近年來,在油氣的開采過程中,由于石油和天然氣中含有的CO2對井下管柱造成腐蝕甚至嚴重危害的事例頻繁發(fā)生,不僅給油氣田開發(fā)帶來了重大的經(jīng)濟損失,同時也造成一定的環(huán)境污染。超級13Cr不銹鋼不但具有很好的抗CO2均勻,腐蝕性能,而且其中的Ni、Mo等元素可以提高材料的應(yīng)力腐蝕和局部腐蝕抗力,其表面形成的鈍化膜隔絕了基體與腐蝕介質(zhì),從而使基體得到保護。蔡文婷等人對超級13Cr不銹鋼在四種溫度條件(CO2分壓分別為0.9MPa、0.9MPa、1.0MPa、1.6MPa;溫度分別為100℃、130℃、150℃、170℃)下形成的鈍化膜的電化學行為與半導體特征進行了研究,結(jié)果如下:
(1)超級13Cr不銹鋼經(jīng)腐蝕過后形成的鈍化膜表層中Mo和Ni以各自硫化物的形式富集,而Cr以Cr的氧化物的形式富集。(2)超級13Cr不銹鋼在四種條件下形成的鈍化膜的陽極極化曲線均具有明顯的陽極鈍化區(qū);但條件1和條件2下形成的鈍化膜的自腐蝕電流電位相對正移,腐蝕電流密度相對較小,故耐蝕性較好。(3)超級13Cr不銹鋼在條件1和條件2下形成的鈍化膜具有雙極性的n—p型半導體特征,但在條件2下形成鈍化膜的受主密度相對于條件1增大;而在條件3和條件4下形成的鈍化膜為p型半導體。這表明隨著溫度的升高,CO2分壓的增大,鈍化膜的耐蝕性有所降低。(4)超級13Cr不銹鋼在條件3和條件4下形成的鈍化膜的自腐蝕電位沒有明顯變化,受主密度差異不大。表明在較高的溫度和CO2分壓下,鈍化膜的耐蝕性不再降低,而是趨于穩(wěn)定。(金也)