高温高压H2S/CO2腐蚀产物膜对低铬钢氢渗透行为的影响

作者：孙建波; 苏鑫; 张勇

来源：表面技术, 2018, 47(06): 17-23.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.06.003

• 油气管材
• 低铬钢
• H2S/CO2腐蚀
• 腐蚀产物膜
• 硫铁化合物
• 氢渗透

目的探讨含Cr腐蚀产物膜对油管钢氢渗透行为的影响。方法对80SS、P110-3Cr和P110-7Cr油管钢试样进行高温高压H2S/CO2腐蚀模拟实验,并利用双电解池技术测量试样腐蚀前、后的氢渗透电流密度。通过扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对腐蚀产物膜的微观形貌、成分和物相组成进行分析。结果三种材料的腐蚀产物主要由亚稳态的马基诺矿型硫铁化合物构成,没有发现典型的CO2腐蚀产物FeCO3晶体,在P110-3Cr(7.4%Cr)和P110-7Cr(14.75%Cr)钢的腐蚀产物膜中有Cr元素富集。随着钢中Cr含量的提高,120℃腐蚀后,试样的表观扩散系数减小。80SS、P110-3Cr和P110-7Cr油管钢试样表面无腐蚀膜时,吸附氢浓度分别为0.98×10-5、9.54×10-5、9.3×10-5 mol/cm3。120℃腐蚀后,带有腐蚀膜试样的膜层/基体界面钢基体侧的吸附氢浓度分别为0.93×10-5、5.17×10-5、8.52×10-5 mol/cm3。结论三种油管钢的腐蚀过程均由H2S控制。腐蚀产物膜中Cr元素富集有助于降低带有腐蚀膜试样的表观扩散系数。与不带腐蚀膜的试样相比,三种带腐蚀膜试样的膜层/基体界面钢基体侧的吸附氢浓度降低,腐蚀产物膜对氢渗透具有明显的阻碍作用。

• 单位
  中国石油天然气管道科学研究院; 石油大学机电工程学院