高含H2S-CO2苛刻環(huán)境鈦合金管材的耐蝕機(jī)理研究.pdf

1、本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外鈦合金管材研發(fā)和應(yīng)用調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)腐蝕試驗(yàn)，研究Ti6Al4V鈦合金（以下簡(jiǎn)稱TC4）在苛刻腐蝕環(huán)境中的抗腐蝕性能，輔以電化學(xué)測(cè)試分析，明確其耐蝕機(jī)理。結(jié)果表明：TC4鈦合金在較低pH值腐蝕環(huán)境中，具有良好的抗均勻腐蝕、點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能；在高溫高pH值完井液（通入CO2氣體）中，TC4鈍化膜穩(wěn)定性較差，腐蝕速率高達(dá)0.4247 mm/a；但TC4在苛刻環(huán)境中均具有良好的抗SCC性能。氫在TC4鈦合金中的擴(kuò)散是一個(gè)

2、不可逆的過(guò)程，擴(kuò)散是整個(gè)電極反應(yīng)的反應(yīng)控制步驟；在酸性腐蝕環(huán)境和堿性腐蝕環(huán)境中，氫在 TC4鈦合金中的擴(kuò)散系數(shù)分別為3.4377×10-14 cm2/s和2.5703×10-7 cm2/s，在堿性腐蝕環(huán)境中的擴(kuò)散系數(shù)更大，抗腐蝕性能相對(duì)較差。
　　TC4鈦合金在中性、CO2、H2S、H2S/CO2、CO2/O2和高pH值腐蝕環(huán)境中，陽(yáng)極極化曲線均有明顯鈍化區(qū)，腐蝕反應(yīng)為陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程控制，腐蝕速率均保持在較低的水平，但在堿性環(huán)境中T

3、C4的自腐蝕電流密度相對(duì)較大；TC4在中性、CO2及H2S腐蝕環(huán)境中的反向掃描與正向掃描極化曲線均相交于陽(yáng)極極化區(qū)，保護(hù)電位Ep和點(diǎn)蝕電位Eb均較高，TC4具有良好的鈍化和再鈍化能力；在中性、CO2、H2S、H2S/CO2環(huán)境中，TC4鈦合金極化電阻很大，具有良好的抗腐蝕性能；但在堿性環(huán)境中極化電阻相對(duì)較小，抗腐蝕性能相對(duì)較差；在CO2、H2S和H2S/CO2環(huán)境中，TC4鈦合金鈍化膜為n型半導(dǎo)體特性，隨溫度升高，鈍化膜的施主濃度增大，