《表3 等效电路的元件参数》

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《镍基合金825在模拟油气井含CO_2环境中的耐蚀性研究》

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图4为镍基合金825在120℃、CO2分压为3.5MPa和150℃、CO2分压为3.8 MPa的地层水CO2腐蚀环境中所测得的EIS谱，测得的Nyquist谱包含2个时间常数，即高频区的容抗弧为电荷转移电阻（Rt）和界面电容（C）组成的阻容弛豫过程；而低频区的容抗弧为离子穿越钝化膜膜层对应的状态变量[10]。根据阻抗弧的半径可以粗略判断出合金的耐蚀能力，阻抗弧越小，极化电阻减小，对基体保护作用减弱，150℃、CO2分压为3.8 MPa条件下阻抗弧半径远小于120℃、CO2分压为3.5 MPa条件下的。图5是等效电路，表3是采用ZSimpwin软件对阻抗谱数据的拟合分析结果，其中Rs为溶液电阻，C为双电层电容，Cm钝化膜电容，Rm为钝化膜电阻，Rt为电荷传递电阻，n为弥散系数。由表3等效电路的元件参数可以看出，温度升高，CO2分压增大，电荷转移电阻Rt减小，钝化膜电容Cm呈减少趋势，电化学腐蚀动力学阻滞性能减弱，腐蚀产物膜的保护性减弱，腐蚀得到促进。已有研究表明，温度对镍基合金材料表面钝化膜和腐蚀产物影响较强，镍基合金的钝化膜主要为Cr和Ni的氧化物和氢氧化物，并且钝化膜具有双极性特征，自我修复能力较强。其次在高含量的CO2中，合金表面金属离子与CO32-生成的二次产物增多，相应地填充了合金表面的缺陷，能有效地抑制合金的腐蚀[11]。