目的研究P110S低合金鋼在H₂S/CO₂環(huán)境中的腐蝕行為及腐蝕產(chǎn)物對其影響機理。方法通過P110S低合金鋼在不同溫度下的腐蝕失重實驗、微觀SEM形貌觀察、XRD分析和離子選擇性實驗,探究腐蝕產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)以及離子選擇性對腐蝕行為的影響。腐蝕實驗環(huán)境為模擬我國西北某油田現(xiàn)場不同井深的腐蝕工況,其中CO₂與H₂S的分壓比為2.5。結(jié)果溫度低于100℃時,腐蝕產(chǎn)物主要為馬基諾礦型FeS,其為陽離子選擇性,能夠阻礙陰離子與基體接觸,起到抑制腐蝕的作用,因此腐蝕速率較低,約為0.15 mm/a,且隨溫度升高基本保持不變,試樣表面的腐蝕產(chǎn)物膜平整未脫落;溫度達到120℃后,腐蝕速率急劇增大,部分腐蝕產(chǎn)物由馬基諾礦轉(zhuǎn)變?yōu)榇劈S鐵礦,腐蝕產(chǎn)物膜因下層腐蝕產(chǎn)物擠壓而發(fā)生破裂脫落,試樣發(fā)生局部腐蝕;溫度高于160℃時,腐蝕產(chǎn)物全部為磁黃鐵礦型FeS,其為陰離子選擇性,無法阻礙陰離子穿過腐蝕產(chǎn)物膜與基體接觸,因此隨著溫度的升高,腐蝕速率逐漸增大并趨于平緩,達到3.6 mm/a。結(jié)論 H₂S/CO

【文章來源】：表面技術(shù). 2020,49(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

膜電位的測量裝置示意圖

圖2為在不同溫度H2S/CO2腐蝕環(huán)境下低合金鋼P110S的腐蝕速率，總體來看，P110S的腐蝕速率隨著溫度的升高而增加。以往的研究結(jié)果表明，CO2腐蝕環(huán)境下，低合金鋼的腐蝕速率會隨著溫度的升高，先上升后下降，其中腐蝕速率的最大值一般出現(xiàn)在60～80℃范圍內(nèi)[14-16]。而圖2中在60～190℃溫度區(qū)間內(nèi)，腐蝕速率持續(xù)增加，不符合CO2腐蝕特征，因此在CO2與H2S分壓比為2.5的條件下，P110S的腐蝕不由CO2腐蝕控制。特別值得注意的是，當溫度小于100℃時，P110S的腐蝕速率幾乎保持不變，腐蝕速率維持在0.15 mm/a附近；而當溫度進一步升高至120℃時，P110S的腐蝕速率顯著增加至0.52mm/a，并且隨著溫度的升高，腐蝕速率繼續(xù)快速增加，在190℃時高達3.61 mm/a。2.2 宏觀腐蝕形貌

圖4為P110S在不同溫度下的腐蝕產(chǎn)物膜微觀形貌。當溫度為60℃和100℃時，試樣表面的腐蝕產(chǎn)物平整，雖然在局部小區(qū)域內(nèi)發(fā)生了輕微的脫落，但整體上覆蓋完整；當腐蝕溫度升至120℃時，試樣表面的腐蝕產(chǎn)物膜出現(xiàn)鼓包，并且在鼓包狀的腐蝕產(chǎn)物膜脫落處，金屬基體發(fā)生明顯的局部腐蝕；當腐蝕溫度升高至140℃時，腐蝕產(chǎn)物開始明顯增厚，鼓包狀腐蝕產(chǎn)物膜的數(shù)量也開始顯著增加，鼓包現(xiàn)象愈發(fā)嚴重；而當溫度升高至160℃時，試樣表面的腐蝕產(chǎn)物開始發(fā)生大面積的分層、脫落。值得注意的是，190℃時，試樣表面每個鼓包狀的腐蝕產(chǎn)物膜上出現(xiàn)了由晶體構(gòu)成的同心環(huán)狀結(jié)構(gòu)。圖4 不同溫度下P110S的微觀腐蝕形貌（c中右上角圖片為鼓包狀腐蝕產(chǎn)物破裂的形貌）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同溫度下H2S/CO2腐蝕產(chǎn)物膜對T95套管腐蝕行為的影響[J]. 范亞萍,周怡諾.  表面技術(shù). 2016(10)
[2]溫度對X65和3%Cr管線鋼CO2腐蝕行為的影響[J]. 常煒,胡麗華.  腐蝕與防護. 2012(S2)
[3]溫度對管線鋼H2S/CO2腐蝕行為的影響[J]. 楊建煒,章軍,曹建平,陳晨,張雷,丁金慧,路民旭.  材料工程. 2011(01)
[4]碳鋼在含硫化氫及高壓二氧化碳飽和的NaC1溶液中的腐蝕行為[J]. 李國敏,劉烈偉,鄭家燊.  中國腐蝕與防護學報. 2000(04)



本文編號：3619616