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钛合金在高温盐酸中腐蚀行为研究*

2021-09-26何石磊苑清英李远征胡绍东刘和平

焊管 2021年9期

何石磊, 骆 鸿, 董 超, 苑清英, 王 涛,李远征,王 旭,胡绍东,刘和平

(1.国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西 宝鸡 721008;2.宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西 宝鸡 721008;3.北京科技大学 新材料技术研究院,北京 100083;4.宝鸡钢管西安石油专用管公司,西安 710000)

0前言

钛合金材料因质强比高、弹性模量低和耐蚀性能优异等特点,目前已成为高温、高压、高酸性深层油气井开采用耐腐蚀管材的重要候选材料之一[1-4]。然而钛合金在还原性酸环境,特别是在盐酸、氢氟酸等酸中的抗腐蚀能力有限[5-7]。当前压裂酸化是油气开采中的一项重要增产工艺,酸化时常采用盐酸、土酸等酸液[8-9],这成为限制钛合金管材在油气开采领域广泛应用的重要因素之一,因而如何有效控制钛合金在还原性酸环境中的腐蚀速率成为钛合金管材应用研究的难题[10]。本研究通过开展钛合金管材在高温盐酸、不同温度的盐酸+有机酸、不同温度酸化用胶凝酸等环境下的失重试验,同时对试验数据进行总结,并分析了在高温盐酸环境下钛合金材料的腐蚀机理,以期为钛合金管材在国内深层腐蚀油气田的推广和应用提供参考。

1 试验材料与方法

试验材料为110 ksi钢级钛合金油管,规格为Φ88.9 mm×7.34 mm,供货状态为热轧,其力学性能见表1,化学成分见表2。其显微组织为α+β双相组织,组织形貌如图1所示。

表1 试验用钛合金油管力学性能

表2 试验用钛合金油管化学成分 %

图1 试验用钛合金油管的显微组织形貌

本研究中均匀腐蚀试验采用高温高压反应釜,试样尺寸为50 mm×10 mm×3 mm或30 mm×15 mm×3 mm,挂片一端有直径6 mm或4.5 mm的圆孔。……

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