.290 北京科技大学学报 第29卷 落现象，而在相应的金属基体表面存在若干点蚀坑 厚度大体呈上升趋势，这是过饱和度的增加使得腐 由清洗前后的形貌（图2(a)和3(a)可以看出，在膜 蚀产物更容易沉积的缘故，而膜厚度的增加则对抑 有缺陷部位的金属基体上出现了点蚀坑，随着CO2 制腐蚀反应的进行有积极作用 分压的升高（图2(b)和3(b),表层孔洞变小变少， 2.3电化学分析 点蚀坑也变小变少，所以腐蚀产物膜的局部损伤与 图5为65℃不同C02分压下成膜N80钢的极 金属基体表面点蚀有重要关联，而C02分压的升高 化曲线及计算得到的腐蚀电流·阴极极化区与极化 有利于减轻膜的局部损伤，温度为65℃时，腐蚀反 电位较低的阳极极化区域的反应都呈现出受电化学 应进行的速度较慢，膜沉积缓慢，生成的产物膜较为 活化控制的特征，各极化曲线的零电流电位基本相 疏松，容易出现孔洞或剥落；C02分压升高，过饱和 同.65℃时在0.1MPa的C02分压下，形成腐蚀产 度增加，加速了初始腐蚀反应，使得膜的沉积速率加 物膜的N80钢的极化曲线的阳极强极化区出现了 快，有利于提高膜的稳定性，这是导致膜表面损伤减 腐蚀电流随极化电位增大而降低的现象，这是因为 少的重要原因.温度为90℃时，在各C02分压下发 强极化导致FeCO3的快速重新沉积.在0.1MPa下 生的是全面腐蚀，如图2(c,d)和图3(c,d):90℃时 形成的膜孔洞又多又大，新的FeCO3的沉积将原先 的平均腐蚀速率较65℃时低很多，说明腐蚀产物膜 的孔洞填补好，使得腐蚀电流明显下降.图6是 均匀致密，对金属基体起到了良好的保护作用.因 90℃时不同C02分压下形成的腐蚀产物膜的极化 为90℃时热力学条件与动力学条件都较有利于腐 曲线及计算得到的腐蚀电流，在阳极极化超过 蚀反应的进行，使得初始阶段的腐蚀速率加快，有利 400mV以后，出现了受扩散控制的特征.因为原先 于形成稳定、致密的腐蚀产物膜 的腐蚀产物膜比较致密，所以强阳极极化时新的 图4为在不同的C02分压下形成的腐蚀产物 FCO3沉积对腐蚀反应没有造成明显的影响， 膜的厚度.在相同温度下，随着CO2分压的增加，膜 从极化曲线计算所得的腐蚀电流可以看出，在 160 同一温度下，有膜N80钢的腐蚀电流随着形成腐蚀 140 产物膜时C02分压的增加而减小.因为在进行该电 120 化学实验时，其他条件都相同，不同的是N80钢表 100 -。-65℃ …●…90℃ 面的腐蚀产物膜，所以腐蚀电流的差异反映了腐蚀 80 产物膜保护性能的不同，即随着C02分压的增加， 60 膜对基体的保护性能越来越好.相比65℃，在90℃ 40 下成膜N8O钢的腐蚀电流要小的多，即腐蚀产物膜 0 0.4 0.8 1.2 C02分压，Pco/MPa 的保护性能更好；从腐蚀电流的下降幅度来看， 90℃下形成的腐蚀产物膜的保护性能对C02分压 图4 在不同C0:分压、不同温度下形成的腐蚀产物膜厚度 的变化更为敏感 Fig-4 Thickness of corrosion scales forming at different Pco,and temperatures 1.0 (a) 20 (b) -0.1 MPa 0.5 MPa 0.5 1.0 MPa -1.3 MPa 16 w…I.5MPa 01 14 -0.5 -0 -5 0 0.4 0.8 1.2 1.6 电流/A C02分压，Pco:/MPa 图5在65℃不同COh分压下腐蚀10后N80钢的电化学极化曲线及腐蚀电流.(a)极化曲线：(b)腐蚀电流与CO2分压的关系 Fig.5 Polarization curves and the corrosion current of the N80 steel with scales forming at different Pco,and 65C for 10d:(a)polarization curves;(b)relation of corrosion current to COz partial pressure落现象‚而在相应的金属基体表面存在若干点蚀坑． 由清洗前后的形貌（图2（a）和3（a））可以看出‚在膜 有缺陷部位的金属基体上出现了点蚀坑．随着 CO2 分压的升高（图2（b）和3（b））‚表层孔洞变小变少‚ 点蚀坑也变小变少．所以腐蚀产物膜的局部损伤与 金属基体表面点蚀有重要关联‚而 CO2 分压的升高 有利于减轻膜的局部损伤．温度为65℃时‚腐蚀反 应进行的速度较慢‚膜沉积缓慢‚生成的产物膜较为 疏松‚容易出现孔洞或剥落；CO2 分压升高‚过饱和 度增加‚加速了初始腐蚀反应‚使得膜的沉积速率加 快‚有利于提高膜的稳定性‚这是导致膜表面损伤减 少的重要原因．温度为90℃时‚在各 CO2 分压下发 生的是全面腐蚀‚如图2（c‚d）和图3（c‚d）；90℃时 的平均腐蚀速率较65℃时低很多‚说明腐蚀产物膜 均匀致密‚对金属基体起到了良好的保护作用．因 为90℃时热力学条件与动力学条件都较有利于腐 蚀反应的进行‚使得初始阶段的腐蚀速率加快‚有利 于形成稳定、致密的腐蚀产物膜． 图4为在不同的 CO2 分压下形成的腐蚀产物 膜的厚度．在相同温度下‚随着 CO2 分压的增加‚膜 图4 在不同 CO2 分压、不同温度下形成的腐蚀产物膜厚度 Fig．4 Thickness of corrosion scales forming at different PCO2 and temperatures 厚度大体呈上升趋势．这是过饱和度的增加使得腐 蚀产物更容易沉积的缘故．而膜厚度的增加则对抑 制腐蚀反应的进行有积极作用． 2∙3 电化学分析 图5为65℃不同 CO2 分压下成膜 N80钢的极 化曲线及计算得到的腐蚀电流．阴极极化区与极化 电位较低的阳极极化区域的反应都呈现出受电化学 活化控制的特征‚各极化曲线的零电流电位基本相 同．65℃时在0∙1MPa 的 CO2 分压下‚形成腐蚀产 物膜的 N80钢的极化曲线的阳极强极化区出现了 腐蚀电流随极化电位增大而降低的现象‚这是因为 强极化导致FeCO3 的快速重新沉积．在0∙1MPa 下 形成的膜孔洞又多又大‚新的 FeCO3 的沉积将原先 的孔洞填补好‚使得腐蚀电流明显下降．图6是 90℃时不同 CO2 分压下形成的腐蚀产物膜的极化 曲线及计算得到的腐蚀电流．在阳极极化超过 400mV以后‚出现了受扩散控制的特征．因为原先 的腐蚀产物膜比较致密‚所以强阳极极化时新的 FeCO3 沉积对腐蚀反应没有造成明显的影响． 从极化曲线计算所得的腐蚀电流可以看出‚在 同一温度下‚有膜 N80钢的腐蚀电流随着形成腐蚀 产物膜时 CO2 分压的增加而减小．因为在进行该电 化学实验时‚其他条件都相同‚不同的是 N80钢表 面的腐蚀产物膜‚所以腐蚀电流的差异反映了腐蚀 产物膜保护性能的不同．即随着 CO2 分压的增加‚ 膜对基体的保护性能越来越好．相比65℃‚在90℃ 下成膜 N80钢的腐蚀电流要小的多‚即腐蚀产物膜 的保护性能更好；从腐蚀电流的下降幅度来看‚ 90℃下形成的腐蚀产物膜的保护性能对 CO2 分压 的变化更为敏感． 图5 在65℃不同 CO2 分压下腐蚀10d 后 N80钢的电化学极化曲线及腐蚀电流．（a） 极化曲线；（b） 腐蚀电流与 CO2 分压的关系 Fig．5 Polarization curves and the corrosion current of the N80steel with scales forming at different PCO2 and65℃ for10d： （a） polarization curves；（b） relation of corrosion current to CO2partial pressure ·290· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷