隨著能源需求的日益增長(zhǎng)，油氣田開(kāi)采逐漸向深井、高腐蝕環(huán)境延伸。目前，高腐蝕性油氣田在開(kāi)采作業(yè)和油氣輸送中普遍采用耐蝕合金甚至鎳基合金管道。然而，普通耐蝕管材中用作耐腐蝕的部分僅占1/3左右，其余部分作結(jié)構(gòu)支撐，這樣造成了資源的極大浪費(fèi)。為了降低成本，延長(zhǎng)管道的使用壽命，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)高H2S/CO2/Cl-氣田的嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題開(kāi)展了多年研究。結(jié)果表明，使用耐蝕合金復(fù)合管是解決管道腐蝕問(wèn)題相對(duì)安全和經(jīng)濟(jì)的途徑之一。本研究選用最具有代表性的304不銹鋼/20鋼機(jī)械式復(fù)合管作為研究對(duì)象，對(duì)比研究304不銹鋼內(nèi)襯管經(jīng)過(guò)塑性加工、拋光處理前后在含Cl-溶液中的電化學(xué)腐蝕行為。
 

不銹鋼管
 

    試驗(yàn)選用304不銹鋼/20鋼雙金屬?gòu)?fù)合管，其化學(xué)成分見(jiàn)表1：
 

表1 試驗(yàn)用雙金屬?gòu)?fù)合管的化學(xué)成分（ω，%）              

    將試驗(yàn)用供應(yīng)態(tài)（未塑性加工）與經(jīng)歷了復(fù)合變形的304不銹鋼，以及拋光處理前后的304不銹鋼試件加工成工作面積為1cm2的電極。電極的一端與銅線(xiàn)焊接，用來(lái)導(dǎo)通電路，另一面作為工作面，其余部分均用環(huán)氧樹(shù)脂密封。

    拋光處理時(shí)，電極的工作面依次用400#、800#、1200#和2000#砂紙逐級(jí)打磨，然后用金相試樣拋光機(jī)打磨成鏡面，再用去離子水清洗，放置到裝有去離子水的燒杯中保存待用。試驗(yàn)用溶液為NaCl，所用試驗(yàn)儀器見(jiàn)表2：
 

表2 試驗(yàn)用儀器

    試驗(yàn)采用極化曲線(xiàn)測(cè)試方法，通過(guò)穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)形狀、斜率及極化曲線(xiàn)的位置，可以研究腐蝕過(guò)程的電化學(xué)行為特性及陰極和陽(yáng)極反應(yīng)的控制特征等。在三電極體系中加入NaCl溶液400mL，安裝好工作電極，并與裝有腐蝕測(cè)量系統(tǒng)軟件的計(jì)算機(jī)連接，設(shè)置動(dòng)電位掃描范圍為-1～+1.6V，掃描速率為50mV/min，測(cè)定在0.08mol/L的Cl-腐蝕介質(zhì)中的極化曲線(xiàn)。

    通過(guò)對(duì)比研究了304不銹鋼/20鋼機(jī)械式復(fù)合管經(jīng)過(guò)塑性加工、拋光處理后，在Cl-溶液中的腐蝕過(guò)程和耐腐蝕測(cè)試結(jié)果，得到如下結(jié)論：

    （1）未拋光處理的304不銹鋼，在0.08mol/L的中性Cl-腐蝕介質(zhì)中腐蝕，塑性加工后自腐蝕電位負(fù)移，腐蝕電流大幅增加，腐蝕加劇。這源于塑性加工產(chǎn)生了晶格變形與殘余應(yīng)力等因素，促使了金屬的腐蝕。

    （2）拋光處理的304不銹鋼，在0.08mol/L的中性Cl-腐蝕介質(zhì)中腐蝕，塑性加工后自腐蝕電位負(fù)移，腐蝕電流變大，但是相對(duì)變化很小。可見(jiàn)，通過(guò)改善表面加工質(zhì)量可以使304不銹鋼的耐腐蝕性能大為提高。

    （3）不同表面粗糙度試樣在0.08mol/L的中性Cl-腐蝕介質(zhì)中的動(dòng)電位極化曲線(xiàn)表明，表面粗糙度越小，金屬的耐腐蝕性越好。

責(zé)任編輯：李玲珊

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話(huà)：010-62313558-801
郵箱：ecorr_org@163.com
中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414