D0I:10.13374/5.issn1001-t63x.2011.01.006 第33卷第1期 北京科技大学学报 Vol 33 No 1 2011年1月 Journal of Un iersity of Science and Technology Beijing Jan 2011 油轮舱CO2-O2-H2S-S∞2湿气环境中低合金钢的腐 蚀行为 柳伟网樊学华)李少飞)尚成嘉)王学敏路民旭) 1)北京科技大学新材料技术研究院，北京1000832)北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 区通信作者，Email weili@usth edu cn 摘要利用自制的油轮舱C02-O2H2S-S02湿气环境腐蚀模拟装置，对N和Cu含量不同的三种低合金钢进行了油轮舱 湿气腐蚀模拟实验，比较和分析了三种不同成分的低合金钢在模拟原油舱湿气环境中的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物，探 讨了油轮舱C02-O2-H2S一S02湿气环境中钢的腐蚀机理.结果表明：三种不同成分低合金钢的腐蚀形态均为全面腐蚀，伴 随着腐蚀产物的形成和脱离，钢的腐蚀速率随实验时间的延长出现了波动变化：钢中N和C元素可明显提高钢的耐油轮舱 湿气腐蚀性能；在油轮舱湿气环境下，同时存在四种腐蚀性气体C02O2H2$-S02的析氢和吸氧腐蚀，同时也存在钢表面薄 液膜中H2S被O2氧化形成的元素S引起的湿S腐蚀：C02-02H2S-S02湿气腐蚀减薄量DL,与时间之间较好地满足指数 关系DL,=AP,并得到合金元素含量不同的三种钢的系数A和指数B的数值. 关键词合金钢：油舱：原油：腐蚀：腐蚀速率 分类号TG172 Corrosion behavior of low alloy steels in a CO2 02 H2S SO2 wet gas environm ent of crude oil tanks LUWe☒，FAN Xuehua,LI Shao-fe》,SHANG Chengjia),WANG Xuem in,W Minx 1)Institute for Advanced Materials and Technology University of Science and Technology Beijing Beijing 100083 China 2)School ofMaterials Science and Engineering University of Science and Technobgy Beijng Beijing 100083 China Corresponding au thor Email weili@usth edu cn ABSTRACT W et gas cormosion experinents of three low alloy steels containing different contents ofelments Niand Cu were conduc- ted by han emade equipment smulating the oil tanker cormosion envimomment The cormosion rate cormosion morhologies and corrosion products of the three steels n a CO2O2 H2SSO2 wet gas enviromment of cnude oil tanks were campared and the corrosion mechanis was also analyzed and discussed The results show that the corrosion momphobgies of the three steels are all unifom corrosion as the corrosion products fom ing and spalling the cormosion rate of the steels fluctates w ith the increase of testing tie Elements Ni and Cu can obviously iprove the corrosion resistance of the steels to the wet gas environment In the wet gas enviromment hydrogen evolution cormosion and oxygen absorption corrosion caused by CO2O2 H2S-SO2 corrosion gases exist as well as wet sulfur corrosion frm the oxi- dation of H2 S by O2.The correlation between wet gas cormosion depth loss DL and cormosion tie t is properly accordantwith the expo- nential relationship DL,=Af,and the vales of coefficient A and exponent B of the three steels w ith different alloy elments were ob- tained KEY WORDS alloy steel oil tanks crude oil corrosion:cormosion rate 原油是经济发展必不可少的原材料，而油轮在 大的经济损失，而且对海洋环境和海洋生物造成严 原油的运输中扮演着十分重要的角色，近年来，因 重危害，油轮腐蚀问题也因此受到越来越多的关 腐蚀而导致的油轮失效事故屡见不鲜，不仅造成极 注1-).油轮的原油舱内部腐蚀环境复杂独特，不同 收稿日期：2010-03-31第 33卷 第 1期 2011年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．33Ｎｏ．1 Ｊａｎ．2011 油轮舱 ＣＯ2--Ｏ2--Ｈ2Ｓ--ＳＯ2湿气环境中低合金钢的腐 蚀行为 柳 伟 1） 樊学华 1） 李少飞 1） 尚成嘉 2） 王学敏 2） 路民旭 1） 1） 北京科技大学新材料技术研究院‚北京 100083 2） 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京 100083 通信作者‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｗｅｉｌｉｕ＠ｕｓｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ 摘 要 利用自制的油轮舱 ＣＯ2--Ｏ2--Ｈ2Ｓ--ＳＯ2湿气环境腐蚀模拟装置‚对 Ｎｉ和 Ｃｕ含量不同的三种低合金钢进行了油轮舱 湿气腐蚀模拟实验‚比较和分析了三种不同成分的低合金钢在模拟原油舱湿气环境中的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物‚探 讨了油轮舱 ＣＯ2--Ｏ2--Ｈ2Ｓ--ＳＯ2湿气环境中钢的腐蚀机理．结果表明：三种不同成分低合金钢的腐蚀形态均为全面腐蚀‚伴 随着腐蚀产物的形成和脱离‚钢的腐蚀速率随实验时间的延长出现了波动变化；钢中 Ｎｉ和 Ｃｕ元素可明显提高钢的耐油轮舱 湿气腐蚀性能；在油轮舱湿气环境下‚同时存在四种腐蚀性气体 ＣＯ2--Ｏ2--Ｈ2Ｓ--ＳＯ2的析氢和吸氧腐蚀‚同时也存在钢表面薄 液膜中 Ｈ2Ｓ被 Ｏ2氧化形成的元素 Ｓ引起的湿 Ｓ腐蚀；ＣＯ2--Ｏ2--Ｈ2Ｓ--ＳＯ2湿气腐蚀减薄量 ＤＬｔ与时间 ｔ之间较好地满足指数 关系 ＤＬｔ＝Ａｔ Ｂ‚并得到合金元素含量不同的三种钢的系数 Ａ和指数 Ｂ的数值． 关键词 合金钢；油舱；原油；腐蚀；腐蚀速率 分类号 ＴＧ172 ＣｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｌｏｗａｌｌｏｙｓｔｅｅｌｓｉｎａＣＯ2-Ｏ2-Ｈ2Ｓ-ＳＯ2ｗｅｔｇａｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆｃｒｕｄｅｏｉｌｔａｎｋｓ ＬＩＵＷｅｉ 1） ‚ＦＡＮＸｕｅ-ｈｕａ 1）‚ＬＩＳｈａｏ-ｆｅｉ 1）‚ＳＨＡＮＧＣｈｅｎｇ-ｊｉａ 2）‚ＷＡＮＧＸｕｅ-ｍｉｎ 2）‚ＬＵＭｉｎ-ｘｕ 1） 1） ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ‚ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100083‚Ｃｈｉｎａ 2） ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100083‚Ｃｈｉｎａ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｗｅｉｌｉｕ＠ｕｓｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ ＡＢＳＴＲＡＣＴ ＷｅｔｇａｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｔｈｒｅｅｌｏｗａｌｌｏｙｓｔｅｅｌｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｅｌｅｍｅｎｔｓＮｉａｎｄＣｕｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃ- ｔｅｄｂｙｈｏｍｅｍａｄｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｏｉｌｔａｎｋｅｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅ‚ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｓｔｅｅｌｓｉｎａＣＯ2-Ｏ2-Ｈ2Ｓ-ＳＯ2ｗｅｔｇａｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｃｒｕｄｅｏｉｌｔａｎｋｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｗａｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｓｔｅｅｌｓａｒｅａｌｌｕｎｉｆｏｒｍｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ａｓｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｓｐａｌｌｉｎｇ‚ｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｓｆｌｕｃｔｕａｔｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｓｔｉｎｇｔｉｍｅ．ＥｌｅｍｅｎｔｓＮｉａｎｄＣｕ ｃａｎｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｓｔｏｔｈｅｗｅｔｇａｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｅｗｅｔｇａｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ‚ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｏｘｙｇｅｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙＣＯ2-Ｏ2-Ｈ2Ｓ-ＳＯ2ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｇａｓｅｓｅｘｉｓｔａｓｗｅｌｌａｓｗｅｔｓｕｌｆｕｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｏｘｉ- ｄａｔｉｏｎｏｆＨ2ＳｂｙＯ2．ＴｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗｅｔｇａｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｄｅｐｔｈｌｏｓｓＤＬｔａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｔｉｍｅｔｉｓｐｒｏｐｅｒｌｙａｃｃｏｒｄａｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｏ- ｎｅｎｔｉａｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＤＬｔ＝Ａｔ Ｂ‚ａｎｄｔｈｅｖａｌｕｅｓｏｆｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔＡａｎｄｅｘｐｏｎｅｎｔＢｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｓｔｅｅｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔｓｗｅｒｅｏｂ- ｔａｉｎｅｄ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ａｌｌｏｙｓｔｅｅｌ；ｏｉｌｔａｎｋｓ；ｃｒｕｄｅｏｉｌ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅ 收稿日期：2010--03--31 原油是经济发展必不可少的原材料‚而油轮在 原油的运输中扮演着十分重要的角色．近年来‚因 腐蚀而导致的油轮失效事故屡见不鲜‚不仅造成极 大的经济损失‚而且对海洋环境和海洋生物造成严 重危害‚油轮腐蚀问题也因此受到越来越多的关 注 ［1--2］．油轮的原油舱内部腐蚀环境复杂独特‚不同 DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2011．01．006