含O2高温高压CO2环境中3Cr钢腐蚀产物膜特征-论文.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)NovemberActaPhys．-Chim．Sin．2013，29(11)，2405-24142405【Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201309171、7lrvⅣ．whxb．pku．edu．ca含O2高温高压CO2环境中3Cr~R腐蚀产物膜特征林学强’柳伟张晶’董帅’张海龙李效波徐川川’路民旭’(北京科技大学新材料技术研究院，腐蚀与防护中心，北京100083；中海油田服务股份有限公司，天津300450)摘要：采用高温高压反应釜分别开展3Or钢

2、在CO和O共存、单独CO和单独O三种气体条件下的腐蚀实验，利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)和电化学方法研究了3Cr~]在高温高压含有O的CO环境中的腐蚀产物膜特征．结果表明，在含有O的CO的条件下，3Cr钢表面腐蚀产物膜疏松多孔，主要成分为FeCO。、Fe。O和FeO。，腐蚀产物中未见明显Cr元素富集，3Cr钢表现出点蚀的腐蚀形态．3Cr钢在高温高压含O的CO腐蚀条件下内外膜层电阻(Rf，、尺)和电荷传递电阻尺l均比仅含有CO腐蚀环境的低，双电层电容(．)和内外膜层电容

3、(G，、)均比仅含有CO腐蚀环境的高．含有O的CO：条件下，其保护性显著低于单一CO：条件下形成的腐蚀产物膜．提出了在含O的CO气体条件下，3Cr钢表面存在由多种物质组成的腐蚀产物，这导致腐蚀产物疏松多孔，不会形成单一C()2条件下存在的显著提高腐蚀产物膜保护性的Cr(OH)。层，从而促进了3Cr钢的析氢腐蚀和酸性介质中的吸氧腐蚀的机理．关键词：O腐蚀：CO：腐蚀：3Cr钢：腐蚀速率：腐蚀形貌中图分类号：0646CharacteristicsofCorrosionScaleof3CrSteelatHighTempera

4、tureandPressureinan02andCO2EnvironmentLINXue-Qiang’LIUWei’·’ZHANGJing’DONGShuai’ZHANGHal-LongLIXiao．BoXUChuan．Chuan’LUMin．Xu’(CorrosionandProtectionCenter,InstituteforAdvancedMaterialsandTechnology,UniversityofScienceandTechnologyBeo'ing,Beijing100083．R．China；Ch

5、inaOilfieldServicesLimited,Tianjin30045~R．China)Abstract：Thecorrosionbehaviorof3CrsteeIinatmospherescomposedofonly02orC02oracombinationofO2andCO2wasinvestigatedusinganautoclave．Thecharacteristicsofthecorrosionscaleofthe3CrsteelwereinvestigatedbyX-raydifraction(X

6、RD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，energydispersiveX-rayspectrometry(EDS)，andelectrochemicalmethods．ThecorrosionscaledevelopedinthecombinedO2andCO2atmospherewascomposedofFeCO3，Fe2O3，andFe3O4，andhadaIoosetexturewithalargenumberofpores．Thesurfaceandsubsurfacecorr

7、osionf¨mresistance(Rf1，)andchargetransferresistancefR)werealIJowerthanthosefoundjnsamplestreatedjnonlyC02orO2atmospheres．Thedouble—layercapacitance(CdI)andcorrosionf¨mcapacitance(cf1，)werehigherforthesampletreatedinthecombinedO2andCO2atmospherethanforthosetreate

8、dinonlyCO2orO2atmospheres．TheresistancetoformationofacorrosionfIImonthe3CrsteeIinthecombinedO2andCO2atmospherewassignificantlylowerthanintheCO2onlyatmosphere．Thecorro