第5期 张雷等：高含出9CO,介质中X60钢腐蚀产物膜分析 567。 时富S腐蚀产物的出现使膜变得疏松，并对局部腐 蚀起到促进作用. 腐蚀产物膜 参考文献 [I]Srinivasan S,Kane B D.Experimental simulation of multiphase 腐蚀产物膜 CO/H2S systems//NACE Corrosion/1999.Houston.1999:14 [2 Pots B F M.John R C.Rippon I J.et al.Improvement on De Waard Millams corrosion prediction and application to cormsion 钢基体 management //NACE Cormsion/2002.Houston.2002:02235 FeS [3 Rhodes P R.Envimnment-assisted cracking of cormsion-resistant ▲晶体形核 ooFeS alloys in oil and gas production envirorments:a review.Co- si0m2001,57(11):923 图7高HS分压下腐蚀产物膜形成示意图.(a)初期：(b)生 [4 BaiZ Q.Li H L.Liu DX et al.Corrosion factors of N80 steel 长期：(c)稳定期 in simulated H/02 environment.Mater Prot,2003,36(4): Fig.7 Schematic of cormsion scale formation under high HS partial 32 pressure:(a)initial stage (b)growing stage;(c)mature stage (白真权，李鹤林刘道新，等模拟油田HC02环境中 体冲刷下易脱落，残留膜层则继续生长.一方面，残 N80钢的腐蚀及影响因素研究.材料保护，2003,36(4)：32) [5 Zhang Q.Li Q A.Wen JB.et al.Effect of H2S partial pressure 留的产物膜与裸露的金属基体形成腐蚀电池，使有 on COy H2S corrosion of oil tube steels.Corros Sci Pra Technol, 膜部位附近发生进一步的腐蚀：另一方面，疏松的富 200416(6):395 S层有较好的离子透过性，溶液中的s、HSˉ等阴 (张清.李全安，文九巴。等.HS分压对油管钢C0yHS腐 离子可以较容易的渗透到膜层底部，酸化膜下环境， 蚀的影响.腐蚀科学与防护技术，2004,16(6)：39巧) 引起膜下腐蚀.因此，高H$分压时所观察到的包 [6 Jiang F.Dai H Q.Cao X Y,et al.The Experiment research of a cormosion mechanism about the tube in CO2 and H2S environment. 含絮状和针状晶体形态的腐蚀产物膜以及膜的局部 Chem Eng Oil Gas.2005 34:213 剥落对局部腐蚀的发生起着重要的促进作用. (姜放，戴海黔，曹小燕等.油套管在CO,和HS共存时的 腐蚀机理研究.石油与天然气化工，2005,34：213) 3结论 [7 Tan C D.Fang Z Chen L et al.Analysis of corrosion of oil (1)在H2S/C02分压比为1.74HS分压 pipelines.J Univ Sci Technol Beijing 1996.18 (S2):21 (檀朝东，方智，陈林，等.集输管线腐蚀原因分析.北京科技 0.15~20MPa条件下，X60钢发生较严重的腐蚀， 大学学报。199618(S2):21) 整个腐蚀过程由H2S控制.随HS分压升高，腐蚀 [8 Wikjord A G..Rummery T E Doern F E.et al.Corrosion and 产物膜保护性变差腐蚀速率上升；HS分压升高至 deposition during the exposure of carbon steel to hyd mogen suh 20MPa全面腐蚀速率有所下降，出现较严重的局 phide-water solutions.Corros Sci.1980.20.651 部腐蚀 [9 Meyer F H.Riggs OL.McGlasson R L et al.Cormsion prod (2)低H2S分压时，HS/CO2腐蚀产物膜由四 ucts of mild steel in bydrogen sulfide envirorments.Corrosion, 195814(2):109 方FS1-x晶体组成；HS分压升至2.0MPa,腐蚀产 10 Sardisoo J B Pitts R E.Cormsion of ion in an HS-CO:-H2O 物膜内层由Fes1-x构成，外层出现六方FeS、六方 system mechanism of sulfide film formation and kinctics of corro Fe1-xS和极少量立方FeS2等富S相.高H2S分压 sion reaction.Corrosion.1965,21(8):245图 7 高 H2 S 分压下腐蚀产物膜形成示意图.(a)初期;(b)生 长期;(c)稳定期 Fig.7 Schemati c of corrosion scale f ormation under high H2 S partial pressure :(a)initial stage;(b)growing stage ;(c)mature stage 体冲刷下易脱落 ,残留膜层则继续生长.一方面, 残 留的产物膜与裸露的金属基体形成腐蚀电池, 使有 膜部位附近发生进一步的腐蚀 ;另一方面,疏松的富 S 层有较好的离子透过性 ,溶液中的 S 2- 、HS -等阴 离子可以较容易的渗透到膜层底部 ,酸化膜下环境 , 引起膜下腐蚀 .因此 , 高 H2S 分压时所观察到的包 含絮状和针状晶体形态的腐蚀产物膜以及膜的局部 剥落对局部腐蚀的发生起着重要的促进作用 . 3 结论 (1)在 H2S/CO2 分压 比为 1.74 , H2S 分 压 0.15 ～ 2.0 M Pa 条件下, X60 钢发生较严重的腐蚀 , 整个腐蚀过程由 H2S 控制.随 H2S 分压升高, 腐蚀 产物膜保护性变差, 腐蚀速率上升 ;H2S 分压升高至 2.0 MPa ,全面腐蚀速率有所下降 ,出现较严重的局 部腐蚀. (2)低 H2S 分压时, H2S/CO2 腐蚀产物膜由四 方FeS1-x 晶体组成 ;H2S 分压升至 2.0M Pa , 腐蚀产 物膜内层由 FeS1-x 构成, 外层出现六方 FeS 、六方 Fe1 -xS 和极少量立方 FeS2 等富 S 相.高 H2S 分压 时富S 腐蚀产物的出现使膜变得疏松, 并对局部腐 蚀起到促进作用. 参 考 文 献 [ 1] Srinivasan S , Kane B D .Experimental simulation of multiphase CO2 / H2 S systems∥NACE Corrosion/ 1999 .Houst on , 1999:14 [ 2] Pots B F M , Joh n R C , Rippon I J , et al.Improvement on De Waard-Milliams corrosion prediction and application t o corrosion management∥NACE Corrosion/ 2002 .Houst on , 2002:02235 [ 3] Rhodes P R.Environment-assisted cracking of corrosion-resist ant alloys in oil and gas production environments:a review .Corro￾sion , 2001 , 57(11):923 [ 4] Bai Z Q , Li H L , Liu D X, et al.Corrosion fact ors of N80 steel in simulated H2S/ CO2 environment.Mater Prot , 2003 , 36(4): 32 (白真权, 李鹤林, 刘道新, 等.模拟油田 H2 S/ CO2 环境中 N80 钢的腐蚀及影响因素研究.材料保护, 2003 , 36(4):32) [ 5] Zhang Q , Li Q A , Wen J B , et al.Effect of H2 S partial pressu re on CO2/ H2S corrosion of oil tube steels.Corros Sci Prot Technol , 2004 , 16(6):395 (张清, 李全安, 文九巴, 等.H2 S 分压对油管钢 CO2 / H2 S 腐 蚀的影响.腐蚀科学与防护技术, 2004 , 16(6):395) [ 6] Jiang F , Dai H Q , Cao X Y, et al.T he Experiment research of a corrosion mechanism about the tube in CO2 and H2S environment . Chem E ng Oil Gas, 2005, 34:213 (姜放, 戴海黔, 曹小燕, 等.油套管在 CO2 和 H2 S 共存时的 腐蚀机理研究.石油与天然气化工, 2005 , 34:213) [ 7] Tan C D , Fang Z , Chen L , et al.Analysis of corrosion of oil pipelines.J Uni v S ci Technol Beijing , 1996 , 18 (S2):21 (檀朝东, 方智, 陈林, 等.集输管线腐蚀原因分析.北京科技 大学学报, 1996 , 18(S2):21) [ 8] Wikjord A G ., Rummery T E , Doern F E , et al.Corrosion and deposition during the exposure of carbon steel to hyd rogen sul￾phide-w ater solutions.Corros Sci , 1980 , 20:651 [ 9] Meyer F H , Riggs O L , McGlasson R L , et al.Corrosion prod￾ucts of mild steel in hydrogen sulfide environments.Corrosion , 1958 , 14(2):109 [ 10] Sardisco J B, Pitts R E .Corrosion of iron in an H2 S-CO2-H2O system mechanism of sulfide film formation and kineti cs of corro￾sion reaction.Corrosion , 1965 , 21(8):245 第 5 期 张 雷等:高含 H2S/CO2 介质中 X60 钢腐蚀产物膜分析 · 567 ·