油套管及封隔器用鋼在封隔液環(huán)境下的電偶腐蝕行 為研究 化工過程機(jī)械專業(yè) 研究生趙華菜指導(dǎo)教師閏康平 本文以酸性油氣井典型油套管及封隔器材料為實(shí)驗(yàn)材料，采用電化學(xué)實(shí)驗(yàn) 方法和浸泡實(shí)驗(yàn)法，研究了i n c o n e l7 1 8 - - v m 8 0 s s 電偶對(duì)和n 0 8 0 2 8 一b c 0 5 s s 電偶對(duì)在封隔液環(huán)境中的電偶腐蝕行為，對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)方法所得數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較， 探討了電偶電位、陰陽極面積比以及陰陽極間距對(duì)電偶腐蝕效應(yīng)的影響，擬為 提高材料的使用壽命提供有益的參考數(shù)據(jù)。通過較為系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究和理論分 析，得出如下主要結(jié)論： 根據(jù)理論分析及腐蝕產(chǎn)物e d s 分析顯示，該封隔液體系中金屬的腐蝕為氧 去極化腐蝕。i n c o n e l7 1 8 - - v m 8 0 s s 電偶對(duì)中，v m 8 0 s s 鋼的自腐蝕電位比i n c o n e l 7 1 8 臺(tái)金鋼的相應(yīng)值更負(fù)，當(dāng)二者偶合后，v m 8 0 s s 作為陽極腐蝕加劇，i n c o n e l 7 1 8 臺(tái)金鋼作為陰極受到保護(hù)而腐蝕減緩。n 0 8 0 2 8 一b g 9 5 s s 電偶對(duì)中，b c 0 5 s $ 鋼的自腐蝕電位1 七n 0 8 0 2 8 鋼的更負(fù)，當(dāng)二者偶合后，b c 0 5 s s 作為陽極腐蝕加劇， n 0 8 0 2 8 作為陰極受到保護(hù)而腐蝕減緩。 通過浸泡實(shí)驗(yàn)得到的電偶腐蝕效應(yīng)是通過電化學(xué)實(shí)驗(yàn)得到的相應(yīng)值的1 1 0 倍，且該倍數(shù)隨著陽極金屬面積的相對(duì)增加呈上升趨勢(shì)，根據(jù)理論分析及前 人的研究分析，這可能是由于兩組電偶對(duì)中作為陽極的v m 8 0 s s 和b g 9 5 s s 試樣 表面存在微電池，不僅存在金屬陽極溶解過程，同時(shí)陰極過程也以很大的速度 進(jìn)行，以致陽極金屬的陽極溶解電流大于電化學(xué)方法測(cè)得的電偶電流。 兩組電偶對(duì)偶接后陽極金屬的電偶腐蝕效應(yīng)均隨陰陽極面積比的增大而增 大。陰陽極面積比對(duì)兩種不同偶對(duì)電偶腐蝕的影響呈現(xiàn)出相同的規(guī)律，即隨著 陰陽極面積比的增大，電偶電位基本呈對(duì)數(shù)增長，電偶電流密度基本呈線性增 長。 l n c o n e l7 1 8 一v m 8 0 s s 電偶對(duì)中，作為陰極材料的i n e o n e l7 1 8 合金鋼和作 為陽極材料的v m 8 0 s s 鋼的自腐蝕電位只相差約6 0 m v ，n 0 8 0 2 8 合金鋼一 b g 9 5 s s 鋼電偶對(duì)的自腐蝕電位只相差約5 0 m y ，且在陰陽極面積比小于3 ：1 時(shí) 偶合后的電偶電流密度及腐蝕速率都很小( 陰陽極面積比為3 ：1 時(shí)，作為陽極 金屬的v m 8 0 s s 和b c 0 5 s s 腐蝕速率分別為0 0 3 3 m m y 和0 0 2 8 r a m y ) ，因此 在該體系中電偶腐蝕趨勢(shì)并不嚴(yán)重。但根據(jù)電偶電流密度隨陰陽極面積比呈線 性增長的規(guī)律，實(shí)際工程應(yīng)用中應(yīng)注意避免大陰極小陽極的不利面積比。 根據(jù)本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，參考航天航海等領(lǐng)域的研究成果，結(jié)合石油天然氣 自身的特點(diǎn)，油氣井工程中的電偶腐蝕控制可以考慮采用合理的設(shè)計(jì)與選材、 對(duì)材料進(jìn)行表面處理、對(duì)易發(fā)生電偶腐蝕的部位進(jìn)行絕緣與密封以及加入合適 的緩蝕劑等措施。 關(guān)鍵詞：電偶腐蝕，油管，套管，封隔器，封隔液 g a l v a n i cc o r r o s i o nr e s e a r c ho f p r o d u c t i o nt u b i n g ， p r o d u c t i o nc a s i n ga n dp a c k e rm a t e r i a l si np a c k e rf l u i d d e p a r t m e n to f c h e m i c a lp r o c e s sm a c h i n e r y p o s t g r a d u a t e z h a o h u a l a i s u p e r v i s o r y a hk a n g p i n g i nt h i sp a p e r , t h em a t e r i a l so ft y p i c a lp r o d u c t i o nt u b i n g , p r o d u c t i o nc a s i n ga n d p a c k e ri ns o i l o i la n dg a sw e l l sw e r et a k e na st h ee x p e r i m e n t a lm a t e r i a l s ，t h e nt h e g a l v a n i cc o r r o s i o nb e h a v i o r so fi n c o n e l7 1 8 j v m 8 0 s sc o u p l ea n dn 0 8 0 2 8 一b g 9 5 s s c o u p l ei np a c k e rf l u i ds y s t e mw e r ei n v e s t i g a t e db ye l e c 拄o c h e m i c a lm e t h o da n d i n a m e r s i o ne x p e r i m e n tm e t h o d t h ed a t ag a i n 酣b yt h e s et w om e t h o d sw e r e c o m p a r e da n dd i s c u s s e d o nt h eo t h e rh a n d ，t e f f e c to fg a l v a n i cp o t e n t i a l ， c a t h o d e a n o d ea l g ar a t i oa n dt h ed i s t a n c eb e t w e e nc o u p l e ds t e e l s0 1 1t h eg a l v a n i c c o r r o s i o nb e h a v i o r so ft h e s et w oc o u p l e sw e r er e s e a r c h e d i tw a sc o n s u l t e da s r e f e r e n c ef o ri m p r o v i n gl i f eo f t h e s es t e e l s t h r o u g h ts e r i e so f t e s t sa n da n a l y s i s ，t h e c o n c l u s i o n si sr e a c h e da sf o l l o w s ： i tw a so x y g o nd e p o l a r i z a t i o nc o r r o s i o no f t h e s es t e e l si nt h ep a c k e rf l u i ds y s t e m a c c o r d i n gt ot h et h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dc o r r o s i o np r o d u c t s e d sa n a l y s i s c o r r o s i o n p o t e n t i a lo fv m 8 0 s sw a sl o w e rt h a nt h a to fi n c o n e l7 1 8a n db g - 9 5 s sw a sl o w e r t h a nt h a to f n 0 8 0 2 8i np a c k e rf l u i d i nl n c o n e l7 1 8 - v m s o s sc o u p l e v m 8 0 s sa c t e d a st h ea n o d ea n dt h ec o r r o s i o nr a t ei n c r e a s e d ，h c o n e l7 1 8a c t e da st h ec a t h o d et ob e p r o t e c t e d , a n di nn 0 8 0 2 8 - b g 9 5 s sc o u p l e b g 9 5 s sa c t e da st h ea n o d ea n dt h e c o r r o s i o nr a t ei n c r e a s e d , n 0 8 0 2 8a c t e da sc a t h o d et ob ep r o t e c t e d 1 1 1 ed i s s o l u t i o nc u r r e n to fv m 8 0 s sa n db g 9 s s g o tb yi m m e r s i o ne x p e r i m e n t m e t h o dw a sa si - 1 0t i m e sa st h eg a l v a n i cc u r r 跗tg o tb yz r am e t h o d , a n dt h ev a l u e m o ft h em u l t i p l ei n c r e a s e sa st h ea r e ar a t i o a c c o r d i n gt ot h et h e o r e t i c a la n a l y s i sa n d p r e v i o u sr e s e a c h e s t h ec a u s eo ft h i sp h e n o m e n o nm i g h tb et h ee x i s t e n c e o f m i c r o - b a t t e r i e so nt h es u r f a c eo ft h ea n o d ev m 8 0 s sa n db g 9 s s i e n o to n l yt h e a n o d ed i s s o l u t i o nw a st a k i n gp l a c e ，b u ta l s ot h ec a t h o d ep r o c e s sw a sa c t i n gr a p i d l y g a l v a n i ce f f e c to ft h et w oc o u p l e si n c r e a s e sa st h ea r e ar a t i o , a n dr e l a t i o n s h i p b e t w e e ng a l v a n i cp o t e n t i a la n dc a t h o d e a n o d ea r e ar a t i oa c c o r d e dw i t ht h er u l eo f l o g a r i t h m ，w h e ng a l v a n i cc u r r e n td e n s i t ya n dc a t h o d e a n o d ea r e ar a t i oa c c o r d e dw i t h t h er u l eo f l i n e a r i t y n ei n t e r v a lo fg a l v a n i cp o t e n t i a lf r o mt h ec a t h o d et ot h ea n o d ew a so n l y6 0 m v f o ri n c o n d7 1 8 - v m 8 0 s sc o u p l ea n d5 0 m vf o rn 0 8 0 2 8 - b g 9 5 s sc o u p l ea n d g a l v a n i cc u r r e n ta n dc o r r o s i o nr a t ew e r eb o t ht i n yw h e nc a t h o d e a n o d ea r e ar a t i ow a s l e s st h a n3 ( w h e nc a t h o d e a n o d ea r e ar a t i oe q u a lt o3 ，c o r r o s i o nr a t e so fv m 8 0 s s a n db g 9 5 s sw e r e0 0 3 3 m m p ya n d0 0 2 8 m m p yr e s p e c t i v e l y ) s ot h eg a l v a n i c c o r r o s i o nt r e n dw a sn o ts e r i o u si nt h i ss y s t e m b u tt oa v o i dl a r g ec a t h o d e a n o d ea l g a r a t i ow a si n d i s p e n s a b l ei np r a c t i c a lp r o j e c ta c c o r d i n gt ot h el i n e a rr u l eo fg a l v a n i c c u r r e n td e n s i t ya n dc a t h o d e a n o d ea r e ar a t i o c o m b m e dw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fo i la n dg a sw e l 1 s ，g a l v a n i cc o r r o s i o nc a n b ei n h i b i t e df r o mt a k i n gm e t h o d ss u c ha sr e a s o n a b l ed e s i g n , r e a s o n a b l es e l e c t i o no f m a t e r i a l s ，s u r f a c el r e a t m e n t ，i n s u l a t i o na n da d d i t i o no f c o r r o s i o ni n h i b i t o r sa c c o r d i n g t oo u rr e s e a r c hr e s u l t sa n dc o r r e l a t i v er e s e a r c hi nt h ef i e l do fs p a c e f l i g h ta n d n a v i g a t i 0 1 1 k e yw o r d s ：g a l v a n i cc o r r o s i o n ，p r o d u c t i o nt u b i n g ，p r o d u c t i o ne a s i n g , p a c k e r , p a c k e r f l u i d 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及 取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論 文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得四川大 學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì) 本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。 本學(xué)位論文成果是本人在四川大學(xué)讀書期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下取得的，論 文成果歸四川大學(xué)所有，特此聲明。 研究生： 導(dǎo)師： 之祥 搿r 加飛，月 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 緒論 1 1 研究背景及意義 腐蝕與防護(hù)學(xué)科是2 0 世紀(jì)3 0 年代發(fā)展起來的一門綜合性、交叉性學(xué)科，現(xiàn) 在已成為一門獨(dú)立的學(xué)科，越來越受到重視并不斷地發(fā)展與完善。金屬材料在 周圍環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用下發(fā)生性能下降、狀態(tài)改變、直至損壞變質(zhì) 的現(xiàn)象稱為金屬的腐蝕。金屬腐蝕后其使用性能顯著降低，其危害不僅是金屬 本身的損失，更嚴(yán)重的是整個(gè)金屬結(jié)構(gòu)因此而破壞。據(jù)估計(jì)，全世界每年因腐 蝕而報(bào)廢的金屬量相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的l ，和l 3 。發(fā)達(dá)國家每年為解決腐蝕問題 所花的費(fèi)用占國民經(jīng)濟(jì)的2 - - 4 ，而且成逐年增加的趨勢(shì)。如美國1 9 8 6 年的腐蝕 損失和防腐費(fèi)用計(jì)為1 2 6 0 億美元；1 9 9 5 年美國腐蝕工程師國際協(xié)會(huì)( n a c e i n t e r n a t i o n a l ) 透露“，目前美國每年的腐蝕經(jīng)濟(jì)損失已高達(dá)3 0 0 0 億美元，平均 每人每年腐蝕損失費(fèi)超過1 1 0 0 美元。而我國因腐蝕直接造成的經(jīng)濟(jì)損失也非常 巨大【2 1 ，據(jù)近期的腐蝕調(diào)查表明，我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)5 0 0 0 億 元人民幣，約占國民生產(chǎn)總值的和5 。統(tǒng)計(jì)資料還表明，腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失 占國民生產(chǎn)總值的比例隨石油化工等工業(yè)的發(fā)展呈上升趨勢(shì) 石油管道在油氣開采和輸送工程中占據(jù)著重要的位置。石油管用量大、費(fèi) 用高，失效損失巨大，提高其安全可靠性和使用壽命對(duì)節(jié)約開支、降低成本、 增產(chǎn)增效等有著重要的影響。石油管道包括油井管和油氣輸送管兩大類，其服 役條件主要為載荷和環(huán)境兩方面，服役行為包括力學(xué)行為，環(huán)境行為以及兩者 的復(fù)合行為【3 】構(gòu)件在特定的服役條件下發(fā)生變形、斷裂和表面損傷等而失去 原有功能的現(xiàn)象稱為失效。作為石油管失效的三大主要形式之一，腐蝕在石油 管工程州中占有十分重要的位置。石油管的失效統(tǒng)計(jì)分析表明，7 0 0 的失效和 腐蝕有關(guān)。根據(jù)中國腐蝕協(xié)會(huì)、中國石油協(xié)會(huì)、中國化工協(xié)會(huì)發(fā)布的資料，在 石油和石化行業(yè)，腐蝕造成的損失占行業(yè)總產(chǎn)值的6 。油氣田的腐蝕事故常常 造成重大經(jīng)濟(jì)損失，特別是石油天然氣管道，幾乎每年都會(huì)發(fā)生因管道而導(dǎo)致 的災(zāi)難性事故和環(huán)境污染。例如。1 9 8 8 年英國阿爾法海洋平臺(tái)因腐蝕破壞而發(fā) 生爆炸，造成1 6 6 人死亡，導(dǎo)致北海油田年減產(chǎn)1 2 ；中原油田自1 9 8 9 年采用氣 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 舉采油，油井增產(chǎn)效果十分明顯，但是隨著含水量的逐年升高，腐蝕也逐漸加 劇，截止目前已多次發(fā)現(xiàn)油管腐蝕穿孔和套管腐蝕泄露現(xiàn)象，影響了油田的正 常生產(chǎn)，年直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上千萬元。 隨著石化工業(yè)的不斷發(fā)展，我國石油天然氣的深層次開發(fā)所面臨的環(huán)境問 題越來越復(fù)雜，其用材的腐蝕性問題越來越突出。為滿足不同設(shè)計(jì)要求和不同 受力部位的需要，在石化工業(yè)中對(duì)材料要求越來越高，應(yīng)用材料的種類也越來 越多。各種材料聯(lián)合使用已經(jīng)成為石化工業(yè)材料應(yīng)用的一大新動(dòng)向，特別是石 油管道【5 】、換熱器 6 1 等結(jié)構(gòu)。對(duì)于多種金屬聯(lián)合使用的構(gòu)件，如果工況條件為腐 蝕電解質(zhì)溶液環(huán)境，那就滿足了發(fā)生電偶腐蝕的三要素，必然會(huì)導(dǎo)致電偶腐蝕 ( g a l v a n i cc o r r o s i o n ) 的發(fā)生。由于電偶腐蝕的作用，將導(dǎo)致電位較正的金屬腐 蝕速度減緩，而對(duì)于電位較低的金屬，其腐蝕速度將被加速的現(xiàn)象。另外，電 偶腐蝕可誘導(dǎo)甚至加速應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、氫脆等其他腐蝕行為的發(fā) 生。因此，電偶腐蝕的發(fā)生對(duì)石油工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備安全性能是十分危險(xiǎn)的，因?yàn)?它帶來很多威脅石油工業(yè)生產(chǎn)安全的潛在性因素。 如今國內(nèi)外高酸性油氣井不斷出現(xiàn)和開發(fā)，低合金鋼和高強(qiáng)度合金鋼的聯(lián) 合應(yīng)用越來越多。在酸性油氣井井下生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)中，油管、套管及封隔器往 往采用不同的低合金鋼和高強(qiáng)度合金鋼材料，在井下環(huán)境中很容易滿足電偶腐 蝕發(fā)生需要的三個(gè)條件：電解質(zhì)溶液、兩種擁有不同自腐蝕電位的金屬且存在 電接觸、兩種金屬同時(shí)與電解質(zhì)溶液有電接觸。油管、套管及封隔器材質(zhì)之間 電化學(xué)性質(zhì)的差異導(dǎo)致一旦其同時(shí)暴露于油套管之間環(huán)空內(nèi)的完井封隔液介質(zhì) 中，且存在電接觸時(shí)，必然引發(fā)電偶腐蝕。而在電偶對(duì)形成以后，電偶腐蝕將 使得電位低的材料更容易失效，并且在電偶腐蝕誘導(dǎo)的其它腐蝕行為以及其它 各種形態(tài)的腐蝕協(xié)同作用下，材料的使用壽命將大幅度降低，井下生產(chǎn)設(shè)備的 安全性也大幅度降低。 隨著我國開發(fā)腐蝕性油氣田的進(jìn)行，井下油套管的材料已從低合金油套管， 發(fā)展到采用不銹鋼的材料，形成了在油氣生產(chǎn)井管柱結(jié)構(gòu)中，油管、套管采用 多種材料，酸性油氣井中應(yīng)用較為廣泛的有v m 8 0 s s 低合金鋼、b g 9 5 s s 低合 金鋼以及n 0 8 0 2 8 鎳基合金鋼等材料，高酸性氣井中封隔器所用材料一般選用 i n c o n e l7 1 8 鎳基合金鋼，如果發(fā)生電偶腐蝕，油管、套管用材將會(huì)加速腐蝕， 導(dǎo)致封隔器中封隔液泄露，從而引發(fā)一系列的其它腐蝕行為。這種腐蝕破壞帶 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 來的結(jié)果輕則減低生產(chǎn)效率，重則導(dǎo)致人員傷亡，環(huán)境破壞。要保證油氣井生 產(chǎn)過程的安全，在過去一般研究油套管單獨(dú)腐蝕的基礎(chǔ)上，有必要對(duì)油管、套 管用材與封隔器用材之間的電偶腐蝕行為進(jìn)行研究。 目前，國內(nèi)對(duì)于酸性油氣井油管、套管用材與封隔器用材在封隔液環(huán)境中 的電偶腐蝕行為研究很少。基于以上背景，本文主要以當(dāng)前井下生產(chǎn)設(shè)備中的 油管、套管及封隔器用材作為研究材料，以四川羅家寨氣田井下用封隔液為實(shí) 驗(yàn)介質(zhì)，研究油管、套管及封隔器材料之間的電偶腐蝕行為。通過本文的研究 工作，期待為井下生產(chǎn)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中材料的優(yōu)化選擇和防腐方案的制定提 供定量的依據(jù)。 1 2 油氣井生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)概述 圖1 1 流動(dòng)油井或氣井的典型結(jié)構(gòu) 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 在油氣井工程中，生產(chǎn)管柱是正常生產(chǎn)的保證，也是完井工程的最后一道 工序，生產(chǎn)管柱的合理選擇關(guān)系到提高單井產(chǎn)量，安全生產(chǎn)以及減少井下作業(yè) 工作量及操作費(fèi)用的工程問題。對(duì)于油氣井完井管柱，無論是自噴井或是抽油 井，深井、超深井或是含酸性氣體的油氣井，其生產(chǎn)管柱都包括了生產(chǎn)套管、 生產(chǎn)油管，且在重要油氣井中，油管和生產(chǎn)套管之間的環(huán)形空間大多采用封隔 器密封，并在油套管環(huán)形空間注入封隔液，以防止腐蝕氣體進(jìn)入。如圖1 1 中流 動(dòng)油、氣井的典型結(jié)構(gòu)。 1 2 1 油套管及封隔器 套管是一口井的主要結(jié)構(gòu)組成部分，用于保持井筒穩(wěn)定，防止油層傷害，封 隔產(chǎn)層中的油水層，并在鉆井、采油和修井作業(yè)過程中控制油井壓力。套管還 為防噴器、井口裝置、采油封隔器以及油管提供安裝的位置。套管的費(fèi)用占據(jù) 了全井花費(fèi)的很大部分。因此，套管的材料選擇和設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)方面 考慮的主要問題。生產(chǎn)套管的作用是把生產(chǎn)層和其它地層封隔開，把不同壓力 的產(chǎn)層封隔開，為油氣生產(chǎn)建立一條牢固的通道，以保證長期生產(chǎn)并滿足合理 開采和增產(chǎn)措施的要求，又稱之為油層套管。 油管處于油氣儲(chǔ)層與井口裝置之間，不僅是將油氣自地下產(chǎn)層采至地面處 理設(shè)備的通道。還用于對(duì)油層和井口的控制，并提供循環(huán)和產(chǎn)出、注入的通道， 便于鋼絲繩在井筒中起下。 油管一般下在套管柱或襯管內(nèi)。油管必須有足夠的強(qiáng)度以承受因生產(chǎn)和修 井作業(yè)所產(chǎn)生的負(fù)荷及變形。特別在環(huán)境惡劣的油氣井中，對(duì)油管材料的抗腐 蝕性能還有嚴(yán)格的要求。 封隔器用來提供油管與生產(chǎn)套管或襯管之間的密封，系指具有密封性能， 并以此封隔環(huán)空，以控制產(chǎn)( 注) 液，保護(hù)套管的井下工具。通常，封隔器是 接在油管上下井或上井的。現(xiàn)場(chǎng)往往把這種帶封隔器的油管柱叫做“封隔器管 柱”。目前常用的封隔器分為兩大類：可取式封隔器和永久式封隔器，前者指可 以用油管( 或鉆桿) 或電纜下井坐封，必要時(shí)采用動(dòng)管柱和其他非破壞性手段 解封，并從井下起出以備重復(fù)使用的封隔器；后者則指較長時(shí)間( 永久性地) 封隔地層，一般不易從井下起出的封隔器。 封隔器使用范圍很廣，幾乎遍及勘探和開發(fā)的各個(gè)生產(chǎn)過程。之所以應(yīng)用 4 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 封隔器，除了可滿足生產(chǎn)中的各種工藝要求外，也有經(jīng)濟(jì)上和操作上的考慮， 因?yàn)榻柚飧羝鬟M(jìn)行并下作業(yè)，比之其他井下工具更為合算、更為方便。不同 類型的封隔器有不同的用途，例如，可以隔絕井液和壓力，以保護(hù)套管免受影 響，改善套管工作條件；封隔產(chǎn)層或施工目的層，防止層間流體和壓力互相干 擾，以適應(yīng)各種分層技術(shù)措施的需要，或便于進(jìn)行堵漏、封竄等修井作業(yè)；保 存并充分利用地層能量( 包括溶解氣能量) ，以提高油井生產(chǎn)效率，延長其工作 時(shí)間；使井的控制僅限于地面油管，以確保安全和最大限度地控制地層；便于 采用機(jī)械采油的方式( 如為氣舉和水力油塞泵抽油提供必要的生產(chǎn)通道，或?qū)?套管分隔為吸入和排出兩部分，以利于管泵進(jìn)行抽油) ；用在氣井中( 尾管下至 射孔段以下) ，可以緩和氣井液面過早上升等。封隔器的密封由彈件密封元件來 實(shí)現(xiàn)，彈性密封元件在所施加力的作用下從油管外膨脹至套管壁。當(dāng)封隔器坐 封時(shí)，此密封防止了環(huán)空壓力和流體跨封隔器的連通。正是由于封隔器獨(dú)特的 密封作用，為油氣井的正常生產(chǎn)和各種井下工藝措施的順利進(jìn)行提供了有效的 手段。 1 2 2 封隔液 ， 在油氣井實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，從鉆開油氣層到油氣井正式投產(chǎn)這一過程中所 使用的與產(chǎn)層接觸的各種外來工作液稱為完井液f ”。封隔液是完井液的一種， 是在完井作業(yè)過程中留在油井油管與套管或技術(shù)套管與油層套管環(huán)形間隙內(nèi)的 一種液體。使用封隔液的主要目的是保持表層或技術(shù)套管間的液柱靜壓力，防 止內(nèi)外產(chǎn)生壓力差以危及套管。更重要的是，封隔液可以在油井整個(gè)生產(chǎn)期間， 保護(hù)表層和中間套管內(nèi)壁與油層套管外壁不受腐蝕。 1 2 2 1 封隔液的功能及要求 當(dāng)一口井完井時(shí)，在油管和油層套管之間安放封隔器，并用封隔液填滿環(huán) 空是一個(gè)常用的辦法。這是一種簡(jiǎn)單的安全措施，封隔液會(huì)降低油管內(nèi)壁與外 壁環(huán)空之間以及套管外壁與內(nèi)壁環(huán)空之間的壓差。封隔液的密度可以大到足以 使液柱平衡油管底部的油管壓力。 通常封隔液所處位置始終保持不變，直到有必要修井為止，因而在油氣井 作業(yè)中對(duì)封隔液有如下特殊要求【司： 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 ( 1 ) 封隔液必須是機(jī)械穩(wěn)定的，這樣固相就不會(huì)沉積到封隔器上。 ( 2 ) 在井底溫度與壓力下，封隔液必須是化學(xué)穩(wěn)定的。 ( 3 ) 封隔液本身必須不能引起腐蝕，它必須保護(hù)金屬表面免受可能漏失到 環(huán)空的地層流體的腐蝕。 套管封隔液也是完井液的一種，與上述封隔液不同之處在于它是留在井壁 與套管之間環(huán)空里，在水泥上面的流體。它主要是保護(hù)套管免受地層流體的腐 蝕，并有助于控制地層壓力，而且需要的話，增加回收套管的可能性。套管封 隔液除了必須具有封隔液的所有特性外，另外還必須具有橋塞與濾失性能，以 防止封隔液濾失及濾出液進(jìn)入到滲透性的地層。 1 2 2 2 封隔液的種類 封隔液種類較多，主要有兩大類： ( 1 ) 水基封隔液 亂水基鉆井液作為封隔液 實(shí)際工程中，常常將鉆井用的水基鉆井液留在井內(nèi)作為封隔液，優(yōu)點(diǎn)是方 便而經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)是腐蝕性大。因此把水基鉆井液留在井內(nèi)作為封隔液，結(jié)果可 能是在長時(shí)間以后會(huì)引起套管或油管的嚴(yán)重腐蝕而導(dǎo)致漏失。所以這種方法除 了在井內(nèi)條件溫和的情況外不值得推薦。同時(shí)，鉆井液會(huì)隨著溫度增長逐漸固 化，從而會(huì)大大增加修井費(fèi)用。 b 低固相封隔液 低固相封隔液通常由聚合物，提粘劑、腐蝕抑制劑及控制密度的可溶性鹽 組成，如果需要，還會(huì)加入橋塞顆粒、濾失控制劑及密封材料( 如石棉纖維) 。 這種封隔液體系要比高固相鉆井液易于控制。但聚合物存在假塑性，固相粒子 會(huì)慢慢沉積，不過沉積的固相中不含重晶石，使得沉積不太容易進(jìn)行，因此固 相沉積數(shù)量很小。低圊相封隔液還存在一個(gè)問題，就是聚合物在高溫下的不穩(wěn) 定性，因此，把聚合物用于井上之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)這種封隔液做預(yù)期井底溫度下的 長期穩(wěn)定試驗(yàn)。 c 清潔鹽水 清潔鹽水可以用作封隔液，但不能用作套管封隔液，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈刂茷V 失的能力。從海水到溴化鋅，各種鹽水都可用作封隔液，但選用類型及密度要 6 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 根據(jù)壓力控制、腐蝕性能及成本等要求來確定。 在封隔液選擇時(shí)的一個(gè)重要問題是封隔液對(duì)油套管的腐蝕。通常，鹽水對(duì) 油套管具有低腐蝕性，除了密度在1 8 1 b g a l 以上的溴化鋅鹽以外，各種金屬在大 多數(shù)鹽水里的腐蝕速率低于1 0 m m y 。由各鹽水供應(yīng)商未發(fā)表的數(shù)據(jù)( 包括d o w 化學(xué)公司) 證實(shí)在時(shí)間長達(dá)3 0 0 d ，即使溫度達(dá)4 0 0 0 f ( 2 0 4 4 1 2 ) ，所有類型鹽水 只有極低的腐蝕速度：低于5 1 0 m m y ，同時(shí)含有鋅的高密度鹽水具有較高的 腐蝕速度：2 0 - - 3 0 m m y ，這些腐蝕速度作為非抑制性的鹽水，添加腐蝕抑制劑 可以得到更低的腐蝕速度。抑制劑一般是根據(jù)使用溫度進(jìn)行選擇的，在較低溫 度下，低于3 0 0 0 f ( 1 4 8 9 c ) ，通常使用的抑制劑是有機(jī)化合物胺類，較高溫度 下使用無機(jī)化合物硫氰酸鹽。 與其它流體一樣，鹽水的井下密度隨壓力增加而增加，隨溫度的增加而降 低。由于壓力的影響較小，井下密度的近似值可以由溫度變化而得到，但對(duì)于 要求嚴(yán)格以及高密度、昂貴的鹽水，最好在校正密度的計(jì)算時(shí)考慮壓力的影響。 鹽水處理中還存在的問題就是鹽分的結(jié)晶。當(dāng)鹽水的密度接近飽和鹽水的 密度時(shí)，在溫度下降到某一個(gè)臨界值以下 o 而金屬2 由于陰極極化，它的腐蝕電位將從b 向正的方向移動(dòng)到磋，其 極化值為： 礦= 磋一九 - c 吲 e h ( 1 - - 3 ) 式可以看出，金屬a 的陽極溶解速度將會(huì)由于這種電接觸而增 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 大。例如，若歷= 2 6 m v ，則當(dāng)?shù)V為3 0 m y 時(shí)，托= 3 + 1 7 ，即，金屬a 將因 這種電接觸而使其“腐蝕”速度增加為原來的三倍多。 反之，自腐蝕電位較高的另種金屬，金屬b ，在與自腐蝕電位較低的金 屬a 電接觸后，由于有陰極極化電流流過這一金屬，金屬b 的電極電位將向負(fù) 的方向移動(dòng)。若金屬b 在介質(zhì)中處于孤立狀態(tài)時(shí)的腐蝕電流密度為- b 。，與自腐 蝕電位較低的金屬a 接觸后，金屬b 的電位由負(fù)移至磋，接觸后的陽極溶解電 流密度與。之比為： h = 考= 唧( 鍘 o 而礦= 一辦 叱對(duì)，電偶腐蝕速度主 要受陰極極化控制；當(dāng)億 叱時(shí)，電偶腐蝕速度主要受陽極極化控制。 1 3 2 3 介質(zhì)因素的影響 電解液的組成、溫度、p h 值、電阻和對(duì)電解液的攪拌都會(huì)對(duì)電偶腐蝕產(chǎn)生 影響。 。 1 、介質(zhì)成分：金屬的穩(wěn)定性( 或活性) 會(huì)因介質(zhì)成分不同而發(fā)生改變。由 于介質(zhì)不同，電偶序不同，因此腐蝕速度會(huì)發(fā)生明顯變化，還可能使偶對(duì)金屬 發(fā)生陰、陽極逆轉(zhuǎn)，即偶對(duì)中受到保護(hù)和加劇腐蝕的金屬互換。例如，銅一鐵 電偶對(duì)在中性n a c l 溶液中鐵為陽極，腐蝕加劇，若介質(zhì)中含有n 地+ ，則銅變?yōu)?陽極，鐵變?yōu)殛帢O而受到保護(hù)。 2 、介質(zhì)溫度：介質(zhì)溫度不僅影響電偶腐蝕的速度，有時(shí)還會(huì)改變金屬表面 膜或腐蝕產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，從而引起陰、陽極逆轉(zhuǎn)。如在冷水中的鋅一鐵電偶對(duì)， 鋅為陽極，腐蝕加劇，但在大于7 0 的熱水中鋅變?yōu)殛帢O而得到保護(hù)。 3 、介質(zhì)p i - i 值：電解液p h 值的變化可能會(huì)改變電極反應(yīng)，引起電位變化， 從而改變電偶對(duì)的極性。如鎂一鋁電偶對(duì)在酸性或弱堿性的n a c l 溶液中，鎂作 為陽極腐蝕加速，但隨著鎂的溶解，溶液p h 值逐漸增大變?yōu)閴A性，使得電偶極 性發(fā)生逆轉(zhuǎn)，鎂成為陰極而受到保護(hù)。 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 、介質(zhì)電阻率：電解液的電阻率也與電偶腐蝕密切相關(guān)。通常在電阻率大 的介質(zhì)中。通常電偶腐蝕較輕且集中于異種金屬的“結(jié)合部”，而在電阻率較 小的介質(zhì)中電偶腐蝕較為嚴(yán)重且分布面積較大。例如蒸餾水中，電偶腐蝕電流 的有效距離只有幾厘米，而海水中電偶腐蝕電流的有效距離可達(dá)幾十厘米。介 質(zhì)電阻率的影響可透過腐蝕電池內(nèi)阻原理來說明。介質(zhì)的電阻率較小時(shí)，陽極 金屬的腐蝕可延伸到離接觸點(diǎn)較遠(yuǎn)的表面，腐蝕面積較大，而程度較輕；介質(zhì) 的電阻率較大時(shí)，陽極金屬腐蝕將集中在接觸點(diǎn)附近，腐蝕面積小，程度較重。 c m a b r e u 等人【1 1 】對(duì)碳鋼和奧氏體不銹鋼在堿性環(huán)境中的電偶腐蝕特征進(jìn) 行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)： ( 1 ) 在0 0 1 m 的n a o h 溶液中，鈍化膜的結(jié)構(gòu)是影響電偶腐蝕行為的主要因 素，通過對(duì)極化曲線分析，這是由于陰極電流大小受鈍化膜的減薄控制。 ( 2 ) 當(dāng)不銹鋼表面生成氧化性膜時(shí)，其分界面上呈現(xiàn)出與磁鐵礦氧化膜相 類似的特征，此時(shí)電偶電流逐漸減小并趨于消失，因此碳鋼和3 0 4 l 不銹鋼電偶 對(duì)基本不存在電偶腐蝕的危險(xiǎn)性。 ( 3 ) 鈍化膜的形成過程也與c r 和n i 有關(guān)。因此對(duì)于溶液中和空氣中形成的 鈍化膜，其性質(zhì)更像是一種具有不同半導(dǎo)體相的雙氧化層結(jié)構(gòu)，這種膜的導(dǎo)電 率庳該通過下式計(jì)算：盯- - ( * o i t ) l 皖i l 凡三l e x p ( - 品k t ) ，而且電偶電流密 度存在差異可能是由于不銹鋼表面的氧化層結(jié)構(gòu)中c r 和n i 的含量不同。 ( 4 ) 在含有氯離子的n a o h 溶液中，比如0 0 1 m n a o h + 0 0 1 m n a c i 溶液中， 不銹鋼活化所必須篚j o h 與【c 1 的比例有限定值，而且這個(gè)界限還會(huì)受到測(cè)量 方法的影響。在此溶液中只有碳鋼具有點(diǎn)蝕敏感性，通過研究發(fā)現(xiàn)，碳鋼在此 介質(zhì)中的陽極電流密度仍然比較小，因此在含氯離子介質(zhì)中即活性介質(zhì)中也不 具備特殊的電偶腐蝕敏感性。 其它學(xué)者在有關(guān)n a o h 溶液中電偶腐蝕行為的研究也得出了類似的結(jié)論 1 2 - 1 4 1 。有學(xué)者吲研究了鋼一表面無覆蓋層鈷和鋼一表面有s i 3 n 4 涂層鈷電偶對(duì)兩 種在3 5 n a c l 溶液中的電偶腐蝕行為，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：陰極反應(yīng)為吸氧反應(yīng)；s i 3 n 4 彌散相在表面層中分布越均勻，電偶電流密度越低。 5 、介質(zhì)攪拌或流動(dòng)；電解液的攪拌可以減輕或消除濃差極化，不僅加速電 偶腐蝕，還可能改變充氣狀況或金屬表面狀態(tài)，從而改變腐蝕速度甚至引起電 1 4 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 偶極性的逆轉(zhuǎn)。如不銹鋼一銅電偶對(duì)在靜止海水中由于充氣不良，不銹鋼處于 活化狀態(tài)而為陽極，但在流動(dòng)海水中充氣良好，不銹鋼會(huì)處于鈍化狀態(tài)而成為 陰極。 1 3 2 4 陰陽極面積比的影響 在電偶腐蝕過程中，通常偶接電極的面積比對(duì)電偶電位、電偶電流密度有 很大影響【峋。在實(shí)際工程的電偶腐蝕體系中，常常涉及到含溶解氧的電解液， 電偶電流密度受溶解氧的擴(kuò)散速度控制。在擴(kuò)散條件控制下的電偶腐蝕現(xiàn)象原 理稱為“匯集原理”，也稱為“集氧面積原理”。如最常見的海洋環(huán)境中，陰 極和陽極的腐蝕均受氧的擴(kuò)散控制，當(dāng)其腐蝕速度等于氧的極限擴(kuò)散電流密度 時(shí)，陽極的腐蝕速度與單位時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散達(dá)到陽極和陰極的溶解氧總量相等，即： l = h ( 4 + 4 ) ( 1 1 3 ) e v a n s 1 7 1 在總結(jié)了w h i t m a n 和r u s s e l l 等對(duì)鋼表面鍍銅的電偶腐蝕研究【1 8 1 數(shù) 據(jù)后最早得出該原理，后來p r y o r 和k e i r 對(duì)鋅一鋼、鋁一鋼電偶對(duì)在r n a c l 溶液中 的電偶腐蝕行為研究進(jìn)一步證實(shí)了這一原理，認(rèn)為“匯集原理”是電偶腐蝕的 一般規(guī)則【1 9 1 。m a n s f o l d 根據(jù)混合電位理論，同時(shí)假設(shè)陰極反應(yīng)受擴(kuò)散控制，從 理論上也得出此結(jié)論，并在鋁與電位更正的金屬的電偶腐蝕實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)【2 0 】。 面積比對(duì)電偶腐蝕的影響通常較大。當(dāng)陽極面積不變時(shí)，隨著陰極面積的 增大，陽極金屬的腐蝕速度會(huì)加快。若是氫去極化，陰極上的氫過電位與電流 密度有關(guān)，當(dāng)陰極面積增大，相應(yīng)地電流密度減小，氫過電位也隨之減小，氫 去極化便更易產(chǎn)生，因而腐蝕速度增加。對(duì)于氧去極化腐蝕，若腐蝕是受氧離 子化過電位控制，同樣會(huì)由于陰極面積增加導(dǎo)致離子化電位降低，使腐蝕速度 增加。如果腐蝕過程受氧的擴(kuò)散控制，陰極面積增加意味著可接受更多的氧發(fā) 生還原反應(yīng)，同樣導(dǎo)致電偶腐蝕速度增加。 m a n s f e l d 對(duì)電偶腐蝕中面積比變化對(duì)電偶腐蝕的影響做了較為詳細(xì)的理論 分析1 2 1 】，討論了三種情況下陰陽極面積變化對(duì)電偶腐蝕的影響。 第一種情況：塔菲爾行為。 假設(shè)在偶合電位仇時(shí)，陽極金屬a 與陰極金屬b 均處于強(qiáng)極化區(qū)，a 電極的 有效過程是金屬的陽極溶解，對(duì)于電位更正的金屬b 來說有效過程是氧化劑( h 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 、h 2 0 、0 2 ) 的還原，因此有塔罪爾行為，電流j 與電位妒之同存在如f 的關(guān) 系。 對(duì)于陰極金屬b 的陰極電流是： 刪佃( 譬 = 。唧( 警 ( 1 - - 1 4 ) 式( 1 - - 1 4 ) 中：右是交換電流密度，稀是陰極金屬b 的平衡電位，是陰 極的面積，o 是陰極的自腐蝕電流密度，九是陰極的自腐蝕電位，磊是陰 極的塔菲爾常數(shù)。 同樣對(duì)于陽極金屬a 有： 糾唧( 魯 = v 唧( 魯 ( 1 - - 1 5 ) 當(dāng)兩種金屬偶合時(shí)，陽極外電流l 與陰極電流厶的絕對(duì)值相等，并等于偶 電流，也就是： = l ( ) = k ( ) i + ( 1 1 6 ) 因此有 ”螂+ 譬刊鮒警( 1 - - 1 7 ) 消有： 腎蟹+ 嬙蝌6 + 彘蝌4 ) ( 1 - - 1 8 ) 式中吒、玩分別為十對(duì)數(shù)為底的陽極和陰極t a f e l 直線斜率。對(duì)于電偶電位有： = 皆+ 撬培靜b a h c 1 訕， 假定其它參數(shù)不變，僅陰陽極面積比改變，則方程( 1 - - 1 8 ) 、( 1 - - 1 9 ) 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 可改寫成： l g = 墨+ b + b l g a b + 釓b + 4 l g ( 1 2 。) 純= 五+ 蔫1 9 7 a b ( 1 _ 2 1 ) 式中墨、恐為常數(shù)。 式( 1 - - 2 0 ) 表明，當(dāng)陰陽極面積a 5 、a 4 改變時(shí)，電偶電流t 會(huì)隨之變化、 陽極偶電流密度會(huì)隨陰陽極面積比的增加而增加，同時(shí)正移 第二種情況：微極化。 假定陽極金屬a 與陰極金屬b 偶接后電位改變不大，在陽極a 上陰極過程不 可忽略，因此不滿足塔菲爾條件，但陰極b 電極過程仍滿足塔菲爾條件。此時(shí)陽 極金屬a 的陽極溶解速度e 等于金屬b 的陰極端電流露和自身陰極電流e 之 和，而不再等于偶電流，金屬b 的陰極電流仍等于偶電流，而無自溶解，即： l = c ( ) - k ( ) 卜p ；( ( i - - 2 2 ) = 厶( ) 一陋( = k ( l ( 1 2 3 ) 此時(shí)偶電流不等于且小于陽極溶解電流。 第三種情況：擴(kuò)散控制。 假定金屬的腐蝕速度由氧的擴(kuò)散速度控制。海洋環(huán)境和部分水溶液中的腐 蝕主要是這種形式，此時(shí)金屬的自腐蝕速度。等于氧的擴(kuò)散電流密度j 工。 當(dāng)不考慮陰極金屬的自溶解時(shí)，由( 1 2 2 ) 式知， l ( 唿) = 陬( ) | + 陋( ( 1 2 4 ) 亦： i ：a 4 = 爿4 + 髻彳6 = 屯q ( 4 4 + ) ( 1 2 5 ) 若忽略陰、陽極金屬的氧擴(kuò)散電流密度差異，可得陽極溶解電流密度： 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 e = 如( 1 + 刳= 島( ，+ 爿( 1 - - 2 6 ) 閏+ 等( 1 - - 2 7 與( 1 1 2 ) 式所述相同。 由( 1 - - 2 3 ) 式可知 = z 2 a 4 = f ：一珞* a n a t = 茗4 6 ( 1 - - 2 8 ) 因電極過程為擴(kuò)散控制，且忽略了陰、陽極擴(kuò)散電流密度的差異，所以有： 苦* * h ， 代入( 1 - - 2 8 ) 式可推出： 1 4 9 - - l “a k = k 等 ( 1 2 9 ) f m a n s f e l d 等人例在環(huán)境為3 5 n a c i 溶液，以鋁為陽極金屬的電偶腐蝕實(shí) 驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了公式( 1 - - 2 8 ) 、( 1 - - 2 9 ) 和公式( 1 - - 2 5 ) 上面的結(jié)論是在忽略陽極金屬的陰極溶解過程的情況下得到的。對(duì)于電位 差較小的偶對(duì)金屬，陽極金屬表面往往還存在陰極溶解。張英等人【蠲從理論上 討論了同類材料低電位差時(shí)電偶腐蝕與面積比的關(guān)系，得出的結(jié)論是： 一+ 等南 ( 1 - 3 0 ) 對(duì)比( 1 2 7 ) 式可看出，不再與面積比成線性關(guān)系，但這一式子的準(zhǔn)確 性還缺少實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 “面積匯積原理”表明：在雙金屬電偶中，保持陽極面積不變時(shí)，電偶腐 蝕程度與陰極面積成正比。如果減小陰極面積，則可以使陰極還原反應(yīng)總的速 度減小，即電偶電流減小，從而抑制腐蝕。 e p r a j i v 等) j 嘲研究了鋼一表面無覆蓋層鈷和鋼一表面有s i 3 n 4 涂層鈷兩 種電偶對(duì)在3 5 n a c i 溶液和硫酸溶液中面積比對(duì)電偶腐蝕行為的影響，結(jié)果發(fā) 現(xiàn)電偶電流密度隨著陰陽極面積比的變化呈線性規(guī)律，電偶電位隨著陰陽極面 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 積比的變化呈對(duì)數(shù)規(guī)律，即陰陽極面積比越大，電偶腐蝕電流密度越大，腐蝕 越嚴(yán)重；孫冬柏等人【2 3 】也研究了陰陽面積比的變化對(duì)電偶腐蝕行為的影響，也 得出類似的結(jié)論：隨著陰陽極面積比的增大，電偶電位呈現(xiàn)對(duì)數(shù)增長的趨勢(shì)， 而電偶電流密度基本上呈線性增長。 l lp z a h 瑚等人嘲采用失重法研究了碳鋼一鋅電偶對(duì)在充氣鹽水溶液中的 電偶腐蝕行為，研究結(jié)果表明：隨著陰陽極面積比的減小，電偶腐蝕速率先呈 下降趨勢(shì)，在陰陽極面積比到達(dá)某一臨界值后，電偶腐蝕速率基本不再變化。 電偶電流隨陰陽極面積比的變化呈現(xiàn)如下規(guī)律： 峙蚍沖 ( 1 3 1 ) 也即是說，隨著陰陽極面積比的增加電偶電流密度基本呈線性增大。m a n s f e l d 等人犯1 1 也曾根據(jù)陰陽極面積比與極化率的關(guān)系分析推導(dǎo)了電偶腐蝕中電偶電流 密度、電偶電位與陰陽極面積比的關(guān)系： 紛為+ 擊喏 = 為+ 贛1 9 等 ( 1 3 2 ) ( 1 - 3 3 ) 式中墨、蜀為常數(shù)，吃、玩分別為以十為底對(duì)數(shù)時(shí)的陽極和陰極t a f e l 直 線斜率。這一關(guān)系與上述的研究成果基本吻合。 但在某些環(huán)境下，一些特殊的電偶對(duì)雖然存在電偶腐蝕傾向，卻不存在電 偶腐蝕的危險(xiǎn)性。r a m a k r i s h n av e 肌g o p a l 趾等人【2 5 】采用z r a 的方法研究了模擬 唾液環(huán)境中若干種合金材料與鈦材電偶對(duì)的電偶腐蝕行為，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：m o d u l a y 合金一鈦材電偶對(duì)和m a e s