范 益,程焕林,李 浩,李晓荣,王世琦,赵柏杰

(1. 南京钢铁股份有限公司 江苏省高端钢铁材料重点实验室，南京 210035； 2. 北京科技大学 腐蚀与防护中心，北京 100083； 3. 天津大港油田集团工程建设有限公司，天津 300280)

随着油田开发进入中后期，油田环境朝着高硫、高盐、高酸性质转变，油田设备的H2S腐蚀也随之变得严重。石油企业常常通过调节pH来抑制H2S腐蚀，从而形成碱性硫化物环境[1-3]。然而在不同pH的碱性硫化物环境中，人们对油田设备的腐蚀情况并不清楚，相应的腐蚀机理也不明确[4-5]。因此，研究碱性硫化物环境pH对金属材料应力腐蚀开裂(SCC)及机理的影响，对于石油工业在含H2S环境中的发展和生产有着重要的意义[6-7]。

环境pH的变化会影响金属材料的腐蚀行为和SCC敏感性[8-12]。MA等[13]研究发现，在H2S环境中，HS-会吸附在金属表面参与阳极反应，形成铁的中间产物，从而影响腐蚀速率。在不同pH下，金属材料具有不同SCC敏感性，相应的机理也会发生改变[14-17]。FRENCH[18]对低pH下硫化物应力腐蚀机理进行了研究并指出：当pH<5时，溶解的Fe2+很难在电极表面形成硫化物保护层，SCC机理为氢致开裂；当5

本工作主要通过电化学试验、U型弯曲浸泡试验、慢应变速率试验等方法研究了SA516Gr70N钢在不同pH碱性硫化物溶液中的SCC为及其机理，以期为石油化工企业提供含H2S碱性环境中SCC的防护依据。

1 试验

1.1 材料及溶液

试验材料为压力容器用SA516Gr70N钢，其化学成分见表1。其组织为带状分布的块状铁素体以及珠光体，见图1。室温拉伸试验表明，SA516Gr70N钢的屈服强度为502.92 MPa，抗拉强度为584.33 MPa，均匀伸长率为7.125%，断后伸长率为12.369%，其抗拉强度符合ASTM规定的大于485 MPa的要求。……