[发明专利]一种抗CO2腐蚀的渗铝碳钢管材料

说明书

技术领域

本发明公开了一种新型渗铝碳钢管材料制备方法，特别是一种抗CO₂腐蚀的渗铝碳钢管材料。

背景技术

在油气的开采过程中，由于石油和天然气中CO₂含量高，对井下采油管造成腐蚀甚至严重危害的事例频繁发生，不仅给油气田开发带来了重大的经济损失，同时也造成一定的环境污染。目前对CO₂腐蚀控制，常采取添加铬、钛等价格昂贵的元素，增加钢管的的成本，限制其在油气田开采中的应用。

       为了克服上述问题，本发明采用新型渗铝碳钢管材料，通过固体粉末工艺，经过热浸在普通石油钢管表面渗透敷抹一层渗铝层，通过铝氧化成致密的Al₂O₃而达到抗CO₂腐蚀作用。在腐蚀过程中，表面致密的无渗的Al₂O₃保护膜，使得铝原子穿过Al₂O₃₃膜到表面与氧反应的扩散速率和氧原子向内迁移的速率十分缓慢，从而阻碍氧原子与铁基体的反应，起到保护基体的作用。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，研发一种抗CO₂腐蚀的渗铝碳钢管材料。

其技术方案是抗CO₂腐蚀的渗铝碳钢管材料，其特征是在普通石油套管N80与铝粉固体混合粉末通过固体粉末工艺处理，通过热浸形成渗铝层。铝粉固体混合粉末主要成分为：50%Al +4%NH₄Cl +46% Al₂O₃。

 将铝粉固体混合粉末与普通石油套管N80充分混合，1000℃热浸处理，保温6h。

热浸处理后，将形成的渗铝碳钢样品用去离子水清洗后，丙酮脱脂，冷风吹干。本发明的特点：本渗铝碳钢管材料是以渗铝为基础研发的。渗铝是在普通钢表面经过热浸而形成一层Al-Fe合金层。渗铝的保护机制是由于在腐蚀过程中形成致密氧化铝阻碍空气中CO₂与基体的接触从而达到抗CO₂腐蚀的效果。渗铝层具有铝的优良耐蚀性，而且具有良好的耐磨性能。价格较不锈钢低廉。本发明的渗铝碳钢管材料正好适合油气田开采中CO₂腐蚀严重的环境特点。

具体实施方式

一种新型抗CO₂腐蚀的渗铝碳钢管材料。其特征是在普通石油套管N80与铝粉固体混合粉末通过固体粉末处理，通过热浸形成渗铝层。

铝粉混合固体主要成分为50%Al +4%NH₄Cl +46% Al₂O₃。普通N80的规格：长×直径×厚为50mm×20mm×2mm。

将100g铝粉固体混合粉末与普通石油套管N80充分混合，1000℃热浸处理，保温6h。期间可以定期翻动钢管以保证固体粉末与钢管充分接触混合。

热浸处理后，将形成的渗铝碳钢样品用去离子水清洗后，丙酮脱脂，冷风吹干，得到真正的渗铝碳钢管样品。