.1032 工程科学学报，第42卷，第8期 在油水分层工况下，水相中该咪唑啉缓蚀剂未能对 CO321.3Cr钢产物膜中一般含有非晶态Cr(OH3, 3Cr起到有效的缓蚀效果 但在XRD谱中并无峰位体现.在不含油的单一水 相中，碳钢的腐蚀产物由F©CO3晶粒堆垛形成21， ☑X65 3Cr钢的腐蚀产物主要由非晶态的C(OH),构成 图3Cr 在油水分层后的水相区，X65钢的腐蚀产物为紧 密堆积的FeC03,腐蚀产物膜厚度约为22.7m;相 4 同条件下3C钢形成双层腐蚀产物膜，分布均匀 平整.内层腐蚀产物膜较致密，外层腐蚀产物膜相 60 对疏松：经油水分层后，水相区X65钢腐蚀产物膜 的 致密性增加，3Cr钢腐蚀产物膜成分及结构发生了 Water 10%oi 10%oil+OA 一定的变化，Cr含量减少.加注100 mg-L OAI缓 Corrosive medium 蚀剂后，X65钢表面金属基体清晰可见；3Cr钢基 图43Cr钢及X65钢浸泡120h后的平均腐蚀速率 体表面仍表现为双层腐蚀产物膜，内外腐蚀产物 Fig.4 Average corrosion rate of 3Cr steel and X65 steel after immersion 具有明显边界，其中，腐蚀产物膜极薄，且C含量 for 120h 进一步减少 图5是温度为60℃、实验压力为0.8MPa条件 在温度为60℃、实验压力为0.8MPa的条件 下，3Cr钢及X65钢浸泡120h后的微观和截面形 下，3Cr钢经120h不同环境浸泡后的腐蚀产物进 貌，表3为对应腐蚀产物成分的能谱(EDS)测试结 行激光共聚焦拉曼光谱测试，其测试结果如图7 果，图6为腐蚀产物XRD测试结果.3Cr钢和X65 所示，腐蚀产物主要为FeCO3和Cr(OH)3,少量 钢的腐蚀产物均主要为FeCO3,含少量Ca,Fe(-x Ca,Fe(1-xCO3.腐蚀产物Cr(OH)3的覆盖增加了3Cr a (b) (d) 20 um 20μm 20m 20 um ( (h) 20 um 20 um 20m 20m 20m 204m 图5不同环境下3Cr钢及X65钢腐蚀产物膜的表面形貌及截面形貌.(a)单一水相中3Cr表面：(b)单一水相中3Cr截面：(c)油水分层后的水相 中X65表面：(d)油水分层后的水相中X65截面：（ε）油水分层后的水相中3Cr表面：(f)油水分层后的水相中3Cr截面：(g)添加OAI缓蚀剂后 X65表面：(h)添加OAI缓蚀剂后X65截面：(i)添加OAI缓蚀剂后3Cr表面：(Gj)添加OAI缓蚀剂后3Cr截面 Fig.5 Surface topography and sectional morphology of the corrosion product film of 3Cr and X65 steel in different environments:(a)surface morphology on 3Cr in single water phase;(b)cross section of on 3Cr in single water phase;(c)surface morphology of X65 in water phase from 10%oil mixture;(d)cross section of X65 in water phase from 10%oil mixture;(e)surface morphology of 3Cr in water phase from 10%oil mixture;(f)cross section of 3Cr in water phase from 10%oil mixture;(g)surface morphology of X65 in water phase from 10%oil mixture with OAI addition;(h)cross section of X65 in water phase from 10%oil mixture with OAI addition;(i)surface morphology of 3Cr in water phase from 10%oil mixture with OAl addition;(j)cross section of 3Cr in water phase from 10%oil mixture with OAI addition在油水分层工况下，水相中该咪唑啉缓蚀剂未能对 3Cr 起到有效的缓蚀效果. Water 10%oil 10%oil+OAI 0 2 4 6 8 Corrosive medium 1.18 0.06 1.60 4.78 3.56 7.40 Corrosion rate/(mm·a−1 ) X65 3Cr 图 4    3Cr 钢及 X65 钢浸泡 120 h 后的平均腐蚀速率 Fig.4    Average corrosion rate of 3Cr steel and X65 steel after immersion for 120 h 图 5 是温度为 60 ℃、实验压力为 0.8 MPa 条件 下，3Cr 钢及 X65 钢浸泡 120 h 后的微观和截面形 貌，表 3 为对应腐蚀产物成分的能谱（EDS）测试结 果，图 6 为腐蚀产物 XRD 测试结果. 3Cr 钢和 X65 钢的腐蚀产物均主要为 FeCO3，含少量 CaxFe(1−x) CO3 [22] . 3Cr 钢产物膜中一般含有非晶态 Cr(OH)3 [21] ， 但在 XRD 谱中并无峰位体现. 在不含油的单一水 相中，碳钢的腐蚀产物由 FeCO3 晶粒堆垛形成[23] ， 3Cr 钢的腐蚀产物主要由非晶态的 Cr(OH)3 构成. 在油水分层后的水相区，X65 钢的腐蚀产物为紧 密堆积的 FeCO3，腐蚀产物膜厚度约为 22.7 μm；相 同条件下 3Cr 钢形成双层腐蚀产物膜，分布均匀 平整. 内层腐蚀产物膜较致密，外层腐蚀产物膜相 对疏松；经油水分层后，水相区 X65 钢腐蚀产物膜 致密性增加，3Cr 钢腐蚀产物膜成分及结构发生了 一定的变化，Cr 含量减少. 加注 100 mg∙L−1 OAI 缓 蚀剂后，X65 钢表面金属基体清晰可见；3Cr 钢基 体表面仍表现为双层腐蚀产物膜，内外腐蚀产物 具有明显边界，其中，腐蚀产物膜极薄，且 Cr 含量 进一步减少. 在温度为 60 ℃、实验压力为 0.8 MPa 的条件 下，3Cr 钢经 120 h 不同环境浸泡后的腐蚀产物进 行激光共聚焦拉曼光谱测试，其测试结果如图 7 所示 ，腐蚀产物主要 为 FeCO3 和 Cr(OH)3， 少 量 CaxFe(1−x)CO3 . 腐蚀产物 Cr(OH)3 的覆盖增加了 3Cr (a) (b) (c) (d) (i) (j) (e) (f) (g) (h) 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 20 μm 图 5    不同环境下 3Cr 钢及 X65 钢腐蚀产物膜的表面形貌及截面形貌. （a）单一水相中 3Cr 表面；（b）单一水相中 3Cr 截面；（c）油水分层后的水相 中 X65 表面；（d）油水分层后的水相中 X65 截面；（e）油水分层后的水相中 3Cr 表面；（f）油水分层后的水相中 3Cr 截面；（g）添加 OAI 缓蚀剂后 X65 表面；（h）添加 OAI 缓蚀剂后 X65 截面；（i）添加 OAI 缓蚀剂后 3Cr 表面；（j）添加 OAI 缓蚀剂后 3Cr 截面 Fig.5     Surface  topography  and  sectional  morphology  of  the  corrosion  product  film  of  3Cr  and  X65  steel  in  different  environments:  (a)  surface morphology on 3Cr in single water phase; (b) cross section of on 3Cr in single water phase; (c) surface morphology of X65 in water phase from 10% oil mixture; (d) cross section of X65 in water phase from 10% oil mixture; (e) surface morphology of 3Cr in water phase from 10% oil mixture; (f) cross section of 3Cr in water phase from 10% oil mixture; (g) surface morphology of X65 in water phase from 10% oil mixture with OAI addition; (h) cross section of X65 in water phase from 10% oil mixture with OAI addition; (i) surface morphology of 3Cr in water phase from 10% oil mixture with OAI addition; (j) cross section of 3Cr in water phase from 10% oil mixture with OAI addition · 1032 · 工程科学学报，第 42 卷，第 8 期