Page 107 - 机械工程材料2024年第十一期

张立原，等：阻垢剂和CO 2 对J55钢在油田模拟采出水中腐蚀行为的影响

-0.5
-0.6
-0.6
-0.7 -0.7
E/V E/V
-0.8
-0.8
-0.9
-0.9
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1
-2
-2
lg[i/(A·cm )] lg[i/(A·cm )]
(a) 不含阻垢剂和CO 2 (b) 只含CO 2
-0.5
-0.5
-0.6 -0.6
钝化 E/V -0.7
-0.7
E/V
-0.8
-0.8
-0.9
-0.9
-1.0
-9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1
lg[i/(A·cm )] lg[i/(A·cm )]
-2
-2
(c) 只含阻垢剂 (d) 同时含阻垢剂和CO 2
图 3 不同试验条件下腐蚀时试样的循环极化曲线
Fig. 3 Cyclic polarization curves of samples in corrosion under different test conditions: (a) not containing scale inhibitor and CO 2 ;
(b) containing CO 2 ; (c) containing scale inhibitor and (d) containing scale inhibitor and CO 2
表2 不同试验条件下腐蚀时试样的循环极化曲线拟合结果 当回扫腐蚀电流密度大于正扫腐蚀电流密度
Table 2 Fitting results of cyclic polarization curves of 时，循环极化曲线出现滞后环，此时材料会发生点
samples in corrosion under different test conditions 蚀 ［27］ 。滞后环的大小代表了点蚀敏感性：滞后环面
自腐蚀 自腐蚀电流密 阳极极化 阴极极化 积越大，点蚀敏感性越大 ［28］
试验条件 。在不含阻垢剂和CO 2
电位/V 度/(A · cm −2 ) 斜率/mV 斜率/mV
条件以及只含CO 2 条件下，试样的循环极化曲线均
空白 −0.748 9 1.834×10 −6 31.139 64.778
未见明显滞后环，在只含阻垢剂以及同时含阻垢剂
−5
−0.715 2 3.222×10 51.607 171.65
和CO 2 条件下均出现较大的滞后环。
只含CO 2
只含阻垢剂 −0.805 4 9.150×10 −7 69.386 76.148
2.5 交流阻抗谱
同时含阻垢剂
−0.709 0 4.835×10 −6 76.992 97.893 由图4可知：在不含阻垢剂和CO 2 条件下，试样
和CO 2
的阻抗半径较小，表明其腐蚀速率较高，并且试样存
阻垢剂条件下试样的自腐蚀电位最小，说明此条件 在高频和低频两个时间常数，高频区的容抗弧归因
下试样更易腐蚀，同时自腐蚀电流密度最小，说明此 于双电层电容的充放电，低频区的容抗弧归因于点
条件下试样的均匀腐蚀速率最低。 蚀形成阶段孔核的形成与生长；在只含CO 2 条件下，

1 000 - 不含阻垢剂和CO 2 10 3 80
- 只含CO 2
- 只含阻垢剂
800 - 同时含阻垢剂和CO 2 10 2 60
-Z″/(Ω·cm 2 ) 600 |Z|/(Ω·cm 2 ) 10 相位角/(°) 40
400

-

1 - - 不含阻垢剂和CO 2 20 - 不含阻垢剂和CO 2
只含CO 2
只含CO 2
200 - 只含阻垢剂 0 - 只含阻垢剂

- 同时含阻垢剂和CO 2 -
0 0.1 -20 同时含阻垢剂和CO 2
200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 10 -2 10 -1 1 10 10 2 10 3 10 4 10 -2 10 -1 1 10 10 2 10 3 10 4
2
Z′/(Ω·cm ) 频率/Hz 频率/Hz
(a) Nyquist图 (b) 阻抗模值-频率图 (c) 相位角-频率图
图 4 不同试验条件下腐蚀时试样的电化学阻抗谱
Fig. 4 Electrochemical impedance spectra of samples in corrosion under different test conditions: (a) Nyquist plot;
(b) impedance mode-frequency plot and (c) phase angle-frequency plot
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