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缝隙腐蚀是造成井下油管失效的主要形式之一,经常发生在油管接箍处和沉积物处。井下输油管内的油液体系中含有丰富的醋酸及有机酸,而醋酸是引发碳钢局部腐蚀的的重要因素之一,因此本文选择二氧化碳饱和的含有醋酸的氯化钠溶液作为实验研究体系并结合表面分析技术、微区PH值测量技术和电化学阻抗技术研究N80碳钢在此体系中的缝隙腐蚀行为。微区PH值测量结果表明,缝隙内PH值在短时间内急剧升高随后保持一个较稳定的数值。同时缝隙内的电位随着PH值急剧下降随后达到一个稳定数值,所以当缝隙内外电极偶接时,将会形成一个电偶效应,缝隙内部电极作为阳极被加速溶解,缝隙外部金属作为阴极被保护。表面分析和电化学阻测量结果表明,在没有醋酸的条件下没有缝隙腐蚀发生,在存在醋酸的条件下,缝隙腐蚀主要发生在缝隙口,且缝隙口的最大腐蚀深度随着醋酸浓度的增大而增大,缝隙内部电极腐蚀速率随着醋酸浓度的增大而增大,而缝隙外部电极腐蚀速率随着浓度增大而减小。缝隙内外耦合电位、电偶电流和开路电位测量结果表明,随着醋酸浓度的增大,缝隙内外电位差和电偶电流越大,缝隙外电极对缝隙内电极的极化程度越大。本文提出酸性体系中缝隙腐蚀机理,并对酸性体系中的缝隙腐蚀现象进行解释,认为酸性体系中的缝隙腐蚀主要是由于H+浓度差异引起的。由能斯特方程我们知道,在活化体系中当H+浓度越低,电位越负,反之,电位越正。当缝隙开口维度足够小时,由于缝隙内部快速析氢和H+扩散相对困难,在短时间内引起缝隙内PH值急剧升高,致使缝隙内部电极电位急剧下降,缝隙内外形成电偶效应,从而引发缝隙腐蚀。引起缝隙口腐蚀严重现象的主要有两个原因,第一,由于缝隙内部析出氢气且存留在缝隙内部,从而缝隙内部分溶液被挤出,致使内部溶液电阻变大,从而使缝隙内部腐蚀减弱,而缝隙口处的气泡不会存留,所以其腐蚀行为不受此因素影响。第二,因为缝隙口处存在大的H+浓度降,从而使缝隙口处存在一个大的电位差,产生一个很大的腐蚀电流,导致了缝隙口腐蚀速率增加。