H2S/CO2对J55钢腐蚀的影响机制

摘要

通过浸泡腐蚀实验与高温高压电化学测试，研究了J55钢在1.0 MPa CO2、0.3 MPa H2S 及 1.0 MPa CO2+0.3 MPa H2S 气体组分下的腐蚀特征，并采用 XRD、SEM 和 EDS 分析腐蚀产物膜组成与形貌。结果显示，溶液中气体组分为H2S 及 CO2+H2S 下的腐蚀速率相近，其表面产物为 FeS。在只含 H2S 气体时，J55 钢的表面 FeS 产物膜致密；而在CO2氛围下J55钢的腐蚀速率最高，其产物为疏松、覆盖率较低的FeCO3。高温高压原位电化学测试显示，不含腐蚀气体时溶液介质对J55钢的腐蚀表现为阴极控制；加入H2S 使腐蚀转为阳极控制，腐蚀电位明显升高；而CO2的加入能强化阴极控制效果，同时降低腐蚀电位；溶液中CO2与H2S 共存时，CO2使FeS的成膜电位增加。EIS图显示，J55钢在不含腐蚀性气体时极化电阻最大，仅含CO2时极化电阻最小，仅含H2S 时出现高频容抗弧与低频容抗弧两个时间常数。