低Cr钢在CO2/H2S环境中的腐蚀行为研究

• 作者: 付安庆 任康 吕乃欣 尹成先 李文升 田永强 胡建国 胥聪敏 袁军涛 郑欣
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 低Cr钢 微观组织 硫化氢腐蚀 二氧化碳腐蚀 硫化亚铁
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 专题——石油管材及装备材料腐蚀与防护
• 页码范围: 49-57
• 页数: 9页
• 分类号: TG172
• 字数: 4403字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.05.008

摘要

目的 研究低Cr钢(3％～9％)在60℃的CO2/H2S环境中的腐蚀行为.方法 将三种低Cr钢(3Cr-H、5Cr-H、9Cr-H)加热到900℃之后,保温40 min,进行水冷.对热处理之后的钢试样(依次编号3Cr-H、5Cr-H、9Cr-H)进行高温高压CO2/H2S腐蚀模拟实验,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对腐蚀产物膜的微观形貌和成分以及物相组成进行分析.结果 3Cr、5Cr、9Cr钢的腐蚀速率分别为0.0443、0.0372、0.0060 mm/a,且腐蚀速率随着Cr含量的增加而降低.3Cr-H、5Cr-H、9Cr-H钢的腐蚀速率分别为0.1527、0.0445、0.0070 mm/a,其腐蚀速率也是随着Cr含量的增加而降低.其中,3Cr-H钢的腐蚀速率是3Cr钢的3.4倍,耐蚀性能变化明显.5Cr-H钢的腐蚀速率是5Cr钢的1.19倍.9Cr-H钢的腐蚀速率与9Cr钢相比,几乎没有差别.六种材料的腐蚀产物均为FeS化合物,并没有发现典型的FeCO3晶体(CO2腐蚀产物).3Cr、5Cr、3Cr-H、5Cr-H钢的腐蚀产物均为双层膜结构,9Cr、9Cr-H钢的腐蚀产物为单层膜结构.结论 热处理未影响腐蚀速率随Cr含量的变化趋势,基体中Cr含量越高,腐蚀产物膜中的Cr富集量越大,从而有助于降低其腐蚀速率.热处理对3Cr钢的显微组织及其腐蚀行为影响最为显著,不仅加剧了其均匀腐蚀,而且促进了点蚀的发生,这是因为热处理后,显微组织中析出第二相含Cr的碳化物,使部分区域出现了贫Cr的现象.