Page 11 - 腐蚀与防护2024年第十一期
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董社霞, 等: 封隔器卡瓦用20CrNiMo钢和20CrMnMo钢在某油田井下工况中的腐蚀行为
图3 在高温、 高压、 含 CO 2 H 2 S环境中腐蚀360h后20CrMnMo钢和20CrNiMo钢酸洗前 左 和酸洗后 右 的宏观形貌
Fi g 3 Macro g ra p hsofcorroded20CrMnMosteel a and20CrNiMosteel b inenvironmentofhi g h-tem p erature hi g h- p ressureand
containin gCO 2 H 2 Sbefore left andafter ri g ht acid p ickin g
为进一步确定两种材料表面腐蚀情况, 采用 定其在模拟深井 / 超深井工况条件下的腐蚀形态为
SEM 观 察 去 除 腐 蚀 产 物 膜 后 20CrMnMo 钢 和 典型均匀腐蚀; 而在20CrNiMo钢表面发现了大量
20CrNiMo钢的表面微观形貌, 结果如图 4 所示。 小孔状点蚀, 说明20CrNiMo钢在模拟深井 / 超深井
结果表明: 20CrMnMo 钢表面仍然较为平整, 可确 工况下发生了局部腐蚀。
图4 去除腐蚀产物后20CrMnMo钢和20CrNiMo钢表面SEM 图
Fi g 4 SEMima g esofsurfacesof20CrMnMosteel a and20CrNiMosteel b afterremovalofcorrosion p roducts
2.3 腐蚀产物
材料的耐蚀性、 腐蚀形态与其表面形成的腐蚀
产物特征息息相关 [ 6 ] 。因此, 采用 XRD 、 XPS 、 SEM
等技术对 20CrMnMo钢和 20CrNiMo钢表面和截
面腐蚀产物进行了观察和分析。
2.3.1 XRD / XPS谱
为确定 20CrMnMo钢和 20CrNiMo钢表面腐
蚀产物的种类与组成, 对两者表面腐蚀产物进行了
XRD 检测。由于 XRD 无法检测非晶产物, 因此, 对 图5 高温、 高压、 含 CO 2 H 2 S环境中20CrMnMo钢和
/
腐蚀产 物 又 进 行 了 XPS 检 测。由 图 5 可 见, 在 20CrNiMo钢表面腐蚀产物的 XRD谱
20CrMnMo钢和20CrNiMo钢表面腐蚀产物中均检 Fi g .5 XRDp atternsofcorrosion p roductsonsurfacesof
测到大量 FeS和 FeCO 3 Fe为金属基体。由图6可 20CrMnMosteeland20CrNiMosteelinenvironmentof
,
/
hi g h-tem p erature , hi g h- p ressureandcontainin g CO 2 H 2 S
见, 在20CrMnMo钢表面腐蚀产物中除了检测到 FeS
Cr ( OH )组成, 而20CrNiMo钢表面腐蚀产物主要由
和 FeCO 3 , 还检测到 Cr 2O 3 和 Cr ( OH ), 其中 Cr 2O 3
3 3
是由 Cr ( OH ) 脱水产生的 [ 7-8 ] ; 而在20CrNiMo钢腐 组成。
3 FeS和 FeCO 3
蚀产物中未检测到明显的富 Cr产物。由此可判断, 2.3.2 表面微观形貌和化学成分
20CrMnMo钢表面腐蚀产物主要由 FeCO 3 FeS 和 由图 7 可见, 在高温、 高压、 含 CO 2 H 2 S 环境中
、
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