镍基合金UNS N08028钝化膜的耐蚀性研究.pdf

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1、2011年3月西安石油大学学报(自然科学版)Mar．2011第26卷第2期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo】．26NO．2文章编号：1673-064X(2011)02-0068-04镍基合金UNSN08028钝化膜的耐蚀性研究魏爱玲，赵国仙，刘坤，蔡文婷(1．西安石油大学材料科学与工程学院，陕西西安710065；2．中石油管道局华油公司，河北任丘062552)摘要：采用高温高压腐蚀试验方法使镍基合金028在100℃、130cc和150

2、oC条件下形成钝化膜，利用阳极极化曲线和电容测量法(Mott．Schottky曲线)，研究镍基合金钝化膜在不同温度同时含CO和cl一的腐蚀介质中的电化学行为和半导体性质．结果表明：在130℃条件下形成的钝化膜对基体的保护作用较强；在3个条件下形成的钝化膜都具有双极性n—P型半导体特征．另外，利用XPS研究了150℃条件下形成的钝化膜表层中元素的存在形式．，关键词：镍基合金；钝化膜；耐腐蚀性；Mott—Schottky曲线；半导体性质中图分类号：TG172文献标识码：A随着油气开采环境的逐渐恶化，深井、超深井的

3、加，耐蚀性能下降．另有研究_3刮表明：镍基合金钝开发越来越多，高温高压腐蚀问题也越来越受到人化膜通常具有两层结构，内层由氧化物组成，外层由们的关注．在高温高压井开采过程中，二氧化碳和氯氢氧化物组成．离子等对材料的腐蚀不仅会造成巨大的经济损失，但是，随着腐蚀环境越来越苛刻，譬如HS／CO而且严重威胁人们的生命安全．分压增大、温度升高等，镍基合金表面钝化膜的完整为了满足高温高压、高CO、H：S以及高矿化度性也将被破坏，导致镍基合金油管腐蚀破坏．另外，油气井的开采需求，国内外很多研究人员都在进行对于单纯的H：s或C

4、O等环境中的腐蚀机理和规镍基合金的开发，开展了大量的研究工作．AnnaJu．律的研究已比较充分，但是对CO：和cl一共存条件hlin等¨研究镍基合金028在高浓度酸性环境中的下，特别是高温高压条件下的腐蚀问题研究还非常耐腐蚀性，实验结果表明：PRE值从39升到42，028欠缺．因此，开展高温高压条件下所使用材料的适用在氯化物溶液中的临界点蚀温度也随着升高，使得性研究已是迫在眉睫，研究镍基合金在高温高压环合金的抗硫化物应力腐蚀开裂性能提高，镍基合金境下钝化膜的结构具有重要的现实意义．028的耐腐蚀性能提高．张春

5、霞等利用极化曲线本研究模拟现场腐蚀环境，对镍基合金UNS和电容测量法(Mott—Schottky曲线)，研究了镍基合N08028在高温、高压、高氯离子条件下形成的钝化膜进行电化学测量，对钝化膜的耐蚀特征进行研究，金G3油管材料在室温空气中以及130oC和205oC旨在为优化选材和解决腐蚀问题提供理论和试验同时含HS和Cl一的腐蚀介质中浸泡720h所形成依据．的3种钝化膜的电化学行为和半导体性质，结果表明：在室温空气中和130℃腐蚀介质中形成的钝化1实验方法膜都具有良好的耐蚀性，而在205oC腐蚀介质中形成的钝

6、化膜耐蚀性下降；前者具有双极性13一p型半研究所用的实验材料为镍基合金UNSN08028，导体特征，而后者为n型半导体，且由于掺杂浓度增其化学成分如表1所示．收稿日期：2010—11—23基金项目：2007年教育部新世纪优秀人才支持计划项目(编号：NCET-07-0686)作者简介：魏爱玲(1981一)，女，主要从事油气田腐蚀机理与防护技术的研究．E—mail：weiailingO12@163．com魏爱玲等：镍基合金UNSN08028钝化膜的耐蚀性研究一69一电化学测试试样为l5mm×4mm的圆片状2实验结

7、果与分析试样，电化学试样首先在动态高温高压釜中进行腐蚀，即让试样表面形成钝化膜，然后在电化学测试液2．1不同条件下镍基合金028表面钝化膜的极化曲线中进行电化学测试，高温高压釜腐蚀介质成分见图1为镍基合金028在3种试验条件(腐蚀温表2．度为100oC、130oC、150℃)下钝化膜试样的动电表1镍基合金028的化学成分位极化曲线．表4为镍基合金028在100oC、130℃Tab．1Thecompositionof028Nickel-basealloy和150oC下钝化膜的自腐蚀电流和自腐蚀电位．表2腐蚀介质

8、成分Tab．2rhemassconcentrationofionsincorrosionmedium高温高压实验设备采用美国Cortest公司生产的344．4×10Pa动态高压釜．实验前，试样表面分图1镍基合金028在100℃、130oC和150℃下别用280、600、800和1200砂纸逐级打磨，冲洗，钝化膜的极化曲线Fig．1Thepolarizationcllrvesofthepassivef