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以克拉2气田地面集输管线为研究背景,利用高温高压试验装置进行不同环境条件下的动、静态试验,并采用电化学测试技术和扫描电镜等微观分析手段,对22Cr双相不锈钢点蚀、缝隙腐蚀、均匀腐蚀和应力腐蚀的实验方法进行研究,建立了克拉2气田地面建设用22Cr双相不锈钢的技术指标。同时,研究了22Cr双相不锈钢中σ相对其耐腐蚀性能的影响,并确定了22Cr双相不锈钢的临界点蚀温度。
研究结果表明,随着温度的升高,22Cr双相不锈钢的自腐蚀电位和点蚀电位降低,腐蚀倾向增大。在不同浓度的NaCl溶液中临界点蚀温度的值随Cl<->浓度的增加而降低,温度在临界点蚀温度以下时点蚀坑直径不超过30 μ m,蚀点处于亚稳定状态,只有温度高于临界点蚀温度时才能形成稳定的点蚀。
随着温度升高,22Cr双相不锈钢电极极化率和电极反应过程阻力降低,缝隙腐蚀速率增大。不同温度条件下缝隙腐蚀的电极反应机理不变,电化学阻抗谱在低频区出现了典型的Warburg阻抗特征,高频区的容抗弧随温度的升高而收缩。温度升高不利于腐蚀产物膜在试样表面生成,对基体的保护性减小,耐缝隙腐蚀性能降低。
22Cr双相不锈钢在模拟克拉2气田腐蚀环境中有良好的耐均匀腐蚀性能,且耐均匀腐蚀性能优于常规的1Cr18Ni9Ti、304、316和Cr13不锈钢。
22Cr双相不锈钢在氯化物环境中具有很高的SCC抗力,随试验温度升高和氯离子含量增多,材料发生应力腐蚀开裂的时间缩短。
在6%FeCl<,3>溶液中,双相组织比三相组织(含σ相)具有较高的抗点蚀能力,850℃时效处理试样点蚀速率很高,475℃时效处理试样点蚀速率为双相组织的两倍。不同组织状态的22Cr双相不锈钢在克拉2气田的现场模拟溶液和拉伸应力为0.85σ<,s>的试验条件下对应力腐蚀是不敏感的。当试验时间为500h时,析出相对材料的应力腐蚀性能没有显著的影响。