温度对3Cr钢在CO₂-O₂环境中腐蚀的影响

朱春明¹，刘刚芝¹，董社霞¹，李效波¹，董宝军²，柳伟²

1. 中海油田服务股份有限公司油田生产事业部2. 北京科技大学新材料技术研究院

摘 要：为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100～60℃循环的温度条件下,对3Cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3Cr钢在模拟工况下的腐蚀速率和极化曲线,并利用SEM、XRD、EDS分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明,温度由60升高至100℃时,腐蚀速率由0.552增长至1.920 mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292 mm/a;60和100℃时,腐蚀产物均为单层膜结构,且存在点蚀坑;在100-60℃高-低温循环时,腐蚀产物为双层膜结构,且存在直径约为4μm的腐蚀坑。温度主要影响3Cr钢腐蚀产物膜的结构和点蚀的形态,60和100℃时,点蚀坑内的聚集的Cl^-离子使点蚀向纵深处发展,在100-60℃高-低温循环时,溶液中的O₂促进了点蚀的横向发展,而腐蚀坑底部富集的Cr将阻碍点蚀的纵向发展。注多元热流体热力采油过程应充分考虑温度变化对3Cr钢腐蚀的影响,同时也要考虑温度变化引起3Cr钢点蚀的敏感性。

关键词：3Cr钢;CO₂-O₂腐蚀;温度;腐蚀产物膜;点蚀;电化学;