抗H2S腐蚀石油钻杆用钢研究_金属材料工程.rar

摘要:在高含硫石油及天然气油田中油套管断裂事故经常发生，由于这些油气井中含有超量的H2S、CO2、盐等腐蚀性介质，加上地层的压力及温度效应，在这种环境下常用的金属材料（包括不锈钢）构件将很快发生应力腐蚀断裂并造成严重安全事故。最根本的有效方案是在开采与勘测设备仪器中选用具有良好抗应力开裂性能的耐腐蚀合金钢来制造其关键部件。

 本论文研究了抗H2S腐蚀用钢的成分、制备工艺和组织性能。首先设计了镍基合金的化学成分，然后通过真空感应熔炼、电渣重熔制备出镍基合金。利用电化学分析仪、金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等分析了镍基合金的组织结构、机械性能、耐腐蚀性能。发现该镍基合金具有优良的耐腐蚀性能和机械性能，能满足酸性油气环境对金属材料的使用要求。

关键词： 耐硫化氢腐蚀 镍基合金 组织结构 机械性能

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1研究背景及研究意义-1

1.2 H2S对油套管的腐蚀影响-1

1.3 H2S条件下氢脆腐蚀机理-2

1.4石油钻杆开发生产现状-3

1.4.1高耐蚀油套管品种开发现状-3

1.4.2国内外石油钻杆开发生产现状-3

1.5论文研究目的与内容-3

2实验部分-5

2.1确定镍基合金配方-5

2.1.1 镍基体的良好性质-5

2.1.2镍基的固溶能力与耐蚀元素的合金化-5

2.1.3 其它元素的控制-6

2.1.4确定成分-6

2.2实验仪器及其原理-6

2.2.1真空感应熔炼炉-6

2.2.2.电渣重熔-8

2.2.3电子天平-9

2.2.4X射线衍射仪-9

2.2.5金相显微镜-10

2.2.6扫描电镜（SEM）-10

2.2.7洛氏硬度计-11

2.2.8电化学分析仪-12

2.3制取镍基合金-14

2.3.1原料准备-14

2.3.2冶炼-14

2.3.3锻造-16

2.3.4热处理-19

2.3.5固溶处理-19

2.4 镍基合金硬度检测-20

2.4.1 实验步骤-20

2.4.2实验结果-20

2.5镍基合金金相组织观察-20

2.5.1实验步揍-20

2.5.2实验结果-20

2.6镍基合金SEM扫描-22

2.6.1实验数据及图片-22

2.6.2试验结果-25

2.7镍基合金XRD分析-25

2.7.1实验步骤-25

2.7.2实验结果-26

2.8镍基合金极化曲线分析-27

2.8.1实验步骤-27

2.8.2实验结果-28

3结论及展望-30

参考文献-31

致谢-32