程远鹏等：集输管道C0,/油/水环境中X65钢的腐蚀特征 ·601. 10000 5000 (a) b 4500 8000H ●FeCO3 4000 oFe 3500 6000 3000 0 4000 2500 ◆CaFe,MgCO2 2000 oFe 2000 1500 ◆FeC 1000 1020304050607080 90 0 102030 405060708090 209) 20M) 图8不同含水率时X65钢产物膜X射线衍射图谱.()40%含水率：(b)90%含水率 Fig.8 X-ray diffraction spectrum of the X65 steel product scales under different water cut:(a)40%water cut;(b)90%water cut 速率反而随着温度的升高而减小.温度对平均腐蚀 -0.3 速率具有双重作用：一方面，温度有直接加速腐蚀速 -40℃ -0.4 ◆-50℃ 率的作用：另一方面，温度也有加速腐蚀产物膜的沉 +-60℃ -0.5 -70℃ 积作用，有利于生成厚而致密的保护性产物膜从而 阻碍腐蚀过程1).因此，在这样的双重作用下平均 -0.6 腐蚀速率随温度升高出现了一个极大值. -0.7 -0.8 10 -0.9 -1.0 10-7 106 10104 10-3 10-2 log(iA·cm-) 图10不同温度下带膜试样的极化曲线 Fig.10 Polarization curves of samples with corrosion scales under different temperatures 表6不同温度下带膜试样的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度 30 40 50 607080 Table 6 Corrosion potential and corrosion current density of the samples 温度℃ under different temperatures 图9温度升高对X65钢腐蚀速率的影响 温度， 自腐蚀电位， 电流密度，i/ Fig.9 Influence of temperature on X65 steel corrosion rate T/℃ Ecn/mV (mA.cm-2) 40 -730 76.97 2.2.2极化曲线分析 -741 108.4 X65钢在含水率80%、C02分压2.5MPa、流速 吃 60 -649 48.36 2m·s时，不同温度条件下带膜试样的动电位极化 70 -612 34.60 曲线如图10所示，由图10可以看出，在温度较低时 (≤50℃)，随着温度的升高，X65钢带膜试样的自 由上述极化曲线分析结果也可以看出：随着介 腐蚀电位向负向偏移。 质温度的升高，X65钢的自腐蚀电流密度i出现先 通过塔菲尔拟合得到不同温度时各带膜试样的 增大后减小的趋势，i最大值出现在介质温度为 自腐蚀电位和自腐蚀电流密度值如表6所示.当温 50℃时. 度为40℃时，X65钢带膜试样的自腐蚀电位Em为 温度对CO,腐蚀速率的影响主要体现在对保 -730mV,当温度为50℃时，E降至-741mV. 护性产物膜生长过程的影响上.一般情况下，在 在温度为60℃时，X65钢带膜试样的自腐蚀电位开 60℃左右C0,腐蚀在动力学上发生质的变化，这是 始向正向偏移，当温度升为70℃时，Em升至 由于在60℃附近时FC0,发生反常溶解现象，即 -612mV. FeC0,的溶解度随温度升高反而降低，在60~110℃程远鹏等: 集输管道 CO2 / 油/ 水环境中 X65 钢的腐蚀特征 图 8 不同含水率时 X65 钢产物膜 X 射线衍射图谱. (a) 40% 含水率; (b) 90% 含水率 Fig. 8 X鄄ray diffraction spectrum of the X65 steel product scales under different water cut: (a) 40% water cut; (b) 90% water cut 速率反而随着温度的升高而减小. 温度对平均腐蚀 速率具有双重作用:一方面,温度有直接加速腐蚀速 率的作用;另一方面,温度也有加速腐蚀产物膜的沉 积作用,有利于生成厚而致密的保护性产物膜从而 阻碍腐蚀过程[19] . 因此,在这样的双重作用下平均 腐蚀速率随温度升高出现了一个极大值. 图 9 温度升高对 X65 钢腐蚀速率的影响 Fig. 9 Influence of temperature on X65 steel corrosion rate 2郾 2郾 2 极化曲线分析 X65 钢在含水率 80% 、CO2 分压 2郾 5 MPa、流速 2 m·s - 1时,不同温度条件下带膜试样的动电位极化 曲线如图 10 所示,由图 10 可以看出,在温度较低时 (臆50 益 ),随着温度的升高,X65 钢带膜试样的自 腐蚀电位向负向偏移. 通过塔菲尔拟合得到不同温度时各带膜试样的 自腐蚀电位和自腐蚀电流密度值如表 6 所示. 当温 度为 40 益时,X65 钢带膜试样的自腐蚀电位 Ecorr为 - 730 mV,当温度为 50 益 时,Ecorr 降至 - 741 mV. 在温度为 60 益时,X65 钢带膜试样的自腐蚀电位开 始向 正 向 偏 移, 当 温 度 升 为 70 益 时, Ecorr 升 至 - 612 mV. 图 10 不同温度下带膜试样的极化曲线 Fig. 10 Polarization curves of samples with corrosion scales under different temperatures 表 6 不同温度下带膜试样的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度 Table 6 Corrosion potential and corrosion current density of the samples under different temperatures 温度, T / 益 自腐蚀电位, Ecorr / mV 电流密度,i corr / (mA·cm - 2 ) 40 - 730 76郾 97 50 - 741 108郾 4 60 - 649 48郾 36 70 - 612 34郾 60 由上述极化曲线分析结果也可以看出:随着介 质温度的升高,X65 钢的自腐蚀电流密度 i corr出现先 增大后减小的趋势,i corr 最大值出现在介质温度为 50 益时. 温度对 CO2 腐蚀速率的影响主要体现在对保 护性产物膜生长过程的影响上. 一般情况下,在 60 益左右 CO2 腐蚀在动力学上发生质的变化,这是 由于在 60 益 附近时 FeCO3 发生反常溶解现象,即 FeCO3的溶解度随温度升高反而降低,在 60 ~ 110 益 ·601·