摘要:
目的研究N80钢在饱和CO_(2)模拟油田地层水中于不同温度下的腐蚀行为及腐蚀特征,探究N80钢在饱和CO_(2)模拟油田地层水中的腐蚀规律及机理。方法利用高温高压釜对N80钢在不同温度(60、90、120°C)的饱和CO_(2)模拟油田地层水中浸泡96 h的失重腐蚀进行测试,并用电化学分析仪对其进行相同条件下的宏观电化学测试。采用XRD、SEM、EDS对N80钢腐蚀后的腐蚀产物物相结构、表面形貌、元素组成及腐蚀产物去除后基体表面的腐蚀形貌进行分析。结果N80钢在饱和CO_(2)模拟油田地层水中所形成的腐蚀产物主要由FeCO_(3)和溶液介质中的结晶盐CaCO_(3)组成。温度影响腐蚀产物膜的形貌特征、晶粒尺寸及其致密度变化,导致基体发生不同程度的腐蚀。60°C时,表面生成的腐蚀产物膜均匀覆盖于基体表面,产物膜膜层平整、致密,去除腐蚀产物后,表面有少量点蚀坑;温度升至90°C时,基体表面覆盖的腐蚀产物凹凸不平,晶粒粗大,排列较乱,规则性差于60°C下的腐蚀产物,腐蚀产物去除后,发现基体表面有大片蚀坑群,发生连片腐蚀;120°C时,腐蚀产物晶粒减少,覆盖不均,具有明显蚀孔和裂纹,部分腐蚀产物脱落,去除腐蚀产物后的基体表面出现大面积蚀坑,发生严重腐蚀。N80钢的腐蚀速率由60°C时的0.0210 g/(m^(2)·h)增至90°C时的0.0360 g/(m^(2)·h),至120°C时的0.0444 g/(m^(2)·h)。N80钢的自腐蚀电流密度由60°C时的1.3623×10^(-6)A/cm^(2)增至90°C时的1.4273×10^(-6)A/cm^(2),至120°C时的1.7851×10^(-6)A/cm^(2),但其自腐蚀电位则随温度的增加而减小。结论随腐蚀温度增加,N80钢表面所生成的腐蚀产物膜变得较疏松,且膜层含较多微孔与裂纹,腐蚀速率持续增加,N80钢腐蚀加重。