随着酸性油气田的逐步开发,越来越多的油气田出现不同含量的H₂S和CO₂,尽管目前对纯CO₂环境下的腐蚀已经有了较为充分的认识,但是当环境中含有微量H₂S时,材料的腐蚀行为仍存在争议^[1]。已有的研究表明,即使H₂S含量极低,往往也能对腐蚀过程也起到控制作用^[2],目前较为一致的认识是H₂S与CO₂共存条件下存在竞争协同效应^[3],形成的腐蚀产物具有不同晶体结构、化学组成及晶粒形貌和离子选择性,对腐蚀速率起促进或抑制作用^[4-6]。针对以上种种问题,我们对P110SS在低H₂S环境中的腐蚀行为做了初步探索,通过高温高压反应釜对材料在不同条件下进行了失重实验和三点弯曲实验,研究P110SS在不同H₂S分压、CO₂分压以及不同温度影响下腐蚀速率规律及应力腐蚀开裂敏感性。运用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物的晶体结构及微观形貌进行表征,结合能谱仪(EDS)对腐蚀产物进行元素分析。研究结果表明,P110SS具有较低的SCC敏感性,多条件下试样无开裂。CO₂分压10MPa时,H₂S分压由0kPa升至20kPa,腐蚀产物由颗粒状的FeCO₃逐渐转变为六边形片状的磁黄铁矿(Fe₇S₈),腐蚀由CO₂控制转变为H₂S控制,腐蚀速率增加了7倍。CO₂分压由1MPa升至10MPa,腐蚀速率均呈增加趋势,腐蚀类型为均匀腐蚀,腐蚀产物呈现双层结构,表层的FeCO₃排列稀疏分散,不能对基体起到良好的保护作用,腐蚀速率主要由底层含S的腐蚀产物薄层控制。温度从100℃升高到220℃,P110SS的腐蚀速率表现为先降低后升高,180℃为腐蚀速率的最低点,仅为0.09mm/a,约为100℃时的1/25。腐蚀速率降低是因为高温下FeCO₃具有更高的形核率,在材料表明生成了一层致密均匀的FeCO₃层,有效阻隔了腐蚀介质的传输,对基体起到良好的保护作用,220℃腐蚀产物转变为Fe₇S₈导致腐蚀速率略有上升,说明高温下更易形成硫铁化物。