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《超級(jí)13Cr不銹鋼局部腐蝕》全書共5章，主要基于超級(jí)13Cr不銹鋼在苛刻環(huán)境中服役所遭受的局部腐蝕，重點(diǎn)對點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕進(jìn)行了分析，并對其他局部腐蝕類型(電偶腐蝕、腐蝕疲勞、沖蝕、磨蝕)進(jìn)行了介紹。

《超級(jí)13Cr不銹鋼局部腐蝕》可供從事石油天然氣開發(fā)、新材料研制、過程裝備腐蝕與防護(hù)、石油專用管腐蝕與防護(hù)及相關(guān)學(xué)科的研究人員和技術(shù)人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

本書主要介紹了手性四氫異喹啉生物堿的化學(xué)合成、生物合成策略及其在藥物化學(xué)中的應(yīng)用。在化學(xué)合成策略中，重點(diǎn)闡述了不對稱催化合成手性四氫異喹啉的方法，包括不對稱環(huán)化反應(yīng)、不對稱氫化、不對稱親核加成及不對稱交叉脫氫偶聯(lián)反應(yīng)等。在生物合成策略中，闡述了生物體內(nèi)四氫異喹啉化合物的生成機(jī)制及酶催化手性四氫異喹啉化合物的合成研究；根據(jù)目前手性四氫異喹啉化合物的化學(xué)合成、生物合成策略及市場需求，針對所存在問題，提出手性四氫異喹啉生物堿合成策略的改進(jìn)方法和發(fā)展前景。根據(jù)手性四氫異喹啉生物堿在生命體內(nèi)的作用機(jī)制，詳細(xì)介紹了在在藥物化學(xué)中的應(yīng)用及發(fā)展前景。

隨著工業(yè)化水平的提高和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對石油、天然氣等能源的需求日益增加，為緩解能源緊張，油氣勘探開采范圍逐漸擴(kuò)大至管材服役工況條件惡劣的地區(qū)。目前，我國油氣勘探開發(fā)正逐步向塔里木、四川盆地等深部、復(fù)雜地層推進(jìn)。完井與開發(fā)過程中的苛刻環(huán)境致使普通材質(zhì)的油套管材料無法滿足其嚴(yán)苛的耐蝕性需要，為了保證生產(chǎn)的安全與高效，高強(qiáng)度和韌性匹配、具有良好耐蝕性能及成本相對較低的超級(jí)13Cr馬氏體不銹鋼成為油氣井鉆采過程中的耐蝕材料。

經(jīng)過眾多研究者多年的努力，超級(jí)13Cr馬氏體不銹鋼已經(jīng)實(shí)現(xiàn)由進(jìn)口到出口的轉(zhuǎn)變，在塔里木、西南、長慶等油氣田得到大批量應(yīng)用的同時(shí)，成批出口到美國、加拿大等國，并成功打開中東市場大門。然而，在現(xiàn)場應(yīng)用的過程中，依然出現(xiàn)或多或少的局部腐蝕，導(dǎo)致管材因腐蝕發(fā)生穿孔、斷裂等而失效。筆者在國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金、中國石油天然氣集團(tuán)公司應(yīng)用基礎(chǔ)研究、國家油氣重大專項(xiàng)示范工程建設(shè)、中國石油科技創(chuàng)新基金等項(xiàng)目的支持下，對超級(jí)13Cr馬氏體不銹鋼在完井和開發(fā)過程中所遭受的點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕等方面做了大量的研究與探索。

書中第2章、第5章由魚濤執(zhí)筆，第3章由朱世東執(zhí)筆，第4章由袁軍濤執(zhí)筆，屈撐囤編寫其他章節(jié)并負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿工作。

本書由西安石油大學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)著作出版基金、中國石油天然氣集團(tuán)公司石油科技圖書出版專項(xiàng)基金聯(lián)合資助出版。在編寫過程中，參考了國內(nèi)外多位學(xué)者的研究結(jié)果，得到了西安石油大學(xué)多位老師和研究生以及中國石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院諸位領(lǐng)導(dǎo)和專家的大力支持和幫助，在此深表感謝。

限于編者學(xué)識(shí)水平，書中不足和疏漏之處在所難免，懇請讀者給予批評(píng)指正！



編者

2021年5月

魚濤，男，西安石油大學(xué)，博士，副教授。主要從事油氣田污染物控制及腐蝕防控技術(shù)與理論研究，重點(diǎn)研究油氣田廢棄鉆井泥漿、含油污泥處理技術(shù)與工藝，含油污水、作業(yè)返排液處理技術(shù)與工藝，以及油氣田腐蝕機(jī)理與防護(hù)技術(shù)研究。

第1章緒論1

1.1三超油氣井需求1

1.2超級(jí)13Cr不銹鋼研究現(xiàn)狀2

1.3腐蝕類型2

1.3.1均勻腐蝕3

1.3.2局部腐蝕3

參考文獻(xiàn)6



第2章點(diǎn)蝕10

2.1概述10

2.2夾雜物與熱處理10

2.2.1夾雜物10

2.2.2熱處理14

2.3酸化環(huán)境25

2.3.1不同溫度25

2.3.2不同酸化循環(huán)階段26

2.3.3不同部位31

2.4完井液環(huán)境32

2.4.1形貌與組分32

2.4.2電位分布33

2.5開發(fā)環(huán)境35

2.5.1Cl－濃度的影響35

2.5.2溫度的影響36

2.5.3醋酸的影響40

2.5.4時(shí)間的影響44

2.5.5單質(zhì)硫的影響45

2.5.6CO2分壓的影響47

2.5.7不同氣氛的影響48

2.6氣液相環(huán)境49

2.7臨界點(diǎn)蝕溫度51

2.8材質(zhì)評(píng)價(jià)55

2.8.1四種13Cr系列鋼55

2.8.2酸化壓裂模擬環(huán)境58

參考文獻(xiàn)63



第3章應(yīng)力腐蝕67

3.1概述67

3.2腐蝕環(huán)境69

3.2.1完井液環(huán)境69

3.2.2開發(fā)環(huán)境80

3.3殘余應(yīng)力84

3.3.1殘余應(yīng)力的影響85

3.3.2殘余應(yīng)力的來源85

3.3.3殘余應(yīng)力的消除方法88

3.4應(yīng)力腐蝕評(píng)價(jià)89

3.4.1標(biāo)準(zhǔn)條件89

3.4.2實(shí)際工況94

3.5全尺寸下管材的腐蝕行為114

3.5.1研究方法116

3.5.2斷裂位置和形態(tài)116

3.5.3油管內(nèi)表面腐蝕坑及裂紋120

3.5.4油管接頭螺紋密封性能121

3.5.5油管機(jī)械性能122

3.5.6斷裂過程123

3.6防護(hù)技術(shù)125

3.6.1緩蝕劑種類125

3.6.2丙炔醇130

3.6.3季銨鹽133

參考文獻(xiàn)137



第4章縫隙腐蝕144

4.1概述144

4.2閉塞區(qū)內(nèi)的臨界pH以及其影響因素144

4.2.1極化時(shí)間144

4.2.2極化電流密度146

4.2.3離子通道148

4.2.4溫度149

4.3縫隙腐蝕電化學(xué)腐蝕特征150

4.3.1溫度的影響150

4.3.2礦化度的影響159

4.3.3pH的影響163

4.4在含CO2模擬地層水中的縫隙腐蝕166

4.4.1無應(yīng)力條件下的縫隙腐蝕167

4.4.2應(yīng)力條件下的縫隙腐蝕174

4.5高溫高壓氣井生產(chǎn)階段管柱縫隙腐蝕180

參考文獻(xiàn)181



第5章其他腐蝕類型183

5.1概述183

5.2腐蝕疲勞183

5.2.1試驗(yàn)條件184

5.2.2擴(kuò)展曲線185

5.2.3斷口形貌186

5.2.4產(chǎn)物膜能譜186

5.2.5影響因素187

5.3電偶腐蝕189

5.3.1超級(jí)13Cr不銹鋼與其他鉻鋼190

5.3.2超級(jí)13Cr不銹鋼與4145H鉆鋌190

5.3.3超級(jí)13Cr不銹鋼與P110碳鋼194

5.3.4超級(jí)13Cr不銹鋼與N80碳鋼200

5.4沖蝕203

5.4.1影響因素204

5.4.2交互作用209

5.4.3數(shù)值模擬218

5.5磨蝕220

5.5.113CrS-13Cr磨損220

5.5.2其他材料磨損224

參考文獻(xiàn)230