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在模拟油田CO2腐蚀环境下,利用高温高压腐蚀失重法、SEM、XRD和电化学等技术,研究了温度、Cr元素、Cl-等因素对P110钢CO2腐蚀行为的影响以及咪唑啉缓蚀剂在该环境中对材料的缓蚀机理,还利用电化学方法对22Cr的腐蚀行为和临界点蚀温度进行了研究,分析了点蚀萌生发展的过程和Cl-对临界点蚀温度的影响。
试验结果表明:温度对P110钢腐蚀速率的影响主要表现在对腐蚀产物膜的影响上;当温度为90℃时,P110钢的平均腐蚀速率达到最大;P110钢CO2腐蚀产物膜的主要成分为FeCO3,添加Cr以后,Cr元素主要以Cr(OH)3的形式存在于产物膜中,以Cr(OH)3为主的腐蚀产物膜具有一定的阳离子选择性,这使得添加Cr以后没有点蚀现象发生且平均腐蚀速率较低;Cl-半径小能够优先穿透腐蚀产物膜扩散到闭塞孔的内部,造成孔内腐蚀的自催化作用而形成孔蚀;所评价缓蚀剂最高缓蚀效率可以达到97.6%,经济浓度为200ppm左右。缓蚀剂为混合抑制型,但以阳极抑制为主,整个反应受活化控制。各温度下22Cr钢的电极反应机理没有发生变化,在实验条件下金属钝化膜并没有遭到破坏,电极反应速度由钝化膜的溶解速度控制;随着温度的升高,22Cr钢的自腐蚀电位下降,点蚀电位降低,材料的腐蚀倾向增大。22Cr钢的CPT值随Cl-浓度的增加而降低,温度在CPT以下时,点蚀已经萌生,最终点蚀坑直径不超过30μm;温度在CPT以上时,点蚀能够稳定发展,形成直径大于30μm的腐蚀坑。