超级13Cr不锈钢油套管材料在CO2环境下的腐蚀行为研究

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本文利用高溫高压腐蚀试验设备并辅以SEM、EDS、XRD及XPS等现代分析技术,研究了超级13Cr不锈钢在高温高压CO2环境下的腐蚀行为;通过电化学测试及化学浸泡的方法研究了超级13Cr不锈钢在饱和CO2介质中的点烛行为,并观察分析了其点蚀形貌的特征。试验结果表明,在试验模拟的CO2环境下,超级13Cr不锈钢的腐蚀速率随温度、CO2分压、Cl度的升高呈现出先增大后降低的趋势,温度为180C、CO2分压为3MPa、cr为50g/L时分别达到最大:该试验条件下超级13Cr钢的最大腐蚀速率为0.08mm/a,为中度腐蚀,衷现出tf好的耐腐蚀性能。超级13Cr>N锈钢材料表III未检测出CO2腐蚀产物FeCO3,.其土要靠Cr元素在表面富集形成纯化膜来抵抗腐蚀,而元素Cr主要以criO3的形成存在表面钝化膜中。点蚀试验结果表明,cr和温度萣影响点烛发生的主要原因;cr浓度和温庞升高,材料的点蚀敏感性增强。动态极化曲线表明,随着浸泡时间的延长,腐蚀加剧,材料的点蚀敏感性随之增强。电化学噪声时域分析和频域分析表明,超级I3Cr钢浸泡至24h时,点蚀处于诱导期,浸泡至48h时点蚀全面发生,到72h时点烛进入稳定发展阶段。随浸泡时间的延长,电化学噪声电阻逐渐下降说明材料表面发生了点蚀核的形成和发展。电化学和化学浸泡法测定的超级13Cr钢的临界点蚀温度(CPT)相差了约4‘C。化学浸泡法测量的临界点烛温度(CPT)偏低是因为溶液屮Fe3+的存在,Fe3+的存在大大加剧了腐蚀的发生,致使CPT偏低。点蚀形貌分析表明,介质温度低屮CPT时,材料表面形成孔径小于30μm的蚀孔,当温度超过CPT时,金屌表面无法进行再钝化修复,形成了稳定的点蚀。
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