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(duì)其影響機(jī)理。方法通過(guò)P110S低合金鋼在不同溫度下的腐蝕失重實(shí)驗(yàn)、微觀SEM形貌觀察、XRD分析和離子選擇性實(shí)驗(yàn),探究腐蝕產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)以及離子選擇性對(duì)腐蝕行為的影響。腐蝕實(shí)驗(yàn)環(huán)境為模擬我國(guó)西北某油田現(xiàn)場(chǎng)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(shí),腐蝕產(chǎn)物主要為馬基諾礦型FeS,其為陽(yáng)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(dá)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(shí),腐蝕產(chǎn)物全部為磁黃鐵礦型FeS,其為陰離子選擇性,無(wú)法阻礙陰離子穿過(guò)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(dá)到3.6 mm/a。結(jié)論 H₂S/CO

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

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

膜電位的測(cè)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P(yáng)110S的腐蝕速率，總體來(lái)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(huì)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(dāng)溫度小于100℃時(shí)，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(dāng)溫度進(jìn)一步升高至120℃時(shí)，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(shí)高達(dá)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(dāng)溫度為60℃和100℃時(shí)，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(dāng)腐蝕溫度升至120℃時(shí)，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(dāng)腐蝕溫度升高至140℃時(shí)，腐蝕產(chǎn)物開(kāi)始明顯增厚，鼓包狀腐蝕產(chǎn)物膜的數(shù)量也開(kāi)始顯著增加，鼓包現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重；而當(dāng)溫度升高至160℃時(shí)，試樣表面的腐蝕產(chǎn)物開(kāi)始發(fā)生大面積的分層、脫落。值得注意的是，190℃時(shí)，試樣表面每個(gè)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(xiàn)】：
期刊論文
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