Resistance of Chromium Manganese Stainless Steel to Pitting Corrosion Exposed To Harsh Environment

Resistance of Chromium Manganese Stainless Steel to Pitting Corrosion Exposed To Harsh Environment. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF (Master thesis)
Ahmed_Al_Suwaij._Master_Thesis.pdf - Submitted Version
Restricted to Repository staff only until 15 October 2020.

Download (7MB)

Arabic Abstract

يعد تأكل التجويف نوعًا شائعًا جدًا من التآكل الموجود في صناعة النفط والغاز أثناء الحفر والإنتاج بسبب بيئته القاسية. التجويف هو منطقة تفضيلية للتشققات عندما تواجه أدوات قاع البئر الإجهاد. يمثل انكسار المعدة مشكلة كبيرة تحتاج إلى إدارة أكثر كفاءة لتقليل التكلفة المباشرة وغير المباشرة. أحد أساليب التحكم في هذه التكلفة هي اختيار مواد جيدة المقاومة للتآكل ، مع الحفاظ على الخواص الحرارية والميكانيكية الأخرى. في هذه الدراسة ، تم بحث مدى مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على 15٪ من كرومات المنجانيز للصدأ لتآكل التجويف عند غمسه في محلول ملحي من كلوريد الصوديوم في قيم مختلفة من درجة الحموضة ودرجات الحرارة ومحتوى الكلور. تم استخدام جهد الدائرة المفتوحة والاستقطاب الدائري ، وتم فحص العينات المستخدمة في الاختبار تحت المجهر بعد نهايته من أجل دراسة التضاريس. أظهرت الدراسة ان رفع درجة الحرارة يؤدي الى زيادة جهد تكون التجويف ونقص جهد اعادة تكون الطبقة الحامية للمعدن في درجة حموضة 6 وتركيز 4 مولار من الكلورايد. بشكل عام, العلاقة بين تعرض المعدن لتآكل التجويف ودرجة الحرارة هو التناسب الطردي. اظهرت الدراسة ايضا ان تركيز الكلورايد يؤثر على مقاومة المعدن بشكل عكسي والتأثير يظهر جليا في درجة الحموضة المنخفضة. كلا اختبار الكهروكيميائي ودراسة تضاريس العينة اتفقا على نفس الاستنتاج وهو ان هذا المعدن يملك مقاومة جيدة لتآكل التجويف عند درجة الحرارة المنخفضة وعند درجة الحموضة المرتفعة. يوصى باستخدام هذا النوع من المعادن في التطبيقات صاحبة درجة الحموضة العالية والحرارة المنخفضة وذات تركيز الكلورايد المنخفض.

English Abstract

Pitting corrosion is a very common type of corrosion found in oil and gas industry during drilling and production because of its harsh environment. Pits are preferential areas for cracks when downhole tools subjected to varying stress level. Failure is a big issue which needs to be managed more efficiently to reduce both direct and indirect cost. One part of controlling this cost is selecting good resistant material to pitting corrosion while maintaining other thermal and mechanical properties. In this study, the susceptibility of 15% Chromium Manganese stainless steel to pitting corrosion in NaCl brine at different pH values, temperatures and Cl- content was investigated. Open circuit potential and cyclic polarization were used and the specimens were inspected under optical microscope after the test for topography. The study showed that rising the temperature causes Epit to increase and Erep to decrease at pH 6 and Cl- concentration of 4M. In general, the relationship between Pitting susceptibility factor and temperature is directly proportional. It also showed that Cl- concentration affects the resistance of CrMn SS inversely and the effect is more significant at lower pH. Both electrochemical and microscopic inspection converged to have the same conclusion; CrMn SS has good resistance to pitting corrosion at lower temperature and at higher pH. It is recommended to be used in higher pH, lower temperature and lower Cl- applications.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemical Engineering
Mechanical
Petroleum
Petroleum > Drilling Engineering
Divisions: College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Committee Advisor: Ba-Shammakh, Mohammed
Committee Members: Al-Harthi, Mamdouh and Sorour, Ahmad and Hoegerl, Manuel
Depositing User: AHMED AL SUWAIJ (g201401180)
Date Deposited: 23 Oct 2019 10:35
Last Modified: 01 Nov 2019 21:01
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141021