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针对碳钢和不锈钢CO2/H2S腐蚀问题,以L245NCS和316L不锈钢为研究对象,利用高温高压反应釜进行CO2/H2S腐蚀试验。利用失重法测试了两种材料在不同条件下(CO2、H2S分压比、温度、Cl-离子浓度、流速等)的腐蚀速率。采用电化学测试方法在高温高压反应釜中原位测试了L245NCS钢和316L不锈钢在不同状态下的腐蚀电化学行为。同时利用SEM、EDS等微观分析方法研究了H2S/CO2腐蚀试验后的微观形貌与结构特征,探讨了L245NCS钢和316L不锈钢抗H2S/CO2腐蚀性能及其腐蚀机理。其结果表明,L245NCS钢在气相的腐蚀速率均比液相中的腐蚀速率小。由均匀设计分析可知,腐蚀速率回归方程为Rcorr=0.051+0.951PCO2+1.315PH2S-0.299CCl-0.3463T+0.0753V或Rcorr=0.586-0.2828PCO2/H2S-0.0057CCl-+0.0613T-0.2491T2+0.0935V,即在CO2/H2S高温高压动态腐蚀试验中,H2S分压的贡献最大,对腐蚀速率的影响最为显著,且影响为正影响,即随着硫化氢分压的增大而液相腐蚀速率增大;CO2分压对腐蚀速率的影响次之,影响为正影响,随着CO2分压的增大而液相腐蚀速率增大;温度对液相腐蚀速率的影响为负影响,随着升高而液相腐蚀速率减小,且温度的影响为抛物线形状,在60℃至100℃之间存在腐蚀速率的最大值;转速对腐蚀速率的影响成正相关,即随着转速的增加,腐蚀速率增大。另外,温度升高到100℃时的水蒸气压升高,气相中试样表面冷凝水增多而明显增大气相中的腐蚀速率。L245NCS钢在高CO2/H2S比时腐蚀后,其腐蚀产物中主要由FeCO3和Fe3C构成,为典型CO2腐蚀的腐蚀产物,即腐蚀过程由CO2腐蚀所控制。随着环境中H2S/CO2比增大,腐蚀产物以Fe的硫化物为主,腐蚀过程逐渐转化为H2S腐蚀控制。L245NCS钢的阻抗谱测试结果表明,在初期随着腐蚀的进行,腐蚀速率有所增加。这主要是L245NCS钢表面的铁素体作为阳极相优先溶解,而Fe3C则作为阴极相保留在试样表面大大加速阴极反应而加速试样的腐蚀。随着腐蚀的继续进行,试样表面形成腐蚀产物,而腐蚀产物可以在一定程度上阻隔基体与腐蚀介质的接触而降低钢的腐蚀速率。L245NCS钢在高H2S/CO2比和相对较高的温度下的阻抗谱由具有双容抗特征,其中高频容抗弧与双电层电容和传递电阻有关,而低频容抗弧则与腐蚀产物膜有关。随着腐蚀的进行,腐蚀产物膜电阻增大,腐蚀速率下降。流速增大不利于保护性腐蚀产物膜的形成,膜层阻抗显著减小,腐蚀速率显著增加。316L不锈钢的腐蚀速率比L245NCS碳钢低2个数量级。试样表面形成一层致密的含Cr化合物膜,对基体起到很好的保护作用,导致膜层阻抗显著增大,反应速率明显降低,传质过程表现为扩散步骤。