第3期 陈东等：CO2分压对N80钢腐蚀产物膜保护性能的影响 .289. 12 条件不变，C02分压的升高将导致溶液中的C02溶 1.0 解度变大，使得C02系列离子包括C03浓度升 皇 0.8 高，导致腐蚀反应加快，使[F+]增大，从而溶度 -■-65℃ 积[C0?][Fe+]变大，促使腐蚀产物膜更快地沉 0.6 --90℃ 积，有利于形成厚而致密的腐蚀产物膜，进而抑制腐 0.4 蚀反应的进行，另一方面，CO2分压升高将导致pH 0.2L 0 0.40.81.2 1.6 值降低，不利于形成稳定、致密的腐蚀产物膜]. C02分压，Pco/MPa 腐蚀产物膜的力学性能也受到沉积速率与pH值的 影响，而力学性能将决定膜在基体变形及流体冲刷 图1在不同C02分压、不同温度下腐蚀10d的失重 Fig-1 Mass loss in 10d at different CO2 partial pressures and dif- 时所受到的损伤程度[一10]，从而影响腐蚀速率. ferent temperatures 2.2腐蚀形貌 图2为部分清洗前的腐蚀产物膜形貌，图3为 分压升高而增大，相同C02分压下65℃时的平均 去除腐蚀产物膜以后金属基体形貌.在温度为65℃ 腐蚀速率约为90℃时腐蚀速率的2倍，保持其他 的各C02分压下形成的腐蚀产物膜表层有较多脱 (a) (b) (d) 图2不同C02分压、不同温度下的腐蚀产物膜宏观形貌.(a)65℃，0.1MPa:(b)65℃，0.5Ma:(c)90℃，0.1MPa(d)90℃，0.5MPa Fig.2 Morphologies of N80 steel with corrosion scales forming at different Poo,and temperatures:(a)65C,0.1 MPa;(b)65C,0.5 MPa; (c)90℃，0.1Pa:(d)90℃，0.5MPa (a) (b) (d) 图3去除在不同C0z分压、不同温度下形成的腐蚀产物膜后的N80钢宏观形貌.(a)65℃，0.1MPa:(b)65℃，0.5MPa(c)90℃，0.1 MPa(d)90℃，0.5MPa Fig.3 Morphology of descaled N80 steel corroded at different Pco,and temperatures:(a)65C.0.1 MPa:(b)65C,0.5 MPa:(c)90C. 0.1Pa:(d)90℃，0.5MPa图1 在不同 CO2 分压、不同温度下腐蚀10d 的失重 Fig．1 Mass loss in10d at different CO2partial pressures and dif￾ferent temperatures 分压升高而增大．相同 CO2 分压下65℃时的平均 腐蚀速率约为90℃时腐蚀速率的2倍．保持其他 条件不变‚CO2 分压的升高将导致溶液中的 CO2 溶 解度变大‚使得 CO2 系列离子包括 CO 2— 3 浓度升 高［4］‚导致腐蚀反应加快‚使［Fe 2＋ ］增大‚从而溶度 积［CO 2— 3 ］ ［Fe 2＋ ］ 变大‚促使腐蚀产物膜更快地沉 积‚有利于形成厚而致密的腐蚀产物膜‚进而抑制腐 蚀反应的进行．另一方面‚CO2 分压升高将导致 pH 值降低‚不利于形成稳定、致密的腐蚀产物膜［5—8］． 腐蚀产物膜的力学性能也受到沉积速率与 pH 值的 影响‚而力学性能将决定膜在基体变形及流体冲刷 时所受到的损伤程度［9—10］‚从而影响腐蚀速率． 2∙2 腐蚀形貌 图2为部分清洗前的腐蚀产物膜形貌‚图3为 去除腐蚀产物膜以后金属基体形貌．在温度为65℃ 的各CO2分压下形成的腐蚀产物膜表层有较多脱 图2 不同 CO2 分压、不同温度下的腐蚀产物膜宏观形貌．（a）65℃‚0∙1MPa；（b）65℃‚0∙5MPa；（c）90℃‚0∙1MPa；（d）90℃‚0∙5MPa Fig．2 Morphologies of N80steel with corrosion scales forming at different PCO2 and temperatures： （a）65℃‚0∙1MPa；（b）65℃‚0∙5MPa； （c）90℃‚0∙1MPa；（d）90℃‚0∙5MPa 图3 去除在不同 CO2 分压、不同温度下形成的腐蚀产物膜后的 N80钢宏观形貌．（a）65℃‚0∙1MPa；（b）65℃‚0∙5MPa；（c）90℃‚0∙1 MPa；（d）90℃‚0∙5MPa Fig．3 Morphology of descaled N80steel corroded at different PCO2 and temperatures： （a）65℃‚0∙1MPa；（b）65℃‚0∙5MPa；（c）90℃‚ 0∙1MPa；（d）90℃‚0∙5MPa 第3期 陈 东等： CO2 分压对 N80钢腐蚀产物膜保护性能的影响 ·289·