Korrosjon av martensittiske 13Cr rustfrie stål i hydrokarbonmiljø med H2S

Abstract

Formålet med denne oppgaven var å undersøke eksisterende litteratur knyttet til generell og lokal korrosjon på martensittiske 13Cr legeringer i hydrokarbonmiljø med H2S. I den sammenheng ble det undersøkt hvilke virkninger legeringselementene krom, nikkel og molybden har på korrosjonsmotstanden. Det ble også gjort undersøkelser av korrosjonsmekanismer som kan forekomme på martensittiske 13Cr stål i hydrokarbonmiljø, og hvilke miljøparametere som er spesielt viktige. Miljøparameterne som ble drøftet var partialtrykket av H2S, temperatur, pH og klorider. Som ventet ble det funnet at modifisert 13Cr stål viste bedre korrosjonsegenskaper enn konvensjonell 13Cr. Det antas at i tillegg til 13% Cr, vil 2-3% Mo og 5-6% Ni bidra til forbedret korrosjonsmotstand, spesielt ved høyere temperaturer. Det viser også en forbedret motstand mot lokale korrosjonsangrep. Det ble også funnet en modell for å kalkulere repassiveringspotensialet til M13Cr (S41425) i løsninger med både H2S og klorider. Denne kan i kombinasjon med kjent korrosjonspotensial bidra til å predikere korrosjon i hydrokarbonmilø med økende innhold av H2S.

The purpose of this report was to investigate existing literature concerning general and localized corrosion of 13Cr martensitic alloys in hydrocarbon environment with H2S. In that context, the effect of the alloying elements Cr, Mo and Ni was investigated, along with the environmental contributions and failure mechanisms. The environmental factors included pH, partial pressure of H2S, temperature and chlorides. As suspected, modified 13Cr martensitic alloy with additional 2-3% Mo and 5-6% Ni showed increased corrosion resistance in comparison with conventional 13Cr in typical oil/gas environments at elevating temperatures. It also showed that modified 13Cr was generally more protected against localized corrosion. A model for calculating the repassivation potential of modified 13Cr (S41425) in typical oil/gas production environment, containing H2S and chlorides, was found. This model may be used to predict corrosion at higher concentrations of H2S when combined with a known corrosion potential.