图1 L245钢在不同温度油气田模拟采出水中浸泡10 d后的腐蚀速率

2.2 电化学测试

2.2.1 动电位极化曲线测试结果 图2为L245钢在不同温度下的动电位极化曲线，表1是各极化曲线的电化学参数拟合结果。从图2中可以看出，当温度升高时，L245钢的自腐蚀电位正移，整体处于活化溶解状态。从表2可以看出，随着温度升高L245钢的腐蚀电流逐步增大，腐蚀速率不断加快。当温度升高至90 ℃时自腐蚀电流升高到177 μAcm-2,远远大于其余两个温度条件下的自腐蚀电流，说明L245钢在高温下反应比较剧烈。同时通过表2可以看出，随着温度的升高ba的变化不大，而bc的变化较大，说明温度升高对阳极反应影响较小，而对阴极反应影响较大，从而可知腐蚀反应过程主要由阴极控制。

2.2.2 电化学阻抗测量结果 图3为L245钢在不同温度下的Nyquist图和Bode图。可以看出随着温度的升高，L245钢的容抗弧不断减小，从Bode图中可以看出，温度升高相位角峰向高频移动，说明L245钢的抗腐蚀性随着温度升高逐渐减弱，说明温度的升高减小了腐蚀反应的阻力，导致腐蚀速率增加，这一结果与极化曲线的结果一致。

对以上电化学阻抗结果进行等效电路拟合 （图4），拟合结果如表2所示。其中，Rs为溶液电阻，Cd为电化学反应电容，Rt为电荷转移电阻，Q为腐蚀产物膜电容，Rf为电极表面腐蚀产物膜电阻。从表2可以看出，随着温度的升高，Rt减小，腐蚀速率增加。

图2 L245钢在不同温度油气田模拟水中的动电位极化曲线

图3 L245钢在不同温度的油气田模拟水中的Nyquist图和Bode图

图4 L245钢在不同温度的油气田模拟水中电化学阻抗等效拟合电路

表1 L245钢在不同温度的油气田采出水中极化曲线拟合结果

表2 L245钢在模拟油田采出水中不同温度下电化学阻抗拟合所得电化学参数

2.3 腐蚀表面形貌结果

图5是L245钢在不同温度下的油气田模拟水中浸泡10 d后表面的SEM像。可以看出，在3个温度条件下分别发生了均匀腐蚀和局部腐蚀。30 ℃时均匀腐蚀的膜层产物较少，腐蚀类型为均匀腐蚀。当温度升高到60 ℃时，腐蚀形貌发生显著变化，L245钢表面发生局部腐蚀。温度升高至90 ℃时，腐蚀产物增多，局部腐蚀数量增加。

图5 L245钢在不同温度的模拟油田采出水中浸泡10 d后的腐蚀形貌

2.4 分析与讨论

在油气田采出水的腐蚀过程中，腐蚀反应[14]如下：

温度主要是影响材料表面腐蚀产物膜的化学组成和厚度[15],进而影响腐蚀速率。在饱和CO2环境下，腐蚀反应主要由阴极反应来控制整个反应速度[16],通过动电位极化曲线发现温度升高加快了阴极反应速度，使整个腐蚀反应越来越剧烈。在腐蚀开始阶段，Fe不断发生阳极溶解，反应表面附近Fe2+浓度较高，反应表面会生成一层疏松的腐蚀产物膜，在常温下Cl-的存在降低了CO2的溶解度[17]使碳钢的腐蚀速率降低，温度升高使腐蚀速率增加生成疏松的FeCO3,随着反应时间推移腐蚀产物膜逐渐累积，当局部腐蚀产物膜累积到一定程度后产生内应力使腐蚀产物开裂，从而使半径较小的Cl-通过裂缝进入内部发生局部腐蚀。

3 结论

（1） 温度对L245钢的CO2腐蚀有显著影响，在低温阶段 （≤90 ℃），腐蚀速率随着温度的升高而加快。

（2） 常温下 （30 ℃） L245钢的CO2腐蚀主要为均匀腐蚀，当温度升高至60 ℃开始发生局部腐蚀，局部腐蚀反应随着温度升高而加剧。