N80钢CO_2腐蚀产物膜研究.pdfVIP

第 22 卷 第 3 期 中国腐蚀与防护学报 Vol 22 No 3 2002 年 6 月 　　　　　Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection 　　　　　 J un2002 N80 钢 CO2 腐蚀产物膜研究 1 ,2 2 2 1 2 陈长风 　赵国仙 　路民旭 　杨延清 　李鹤林 ( 1 西北工业大学材料科学与工程学院 西安 710072 ; 2 中国石油天然气集团公司石油管材研究所 西安 710065) 摘要 : 在模拟油田 CO2 腐蚀环境下 ,用 XRD 、EDS 和 SEM 研究了 N80 钢腐蚀产物膜的形成与发展情况。结果表 明 ,在本试验条件下 N80 钢 CO2 腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用 ,可以降低腐蚀速率。腐蚀产物膜分 3 层 , 讨论了 3 层膜的结构特征与形成机理。初步研究了腐蚀产物膜的破坏特征。腐蚀产物膜的晶体类型是 ( Fe ,Ca) CO3 复盐。 关键词 : CO2 腐蚀 　腐蚀产物膜 　N80 钢 中图分类号: TG172 　　文献标识码 : A 　　文章编号 (2002) 1 前言 分析元素含量. 石油管的 CO2 腐蚀现象目前仍然是困扰着石 3 结果与讨论 油、天然气生产的重要问题之一. 油套管钢在 CO2 图2 是试样腐蚀失重与腐蚀时间的关系曲线. 腐蚀过程中 ,金属表面会形成一层 FeCO3 腐蚀产物 从图中可以看出 ,随着时间的延长 ,试样腐蚀失重逐 膜. 这层腐蚀产物膜的稳定性对油套管钢抗 CO2 腐 渐增加 ,但是失重速率却明显减小. 这说明 N80 钢 蚀起着至关重要的作用. 本文主要研究了 N80 级油 试样在 CO2 腐蚀过程中 ,表面形成的腐蚀产物膜对 套管钢在模拟油田采出液以及井下环境中 FeCO3 基体金属具有一定的保护作用 ,可以阻隔腐蚀介质 腐蚀产物膜的结构与组成以及其形成、破坏的原因. 的侵蚀. 2 试验方法 Table 1 Chemical composition of N80 steel (mass %) 实验采用的材料为 N80 级油套管钢 ,其化学成 分见表 1. 高温高压动态试样为 72 的圆环 ,试验前 C Si Mn P S Cr Mo Ni Fe 0 . 24 0 . 22 1. 19 0 . 013 0 . 004 0 . 036 0 . 021 0 . 028 bal. 表面分别用砂纸逐级打磨至 1000 # ,冲洗 ,丙酮除 油 ,干燥后称重. 油田采出液离子浓度见表 2. 高温高压动态试验设备采用美国 Cortest 公司生 Table 2 Concentration of electrolyte 5 - 2 - - 2 + 2 + + 2 - 产的 344. 4 ×10 Pa 动态高压釜 ,试验装置如图 1. 试 Cl SO4 HCO3