PDF《海上某油田生产井 316犔 不锈钢毛细管泄漏失效分析》

2 C h e m i c a l c o m p o s i t i o no f b a s em a t e r i a l o f f a i l e d c a p i l l a r ya n dr e l e v a n t s t a n d a r d( m a s s ) % 试样或标准 C S i M n P S C r M o N i 失效毛细管母材 0.

0 1

1 0.

4 2 1.

4 6 0.

0 1

7 0.

0 2

1 6.

2 3 2.

0 8

1 0.

1 2 A P IS p e c5 L ≤ 0.

0 3

5 ≤ 0.

7 5 ≤ 2.

0 0 ≤ 0.

0 4

5 ≤ 0.

0 3

1 6. 0~

1 8.

0 2.

0 0~ 3.

0 0

1 0. 0~

1 4.

0 3 .

2 力学性能测试 采用 z w i c kz

6 0

0 万能试验机, 按照GB/T228.1-2010《金属材料 室温拉伸试验方法》 对未明 显腐蚀的1号样进行拉伸试验.试验结果表明, 该 毛细管的抗拉强 度m 和屈服强度t0.5分别为600M P a和3

7 0M P a , 均符合产品技术要求( 分别 ・

7 1

8 ・ 李瑞川等: 海上某油田生产井3

1 6 L不锈钢毛细管泄漏失效分析 不小于5

8 6M P a和2

7 5M P a ) , 故排除由于材料质 量不合格造成腐蚀渗漏的可能.

3 .

3 金相分析 按照 G B / T1

3 2

9 8-1

9 9 1《 金属显微组织检验 方法》 , 将4号样预磨抛光, 再用三氯化铁盐酸溶液 侵蚀开裂管段, 观察其金相组织, 结果见图2 .由图 2可见, 开裂管段的母材组织为奥氏体;

热影响区的 组织以奥氏体为主, 且在奥氏体基体上分布着δ铁 素体;

焊缝区组织为分布有枝晶状δ铁素体的奥氏 体.在该条件下, 热影响区界限明显腐蚀, 且腐蚀后 铁素体颜色比奥氏体更深, 这表明铁素体的腐蚀倾 向性更大.通常, 奥氏体钢在焊接过程中出现少量 铁素体属于正常现象, 但是奥氏体中的铁素体对于 材料耐蚀性的影响与具体体系有关, 对于该失效毛 细管而言, 其铁素体的形成可促进热影响区的优先 腐蚀. ( a ) 母材 ( b ) 热影响区 ( c ) 焊缝 图2 开裂管段不同区域的金相组织 F i g .

2 M i c r o s t r u c t u r eo f d i f f e r e n t z o n e so f c r a c k e dp i p e :( a ) b a s em a t e r i a l ;

( b ) h e a t a f f e c t e dz o n e a n d( c ) w e l dz o n e

4 腐蚀模拟试验

4 .

1 恒电位极化腐蚀模拟试验 在宏观观察中发现3号样外表面出现两道相互 平行、 处于焊缝两侧、 宽约0 . 5mm 的沟槽, 推测这 两道沟槽是由于毛细管受杂散电流影响在低于自腐 蚀电位下形成.故设计恒电位极化腐蚀模拟试验来 验证该推测.该试验在含饱和 C O

2 的8 .

2 %( 质量 分数) N a C l溶液中利用P A R S T A T2

7 3 A 电化学工 作站进行, 工作电极为3

1 6 L不锈钢( 1号样) , 辅助 电极选 用铂电极, 参比电极选用饱和甘汞电极(SCE) .工作电极用环氧树脂密封, 并用导线与外 界连接.试验前通入 C O 21h除氧, 待体系的自腐 蚀电位稳定后( 波动不超过± 1m V) , 加载相对于自 腐蚀电位5

0 ,

1 0 0m V 的恒电位, 试验周期为6d . 测极化电流随时间变化曲线, 如图3所示. 当电位稳定后,测得的自腐蚀电位为-253m V.由图3可见, 当恒定电位为corr-50m V时, 极化电流较为稳定, 管体表面光亮无 腐蚀, 仍可见金属光泽, 焊缝区未见明显的腐蚀沟 槽.结果表明, 在该恒电位下,

3 1

6 L不锈钢处于钝 化状态.当恒定电位为 c o r r-1

0 0m V 时, 测得的 极化电流呈不稳定波动, 表明此时3

1 6 L不锈钢处 于钝化-破钝-再钝化-再破钝循环的点蚀过程. 图3 在含饱和C O

2 的8 .

2 % N a C l溶液中3

1 6 L不锈钢 的极化电流随时间变化曲线 F i g .