Page 33 - 腐蚀与防护2024年第十一期

马英文, 等: 1Cr 钢在含 CO 2 井筒环境中的腐蚀行为与耐蚀性

图2 三种腐蚀条件下腐蚀336h后 N80钢和1Cr钢腐蚀产物膜的SEM 图

Fi g 2 SEMima g esofcorrosion p roductfilmsofN80and1CrsteelsundercorrosionconditionsNo 1 a b No 2 c d No 3 e f
表2 三种腐蚀条件下 N80钢和1Cr钢腐蚀产物膜的 层致密的非晶态 FeCO 3 膜层才是降低腐蚀速率的
能谱分析结果 关键。低铬钢的腐蚀速率很大程度上受 FeCO 3 和

Tab.2 EDSanal y sisresultsofcorrosion p roductfilmsof Cr ( OH ) 共同沉积形成的胶泥状混合产物膜控制,
3

N80and1Crsteelsunderthreecorrosionconditions 致密的混合产物膜对金属基体起到了很好的保护作
质量分数 / % 用。在高温和较高 CO 2 分压下, N80钢的表面可形
材料 温度 / ℃ p( CO ) / MPa
2
Fe O C Cr 产物膜, 有效阻碍了金属基体
成致密的晶态 FeCO 3
与腐蚀介质之间的传质过程, 抑制了腐蚀的进一步
N80 50 0.30 46.5 42.7 10.3 -
1Cr 50 0.30 44.1 43.9 10.2 1.8
加剧。然而, 1Cr钢在该环境中也不能免受腐蚀, 其
N80 100 0.63 48.6 40.2 10.6 -
腐蚀产物不致密, 与基体的附着力较弱, 在流体剪切
1Cr 100 0.63 50.2 37.6 9.1 2.4
应力作用下产物膜从基体表面剥离, 造成了材料表
N80 114 0.73 46.2 38.7 12.3 -
面的产物膜不完整, 降低了1Cr钢的耐蚀性。
1Cr 114 0.73 45.9 36.1 13.7 2.1
图3是不同腐蚀条件下 N80 钢和 1Cr钢表面
) ( 2 )
FeCO 3+H 2 CO 3 →Fe ( HCO 3 2 腐蚀产物的 XRD 谱。由图 3 可见, N80 钢表面腐

分压( 0.63 、
在较高温( 100 、 114℃ ) 和较高 CO 2
0.73MPa ) 下( 条件2和3 ), 两种材料的表面均形成

晶体状堆垛。 N80 钢最外层
了一定程度的 FeCO 3
膜层覆盖完整、 堆砌致密、 无明显的孔隙;
的 FeCO 3
1Cr钢的外层膜晶体堆垛间隙较大, 部分次外层的
产物膜未被完全覆盖。由于腐蚀产物膜强度不够,
被流体流动产生的剪切力剥离了基体表面, 或是非晶
态 Cr ( OH ) 产物膜对阳离子选择性透过阻碍了由金
3
属基体阳极溶解生成的 Fe 向外迁移, 在部分表面
2+
腐蚀产物未来得及沉积形成致密的膜层。 图3 三种腐蚀条件下 N80钢和1Cr钢腐蚀产物膜的 XRD谱

分压下( 条件1 ), 碳钢 Fi g .3 XRDp atternsofcorrosion p roductfilmsofN80and1Cr
在50℃ 、 0.30MPaCO 2

表面的晶态产物膜并非抑制腐蚀的主要因素, 其内 steelsunderthreecorrosionconditions
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