Material Structure Parameters Influence on Oil and Gas Field Equipment Corrosion Resistance

To improve the reliability and durability of oil and gas equipment, it is promising to use micro- and nanostructured metals and alloys, as well as metal-matrix composites. Conventional and nanostructured samples of aluminum, copper, BrA9ZhZL bronze, AMg6 alloy, and alumina-matrix dispersion-reinforced composite containing 6.3 wt % titanium were studied. Structuring treatment of metal materials was carried out in the liquid phase. The aluminum matrix composite was synthesized by powder metallurgy. A model electrolyte solution without forced circulation containing 30 g/L NaCl and an addition of acetic acid to pH = 4.0 was used as a corrosive medium. The test base was 144 h, the temperature was +22 °C, the volume of the solution in the cell with three samples was 500 ml. The relative calculated error of the tests was 5%. For all the studied samples, a continuous uniform distribution of corrosion damage to the metal surface is observed. At the same time, the corrosion rate (P, mm/year) of nanostructured samples of metals and alloys is approximately 11 % less than the corrosion rate of samples of the same metals and alloys that were not subjected to structuring treatment. For the aluminum matrix composite, it was noted that the dispersed reinforcement of aluminum with titanium provides an increase in the corrosion resistance of the matrix metal by 9.6 %. The results of the studies performed indicate an increased corrosion resistance of nanostructured metallic materials and an aluminum matrix composite, which is important when they are used as part of equipment operating in a corrosive environment.

Влияние параметров структуры материала на коррозионную стойкость нефтегазопромыслового оборудования

Для повышения надежности и долговечности работы нефтегазопромыслового оборудования является перспективным применение микро- и наноструктурированных металлов и сплавов, а также металломатричных композитов. Исследовали обычные и наноструктурированные образцы алюминия, меди, бронзы БрА9ЖЗЛ, сплава АМг6 и алюмоматричный дисперсно армированный композит, содержащий 6,3 % (мас.) титана. Структурирующую обработку металлических материалов проводили в жидкофазном состоянии. Алюмоматричный композит синтезировали методом порошковой металлургии. В качестве коррозионной среды использовали модельный раствор электролита без принудительной циркуляции, содержащий 30 г/л NaCl и добавку уксусной кислоты до рН = 4,0. База испытаний составила 144 ч, температура +22 оС, объем раствора в ячейке с тремя образцами – 500 мл. Относительная расчетная погрешность испытаний составила 5 %. Для всех изученных образцов наблюдается сплошное равномерное распределение коррозионного поражения металлической поверхности. При этом скорость коррозии (П, мм/год) наноструктурированных образцов металлов и сплавов примерно на 11 % меньше, чем скорость коррозии образцов тех же металлов и сплавов, не подвергавшихся структурирующей обработке. Для алюмоматричного композита отмечено, что дисперсное армирование алюминия титаном обеспечивает повышение коррозионной стойкости матричного металла на 9,6 %. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о повышенной коррозионной стойкости наноструктурированных металлических материалов и алюмоматричного композита, что важно при их применении в составе оборудования, эксплуатируемого в коррозионно-активной среде.