隨著我國各大油田開采年限的增加、海上油氣開發以及油田高壓開采等技術的推廣，抽油桿的服役環境朝深井、強腐蝕、重油等方向發展，接觸的環境越來越惡劣。抽油桿腐蝕的主要機理包括電化學腐蝕、CO2腐蝕和H2S腐蝕等，腐蝕形態主要分為均勻腐蝕和局部腐蝕，其中局部腐蝕以腐蝕裂紋、點蝕和坑蝕為主。特別是含H2S的油井環境中，目前普遍采用20CrMo材質制造抽油桿，但由于無法達到超高強度和高耐蝕性的需求，斷裂事故不斷發生，嚴重影響了原油產量，增加了修井費用，提高了采油成本。

    Cr是一種提高鋼的耐酸腐蝕和耐氯鹽腐蝕的較廉價的合金元素。鋼鐵研究總院的研究者們通過降低C、Mn、S、P含量，大幅度增加Cr元素含量，以探索開發一種低C高Cr超高強度耐腐蝕的抽油桿用鋼—9Cr鋼。針對現有高強度和新型超高強度抽油桿在H2S環境中耐蝕性研究的不足，通過在酸性溶液中的全浸試驗和慢應變速率拉伸試驗，對常用20CrMo和新型9Cr鋼兩種抽油桿材料的抗H2S腐蝕開裂性能進行了表征和對比。

    設計了一種新型的抽油桿用鋼0.08C-9Cr（以下簡稱9Cr鋼），采用真空感應冶煉，鑄坯經1200℃保溫1h后鍛造成Φ25.4mm的圓棒，終鍛溫度900℃，鍛后空冷至室溫。對比材料為GB/T26075-2010標準D級抽油桿用20CrMo鋼，直接從抽油桿成品中取樣。兩種鋼的化學成分（質量分數，%）見表1：

    表1 9Cr鋼和20CrMo鋼的化學成分（質量分數，%）

    9Cr鋼圓棒熱處理工藝：加熱至860℃保溫20min，然后空冷至室溫，200℃回火1h后空冷至室溫。20CrMo鋼的熱處理工藝為880℃淬火加500℃高溫回火。對比試驗得出如下結論：

    （1）NACE溶液浸泡試驗及擬合結果表明，9Cr鋼的耐蝕性明顯好于20CrMo鋼。9Cr鋼在整個浸泡試驗階段腐蝕速率保持穩定。20CrMo鋼浸泡初期的腐蝕速率與9Cr鋼相當，隨著浸泡時間的延長，腐蝕速率不斷增加，明顯高于9Cr鋼。

    （2）在H2S環境溶液中的慢應變速率拉伸試驗結果表明，9Cr鋼的抗拉強度和拉斷時間都高于20CrMo鋼，但其斷面收縮率顯著小于20CrMo鋼。9Cr鋼的抗硫化氫應力腐蝕開裂性能較差，其主要原因是采用低溫回火，強度更高。

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責任編輯：龐雪潔

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