课题基金 / 基金详情

高压CO2/O2环境中应力与缝隙耦合作用下不锈钢腐蚀行为研究

批准号:
51571097
项目类别:
面上项目
资助金额:
67.0 万元
负责人:
张国安
依托单位:
学科分类:
金属材料使役行为与表面工程
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
李燚周、侯晓萌、唐云、金珍珍、Ali Sayyar、吴亚楠

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项目成果

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中文摘要
油气开采过程中注空气驱油技术导致井下管道螺纹连接处的腐蚀问题,不仅是油气安全开采的关键问题,同时也是应力与缝隙耦合作用下的腐蚀科学问题。本研究拟以油气开采中井下管道(13Cr不锈钢)为研究对象,针对管道螺纹连接处在应力与缝隙耦合作用下的腐蚀问题,探明高压CO2/O2地层水环境中缝隙内的水化学特性演化过程。建立高压CO2/O2环境中应力与缝隙耦合作用下的原位电化学测试系统,通过电化学测试和腐蚀产物/钝化膜的微观结构表征,同时应用第一性原理计算从原子尺度上揭示力学作用下钝化膜形成与破坏机制,探明不锈钢在应力与缝隙耦合作用下的腐蚀电化学机理与腐蚀产物膜/钝化膜结构特性演化机制的内在关系,揭示应力与缝隙的交互作用机制,从而为油气开采过程中井下管道螺纹连接处的腐蚀与防护提供理论依据。
英文摘要
Air injection enhanced oil recovery (Air-EOR) technique in the oil and gas exploration would cause severe corrosion of the thread joint of pipe. This issue is not only the key problem of the safety of oil and gas exploration, but also the fundamental issue of corrosion science under the synergistic effect of stress and crevice. In this project, thermodynamic model is established to determine the water chemistry characteristic inside the crevice at high pressure of CO2/O2 environment. In situ electrochemical measurement method under the synergistic effect of stress and crevice is also established. Electrochemical measurements and microstructure characterization of corrosion products/passive film, as well as First principles calculation which is used to determine the mechanism of the formation and damage of passive film under the applied stress, are carried out to reveal the relationship between the corrosion electrochemical mechanism and the evolution (damage and recovery) of passive film. The synergistic effect of stress and crevice is also clarified. It is anticipated that this research would provide an essential insight into establishing the protective method for the corrosion of thread joint of pipe in oil and gas exploration.
油气开采过程中注空气驱油技术导致井下管道螺纹连接处的腐蚀问题,不仅是油气安全开采的关键问题,同时也是应力与缝隙耦合作用下的腐蚀科学问题。本研究拟以油气开采中井下管道(13Cr不锈钢、N80碳钢)为研究对象,针对管道螺纹连接处在应力与缝隙耦合作用下的腐蚀问题,探明高压CO2/O2地层水环境中缝隙内的水化学特性。建立高压CO2/O2环境中应力与缝隙耦合作用下的原位电化学测试系统,通过电化学测试和腐蚀产物/钝化膜的微观结构表征,同时应用第一性原理计算从原子尺度上揭示力学作用下钝化膜形成与破坏机制,探明不锈钢在应力与缝隙耦合作用下的腐蚀电化学机理与腐蚀产物膜/钝化膜结构特性演化机制的内在关系,揭示应力与缝隙的交互作用机制,探讨了缓蚀剂不同注入时间对缝隙腐蚀的缓蚀效果和作用机理,从而为油气开采过程中井下管道螺纹连接处的腐蚀与防护提供理论依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1016/j.corsci.2018.10.028
发表时间: 2019
期刊: Corrosion Science
影响因子: 8.3
作者: [Wang Z Z, Li Y Y, Zhang G A]
通讯作者: Zhang G A
Two novel thiadiazole derivatives as highly efficient inhibitors for the corrosion of mild steel in the CO 2 -saturated oilfield produced water
两种新型噻二唑衍生物作为CO 2 饱和油田采出水中低碳钢腐蚀的高效抑制剂
DOI: 10.1016/j.jtice.2018.11.022
发表时间: 2019
期刊: Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers
影响因子: 5.7
作者: [Zhang Q H, Hou B S, Xu N, Liu H F, Zhang G A]
通讯作者: Zhang G A
Corrosion behaviour of 13Cr stainless steel under stress and crevice in 3.5 wt.% NaCl solution
13Cr不锈钢在3.5重量%应力和缝隙下的腐蚀行为
DOI: 10.1016/j.corsci.2019.108290
发表时间: 2020-02-01
期刊: CORROSION SCIENCE
影响因子: 8.3
作者: [Li, Y. Z., Wang, X., Zhang, G. A.]
通讯作者: Zhang, G. A.
Corrosion behaviour of X65 carbon steel in supercritical-CO2 containing H2O and O-2 in carbon capture and storage (CCS) technology
碳捕集与封存(CCS)技术中 X65 碳钢在含有 H2O 和 O-2 的超临界 CO2 中的腐蚀行为
DOI: 10.1016/j.corsci.2017.01.028
发表时间: 2017
期刊: Corrosion Science
影响因子: 8.3
作者: [Tang Y., Guo X. P., Zhang G. A.]
通讯作者: Zhang G. A.
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    基于有限元和DFT计算的超临界CO2/O2环境中碳钢—不锈钢电偶腐蚀及缓蚀机理研究
    • 批准号:
      52371064
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50.00万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      张国安
    • 依托单位:
    超临界CO2输送管道腐蚀电化学机理与流体动力学特征的相关性研究
    • 批准号:
      51371086
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      80.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      张国安
    • 依托单位:
    基于计算流体动力学(CFD)模拟和阵列电极技术的多相流动冲刷腐蚀局部损伤机理研究
    • 批准号:
      51101065
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      26.0万元
    • 批准年份:
      2011
    • 负责人:
      张国安
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金