孟凡娟，王 清，李慧心，向婉倩，姚海元，王 赟，李清平，王 贝，路民旭，张 雷✉

1) 北京科技大学新材料技术研究院，北京 100083 2) 中海油研究总院，北京 100028

油气田开发面临着日益严峻的CO2腐蚀问题，特别对于油水多相混输管道尤为严重. 集输管线中含水率及油水两相复杂的相分布使管线钢面临的服役环境日趋苛刻[1−2]. Choi等[3−4]研究了油水界面对腐蚀的影响. 对于低流速的多相混输管道，油水两相多数以层流形式为主，管道底部与水相接触的部位往往存在严重的内腐蚀问题，通常选用耐蚀材料或者添加缓蚀剂的方法控制腐蚀. 低成本、抗CO2腐蚀性能优异的含Cr低合金钢受到越来越多研究学者的关注[5−7]. 相关研究[8−11]表明，在管线钢中添加3%～5%的Cr可以显著降低CO2全面腐蚀速率，抑制局部腐蚀出现.Kermani等[12]发现，成本仅为碳钢的1.5倍的含Cr低合金钢抗CO2腐蚀性能比同钢级碳钢高2～3 倍. Chen 等[13]研究了 Cr钢的 CO2腐蚀产物膜点蚀及形貌特征，结果表明含Cr低合金钢能够有效抑制局部腐蚀的发生. 对其抗CO2腐蚀的机理研究[14−16]表明，含Cr低合金钢的腐蚀产物膜中含有大量的Cr元素，比碳钢的腐蚀产物更为致密，更具有保护性. 相关文献[17]指出，这种以含有大量Cr元素的腐蚀产物膜具有一定的阳离子选择性，从而可以使界面处的浓度始终维持在较低水平，远低于介质中的离子含量，从而抑制和减弱基体的腐蚀. 但是，含Cr低合金钢的抗CO2腐蚀性能仍有一定的局限性，例如，在CO2分压较高的工况下，3Cr钢的腐蚀速率仍相……