摘要
页岩气田集输管道是页岩气田生产的重要组成部分，但由于输送介质（腐蚀介质、携沙）和管线铺设（上下坡、改变走向）的复杂性，导致集输管道很容易出现内腐蚀，甚至引发穿孔，对页岩气田安全生产和环境造成破坏和污染。因此，研究其腐蚀规律具有重要的意义。 针对上述内腐蚀问题，模拟了L360NB材质在西南页岩气田实际运行工况下的内腐蚀行为，基于Comsol Multiphysics软件和结合正交分析，研究不同内腐蚀影响因素的影响。其次，开展不同流速、温度、Cl-浓度、二氧化碳含量、氧含量条件下的腐蚀失重模拟试验，结合电化学测试与金相显微观察，辅以扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等表面分析技术对L360NB的内腐蚀行为进行系统研究。分析不同因素对腐蚀速率及腐蚀产物的影响，进而揭示耦合作用下的协同作用，为解决西南页岩气田屡屡失效的问题探明了方向。 试验结果表明:耦合作用下，页岩气集输管道内腐蚀影响因素对内腐蚀的作用依次为:温度＞氧分压＞氯离子浓度＞流速。在高压釜中模拟实际工况结果显示，单因素作用下;1）改变氯离子浓度，当氯离子浓度介于5000 mg/L至25000 mg/L，随着氯离子浓度的增大，腐蚀作用加剧，L360NB的平均腐蚀速率高达3.141 mm/a，属于极严重腐蚀;2)当温度范围为30 ℃至70℃，且温度越高，腐蚀越剧烈，当温度为70℃的环境中腐蚀最为严重，L360NB腐蚀速率达到5.579 mm/a，属于极严重腐蚀，试样伴随有大量的点蚀坑;3）在不同氧分压试验中，当PCO2含量一定，等于0.24Mpa时，此时PCO2/PO2≥3时，主要发生CO2腐蚀，随着O2分压增大，腐蚀速率递增，在PCO2/Po2比值为3时，有峰值出现，腐蚀最为严重，腐蚀速率高达9.456 mm/a，此阶段O2促进了腐蚀，腐蚀产物主要为Fe3O4、 FeCO3、FeOOH;当PCO2/PO2≤2时，主要发生CO2腐蚀，O2抑制了腐蚀速率，此时生成的腐蚀产物为FeCO3而FeCO3膜层具有相对较高的致密性，对基体能够发挥较强的保护作用;当PCO2/PO2=1时，O2抑制了腐蚀速率，腐蚀速率最低。
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