测井仪器表面材料点蚀原因及机理研究

摘要

目前测井仪器表面材料通常使用17-4PH不锈钢，其具有良好的耐腐蚀性能和机械性能，但在实际使用中发现，有少数仪器表面材料存在点蚀现象和表面刺漏现象，一旦出现材料断裂，所造成的损失无可计量。为保证仪器使用寿命，提高生产工艺，本文通过宏观力学分析和XPS、XRD、SEM、金相分析等手段分析了17-4PH不锈钢点蚀处的力学性能和微观形貌，找到了17-4PH不锈钢最终产生点蚀的原因，及失效机理。得出的主要结论有:
　　点蚀坑是由晶间腐蚀产生，微裂纹沿着晶界深挖，同时曝露出母材并形成氧化膜，两裂纹贯穿联通后将此处母材挖掘脱离;伴随井底酸性溶液中的Cl离子腐蚀，当母材被挖掘脱离后，曝露出金属基体，造成腐蚀产物膜与无腐蚀产物膜覆盖的地方形成一个大阴极、小阳极的腐蚀特征，Cl离子在该区域由于富集，腐蚀速率加快，迅速形成新的腐蚀产物膜。
　　刺漏产生是在点蚀坑周围，由于前期锻造过烧产生贫铬区，原因是500～800摄氏度范围内，Cr23C6实际上不固溶，并从固体中沉淀出来，结果使与晶界临近的金属中的铬含量降低，贫铬区发生腐蚀;最终在内部压力作用下，当晶界腐蚀将壁厚削减到了小于屈服强度的极限时最终发成刺漏现象。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 17-4PH不锈钢的发展

1．3 17-4PH钢的CO2腐蚀的研究现状

1．3．1 影响因素及腐蚀产物膜的研究现状

1．3．2 高Cr不锈钢的CO2腐蚀机理

1．4 CO2腐蚀防护

1．4．1 加缓蚀剂

1．4．2 耐蚀新材料

1．4．3 使用涂(镀)层

1．5 17-4PH在Cl-环境中腐蚀

1．5．1 氯离子腐蚀机理研究

1．5．2 不锈钢发生应力腐蚀开裂影响因素

1．6 本论文研究的主要内容

1．7 本论文研究的技术路线和研究方法

1．7．1 研究方法

1．7．2 技术路线

1．8 本文主要创新点

第二章 试验方法

2．1 试验材料

2．2 宏观分析

2．2．1 腐蚀介质分析

2．2．2 腐蚀产物形貌

2．2．3 力学性能分析

2．2．4 安全性强度校核理论基础

2．3 微观分析

2．3．1 XRD分析

2．3．2 XPS分析

2．3．3 SEM分析(扫描电镜)

2．3．4 金相分析

第三章 17-4PH不锈钢点蚀及刺漏处宏观分析

3．1 引言

3．2 理化检验

3．2．1 化学成分

3．2．2 硬度试验

3．2．3 拉伸试验

3．3 宏观分析

3．3．1 点蚀及裂纹宏观形貌

3．3．2 强度校核

3．4 宏观分析结论

第四章 17-4PH不锈钢点蚀及刺漏处微观分析

4．1 引言

4．2 XRD试验

4．3 XPS试验

4．3．1 试验环境

4．3．2 试验数据

4．3．3 试验结论与分析

4．4 电镜扫描试验(SEM)

4．4．1 试验环境

4．4．2 显微组织图

4．4．3 试验数据

4．5 金相试验

4．5．1 试验环境

4．5．2 金相试验数据

4．6 微观分析总结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表论文