钢材小知识:13Cr不锈钢腐蚀性能研究

近年来,随着油气田开发环境越来越苛刻，普通材质的油套管已不能达到耐蚀性能的要求，比如常用的j55、n80、p110等。对此，有些油田开始选用高级耐蚀材料，因此，不锈钢油套管材料在油气田中的研究应用开始备受关注，其主要原因就在于它具有良好的耐腐蚀性能。13cr不锈钢是一种耐蚀性相对较高的石油管材，其主要是靠添加12～14%（质量分数）的cr来提高材料的co2腐蚀抗力，并在较为苛刻的腐蚀环境下有着较强的耐腐蚀性能，因而被各大气油田所使用。13cr不锈钢在腐蚀环境下的腐蚀行为研究一直是国内外研究的一个热点。影响13cr不锈钢腐蚀行为的因素主要有温度、co2分压、流速、cl-浓度等。研究发现，13cr不锈钢表面所形成腐蚀产物膜薄而致密，保护性较强，材料的腐蚀速率较小，但仍随温度的升高而增大；co2分压的升高可导致材料腐蚀速率的提高；介质流速增大，材料的腐蚀速率随之增大；超级13cr不锈钢的均匀腐蚀速率与cl-浓度有很大关系，cl-浓度增大其均匀腐蚀速率有下降的趋势。
针对13cr不锈钢油套管材料在油田各种环境下所面临的腐蚀问题，介绍了其腐蚀性能研究现状，分析了在高温高压环境及酸化环境下的腐蚀行为，简要说明了13cr不锈钢几种常见的局部腐蚀类型，并提出了今后13cr不锈钢及其腐蚀行为研究的重要方向，以期为油田油套管选材提供重要参考。对13cr不锈钢研究今后应侧重以下几个方面：
目前13cr不锈钢在国内已基本实现了国产化，但在实际应用中还存在许多不足或缺陷，国内制造商或研发机构应进一步加强管材成分和结构设计、生产工艺优化等。
应对13cr不锈钢开展全面系统研究。如腐蚀类型包括常温均匀腐蚀、高温高压腐蚀、集中典型局部腐蚀等，腐蚀介质应有水溶液、含co2油气井地层水、含h2s地层水，油田注水、酸化体系等，腐蚀性组分应有co2、co2/h2s、o2/h2o、各种加入缓蚀剂的强（混）酸等。
目前对13cr不锈钢腐蚀机理的研究还不够，还有许多工作可做，如不同腐蚀环境下的均匀腐蚀和局部腐蚀机理、腐蚀产物膜的防护机制和不同条件下发生点蚀临界条件等。


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