Page 12 - 腐蚀与防护2024年第十一期

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

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图6 高温、 高压、 含 CO 2 H 2 S环境中20CrMnMo钢和20CrNiMo钢表面腐蚀产物的 XPS谱

Fi g .6 XPS p atternsofcorrosion p roductsonsurfacesof20CrMnMosteeland20CrNiMosteelinenvironmentof
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hi g h-tem p erature , hi g h- p ressureandcontainin gCO 2 H 2

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图7 高温、 高压、 含 CO 2 H 2 S环境中20CrMnMo钢和20CrNiMo钢表面腐蚀产物的SEM 图及 EDS分析位置

Fi g 7 SEMima g esandEDSanal y sis p ositionsofcorrosion p roductsonsurfacesof20CrMnMosteel a and20CrNiMosteel b in

environmentofhi g h-tem p erature hi g h- p ressureandcontainin gCO 2 H 2 S

腐蚀360h 后 20CrMnMo 钢和 20CrNiMo 钢表面 膜结构。结合表面形貌和 XRD / XPS 分析结果可
腐蚀产物均呈粗大颗粒状和细小絮状。对颗粒状腐 知, 两种材料外层腐蚀产物主要由细颗粒状 FeS和
蚀产物( 图7 中 A 、 C ) 和絮状腐蚀产物( 图 7 中 B 、 零散分布的 FeCO 3 晶粒构成, 外层腐蚀产物极为疏
D ) 进行 EDS 分析, 分析结果如表 2 所示。结合 松, 基本不具有保护作用, 腐蚀产物膜的保护性能主
XRD 和 XPS测试结果可以判断, A 、 C 处颗粒状腐 要依赖于内层腐蚀产物。 20CrMnMo 钢内层产物

晶粒, B 、 D 处 絮 状 腐 蚀 产 物 为 膜与材料界面较为平整, 内层腐蚀产物膜厚度约为
蚀产物为 FeCO 3

FeS 。 24.38 μ m , 主要由 Fe 、 C 、 O 、 Cr元素构成( 见表3 ),
表2 20CrMnMo钢和20CrNiMo钢表面不同位置腐蚀产物 结合腐蚀产物膜 XRD / XPS分析结果, 推断内层腐
的 EDS分析结果 蚀产物为 FeCO 3 和 Cr ( OH )。 20CrNiMo钢内层
3
产物膜与材料界面呈锯齿状, 这与去除腐蚀产物后
Tab.2 EDSanal y sisresultsofcorrosion p roductsatdifferent

p ositionsonsurfacesof20CrMnMosteeland20CrNiMosteel SEM 形貌观察结果一致。由表 3 可见, 20CrNiMo
分析 质量分数 / % 钢内层产物膜主要由 Fe 、 C 、 O 元素构成, 推断其内
材料牌号
位置 Fe O C S Cr 层腐蚀产物为 FeCO 3 。可见, 20CrMnMo钢表面富
A 27.8 33.0 38.5 0.2 0.2 Cr的产物膜保护性明显优于 20Cr NiMo钢表面无
20CrMnMo
B 58.0 4.4 9.2 17.4 8.7
Cr的产物膜。
C 40.9 38.2 20.2 0.2 0.1
20CrNiMo 2.4 电化学性能
D 65.9 2.3 2.7 25.4 2.3
为 了 进 一 步 对 比 研 究 20CrMnMo 钢 和
2.3.3 截面形貌和元素分布 20CrNiMo钢表面腐蚀产物膜的保护性, 在高温、 高
由图8 、 图 9 可见, 两种材料在高温、 高压、 含 压、 含 CO 2 H 2 S环境中对两种材料开展了电化学
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CO 2 H 2 S环境中腐蚀后, 表面腐蚀产物膜均呈双层 阻抗谱测试, 结果见图 10 。 由图 10 可见, 两种材料的
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