HP13Cr不锈钢油管材料在高含氯离子环境中的抗腐蚀性能

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本文利用高温高压试验设备并辅以SEM、EDS和XPS等现代分析手段,研究了高温、高CO2分压、高氯离子浓度下超级13Cr的CO2腐蚀行为及腐蚀产物膜中的元素价态。通过极化曲线、交流阻抗谱和Mott-Schottky曲线,研究了超级13Cr表面钝化膜以及腐蚀产物膜的电化学行为和半导体特性。
　　试验结果表明:在模拟高温、高CO2分压、高氯离子浓度腐蚀环境中,随温度和CO2分压的增加,超级13Cr的平均腐蚀速率增大,但在较高的温度和CO2分压下趋于稳定。随氯离子浓度的增加,超级13Cr的平均腐蚀速率先增大后降低。其腐蚀产物膜表层中Mo和Ni以各自硫化物的形式富集,而Cr以氧化物的形式富集。
　　超级13Cr在100℃、0.9MPa CO2和130℃、0.9MPa CO2时形成的腐蚀产物膜具有良好的保护性,而在150℃、1.0MPa CO2和170℃、1.6MPa CO2时形成的腐蚀产物膜保护性下降。产生这种现象的原因和表面膜的半导体性能密切相关。在100℃、0.9MPa CO2和130℃、0.9MPa CO2时形成的腐蚀产物膜具有双极性n-p型半导体特征,且随着温度升高,掺杂浓度增大,而150℃、1.0MPa CO2和170℃、1.6MPa CO2介质中形成的腐蚀产物膜为p型半导体。而超级13Cr表面的自钝化膜具有n-p型半导体特征,其保护性在氯离子浓度低于110g／L时,随氯离子浓度的增加而降低,但在氯离子浓度高于110g／L时,随氯离子浓度的增加而增大。
　　超级13Cr在较高的成膜温度(高于100℃)和CO2分压下形成的腐蚀产物膜阻抗谱中出现warburg阻抗和容抗弧叠加的现象。容抗弧半径随着温度和CO2分压的增加而减小。而随着氯离子浓度的增加,超级13Cr表面自钝化膜的容抗弧半径先减小后增大。

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作者
蔡文婷;
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作者单位

西安石油大学;

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授予单位西安石油大学;
学科材料学
授予学位硕士
导师姓名赵国仙;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类不锈钢、耐酸钢;
关键词
超级13Cr马氏体不锈钢; 半导体特性; 钝化膜; 氯离子; 电化学测试; 油管材料; 抗腐蚀性能;

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