针对二氧化碳的腐蚀与防护
二氧化碳使用方法和注意事项
二氧化碳使用方法和注意事项二氧化碳，简称CO2，是一种常见的化学物质，广泛应用于工业生产、医疗保健、食品加工等领域。
正确的使用方法和注意事项对于保障人身安全和工作效率非常重要。
本文将就二氧化碳的使用方法和注意事项进行介绍。
首先，关于二氧化碳的使用方法。
在工业生产中，二氧化碳常用于焊接、灭火、制冷等工艺中。
在焊接过程中，二氧化碳气体可以作为保护气体，防止氧气和其他杂质进入焊接区域，保证焊接质量。
在灭火过程中，二氧化碳气体可以迅速抑制火焰，起到灭火作用。
在制冷过程中，二氧化碳气体可以被压缩成液态，用于制冷剂。
在医疗保健领域，二氧化碳气体常用于医疗气体供应系统，如呼吸机、麻醉机等。
在食品加工领域，二氧化碳气体常用于饮料制作、食品保鲜等工艺中。
其次，关于二氧化碳的注意事项。
首先，二氧化碳气体具有窒息性，长时间暴露在高浓度的二氧化碳气体中会导致窒息甚至死亡。
因此，在使用二氧化碳气体时，应保证通风良好，避免气体浓度过高。
其次，二氧化碳气体具有高压性，容器内的气体压力较大，使用时应注意安全操作，避免气体泄漏和容器爆炸。
另外，二氧化碳气体具有腐蚀性，长时间接触会对金属和其他材料产生腐蚀，使用时应注意保护设备和人员的安全。
最后，二氧化碳气体具有易燃性，应远离明火和高温环境，避免发生火灾和爆炸事故。
综上所述，正确的使用方法和注意事项对于二氧化碳气体的安全使用非常重要。
在使用二氧化碳气体时，应严格遵守操作规程，做好安全防护措施，确保人身安全和设备完好。
只有正确使用二氧化碳气体，才能发挥其作用，为工业生产、医疗保健、食品加工等领域提供更好的服务。
希望本文所述的二氧化碳使用方法和注意事项能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
碳捕集、利用与封存中CO_(2)腐蚀与防护研究
碳捕集、利用与封存中CO_(2)腐蚀与防护研究张昆;孙悦;王池嘉;葛红江;朱艳吉;汪怀远【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2022(51)9【摘要】国际上将碳捕集、利用与封存(CCUS)作为实现长期减碳减排的重要措施,CCUS技术对于降低全球二氧化碳排放量至关重要。
CCUS也是实现我国长期绿色低碳发展的必然选择和重要举措,然而CCUS技术高速发展必然会带来装备的腐蚀与防护难题。
针对油气开采以及CCUS过程涉及到的碳捕集设备、运输管道和油井管等设备受到的CO_(2)腐蚀问题展开研究,分析其腐蚀机理,包括CO_(2)腐蚀过程,以及不同因素(包括水含量、离子耦合、温度、压力、流速以及混合相中的油相)对CO_(2)腐蚀速率的影响,并进行了总结归纳,特别是高温高压超临界CO_(2)腐蚀机理。
针对目前的3种CO_(2)防护手段进行了介绍,考虑到合金防护成本较高,缓蚀剂防护存在二次污染,防护涂层具备更好的发展前景。
最后对CO_(2)防护涂层未来研发重点与前景进行了分析和展望。
【总页数】10页(P43-52)【作者】张昆;孙悦;王池嘉;葛红江;朱艳吉;汪怀远【作者单位】天津大学化工学院;天津大学化学工程联合国家重点实验室;天津大学浙江研究院;中国石油大港油田采油工艺研究院【正文语种】中文【中图分类】TG172【相关文献】1.低碳经济背景下我国碳捕集、利用与封存技术研发与示范分析研究2.延长石油煤化工CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)工程实践3.碳中和背景下中国碳捕集、利用与封存项目经济效益和风险评估研究4.碳中和背景下碳捕集、利用与封存技术专利发展研究——基于知识图谱的可视化分析5.多维度视角下CO_(2)捕集利用与封存技术的代际演变与预设因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
油气生产中CO2腐蚀与防腐技术
分压MPa
温度
110℃ 8.4639 8.6012 9.948 7.9002 9.948
0.5 0.75 1 1.25 1.5
在T< 70℃ 时,N80钢的腐蚀速率随温度的升高而增加 在T=70℃时达到极大值 当T> 70 时,N80 钢的腐蚀速率随温度的升高反而减小 在90℃ 附近又出现了腐蚀极小值,当温度再升高时,腐蚀速率也随着加快 当温度大于60℃ 时，随着CO2分压的增加，N80钢片的腐蚀速率出现了线性增大的 趋势
当pH 值小于4时，N80 钢在饱和CO2的3%NaCl水溶液中的腐蚀速率随 着pH 值增大而减小 当pH 值在4-9之间时,腐蚀速率为一常数值 在碱性条件下,腐蚀速率随着pH 值增大而减小
15
二氧化碳腐蚀影响因素
3、温度的影响
图6、温度对腐蚀的影响
T＜60 ℃
60 ℃ ＜T＜ l00℃
T ＞150℃
不腐蚀 可能腐蚀 发生腐蚀
0.02MPa
0.2MPa
即当温度一定时，CO2气体的分压愈大，材料的腐蚀就愈快。
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二氧化碳腐蚀影响因素
2、pH 值的影响
表2 不同pH 值下N80钢的腐蚀速率 pH 值 腐蚀速率mm/a pH 值 腐蚀速率mm/a 1 19.97 7 8.51 2 17.46 8 9.98 3 10.1 9 8.35 4 8.24 10 4.13 5 10.95 11 3.7
（4）
（5） （6）
析氢反应可按如下历程进行（1）（2）（3）（6）或（1）（2）（4）（5） 阴极反应：
pH＜4
2H 2e H 2
H+的扩散是控制步骤
4＜pH＜6 H2CO3（吸附） + e- =H （吸附）+ HCO3- （吸附）
二氧化碳的腐蚀与防治-修改版
结论及建议
随着我国经济的发展，对材料的需求也在不断增长，材料的防腐工作对我国经济发展的重要性也越来越受到重 视。针对二氧化碳的腐蚀问题，应加强预防措施的研究，实行科学管理，对环境参数进行严格监控，以延缓二 氧化碳腐蚀的发生。
二氧化碳腐蚀与水质呈正相关，水垢等都会对二氧 化碳腐蚀产生影响。
湿度
二氧化碳与空气湿度有关，湿度高的环境容易引起 二氧化碳腐蚀。
防治二氧化碳腐蚀的方法
1
涂层保护
利用涂层隔绝II静触电腐蚀环境与金属表
缓蚀剂的添加
2
面的接触，起到隔离作用。
通过缓蚀剂的加入改善酸性环境，从而
减缓二氧化碳腐蚀的发生。
பைடு நூலகம்
3
金属的阳极保护
离子反应
二氧化碳的水溶液中会形成底物离子，可以直接与金属反应，形成腐蚀产物。
电化学反应
形成了酸性环境，发生了金属的离子化，此过程汲取了电子，从而形成了电位。
二氧化碳腐蚀的影响因素
温度
二氧化碳腐蚀与温度呈正相关，高温环境下变得更 容易发生。
材料
材料的成分、结构、加工质量等都会对腐蚀有很大 的影响。
水质
案例分析：二氧化碳腐蚀的实际应用
电站水冷却系统的设 计
电站水冷却系统的设计，必须 要对二氧化碳的腐蚀现象有很 深入的了解，从而设计出能够 有效解决腐蚀问题的水冷却系 统。
高速列车车轮的设计
高速列车要承担高速高载荷的 作业，需要在车轮的设计中避 免二氧化碳的腐蚀现象，从而 确保列车的安全性。
食品加工设备的采购
二氧化碳的腐蚀与防治修改版
二氧化碳的腐蚀是一种被广泛应用的腐蚀形式。本次演讲将深入探讨二氧化 碳腐蚀的机理、影响因素以及防治方法。
二氧化碳腐蚀的机理与防护
二氧化碳腐蚀的机理与防护摘要：本文从阴阳两极的电化学反应出发，进行了详细阐述，对二氧化碳腐蚀类型进行了论述，最后给出几种可行的防护措施，需要将多种方法综合利用，才能有效控制腐蚀。
关键词：CO2 腐蚀机理防护措施在油气田开发中，尤其是在石油天然气工业中，二氧化碳腐蚀是一个由来已久的问题，也是一个不容忽视的严重问题。
1、二氧化碳腐蚀的机理二氧化碳腐蚀破坏行为在阴极和阳极处表现不同，在阳极处铁不断溶解导致了均匀腐蚀或局部腐蚀，表现为金属设施与日俱增的壁厚变薄或点蚀穿孔等局部腐蚀破坏；在阴极处二氧化碳溶解于水中形成碳酸，释放出氢离子。
氢离子是强去极化剂，极易夺取电子还原，促进阳极铁溶解而导致腐蚀，同时氢原子进入钢中，导致金属构件的开裂。
这个腐蚀过程可用如下反应式表示：众多实验研究结果一致认为，在常温无氧的二氧化碳溶液中，钢的腐蚀速率受析氢动力学控制，同时发现，从二氧化碳溶液中的析氢过程有两种不同的机理。
第一种机理，氢从氢离子的电化学反应式中析出：第二种机理，在金属界面上二氧化碳水合为碳酸，吸附的碳酸可以直接还原。
反应式如下：上述腐蚀机理是对裸露的金属表面而言的，在实际过程中，随着二氧化碳腐蚀的进行，金属表面将被腐蚀产物膜所覆盖，可用如下方程式表示：腐蚀产物膜一旦形成，腐蚀行为将与之有密切关系，腐蚀速度将受膜的结构、厚度、稳定性及渗透性等性能所控制。
2、二氧化碳腐蚀类型1、均匀腐蚀——电化学过程2、环状腐蚀——发生在经过热处理的管端3、冲蚀——发生在管子截面变化部位、收缩截流部位。
4、腐蚀开裂——在金属表面沿较脆的方向，以单项或类似枝状形式形成裂缝5、深坑型腐蚀——周边锐利、界面清晰的坑，产生坑蚀原因有三点：（1）二氧化碳气体溶于凝结在管壁上的水滴引起的（2）管壁表面形成的疏松不均匀腐蚀产物层或垢层，气体侵入后垢下腐蚀（3）涂层局部脱落和漏点处二氧化碳对钢材的腐蚀。
3、二氧化碳腐蚀的防护措施3.1钢材的选用镍也能增强钢的耐腐蚀性，但作用不很明显，含9%镍的钢用于二氧化碳分压高的环境中，耐腐蚀效果令人满意，但偶尔也发生开裂和点蚀。
二氧化碳的腐蚀与防治
lgV=5.8-1710/T+0.67lgPc
三、影响因素
1、CO2分压的影响
CO2分压按下式计算：Pdc=Pt×Cc Pdc为CO2分压，MPa；Pt为气相总压力，MPa；Cc为气相中CO2体 积含量，%。(分压 < 0.2MPa，温度 < 60℃）。高于此范围则腐蚀速度 偏低，与腐蚀膜的生成有关。
研究表明，Cl-的存在大大降低了钝化膜形成的可能性，碳钢的腐蚀速度随Cl-含量 的增加而增加。
●钙、镁离子的影响
钙、镁离子的存在，导致溶液的导电性增强，介质易于结垢，因而会使腐蚀更加严 重。
三、影响因素
8、介质组成的影响
●H2S的影响
在CO2和H2S共存体系中H2S的作用表现为3种形式： （1）当H2S分压< 0.01psi（0.000067MPa）时，CO2是主要的腐蚀介质， 温度高于60℃时，腐蚀速率取决于FeCO3膜的保护性能，基本与H2S无关； （2）当H2S分压增加至PCO2/PH2S >200时，材料表面形成一层与系统温度 和pH值有关的较致密的FeCO3膜，导致腐蚀速率降低； （3）当PCO2/PH2S< 200时，系统中H2S为主导，其存在一般会使材料表面 优先生成一层FeS膜，此膜的形成会阻碍具有良好保护性的FeCO3膜的生成， 系统最终的腐蚀性取决于FeS和FeCO3膜的稳定性及其保护情况。
● 时间：4 ～144h
结论： ● 随着压力增加，腐蚀膜厚度的增长逐渐变缓 ● 压力＞30MPa时，CO2腐蚀产物膜在8h内迅速 形成，且不再增厚， ● 与CO2分压1-2MPa下的腐蚀产物膜相比，高压 腐蚀膜的晶粒尺度小1-2个数量级，晶体组成为 FeCO3。
三、影响因素
油气田CO2腐蚀及防控技术
油气田CO2腐蚀及防控技术摘要：在油气田开发中，大力开展二氧化碳驱油技术以提高采收率，该技术不仅适合于常规油藏，尤其对低渗及特低渗油藏，有明显驱油效果。
目前大港油田已规模实施二氧化碳吞吐，取得了显著成效，但CO2导致严重腐蚀问题，研究腐蚀机理及防控技术尤其重要，以形成一套完整有效的防腐技术。
关键词：CO2；腐蚀机理；影响因素；防控技术随着油田二氧化碳吞吐技术的规模实施，腐蚀问题越来越严重，在吞吐和开井生产过程中采取相应的防控措施至关重要。
CO2腐蚀防治是一项系统工程，需要先研究其腐蚀机理及腐蚀情况，采用多种防腐技术，以起到对油杆、油管、泵以及地面集输系统的有效保护。
目前大港油田研究形成了以化学防腐技术为主、电化学保护和材料防腐为辅的防控技术，可实现井筒杆管、套管、地面管线设备的全流程防护。
1CO2腐蚀机理CO2腐蚀机理可以简单理解为CO2溶于水后生成碳酸后引起的电化学腐蚀。
由于水中的H+量增多，就会产生氢去极化腐蚀，从腐蚀电化学的观点看，就是含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀[[1]]。
腐蚀机理主要分为阳极和阴极反应两种。
在阴极处，CO2溶于水形成碳酸，释放出H+，它极易夺取电子还原，可促进阳极铁溶解而导致腐蚀。
阳极反应：Fe → Fe2+ + 2e-阴极反应： H2CO3→ H+ + HCO3-2H+ + 2e → H2↑碳酸比相同pH值下的可完全电离的酸腐蚀性更强，在腐蚀过程中，可形成全面腐蚀和局部腐蚀。
全面研究二氧化碳的腐蚀机理十分关键，2CO2腐蚀影响因素二氧化碳对金属材料的腐蚀受多种因素影响，有材质因素、压力、温度、流速、pH、介质中水和气体、有机酸、共存离子、细菌腐蚀等，本文主要介绍三种重要因素。
2.1 二氧化碳压力碳钢等金属的腐蚀速度随二氧化碳分压压力增大而加大，溶于水介质中CO2的含量增大，酸性增强，H+的还原反应就会加速，腐蚀性加大。
通过高温高压动态腐蚀评价来验证压力的影响，选取二氧化碳不同压力作为试验条件，对采出液在不同压力下评价腐蚀性。
二氧化碳腐蚀试验
二氧化碳腐蚀试验引言：二氧化碳腐蚀是一种常见的金属腐蚀现象，特别是在工业环境中，如石油化工、能源、航空航天等领域，二氧化碳腐蚀对设备和结构的安全和可靠性造成了威胁。
因此，研究二氧化碳腐蚀机理和寻找有效的防护措施具有重要意义。
一、二氧化碳腐蚀的机理二氧化碳腐蚀是指金属与二氧化碳气体发生化学反应，导致金属表面出现腐蚀现象。
这种腐蚀通常发生在高温高压的工业环境中，如油气田、化工装置等。
二氧化碳腐蚀主要有以下几个方面的机理：1. 电化学腐蚀：二氧化碳溶解在水中会生成碳酸，而碳酸具有一定的电离能力，形成的氢离子可以加速金属的腐蚀过程。
2. 碱性腐蚀：二氧化碳溶解在水中会生成碳酸根离子，而碳酸根离子具有一定的碱性，对金属具有腐蚀性。
3. 氧化腐蚀：二氧化碳中的氧气和金属表面发生氧化反应，导致金属表面形成氧化物，进而引发腐蚀。
二、二氧化碳腐蚀试验的目的和方法为了研究二氧化碳腐蚀的机理和评估材料的腐蚀性能，科学家们开展了二氧化碳腐蚀试验。
这些试验的主要目的是测量材料在二氧化碳环境中的腐蚀速率和腐蚀形态，以及评估不同防护措施对腐蚀的效果。
常用的二氧化碳腐蚀试验方法包括：1. 重量损失法：将试样暴露在二氧化碳环境中一定时间后，通过测量试样的重量变化来计算腐蚀速率。
2. 电化学法：使用电化学方法测量试样在二氧化碳环境中的腐蚀电流和电位，以评估材料的腐蚀性能。
3. 表面分析法：通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)等表面分析技术，观察和分析试样表面的腐蚀形貌和化学成分。
三、二氧化碳腐蚀试验的影响因素二氧化碳腐蚀的严重程度受多种因素的影响，包括二氧化碳浓度、温度、压力、流速、材料成分等。
其中，二氧化碳浓度是影响二氧化碳腐蚀最重要的因素之一。
随着二氧化碳浓度的增加，腐蚀速率也相应增加。
此外，温度、压力和流速的增加也会加剧二氧化碳腐蚀的程度。
四、二氧化碳腐蚀的防护措施为了减轻二氧化碳腐蚀对设备和结构的损害，科学家们提出了多种有效的防护措施。
浅谈二氧化碳的腐蚀机理与防护
４ 二 氧化碳 的腐蚀影响 因素
影 响二氧化碳腐蚀 的因素归纳起来 主要有 温度 ． 二氧化碳分压及 流速等 。 ４ｒ 温度 ． 温度对 二氧化碳腐蚀 的影 响较 为复杂 ． 一定的温度范 围内 ， 在 碳 钢 在二氧化碳水 溶液中的溶解 速度随温度的增 高而增大 ， 当碳钢表 面 形成致密的腐蚀产物膜后 ． 钢的溶 解速度随温度 的升高而降低 。前 碳 者加剧腐蚀 ． 后者则有 利于保 护膜 的形成 ， 了错综 复杂 的关系 。 造成 在 温度较 低阶段 ． 腐蚀速 度随温度升 高而增大 。 Ｉ０Ｃ 在 Ｏ￣ 左右时腐蚀速度 最大 ． 超过 １ ０ 时腐蚀速 度下 降很快 。Ｉｅａ ０￣ Ｃ ｋ ｄ 等人认为温度对碳酸铁 膜 的形成影 响很 大 当温度低于 ６ ℃时碳 酸铁膜不 易形成 或暂时形成 ０ 也会逐渐被溶解 ． 表面主要发生均匀 腐蚀 ： 钢 当温 度在 １０ ０ ℃附近 时 ， 尽管具备碳酸铁膜的形成条件 ． 是因钢表面上碳酸铁核 的数 目 少 但 较 以及核周 围结 晶生长慢且不 均匀 ， 因此 基本上形成一 层粗糙 的、 多孔 的、 厚的碳酸铁膜 ． 钢表面主要 发生孔蚀。 在温度高于 １ ０ 的情况 下 ， ５￣ Ｃ 大量 的碳酸铁结 晶均匀地在 金属表面上形 成 ． 生成一 层致密 的、 粘着 性强的 、 均质的碳酸铁膜 ． 钢表面基本不被腐蚀。 ４２ 二氧化碳 分压 ． 二氧化碳分压对碳钢 、 低合金钢的腐 蚀速率有着重要 的影 响。国 外专家对金属表面无腐蚀产物膜时 ， 二氧化碳分压对腐蚀速度 的影响 作了详细的研究 Ｄ ａｄ和 Ｍｉａ ｓ根据试验结果归 纳出碳 钢在 ｅＷａｒ ｌｍ ｌ 二氧化碳水 溶液 中腐蚀 速度与 Ｐ 。 的关 系 ，其适用 条件是 温度低 于
科 技信 息
CO2腐蚀环境下油套管防腐技术
CO2腐蚀环境下油套管防腐技术摘要：CO2气体溶于水中形成碳酸后引起电化学腐蚀，如不及时采取有效措施，将导致油套管的严重破坏甚至油井报废。
CO2对油、套管的腐蚀是油田开发的一个亟待解决的重要课题。
本文研究了CO2对油管的腐蚀机理、特征及影响因素，并提出了使用耐蚀合金管材、涂镀层管材、注入缓蚀剂、阴极保护和使用普通碳钢等五类防腐技术，可有效延缓气体对油套管的腐蚀、预防套管漏失的发生。
关键词：CO2腐蚀电化学腐蚀影响因素防腐蚀技术1、CO2的腐蚀机理CO2对金属的腐蚀主要表现为电化学腐蚀，即CO2溶解于水生成碳酸后引起的电化学腐蚀，其化学反应式主要为：CO2+H2O H2CO3；Fe+ H2CO3 FeCO3+H2；水中溶解了CO2使pH值降低，呈酸性，碳酸对钢材发生极化腐蚀。
随着碳酸的增多，溶液酸性增加，加快了钢铁的腐蚀速度。
CO2对碳钢的腐蚀为管内腐蚀，表现为3种腐蚀形式：均匀腐蚀、冲刷腐蚀和坑蚀，其产物为FeCO3和Fe3CO4。
在一定条件下，水汽凝结在管面形成水膜，CO2溶解并吸附在管面，使金属发生均匀的极化腐蚀。
管柱内的高速气流冲刷带走腐蚀物，使得金属表面不断裸露，腐蚀加速。
腐蚀产物FeCO3和Fe3CO4在金属表面形成保护膜，但这种膜生成的很不均匀，易破损，出现典型的坑点腐蚀，蚀坑常为半球形深坑。
CO2生产井的腐蚀部位主要集中在管串的上部位置及内壁，这是因为井筒的中上部位压力低、井温低，凝析水易产出，与CO2作用生成腐蚀介质H2CO3的浓度高，随着气体流动，酸液以液滴形式附着在管内壁上形成局部的严重蚀坑蚀洞，造成了油套管的腐蚀现象。
2、影响因素2.1CO2分压在影响CO2腐蚀速率的各个因素中，CO2分压起着决定性的作用，它直接影响CO2在腐蚀介质中的溶解度和溶液的酸度，即溶液的酸度和腐蚀速度皆随CO2分压的增大而增加。
在气井中，当CO2的分压大于0.2MPa时，将发生腐蚀，分压小于0.021MPa时，腐蚀可以忽略不计。
油气井CO2腐蚀与防
公司名称
开发技术公司调剖队
在没有电解质存在的条件下，CO2本身并不腐蚀金属， 这说明CO2腐蚀主要表现为电化学腐蚀，即由于天然气中 的CO2溶于水生成碳酸后引起的电化学腐蚀，CO2电化学 腐蚀原理及其总体基本化学反应可描述为：
CO2 H 2O Fe FeCO3 H 2↑
事实上，CO2腐蚀常常表现为全面腐蚀与典型沉积物下方 的局部腐蚀共存。然而，对于局部腐蚀机理的研究目前尚不 够深入和详尽。大体上来说，在含有CO2介质中，腐蚀产物 FeCO3及结垢物CaCO3或不同的生成物膜在钢铁表面不同 区域的覆盖度不同，不同覆盖度的区域之间形成了具有很强 自催化特性的腐蚀电偶，CO2的局部腐蚀正是这种腐蚀电偶 作用的结果
油田CO2腐蚀与防护
调剖队 陈星
公目司名录称
背景与前言 腐蚀的含义和类型 CO2腐蚀机理 CO2腐蚀的影响因素 CO2腐蚀的防护措施
公司名称
一、背景与前言
开发技术公司调剖队
腐蚀是现代工业中一种重要的破坏因素，是三大失效形式之一，在目前的油 田生产过程中，腐蚀所造成的损失也十分巨大。油田开采过程中存在的腐蚀有 很多种，其中CO2腐蚀是世界石油工业中一种常见的腐蚀类型，也是困扰油气 工业发展的一个极为突出的问题。
态，材料表面垢沉积状态，垢的结构与性质等；二是材料因素，包 括材料的种类，材料中合金元素Cr、C、Ni、Si、Mo、Co等的含量， 热处理制度及材料表面膜等。
公司名称
公司名称 CO2腐蚀的影响素
开发技术公司调剖队
温度是二氧化碳腐蚀的主要影响因素，在室温以下，暴露在二氧
化碳水溶液中的碳钢表面形成的是一种透明的腐蚀钝化膜，据分析 其中不含有碳酸盐离子，这种膜不是热力学最稳定状态，因而对金 属不具有良好的保护性；当温度升高到50--60℃时，虽然腐蚀速率 增大了，但同时也有利于碳酸盐腐蚀产物膜的形成，这种腐蚀产物 溶解性低，具有良好保护作用，此时以均匀腐蚀为主；当温度继续 升高至60℃以上时，金属表面有碳酸亚铁生成，腐蚀速率由穿过阻 挡层传质过程决定，即垢的渗透率、垢本身固有的溶解度和流速的 联合作用而定；在60--110℃范围内，腐蚀产物厚而松、结晶粗大、 不均匀、易破损，所以局部孔蚀严重；当温度高于150℃时，腐蚀 产物细腻、紧密、附着力强，分析其中含有磁性氧化铁生成，于是 腐蚀率下降，具有一定的保护作用。 另外，温度的变化又通过改变介质的PH值的方式影响着腐蚀速率。
油气田二氧化碳腐蚀及防护技术
ｃ 温度 高 于 １ ０ ， 于 生 成 了附 着 力 强 的细 致 ） ５℃ 由
紧密 的 Ｆ Ｃ 和 Ｆ 膜 ， 制 了腐 蚀 的 进 行 ， 蚀 ｅＯ ｅ０ 抑 腐 速 率下 降 。 出现 这一 复 杂 情 况 的 原 因是 因 为 Ｆ Ｃ 。的溶 解 ｅＯ
Ｆｅ ＯＨ ） ＋ ＨＣＯ３ （ ２ 一一 Ｆｅ ＣＯ３ ＋ Ｈ２ ＋ ＯＨ— Ｏ
研 究成 果 。 ２ 二 氧化 碳 的腐 蚀 机理
Ｃ 腐 蚀 的 影 响 因 素 很 多 ， 无 Ｈ Ｓ气 井 等 条 Ｏ 在
件下 ， 主要 的 影 响 因 素 有 温 度 、 Ｏ 分 压 、 速 、 Ｃ 流 介 质 组 成 、 Ｈ 值 、 料 和 载 荷 等 ， 使 钢 铁 发 生 严 重 ｐ 材 可 的 腐 蚀 破 坏 ， 部 腐 蚀 穿 孔 ， 至 应 力 腐 蚀 开 裂 局 甚
●
保 护膜 从 疏松 到致 密 ， 而 在 一 定 的 温度 范 围 内有 一 从 个 腐蚀 速 率过 渡 区 ， 出现 一 个腐 蚀 速率 极 大值 ， 此后 由 于 保护 膜 的 生成 和加 固 ， 腐蚀 速 率下 降 。
收 稿 日期 ：Ｏ ２ ４ ｌ ２ Ｏ 一Ｏ 一 ｌ
作 者 简 介 ： 俊 哲 （９ ５ ） 男 ， 北 仙 桃 人 ， 汉 石 油 学院 化 学 工 程 系在 读 硕 士 研 究 生 。 艾 １７一 ， 湖 江
概 括 ， 重 介 绍 了缓 蚀 荆 技 术 。 着 关 键 词 ： 氧 化碳 ； 蚀 机 理 ； 响 因 素 ； 腐 ； 蚀 荆 二 腐 影 防 缓
中 图 分 类 号 ： ８ ． ＴＥ ９ ０ ５
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ４ ０ ０ （０ ２ ０ —０ ０ － ０ １０ － ４ ４ ２ ０ ） ３ ０ ３ ３
二氧化碳对油气田压力容器的腐蚀与防护措施
蚀 的 防护措 施 进 行 了总 结 。
关键 词 ：二氧化碳 腐蚀
中图分类号 ：Ｔ Ｅ ９ ８
影响 因素 防护措施
文献标识码 ：Ａ
压 力容器
文章编号 ：１ ０ ０ ８ — ７ ８ １ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ １ ３ — ０ ６
ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｖ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ＣＯ２ ｃ ｏ ｒｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ； ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ； ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｖ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ
少研 究 ，所论述 的阴极 反应过程主要涉及ＮＨ 或Ｈ ０ 程 中成为 阳极 区 ，因此 ，随着腐蚀 过程 的进行 ，将 以及Ｈ Ｃ Ｏ 。 、Ｈ Ｃ Ｏ， 一 的还原 。综合来看 ，阴极 的还 原 引发严重的局部腐蚀 。 机理主 要有两 种观 点 ，一种 是非 催化的氢 离子 阴极 在高温 区 （ ＞ １ ５ ０ ￣ Ｃ）时 ，也许在高于 １ ２ ０ ￣ Ｃ时 ，
（ Ｃ Ｐ Ｅ Ｂ ｅ ｎ ｇ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ５ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｕ ｎ ｉ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ｉ ｎ ＣＯ２ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ＣＯ２ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ， ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ＣＯ２ ， ｐ Ｈ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ， ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ ， ｗｅ ｒ ｅ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ． Ｍｏ ｒ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ＣＯ２
耐二氧化碳腐蚀的重防腐涂料
耐二氧化碳腐蚀的重防腐涂料
关键词：二氧化碳腐蚀，耐二氧化碳腐蚀，重防腐涂料
二氧化碳腐蚀是油气工业、石化工业中经常遇到的严重腐蚀之一。
国内油田随着石油天然气工业的不断发展，由于深层含二氧化碳气藏的开发，油田注二氧化碳强化开采工艺的应用等，使得二氧化碳腐蚀问题变得日益突出。
二氧化碳溶入水后对金属材料有极强的腐蚀性，在相同的pH值下，由于二氧化碳的总酸度比盐酸高，因此，它对钢铁的腐蚀比盐酸还严重。
二氧化碳在水介质中能引起钢铁迅速的全面腐蚀和严重的局部腐蚀，二氧化碳腐蚀典型的特征是呈现局部的点蚀、癣状腐蚀和台面状腐蚀，台面状腐蚀是最严重的一种情况，它使管道和设备发生腐蚀失效，并造成严重的经济损失和社会后果。
在油气的开采过程中，由于石油和天然气中含有二氧化碳对井下管柱造成腐蚀甚至严重危害的事例频繁发生，不仅给油气田开发带来了重大的经济损失，同时也造成一定的环境污染。
那我们应该如何解决二氧化碳腐蚀问题呢？目前市面上有没有比较好的耐二氧化碳腐蚀的重防腐涂料呢？
针对于二氧化碳腐蚀问题，可以选择用索雷CMI重防腐涂料进行腐蚀防护。
该涂料具有良好的耐腐蚀性能，可对众多种类的腐蚀性化学品进行防护，包括强酸、强碱、气体、溶剂和氧化剂；对金属基材、复
合材料和混凝土具有优异的粘合度和附着力；耐冷热循环范围从-40°F至+400°F（- 40°至204°C）；与其他重防腐涂料相比，具有更好的防渗透（吸收）性能。
油气集输管道防二氧化碳腐蚀的方法选优
关 键 词 集输 管道 二 氧化 碳 腐蚀 缓 蚀 剂 耐蚀 合金 铜 双金 属 复合 管
随 着我 国油气开采的深入 ，集输管道 因内腐蚀而造成 的失
效 故 障越 来 越 频繁 ，给 国家造 成 严 重的 经济 损 失 。如 何 减少并 避 免 故 障 的发 生 是工 程技 术 人 员面 临 的重 大 问题 。 国 内外诸 多研 究
原过 程 。
主要有 ：耐蚀材料的选择 、表面处理技术 （ 包括内防护涂层 ）、 阴极保护和加注缓蚀剂等。其中，应用最广泛的措施总结起来主 要有三种 ：①碳钢加注缓蚀剂 ；②耐蚀合金纯材管；③双金属复
合 管 。这 三种 管 材 的优 缺点 如下 。
２ ． １ 碳 铜 管加 注缓 蚀 剂
多 ；而加入０ ． ２ ％Ｃ ｕ 以后腐蚀速 率明显提高 ；Ｓ 、Ｐ 元素对腐蚀速
率则没有影响。进一步研究发现 ，ｃ ｒ 能提高钢的耐Ｃ Ｏ ， 腐蚀性能
主要 是 因为 表 面形 成稳 定 的膜 以及 膜 的 自行修 复 能 力所 致 。
Ｎ ｉ 的 加入 通常 能 提 高合 金钢 材 的耐 Ｃ Ｏ： 腐蚀 性 能 。添 加 ９ ％Ｎ ｉ 的钢 材 已用于高Ｃ Ｏ ， 分 压的环 境 中。Ｃ ｒ － Ｎ ｉ 钢在ｃ ｒ 含量 为 １ ２ ％时对Ｃ Ｏ 的腐蚀抗 力很 高 ，即使在Ｃ Ｏ 分压很 大时也一样 ，
缓蚀剂是 目前广泛采用的防止 二氧化碳腐蚀 的措施 。缓蚀
剂是通过化学的方法除掉腐蚀介质或者改变环境性质以达到防腐
的目的。根据油气井腐蚀环境和生产情况 ，有针对性地选用缓蚀
剂 的种 类 、用 量 及 加 注 方 法 。 这 类化 学 药 剂 包 括 杀 菌 剂 、除 硫 剂 、除氧 剂 、Ｐ Ｈ 值调 节 剂等 等 。 缓 蚀 剂 防 腐 不仅 适 用 于新 投 产 的井 ，而 且 可 以用 于 已受 到
烟道气回收CO2装置的腐蚀与防护
（ｎｔｕｅｏ ａｊ ｇＣｅ ｃ ｎｕｔａ Ｇｏｐ Ｎ ｎｉ １０８ Ｃｉａ Ｉｓｔｔ ｆ ｎｉ ｈｍ ａ Ｉｄ ｓｉ ｒ ， ａｊ ｇ２０ ４ ， ｈｎ） ｉ Ｎ ｎ ｉ ｌ ｒ ｌ ｕ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｒ ｇ ｏ ｆｔｅ ｅ ｓｏ ｆ ｃ ｒｏ ｉｘ ｄ ｅ ｏ ｅｙ ｆ ｍ ｕ ａ ｅ ｉｔ ｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｅ ￥ ｎ ｏ ｒ ｉｎ ｏ ａｂ ｎ ｄ ｏ ｉ ｅ ｒ ｃ ｖ ｒ ｒ ｈ ｏ ｏ ｆ ｅ ｇ ｓ ａ ｎ ｒ ｕ ｅ ． ｈ ｔｏ ｆｔ ｌ ｒ ｏ ｈ
总反应式 为 ：
ｃ２ ＋ ２ Ｃ Ｃ Ｎ ｏ ＨＯ Ｈ２ Ｈ２ Ｈ２ 一 Ｈ Ｈ２ Ｈ ＨＮＣ ０一 ＯＣ Ｃ ２ Ｏ ＋
件等易发生腐蚀部位 进行更换 ， 腐蚀严重程度达到
２ ｍｍ ・ ａ＿。
Ｈ Ｃ ２ＨＮ ３ Ｏ Ｕ Ｃ ２ Ｈ
（） ３
ＭＥ Ａ法 回收 烟道 气 中 Ｃ ２ 程见 图 １ ０流 。
器冷却 ， 分离除去水分后得 到产 品 ｃ ２ 。再生气 ０气 中被冷凝分离出来 的冷凝水进入地下槽 ， 用泵送至 再生塔 。富液从 再 生 塔 上 部 进 入 ， 过 汽 提解 吸部 通
２
４
８
１ 冷却塔 ，
２ 风机 ．
３ 吸收塔 ，
４ 富液泵 ．
５Ｃ ： ．Ｏ 富液换热
１． １ 再
Ｃ ２ Ｈ Ｃ ２ ＨＮ ２ ｏ Ｈ Ｃ ２ Ｎ ０ 一＋Ｈ ０ ＋ Ｏ Ｈ Ｃ ２ Ｈ一Ｈ Ｃ ２ＨＨ Ｃ ０
Ｈ Ｈ Ｃ ２Ｈ Ｎ ２￣ Ｏ Ｈ Ｃ ２Ｉ ＋ Ｏ ＨＣ ２Ｈ －Ｈ Ｃ ２Ｈ ＮＩ － － － ３
Ｍ Ａ法 回收 烟道 气 中 Ｃ 具有 吸 收速度 快 、 Ｅ Ｏ， 吸
油气井CO2腐蚀与防_图文
含 铬 钢
开发技术公司调剖队
类型二（中等温度）类型Fra bibliotek（高温）在温度较低时， 主要发生金属的活 性溶解，为全面腐 蚀，而对于含铬钢 可以形成腐蚀产物 膜。
在中温区，两种 金属由于腐蚀产物 在金属表面的不均 匀分布，主要发生 局部腐蚀，如点蚀 等。
在高温时，无论 碳钢还是含铬钢， 腐蚀产物可较好地 沉积在金属表面， 从而抑制金属的腐 蚀。
在没有电解质存在的条件下，CO2本身并不腐蚀金属， 这说明CO2腐蚀主要表现为电化学腐蚀，即由于天然气中 的CO2溶于水生成碳酸后引起的电化学腐蚀，CO2电化学 腐蚀原理及其总体基本化学反应可描述为：
↑
事实上，CO2腐蚀常常表现为全面腐蚀与典型沉积物下方 的局部腐蚀共存。然而，对于局部腐蚀机理的研究目前尚不 够深入和详尽。大体上来说，在含有CO2介质中，腐蚀产物 FeCO3及结垢物CaCO3或不同的生成物膜在钢铁表面不同 区域的覆盖度不同，不同覆盖度的区域之间形成了具有很强 自催化特性的腐蚀电偶，CO2的局部腐蚀正是这种腐蚀电偶 作用的结果
递所控制，此时流速的变化已不重要，温度的影响变成主要影响因 素。
流速对二氧化碳腐蚀速率的影响
低流速，膜致密 中流速，膜局部 高流速，膜完全 ，腐蚀速率低 破裂，局部腐蚀 冲掉，均匀腐蚀
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金属材料的抗二氧化碳腐蚀原理及如何防护
经过挂片法及电腐蚀法的实验表明，当二氧化碳溶于水后对部分金属材料有极强的腐蚀性，二氧化碳腐蚀又可称为甜蚀，在相同的PH条件下，二氧化碳水溶液的腐蚀性比盐酸还要强。
以下是二氧化碳腐蚀影响的因素。
1、温度的影响。
研究表明，温度是影响二氧化碳腐蚀的重要因素，而且温度对腐蚀速率的影响较为复杂，在一定的温度范围内，碳钢在二氧化碳水溶液中的腐蚀速度随温度的升高而增大，当碳钢表面形成致密的腐蚀产物膜时，碳钢的溶解度随温度的升高而降低，前者加剧腐蚀，后者则有利于保护膜的形成以减缓腐蚀。
腐蚀产物碳酸亚铁溶解度具有负的温度系数，溶解度随温度的升高而降低，即反常溶解现象。
Ikeda等人的研究结果表明较低温度下，在碳钢表面生成少量松软且不致密的氧化亚铁膜，此时材料表面光滑，腐蚀为均匀腐蚀。
2、二氧化碳分压的影响
许多学者认为二氧化碳分压是控制腐蚀的主要因素之一。
Cor和marsh对此作了估计，结果为：当二氧化碳分压低于
0.021Mpa时，腐蚀可以护绿：当二氧化碳分压为0.021--0.21Mpa 时腐蚀有可能发生；当二氧化碳分压大于0.21Mpa时通常表示将发生腐蚀。
对于碳钢、低合金钢的裸钢。
最早的腐蚀速率可以用De warrd 和millians的经验公式（温度低于60°C，CO2分压小于0.2Mpa）计算：lgv c=0.67lgP（CO2）+C
式中：Vc——腐蚀速率，mm/a；
P（CO2）——CO2分压，MPa
C——温度校正系数。
此公式最初是在大气环境中，将试件置于搅拌溶液里，以实验室得到的腐蚀数据为基础建立起来的，重点考察了CO2浓度对腐蚀速率的影响而没有考虑其他影响因素，所以有一定的局限性。
3、PH值的影响
K．videm等人向正在进行试验的溶液中加入NaHCO3，使溶液的PH值升高，观察到腐蚀速率迅速发生变化。
在温度为70°C、铁离子浓度很低（1-2mg/L）时，加入12mmol/L碳酸氢钠，随着PH值由4.1升到6.2，腐蚀速率几乎降低了一倍。
Mishra B等在研究溶液中含CO2管线的腐蚀速率时，得到了腐蚀
速率与PH值及PH值与CO2分压的关系，如公式2和公式3所示。
LogIc=-1.3PH+B (2)
PHcalc=-0.5logPco2+0.0417T+3.71 (3)
式中；B——常数；Ic——腐蚀速率，mm/a。
Kane等认为：由于酸性气体的存在引起的低PH值必然引起高的腐蚀速率，相反，模拟腐蚀介质的成分获得的PH值，在高CO2和H2S分压时，也引起低的腐蚀速率。
溶液的PH值主要由温度、酸性气体的分压和HCO3ˉ的浓度来决定，其关系如公式4和公式5所示。
如果【HCO3-】>0
PH1=C1-log（Ph2s）+Pco2（温度为20°C）(4) PH2=C2-log（Ph2s）+Pco2+log（HCO3-）（温度为20°C）(5) 式中：C1和C2——常数；
Ph2s和Pco2——该两种气体的分压，Bar；
当温度大于100°C时PH值将随C1和C2的变化而变化。
4、流速的影响
实际经验和实验室研究表明，流速对钢的腐蚀有较大的影响。
腐蚀速率随流速增加有惊人的增大，并导致严重的局部腐蚀。
设计上，流动的气体或液体将对管道内壁构成强烈的冲刷，除了使管道承受一定的冲刷力、促进腐蚀反应的物质交换外，还将抑制致密保护膜的形成，影响缓蚀剂作用的发挥，尤其是在材料内壁已不光滑的条件下，局部的流速可能远远高于整体
流速，而且还可能出现紊流，因此必然会对腐蚀速率有一定的
影响。
流速对腐蚀的影响主要是由于流体流动对腐蚀介质传质效果的影响及对腐蚀产物膜在金属表面附着的影响所致。
国外
一些专家用循环流动腐蚀试验仪器得出结论：腐蚀介质流速在
0.32m/s以下时，腐蚀速度随流速增加而加速，此后以10m/s
范围内腐蚀速度基本不随流速的变化而变化。
二氧化碳腐蚀防护措施
2.1抗二氧化碳腐蚀的高耐蚀材料
国外对抗二氧化碳腐蚀钢材研究较多的国家是日本，在材料研究领域已经做了大量的工作，并取得了许多应用效果。
2.2阴极保护技术
在相应的地标输油管线中可采用通电阴极保护的措施，该方法在实施大范围野外阴极保护时比较经济，但对附近金属结构的影响较大，需要有专人管理维护，需要有稳定可靠的不间断电源。
2.3采用表面涂层保护
通过相应的工艺处理，在金属的表面形成一层具有抑制腐蚀的覆盖层，可直接将金属与腐蚀介质分离开来
2.4使用缓蚀剂
缓蚀剂（inhibitor，又称为腐蚀抑制剂）是一种用于腐蚀环境中抑制金属腐蚀的添加剂。
对于一定的金属/腐蚀介质体系，只要在腐
蚀介质中加入少量的缓蚀剂，就能有效的降低该重金属的腐蚀速率。
按作用机理，缓蚀剂可分成三类
（1）氧化膜型缓蚀剂
氧化膜型缓蚀剂本身是氧化剂或以介质中的溶解氧作氧
化剂使金属表面形成钝态的极薄致密的保护性氧化膜，造
成金属离子化过程受阻，从而减缓金属腐蚀速率。
（2）沉淀膜型腐蚀剂
沉淀膜型缓蚀剂是通过化学反应在金属表面生成沉淀莫。
沉淀莫可由缓蚀剂之间互相作用生成，也可由缓蚀剂和腐
蚀介质的金属离子作用生成。
（3）吸附膜型缓蚀剂
吸附膜型缓蚀剂加入到腐蚀介质中以后，通过吸附一方面
改变了金属表面电荷状态和介面性质，使金属表面的能量
状态趋于稳定，增加腐蚀反应的活化能，减缓腐蚀速度：
另一方面被吸附的缓蚀剂分子上的非极性基因能在金属表
面形成一层疏水性保护膜，阻碍与腐蚀反应有关的电荷或
物质的转移，也使腐蚀速度减小。