[1]何石磊,姚爱国,苑清英,等.110ksi 级钛合金油管耐蚀性能研究[J].焊管,2023,46(5):23-28.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.05.004]
　HE Shilei,YAO Aiguo,YUAN Qingying,et al.Study on Corrosion Performance of 110ksi Grade Titanium Alloy Tubing[J].,2023,46(5):23-28.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.05.004]
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110ksi 级钛合金油管耐蚀性能研究()
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《焊管》[ISSN:1001-3938/CN:61-1160/TE]

卷:
46
期数:
2023年第5期
页码:
23-28
栏目:
试验与研究
出版日期:
2023-05-28

文章信息/Info

Title:
Study on Corrosion Performance of 110ksi Grade Titanium Alloy Tubing
文章编号:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.05.004
作者:
何石磊; 姚爱国; 苑清英; 任永峰; 李远征; 高盟召
1. 中油国家石油天然气管材工程技术研究中心有限公司，西安 710018； 2. 宝鸡石油钢管有限责任公司，陕西 宝鸡 721008；3. 浙江金洲管道工业有限公司，浙江 湖州 313099
Author(s):
HE Shilei;  YAO Aiguo;  YUAN Qingying;  REN Yongfeng;  LI Yuanzheng;  GAO Mengzhao
1. Chinese National Engineering Research Center for Petroleum and Natural Gas Tubular Goods Co., Ltd.,Xi’an 710018, China; 2. Baoji Petroleum Steel Pipe Co., Ltd., Baoji 721008, Shaanxi, China; 3. Zhejiang Kingland Pipeline Industing Co., Ltd., Huzhou 313099, Zhejiang, China
关键词:
钛合金油管; 应力腐蚀; 缝隙腐蚀; 电偶腐蚀
Keywords:
titanium alloy tubing;  stress corrosion;  crevice corrosion;  galvanic corrosion
分类号:
TG133
DOI:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.05.004
文献标志码:
A
摘要:
针对钛合金在油气井环境下面临的腐蚀问题，通过开展模拟油田腐蚀工况下应力腐蚀及不同温度条件下酸化液中失重试验，同时开展与镍基合金管材的缝隙腐蚀和电偶腐蚀等系列试验，采用扫描电子显微镜、XRD等方法观察试样形貌和腐蚀产物，评价钛合金油管的耐腐蚀性能。结果表明，在苛刻腐蚀工况（溶液介质：5 MPa H2S+11 MPa CO2+10% Cl-）及NACE TM 0177标准A溶液下，采用四点弯曲的试验方法，加载应力为758 MPa，经720 h后试样未发生断裂且无应力腐蚀裂纹，表明该钛合金管材应力腐蚀敏感性较低。在两种浓度为0.1 mol/L的酸化液中，随着试验温度从室温升至160 ℃，钛合金管材腐蚀速率均逐渐增大，且腐蚀速率在胶凝酸中低于在转向酸中；与镍基合金管材对比，钛合金管材具有更优异的抗点蚀和抗缝隙腐蚀；在模拟苛刻腐蚀工况下，钛合金管材分别与625和825镍基合金偶接后均未出现明显的电偶腐蚀效应导致加速腐蚀现象。
Abstract:
In term of corrosion of titanium alloys in oil and gas well environments, by conducting stress corrosion tests under simulated oilfield corrosion conditions and weight loss tests in acidic fluids under different temperature conditions, as well as conducting a series of tests on crevice corrosion and galvanic corrosion with nickel based alloy pipes, the morphology of the sample and corrosion products are observed by using tools such as Scanning Electron Microscopy and X-ray diffraction etc. The results showed that under harsh corrosion conditions (solution medium:5 MPa H2S+11 MPa CO2 +10% Cl-) and the NACE TM 0177 standard A solution, the four point bending test method was used, and the loading stress was 758 MPa. After 720 hours, the sample did not fracture and there were no stress corrosion cracks, indicating that the stress corrosion sensitivity of the titanium alloy pipe was low. The corrosion rate of titanium alloy pipes gradually increased with the rise of temperature from room to 160 ℃ in two acidic solutions with a concentration of 0.1 mol/L and the corrosion rate in gelled acid was significantly lower than that in turning acid. Titanium alloy has excellent pitting corrosion resistance and crevice corrosion resistance superior to 625 and 825 nickel?ased alloys under crevice conditions. No obvious accelerated corrosion phenomenon of titanium alloy in the simulated harsh corrosion conditions was observed due to galvanic corrosion effect after coupling titanium alloy with 625 and 825 nickel based alloys, respectively.

参考文献/References:

［1］ 董盼，朱世东，李金灵，等.钛合金及其油井管耐蚀性能研究进展［J］.钛工业进展，2021，38（2）：42-48.［2］ 鲜宁，荣明，李天雷，等.钛合金在高温高压酸性油气井的应用研究进展［J］.天然气与石油，2020，38（5）：96-102.［3］ 李冲，陶欢，宋德军，等.钛合金在高含硫化氢工况中的腐蚀性能研究［J］.材料开发与应用，2020，35（6）：19-23.［4］ 付亚荣，谷胜群，宋惠梅，等.钛合金管材在高含硫天然气开发中的应用现状［J］.石油机械，2018，46（3）：116-124.［5］ 董恩涛，余伟，史佳新，等.钛合金无缝管在油气井中的应用现状及工艺研发［J］.钢管，2021，50（1）：13-17.［6］ 刘强，惠松骁，宋生印，等.油气开发用钛合金油井管选材及工况适用性研究进展［J］.材料导报，2019，33（5）：841-853.［7］ 何石磊，周新义，汪强，等.一种适用于钛合金油管气密封螺纹接头的开发［J］.焊管，2020，43（9）：16-22.［8］ 周晓锋，孙宇，张传友，等.TP-Ti-110钢级TP-G2（Ti）特殊螺纹钛合金油管的研发［J］.钢管，2019，48（1）：20-23.［9］ 吕祥鸿.经济型钛合金油管的开发［D］.西安：西安石油大学，2016.［10］ 孟康.TA31合金在盐酸溶液中的腐蚀行为研究［D］.秦皇岛：燕山大学，2019.［11］ 何石磊，骆鸿，董超，等.钛合金在高温盐酸中腐蚀行为研究［J］.焊管，2021，44（9）：1-6.［12］ 吕祥鸿，刘乐乐，李健，等.高pH值完井液中钛合金管材的腐蚀行为研究［J］.稀有金属材料与工程，2020，49（7）： 2326-2332.［13］ 朱达江，范宇，张华礼等.耐蚀合金油管与高钢级碳钢套管在钻井液中的电偶腐蚀行为研究［J］.材料保护，2022， 55（9） ：27-33.［14］ 唐庚，宋洋，王珏皓，等.110SS碳钢油管和140ksi碳钢套管在钻井液中的腐蚀及电偶腐蚀行为［J］.热加工工艺，2022，51 （22）：24-29.［15］ 张艺灵，肖斌，聂广占，等.不锈钢-钛合金电偶对在乙二醇溶液中的电偶腐蚀研究［J］.石化技术，2021，28（12）：178-179.［16］ 高明忍.110SS油管、2830油管和140V套管的电偶腐蚀行为研究［D］.西安：西安石油大学，2021.［17］ 黎玉泽，李臻，何石磊，等.0.6Zr3Mo钛合金在含不同浓度盐酸胶凝酸中的腐蚀疲劳行为［J］.机械工程材料，2022，46 （7）：11-15.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-02-09基金项目： 中国石油集团公司课题“高强度低密度油管与长寿命压裂泵关键部件研制”（项目编号 2019B-4013）； 中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“公司发展战略与科技基础工作决 策支持研究”（项目编号2022DQ0107-22）。作者简介：何石磊（1983—），男，硕士，高级工程师，主要从事油井管产品研究与开发工作。
更新日期/Last Update: 2023-05-23