基于某气田单井集输管线腐蚀穿孔现象,调研了集输工况,在此基础上开展了不同管材的腐蚀行为研究,得到了各自的腐蚀速率变化规律,并采用电化学方法分析它们的腐蚀机理,结合正交实验方法、金相分析、物相分析和形貌分析等手段,探讨了管线钢腐蚀的材料因素与环境因素的关联性,为以后该气田在单井集输管线的材料选择和防腐措施工作提供思路。在模拟该气田集输系统的腐蚀介质中,对20G、15CrMo、20#三种钢进行了典型环境因素的正交实验和单因素实验。结果表明：影响20G、15CrMo、20#钢的环境因素排序存在差异,影响管线钢C02腐蚀最显著的四个因素分别是温度、pH值、HC03-和Cl-。HC03-和C02含量较高时,有利于促进钝化,15CrMo钢比20G钢耐蚀,而变化其它因素时,20G钢比15CrMo钢耐蚀,20#钢的腐蚀速率最高。并结合实际环境讨论了环境因素的作用机制。交流阻抗和极化曲线测试结果表明,20G、15CrMo、20#三种钢在该实验环境中的腐蚀电化学机理是一致的,其腐蚀速率主要受阴极过程控制,腐蚀产物对腐蚀速率也有着重要影响。XRD分析表明三种钢的腐蚀产物的物相均为FeC03,但SEM分析发现腐蚀产物的形貌存在差异。20G钢的腐蚀产物微观取向性很强,对基体的保护性较好；15CrMo钢腐蚀产物覆盖致密,但是裂痕的存在一定程度上削弱了产物本身的保护性；而20#钢腐蚀产物形貌缺陷较多,故对腐蚀介质的阻挡作用最小。研究发现,三种钢的显微组织和成分对其腐蚀速率也有直接的影响。因此,材料因素和环境因素共同决定了管线钢的腐蚀行为。故实验条件下在C02和HC03-含量较高时可选用15CrMo钢,其它环境中选用20G钢,为了更好地控制腐蚀,建议添加缓蚀剂防腐。
