CO₂分压对20#钢在CO₂/H₂O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响

杨贵荣¹，宋文明²，董雪娇¹，张玉福²，王富强¹，李健³，马颖¹

1. 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室2. 甘肃蓝科高新石化装备股份有限公司3. 武汉材料保护研究所

摘 要：利用失重法、SEM、EDS、XRD和XPS等分析方法在自主设计的动态腐蚀实验装置上研究了CO₂分压对20#钢在CO₂/H₂O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响,对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌特征观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析。结果表明:随CO₂分压的增加腐蚀速率增加,0.04 MPa、0.28 MPa下分别达到腐蚀速率最小值（1.160 9 mm/a）和最大值（1.898 8mm/a）;上管壁腐蚀产物随着CO₂分压的增加最终形成颗粒较大的节瘤状产物,下管壁腐蚀产物由球形颗粒形成初始致密的单层膜逐渐转变为由致密的内层膜和具有网状连通裂纹的片状疏松外层膜构成;经EDS元素分析可知上下壁面的腐蚀产物均由Fe、C、O三种元素构成,XPS分峰图谱显示C 1s、O 1s和Fe 2p均出现了三个拟合峰位,结合XRD分析可知腐蚀产物的主要组成相有Fe₃C、FeCO₃、Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeOOH。

关键词：CO2分压;两相塞状流;腐蚀速率;腐蚀产物膜;