H_(2)S/CO_(2)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 CO_(2)、0.3 MPa H_(2)S及1.0 MPa CO_(2)+0.3 MPa H_(2)S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H_(2)S及CO_(2)+H_(2)S下的腐蚀速率相近,其表面产物为FeS。在只含H_(2)S气体时,J55钢的表面FeS产物膜致密;而在CO_(2)氛围下J55钢的腐蚀速率最高,其产物为疏松、覆盖率较低的FeCO_(3)。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H_(2)S使腐蚀转为阳极控制,腐蚀电位明显升高;而CO_(2)的加入能强化阴极控制效果,同时降低腐蚀电位;溶液中CO_(2)与H_(2)S共存时,CO_(2)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CO_(2)时极化电阻最小,仅含H_(2)S时出现高频容抗弧与低频容抗弧两个时间常数。