油田用材在含HAc的CO2飽和鹽溶液中的電偶腐蝕研究.pdf

1、電偶腐蝕廣泛地存在于油氣工業(yè)，由于二氧化碳、乙酸等酸性氣體的存在，時常造成石油天然氣管線、熱交換器的腐蝕失效，造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴(yán)重的環(huán)境污染等問題。本文研究了材料特性、陰陽極面積比、環(huán)境因素對電偶腐蝕在含HAc的飽和二氧化碳鹽溶液中的影響規(guī)律和特點，為油氣田工業(yè)中材料的合理選用提供可靠的參考依據(jù)。
　　本文主要采用電化學(xué)測量方法測定了7種結(jié)構(gòu)材料（不銹鋼316L、2Cr13鋼，碳鋼N80、A3鋼，Ti、紫銅、黃銅三種換熱器用材

2、）和3種犧牲陽極材料(Zn、Al、Mg)在含HAc的CO2飽和的3％NaCl溶液中的自腐蝕電位，得到了十種材料的電偶序:316L＞紫銅＞Ti＞黃銅＞2Cr13＞N80＞A3＞Zn＞Al＞Mg。選擇十種材料中的316L、2Cr13、N80、A3鋼為研究電極，與其他材料構(gòu)成了29個偶對，研究了材料特性、陰陽極面積比對電偶腐蝕行為的影響。結(jié)果表明:偶對間的電偶腐蝕速度受電位差、材料極化特性的共同作用，其中316L、2Cr13為有效陰極材料，換

3、熱器用材帶來的電偶腐蝕效應(yīng)較316L、2Cr13鋼要小。除316L/Ti偶對受陽極過程控制外，其余偶對受陰極過程控制。316L/Ti、316L/紫銅偶對在剛偶接的時候出現(xiàn)極性逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，一段時間后偶對極性恢復(fù)正常。Ti偶對間電偶電流密度很小，比紫銅、黃銅偶對低2-3倍。犧牲陽極Zn、Al、Mg對結(jié)構(gòu)材料有很好的保護作用，犧牲陽極本身的腐蝕比較大，其中犧牲陽極Mg最嚴(yán)重，Zn、Al腐蝕速度相當(dāng)。電偶電流密度、電偶腐蝕效應(yīng)隨著陰陽極面積比的

4、增加而增加，且電偶腐蝕效應(yīng)按照一定的規(guī)律在變化。采用電化學(xué)測量方法并結(jié)合SEM、XRD等物理表征手段研究了陰陽極面積比、溫度、醋酸濃度、氯離子濃度對2Cr13/N80偶對電偶腐蝕的影響。結(jié)果表明:2Cr13/N80偶對電偶腐蝕速度隨著陰陽極面積比的增加而增加，陰陽極面積比小于1時，陰極面積增加帶來的電偶腐蝕效應(yīng)高于陰陽極面積比大于1時，陰極面積增加帶來的電偶腐蝕效應(yīng);溫度升高，2Cr13/N80偶對電偶腐蝕越來越嚴(yán)重，陰陽極面積比為1∶