4 本章小结
第五章 028镍基合金在完井液中的腐蚀行为研究
    5.1 028镍基合金在完井液中的腐蚀速率及腐蚀形貌
    5.2 028镍基合金在完井液中的电化学腐蚀特性
    5.3 分析与讨论
    5.4 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(9)高温高压热采井管柱CO2腐蚀特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 CO_2腐蚀影响因素
        1.2.2 CO_2腐蚀机理
        1.2.3 CO_2腐蚀防护
    1.3 研究内容和技术路线
第二章 试验内容及方法
    2.1 试验材料及试验设备
    2.2 试验方案
    2.3 试验原理及步骤
        2.3.1 试验原理
        2.3.2 试验步骤
第三章 单一热流体环境中热采井管柱腐蚀研究
    3.1 CO_2环境下N80 钢腐蚀试验研究
        3.1.1 腐蚀试验结果
        3.1.2 试验结果分析
    3.2 O_2环境下N80 钢腐蚀试验研究
        3.2.1 腐蚀试验结果
        3.2.2 试验结果分析
    3.3 本章小结
第四章 多元热流体环境中热采井管柱腐蚀研究
    4.1 CO2-O_2共存环境下N80 钢腐蚀试验研究
        4.1.1 腐蚀试验结果
        4.1.2 试验结果分析
    4.2 不同气体环境下N80 钢腐蚀结果对比
        4.2.1 腐蚀速率对比
        4.2.2 腐蚀后微观形貌对比
    4.3 本章小结
第五章 缓蚀剂条件下热采井管柱腐蚀研究
    5.1 缓蚀剂的选取和制备
        5.1.1 缓蚀剂的选取
        5.1.2 缓蚀剂的制备与评价方法
    5.2 腐蚀试验结果
    5.3 试验结果分析
        5.3.1 腐蚀速率与缓蚀效率
        5.3.2 腐蚀后微观形貌
    5.4 添加缓蚀剂前后对比
        5.4.1 腐蚀速率
        5.4.2 腐蚀形貌
    5.5 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(10)热采井管柱在氯离子与酸性气体环境下的腐蚀特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1.研究背景及意义
    1.2.国内外研究现状
        1.2.1.氯离子腐蚀影响因素
        1.2.2.Cl-与腐蚀性气体的协同作用
    1.3.研究内容
    1.4.研究方法
第二章 试验思路及方法
    2.1.热流体腐蚀试验
        2.1.1.试验设备及试验材料
        2.1.2.试验介质与环境
        2.1.3.试验步骤
        2.1.4.试验原理
    2.2.氯离子腐蚀电化学腐蚀试验
        2.2.1.电化学腐蚀试验方法
        2.2.2.不同氯离子浓度电化学特性
        2.2.3.不同氯离子浓度电化学试验结果分析
第三章 热采井管柱多元热流体腐蚀研究
    3.1.含氧热流体腐蚀试验研究
        3.1.1.腐蚀试验结果
        3.1.2.试验结果分析
    3.2.热流体含CO_2 腐蚀试验研究
        3.2.1.腐蚀试验结果
        3.2.2.试验结果分析
    3.3.含 O_2和CO-2 多元热流体腐蚀试验研究
        3.3.1.腐蚀试验结果
        3.3.2.试验结果分析
    3.4.本章小结
第四章 热采井管柱氯离子腐蚀研究
    4.1.不同浓度Na Cl含 O_2 腐蚀试验研究
        4.1.1.NaCl含 O_2 腐蚀试验结果
        4.1.2.腐蚀试验结果分析
    4.2.不同浓度Na Cl含 CO_2 腐蚀试验研究
        4.2.1.NaCl含 CO_2 腐蚀试验结果
        4.2.2.腐蚀试验结果分析
    4.3.本章小结
第五章 防腐蚀试验研究
    5.1.缓蚀剂的分类和选取
    5.2.缓蚀剂试验结果
    5.3.缓蚀剂缓释效果对比分析
        5.3.1.腐蚀速率
        5.3.2.腐蚀形貌
        5.3.3.腐蚀产物
    5.4.本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

四、CO_2腐蚀的产物膜及膜中物质交换通道的形成(论文参考文献)

  • [1]油田特殊工况因素对CO2腐蚀及缓蚀剂有效性的影响机制[D]. 王赟. 北京科技大学, 2021(08)
  • [2]黄土塬地区CO2驱油封存地下泄漏影响和监测体系研究[D]. 王昊. 华北电力大学(北京), 2021(01)
  • [3]含Cr钢在粉砂-CO2环境中腐蚀机理研究[D]. 赵永刚. 北京科技大学, 2021(08)
  • [4]20#钢在CO2/H2O气液两相泡状流中的腐蚀行为[D]. 潘照霞. 兰州理工大学, 2021(01)
  • [5]CO2压力对20钢在CO2/水两相分层流液相介质中腐蚀行为的影响[J]. 张正海,杨贵荣,宋文明,马颖,李亚敏. 机械工程材料, 2020(10)
  • [6]CO2腐蚀产物膜的研究进展[J]. 白海涛,杨敏,董小卫,马云,王瑞. 中国腐蚀与防护学报, 2020(04)
  • [7]2507超级双相不锈钢在超高温井下环境的抗腐蚀性能[D]. 杜航波. 西安石油大学, 2020(12)
  • [8]苛刻油气井环境中镍基合金腐蚀行为研究[D]. 袁和. 西安石油大学, 2020(09)
  • [9]高温高压热采井管柱CO2腐蚀特性研究[D]. 刘银磊. 西安石油大学, 2020(10)
  • [10]热采井管柱在氯离子与酸性气体环境下的腐蚀特性研究[D]. 丁银川. 西安石油大学, 2020(12)

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CO_2侵蚀产物膜及膜内物质交换通道的形成
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