·1066· 工程科学学报，第39卷，第7期 (a) 100m 100μm 图72 Crl Mo2Ni和3Cr截面腐蚀形貌的扫描电镜图.(a)2 Crl Mo2Ni:(b)3Cr Fig.7 Backscatter SEM morphology of the corrosion scale (cross sectional):(a)2Crl Mo2Ni:(b)3Cr 0.25 2Cr1Mo2Ni -3Cr o -0.25 2-0.50 纳 -0.75 100 -1.00 图82C1Mo2Ni腐蚀产物膜的扫描电镜线扫描分析 Fig.8 EDS linear scanning speetra of the corrosion scale on the 10810710-610510410-310210 电流密度(A·cm 2Crl Mo2Ni steel 图92 Crl Mo2Ni和3Cr钢的极化曲线 在模拟油田采出液中的极化曲线如图9所示.对比二 Fig.9 Polarization curves of the 2Crl Mo2Ni and 3Cr steel 者的极化曲线，2 Crl Mo2Ni钢比3Cr钢的腐蚀电流密 度小且自腐蚀电位高，说明Ni、Mo等合金元素的加入 0.2 使得2ClM2Ni钢在裸钢阶段腐蚀倾向小且腐蚀较 带有腐蚀产物膜 不带腐蚀产物膜 慢，即裸钢阶段2 Crl Mo22Ni耐蚀性要高于3Cr钢.但 0 与2Cr1Mo2Ni钢不同的是，3Cr钢的极化曲线出现了 -0.2 半钝化的现象，根据文献1一13]可知，半钝化意味着 -0.4 表面可以迅速生成全覆盖的C(OH),膜.所以在腐蚀 过程中，3Cr钢能比2 CrlMo22Ni钢更快的形成具有保 -0.8 护性的腐蚀产物，导致3C钢的耐蚀性能高于 2 CrlMo22Ni钢.因此解释了2 CrlMo22Ni钢总体合金元 -1.0 素含量高于3Cr钢，但耐蚀性能却低于3Cr钢的原因. 107 10610310103102101 测试了80℃和0.8MPa条件下腐蚀240h后的 电流密度(A·cm 2ClMo2Ni钢（带有腐蚀产物膜）的极化曲线，以及腐 图102ClM2Ni钢带腐蚀产物膜和不带腐蚀产物膜时的极化 蚀0h(不带腐蚀产物膜，裸钢状态)的2Cr1Mo2Ni钢的 曲线 极化曲线，并将二者进行对比，结果如图10所示.可 Fig.10 Polarization curves of 2Crl Mo2Ni with the corrosion scale 以看到带腐蚀产物膜时测得的自腐蚀电位高于不带腐 and before the corrosion scale formation 蚀产物膜时的，说明在80℃和0.8MPa条件下腐蚀 240h后生成的腐蚀产物膜具有一定的保护性.同时， 抗谱(ES),对腐蚀产物膜的生长过程进行了原位监 相比于不带腐蚀产物膜时测得的动电位极化曲线，带 测.在腐蚀开始阶段、中期阶段以及后期阶段， 腐蚀产物膜时测得的极化曲线明显左移，也说明了在 2ClMo2Ni钢的交流阻抗谱测试结果分别如图11~13 80℃和0.8MPa条件下的腐蚀240h后生成的腐蚀产 所示，其中Z为阻抗的实部，Z"为阻抗的虚部，中为相 物膜保护性良好 位角，∫为频率. 2.3不同腐蚀时间下的交流阻抗谱 对不同腐蚀周期的交流阻抗谱数据进行拟合，得 通过测量高温高压条件下2 Crl Mo2Ni钢的交流阻 出三种不同的等效电路，如图14所示，表3给出了等工程科学学报，第 39 卷，第 7 期 图 7 2Cr1Mo2Ni 和 3Cr 截面腐蚀形貌的扫描电镜图． ( a) 2Cr1Mo2Ni; ( b) 3Cr Fig． 7 Backscatter SEM morphology of the corrosion scale ( cross sectional) : ( a) 2Cr1Mo2Ni; ( b) 3Cr 图 8 2Cr1Mo2Ni 腐蚀产物膜的扫描电镜线扫描分析 Fig． 8 EDS linear scanning spectra of the corrosion scale on the 2Cr1Mo2Ni steel 在模拟油田采出液中的极化曲线如图 9 所示． 对比二 者的极化曲线，2Cr1Mo2Ni 钢比 3Cr 钢的腐蚀电流密 度小且自腐蚀电位高，说明 Ni、Mo 等合金元素的加入 使得 2Cr1Mo2Ni 钢在裸钢阶段腐蚀倾向小且腐蚀较 慢，即裸钢阶段 2Cr1Mo2Ni 耐蚀性要高于 3Cr 钢． 但 与 2Cr1Mo2Ni 钢不同的是，3Cr 钢的极化曲线出现了 半钝化的现象，根据文献［11--13］可知，半钝化意味着 表面可以迅速生成全覆盖的 Cr( OH) 3膜． 所以在腐蚀 过程中，3Cr 钢能比 2Cr1Mo2Ni 钢更快的形成具有保 护性 的 腐 蚀 产 物，导 致 3Cr 钢 的 耐 蚀 性 能 高 于 2Cr1Mo2Ni 钢． 因此解释了 2Cr1Mo2Ni 钢总体合金元 素含量高于 3Cr 钢，但耐蚀性能却低于 3Cr 钢的原因． 测试了 80 ℃ 和 0. 8 MPa 条件下腐蚀 240 h 后的 2Cr1Mo2Ni 钢( 带有腐蚀产物膜) 的极化曲线，以及腐 蚀 0 h( 不带腐蚀产物膜，裸钢状态) 的 2Cr1Mo2Ni 钢的 极化曲线，并将二者进行对比，结果如图 10 所示． 可 以看到带腐蚀产物膜时测得的自腐蚀电位高于不带腐 蚀产物膜时的，说明在 80 ℃ 和 0. 8 MPa 条件下腐蚀 240 h 后生成的腐蚀产物膜具有一定的保护性． 同时， 相比于不带腐蚀产物膜时测得的动电位极化曲线，带 腐蚀产物膜时测得的极化曲线明显左移，也说明了在 80 ℃和 0. 8 MPa 条件下的腐蚀 240 h 后生成的腐蚀产 物膜保护性良好． 2. 3 不同腐蚀时间下的交流阻抗谱 通过测量高温高压条件下 2Cr1Mo2Ni 钢的交流阻 图 9 2Cr1Mo2Ni 和 3Cr 钢的极化曲线 Fig． 9 Polarization curves of the 2Cr1Mo2Ni and 3Cr steel 图 10 2Cr1Mo2Ni 钢带腐蚀产物膜和不带腐蚀产物膜时的极化 曲线 Fig． 10 Polarization curves of 2Cr1Mo2Ni with the corrosion scale and before the corrosion scale formation 抗谱( EIS) ，对腐蚀产物膜的生长过程进行了原位监 测． 在腐蚀开始阶段、中 期 阶 段 以 及 后 期 阶 段， 2Cr1Mo2Ni 钢的交流阻抗谱测试结果分别如图 11 ～ 13 所示，其中 Z'为阻抗的实部，Z″为阻抗的虚部， 为相 位角，f 为频率． 对不同腐蚀周期的交流阻抗谱数据进行拟合，得 出三种不同的等效电路，如图 14 所示，表 3 给出了等 · 6601 ·