交流阻抗法研究注入水中NO2^-对碳钢的次生腐蚀

Research of Associated Corrosion of Carbon Steel by NO^2- in Injection Water Using Electrochemical Impedance Spectroscopy

张太亮王佳伟全红平鲁红升

在注入水中加入硝酸盐和亚硝酸盐，加强地层中硝酸盐还原茵（NRB）等微生物的代谢繁殖，利用微生物竞争抑制硫酸盐还原茵（SRB）生物活性，可以从根源上控制H2S的生成。但是注入的NO2^-会对金属造成次生腐蚀。点蚀现象严重。通过交流阻抗谱图的测定，研究了在注入水中NO2^-对碳钢的次生腐蚀过程。电镜扫描照片与红外光谱表明，45号碳钢在含NO2^-的模拟采出水中腐蚀120h的外锈层最终腐蚀产物为γ-FeOOH和β-FeOOH。次生腐蚀过程由电化学过程和扩散过程共同作用，通过ZSimp Win拟合软件及相关计算得到等效电路的各电化学参数值：电极表面双电层电容Cd为63．01μF，极化电阻Rp为272．3Ω·cm^2，电荷传递电阻Rt为9．148Ω·cm^2。随着腐蚀时间的延长，腐蚀速率先减小后增大。NO2^-氧化Fe（0）和Fe（Ⅱ）得到的γ-FeOOH在酸性条件下形成致密的α-FeOOH，附着在碳钢上形成的内锈层抑制了大面积的腐蚀；而游离的Fe（Ⅲ）水解产物[FeOH]^2＋与β-FeOOH加速腐蚀，同时加重点蚀。因此注入水中NO2^-对碳钢的次生腐蚀表现为腐蚀面积小，点蚀严重。图13表1参12