雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼由奧氏(shi)體相(xiang)(xiang)和(he)鐵(tie)素體相(xiang)(xiang)組成,Cr和(he)Mo元素富集在鐵(tie)素體相(xiang)(xiang)中,其力學和(he)耐腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)有(you)所提(ti)高,在諸多(duo)(duo)介質中的抗晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕、應力腐(fu)(fu)蝕開裂和(he)局(ju)部腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)都優于奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼。隨(sui)著工(gong)(gong)業生產腐(fu)(fu)蝕環(huan)境的日趨嚴峻,雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼越來(lai)越多(duo)(duo)地(di)運(yun)用于油氣(qi)、石化、化工(gong)(gong)、核能(neng)和(he)船舶運(yun)輸等領域。
國(guo)內外氣田(tian)(tian)在開發集輸過程中存在著高壓、高溫、高離子(zi)條件下CO2或CO2/H2S共(gong)存的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)現(xian)象(xiang)(xiang)日趨突出的(de)(de)(de)問題,如我(wo)國(guo)新疆地區大型的(de)(de)(de)含CO2凝析(xi)的(de)(de)(de)克拉2氣田(tian)(tian)和雅克拉氣田(tian)(tian)輸送管(guan)(guan)道均出現(xian)了(le)嚴重的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)穿孔甚至暴裂(lie)現(xian)象(xiang)(xiang),個別(bie)輸送段管(guan)(guan)線采用(yong)了(le)雙相不銹鋼(gang)等(deng)耐蝕(shi)合金控制腐(fu)蝕(shi)。
盡管國(guo)內(nei)氣田因成本(ben)較高(gao)的(de)(de)問題而極少應(ying)用雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼或(huo)鎳基(ji)合金等(deng)(deng)耐蝕合金,近年來國(guo)內(nei)外有關(guan)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼在(zai)化學成分、微觀組織、應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂、臨(lin)界點(dian)蝕溫度等(deng)(deng)方面的(de)(de)研究(jiu)仍有較多報道,如:研究(jiu)表明(ming)在(zai)含(han)(han)Cl-環境(jing)下(xia)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼比普通奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼具(ju)有更高(gao)的(de)(de)抗(kang)點(dian)蝕及應(ying)力腐(fu)(fu)(fu)蝕開裂的(de)(de)優越性能;2205雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼中添(tian)加適量的(de)(de)N可有效抑制腐(fu)(fu)(fu)蝕疲(pi)勞(lao)裂紋的(de)(de)增長;在(zai)CO2環境(jing)下(xia)進行失重腐(fu)(fu)(fu)蝕研究(jiu)發現,2205雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼比304L和(he)316L不(bu)(bu)銹鋼具(ju)有更優越的(de)(de)抗(kang)腐(fu)(fu)(fu)蝕性能;2205雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼在(zai)22%NaCl溶液(ye)中具(ju)有優越的(de)(de)抗(kang)SCC性能;雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼在(zai)油田H2S-CO2-Cl-環境(jing)中的(de)(de)自腐(fu)(fu)(fu)蝕電位和(he)點(dian)蝕電位隨溫度、pH值、Cl-含(han)(han)量、H2S和(he)CO2分壓等(deng)(deng)增大而明(ming)顯(xian)下(xia)降。
目前,有關(guan)2205雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在油氣(qi)工業中(zhong)抗CO2、CO2/H2S電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕研究的(de)(de)報道較少(shao),尤其2205雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)點蝕和鈍化(hua)特(te)性(xing)研究更(geng)少(shao)。某公司(si)利用電(dian)化(hua)學測(ce)試方法(fa),針(zhen)對2205雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在含飽和CO2以(yi)及CO2/H2S共存的(de)(de)NaCl介質環境中(zhong)的(de)(de)電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕行為進行研究,以(yi)期為2205雙相(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在油氣(qi)工業中(zhong)的(de)(de)工程運用提(ti)供參考(kao)依據。
以2205雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)為研究對象,將(jiang)試驗材料加工成直(zhi)徑為10mm、厚度為5mm的圓片狀試樣,一面(mian)用(yong)(yong)銅導線焊接,然后用(yong)(yong)環氧樹脂封裝并露出(chu)一個工作面(mian),其面(mian)積為0.785cm2。試驗前先用(yong)(yong)砂紙逐級打磨至1200號(hao)、丙酮除油、蒸餾水清洗(xi)。試驗介質采用(yong)(yong)分(fen)析(xi)純化學(xue)試劑(NaCl和(he)Na2S.4H2O)及蒸餾水按照要求進行配(pei)制,共5組試驗溶液。試驗結果表明:
(1)在飽(bao)和CO2的(de)不同(tong)NaCl溶液中,2205雙相不銹(xiu)鋼的(de)腐蝕(shi)行為并未發生明顯變化,極化曲線(xian)保持(chi)較寬鈍化區(qu)域,具有(you)優越的(de)抗(kang)CO2腐蝕(shi)和抗(kang)點(dian)蝕(shi)性能;隨著(zhu)Cl-濃度增(zeng)大,2205雙相不銹(xiu)鋼的(de)點(dian)蝕(shi)敏感性提高。
(2)在飽(bao)和CO2、不同.濃度的(de)3.5%NaCl溶液(ye)中,Na2S.4H2O的(de)添加(jia)對2205雙相不銹鋼(gang)(gang)電(dian)(dian)化(hua)學反應有(you)明顯影響,極化(hua)曲線鈍化(hua)區域明顯減小(xiao),形成H2S腐蝕加(jia)速了金屬的(de)陽(yang)極溶解;點蝕電(dian)(dian)位Epit和保(bao)護電(dian)(dian)位Epp隨H2S濃度的(de)增大而(er)降低,2205雙相不銹鋼(gang)(gang)的(de)點蝕敏(min)感(gan)性(xing)也進一步提高。
(3)含CO2和CO2/H2S兩種腐蝕環境下2205雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼表面鈍(dun)化膜均能較快(kuai)地(di)達到破鈍(dun)和再鈍(dun)化的動態平衡。
