B_2/DO_3热处理对Fe_3Al基合金在湿H_2S-CO_2-Cl^-环境中耐蚀性的影响

针对不同结构对Fe_3Al合金在湿H_2S-CO_2-Cl^-天然气集输环境中耐蚀性的影响,对未处理、经B_2或DO_3热处理的Fe_3Al试样,遵循ASTM G111-97(2013)和NACE TM 0169/G31-12a标准,试验模拟罗家寨气田实际工况进行全浸均匀腐蚀试验,评估其腐蚀速率;采用XRD表征其物相;采用SEM表征其腐蚀前后表面的微观结构;采用EDS测量并统计分析不同结构位置化学成分的差异。结果表明,Fe-28Al-4Cr合金(原子分数,%)在所模拟罗家寨气田实际工况环境中,经168 h后合金表面形成内层以铝氧化物+铁氧化物为主、外层以铁氧化物+铁硫化物为主的双层腐蚀产物膜,内层膜致密而均匀,但受金属基体表面形貌影响会发生开裂。Fe-28Al-4Cr合金表面DO_3结构比B_2结构Fe含量约低1.75at%,而Al含量约高1.64at%。内层腐蚀产物膜主要构成元素Al含量的不同,使合金表面钝化膜生长行为产生差异,进而影响合金耐蚀性;具体表现为2~24 h内因钝化DO_3处理合金的腐蚀速率下降响应更迅速。在所模拟罗家寨气田实际工况环境中,168 h后Fe-28Al-4Cr合金腐蚀速率趋于稳定,为0.238~0.27 mm/y,均达到了实际工程应用的条件。