最新二氧化碳腐蚀
CO2 腐蚀
CO2 腐蚀二氧化碳（CO2）常为天然气或石油伴生气的组分存在于油气中。
CO2溶入水后对钢铁有极强的腐蚀性。
在相同的pH值下，CO2的总酸度比盐酸高，对钢铁的腐蚀比盐酸严重。
二氧化碳腐蚀可能使油气井的寿命大大低于设计寿命，低碳钢的腐蚀速率可高达7mm/a，有时甚至更高。
在国外，早有关于CO2引起钢铁迅速的全面腐蚀和严重的局部腐蚀，使得管道和设备发生早期腐蚀失效的事例报道。
在国内也有不少二氧化碳腐蚀失效的事例。
例如，华北油田馏58井的N80油管被腐蚀得千疮百孔，形同筛网，仅使用18个月就不得不报废。
中原油田文-23气田开发十余年，随着开采时间延长，CO2腐蚀问题越来越严重，1995年以来，该气田已有10口井，17井次发生油管腐蚀穿孔断裂事故。
其油管腐蚀形貌呈“蜂窝状”和“沟槽”状等典型的CO2腐蚀特征形貌。
CO2腐蚀不仅造成巨大的经济损失，而且会造成严重的环境和安全事故。
另外油气井的产出水常含有钙、镁和钡等离子，易生成碳酸盐，与腐蚀产物FeCO3一起以垢的形式沉积在井管和设备表面，缩小其有效截面，甚至造成堵塞。
CO2的存在促进垢和腐蚀产物沉积在管内壁，使管壁粗糙度增大，使结蜡、结沥青和起泡等问题更为严重。
CO2腐蚀是腐蚀与防护专业的重要研究方向之一，国际上一直比较重视，有大量的研究报告。
+ Q$ u8 t6 i1 L主要是对碳钢的腐蚀危害性很大，尤其是在一定的温度、压力和介质条件下，温度升高腐蚀越加严重，压力增大，则CO2的分压也随之增大，水溶液中溶解的CO2也增加，碳钢腐蚀速度加快。
一般认为0.2MPa是CO2腐蚀的临界压力，超过此压力，碳钢腐蚀会迅速加快。
如果介质中存在氯离子,则对高强度钢或者不锈钢的腐蚀危害更大，只要是点蚀。
CO2 腐蚀CO2 腐蚀长期以来一直被认为是产生腐蚀的一个重要因素，在油气生产系统中的温度下，CO2干气本身不具有腐蚀性，但当其溶于水时，这就具有腐蚀性，通过水它可以在钢与钢接触的水之间产生电化学反应，CO2极易溶于水，溶于水后得到碳酸，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。
某油田开发中二氧化碳腐蚀的危害性现状分析
某油田开发中二氧化碳腐蚀的危害性现状分析要想降低油气田开采中的二氧化碳腐蚀，必须对腐蚀机理以及类型基质影响因素这些进行分析和研究。
通过对腐蚀机理调研可以发现，二氧化碳会产生碳酸，进而产生电化学反应，最终造成钢材腐蚀。
在腐蚀种类上有均匀和冲刷以及坑点腐蚀，影响因素较多。
现在开发中防腐蚀措施也较多，现在主要对腐蚀的危害以及方式方式进行论述。
标签：二氧化碳；腐蚀机理；防腐方式前言：在油田开发中，二氧化碳腐蚀会造成巨大损失同时也会发生灾难性后果。
二氧化碳还石油和天然气开发中产生的常见气体。
在溶于水之后对金属会有加强的腐蚀性，这些对材料造成的破坏可以称之为二氧化碳腐蚀。
这些腐蚀会使得油井寿命大大低于设计寿命，也会使得设备腐蚀失效，现在掌握好腐蚀问题研究现状以及趋势，为减少损失提升效益提供借鉴。
1 二氧化碳腐蚀的机理二氧化碳腐蚀问题一直是人们关注的主要问题。
因为在二氧化碳溶于水之后PH 值升高，不断加速管材腐蚀，金属表面附着的H2C03中没有被电离的分子会被还原为H2分子，在电解质溶液中扩散到金属表面形成H2C03。
从此也可以看出碳酸造成的腐蚀要明显比电离要严重。
腐蚀学认为，坑腐蚀诱发主要是因为有台地腐蚀机制以及流动诱导机制等都会造成膜破损。
也有人通过腐蚀产物膜生产和发展过程，提出台地腐蚀机制：坑蚀最早出现在几个点，之后发展为一片，小孔腐蚀介质会破坏腐蚀产物膜，从而造成腐蚀。
2 二氧化碳腐蚀中的影响因素二氧化碳腐蚀是一个复杂的电化学过程，主要影响因素为PH 值以及二氧化碳分压、温度和流速、水量等各种因素。
2.1 PH 值。
溶液内PH 值会影响到H2C03在水中存在方式，在研究中可以发现PH﹤4 时，主要存在形式为H2C03；在4≤PH≤10 时，主要是以HC03 的形式出现，在PH>10 时，存在形式是CO2。
同时随着PH 值持续增加，H+增加而不断下降，腐蚀速率也会逐渐降低。
随着FeCO3 内的溶解度持续下降，更方便FeCO3 腐蚀膜的形成，这样也会降低腐蚀速率。
二氧化碳吸收塔腐蚀的原因分析及对策
二氧化碳吸收塔腐蚀的原因分析及对策二氧化碳吸收塔腐蚀是指在二氧化碳吸收塔内，由于介质、工艺条件等原因，所引起的分离剂、设备金属部件的腐蚀。
其主要原因包括化学腐蚀、电化学腐蚀和磨蚀等多种因素。
下面将对二氧化碳吸收塔腐蚀的原因进行分析，并提出相应的对策。
首先，化学腐蚀是二氧化碳吸收塔腐蚀的主要原因之一、二氧化碳在吸收塔内与水反应生成碳酸，而碳酸具有一定腐蚀性，在高温、高压、高浓度等条件下容易对设备金属产生腐蚀作用。
此外，吸收塔中常使用的溴化钾、盐酸等物质也具有腐蚀性，加速了金属腐蚀的发生。
应对策略是选择耐腐蚀性能好的金属材料作为设备材料，如不锈钢、镍基合金等，以提高设备的抗腐蚀能力。
其次，电化学腐蚀也是二氧化碳吸收塔腐蚀的一个重要原因。
在吸收塔内，金属表面与介质接触形成阳极和阴极，产生电化学反应，导致金属腐蚀。
电化学腐蚀受多种因素影响，如介质中的电导率、温度、pH值等。
针对电化学腐蚀，可以采取阳极保护、阴极保护等措施，减少金属腐蚀的发生。
此外，二氧化碳吸收塔内的流体运动也会导致金属表面的磨蚀，从而引发腐蚀。
例如，流体穿过设备内部的弯头、接头等部位时，由于流速的增大和流体的冲击作用，会导致金属表面的磨蚀加剧。
为减少磨蚀引发的腐蚀，需要设计合理的流体管道结构，对容易磨蚀的部位进行加固和保护。
除了以上的原因，设备长时间运行、介质中的杂质、设备操作不当等因素也会引发二氧化碳吸收塔的腐蚀。
在实际操作中，应加强设备的维护和检修工作，定期对设备进行清洗和检测，检查设备是否存在泄漏、腐蚀等问题，并及时进行处理。
综上所述，解决二氧化碳吸收塔腐蚀问题需从多个方面进行考虑。
在设计上选择耐腐蚀性好的材料，采取合理的结构和流体管道设计；在设备运行过程中加强维护和检修工作，定期清洗和检测设备等，以保障设备的正常运行和延长使用寿命。
此外，在生产中还应加强对环境保护和减排措施的落实，减少二氧化碳的排放量，从根本上减少了对设备腐蚀的发生。
抽油机井二氧化碳防腐技术应用
抽油机井二氧化碳防腐技术应用一、前言部分区块油井因二氧化碳腐蚀造成频繁躺井，直接影响油田的正常生产，油井二氧化碳腐蚀是制约油田生产开发的一个重要因素。
采用投放缓蚀剂、阴极保护器等措施效果不明显，通过对油井腐蚀机理的分析，提出防止油井二氧化碳腐蚀工艺措施，减少油井的腐蚀，延长了油井的检泵周期，节约了油田的检测和维修成本，提高油田的开发水平。
二、腐蚀影响因素研究1.腐蚀因素二氧化碳腐蚀钢材主要是二氧化碳溶于水生成碳酸而引起电化学腐蚀所致，主要考虑以下影响因素：1、二氧化碳分压的影响：二氧化碳分压小于0.021MPa 不产生腐蚀；在0.021～0.21MPa间为中等腐蚀；大于0.21MPa产生严重腐蚀。
2、矿化度的影响：溶液中以Cl-的影响最为突出，Cl-浓度越高，腐蚀速度越大，特别是当Cl-浓度大于3000mg/L 时腐蚀速度尤为明显。
3、流速的影响：一般认为随流速的增大，H2CO3和H+等去极化剂能更快地扩散到电极表面，使阴极去极化增强，消除扩散控制，同时使腐蚀产生的Fe2+迅速离开腐蚀金属的表面，因而腐蚀速率增大。
2.产出物分析2.1产出水在研究的过程中我们对30样本井进行了数据分析与采集，研究治理提供可靠依据。
通过对30口油井产出水的PH值、矿化度、氯离子含量和硫酸盐还原菌等指标进行分析，PH值为5.5～6.0，矿化度为44023～84040 mg/L，Cl-平均含36762mg/L ，SRB含量450～1000个/ml。
2.2伴生气将分析的伴生气中二氧化碳的含量和计算出的分压进行分析可知油井伴生气中二氧化碳的平均含量为1.78%，平均分压为0.28MPa。
油田产出水的二氧化碳含量相对较多，属于严重腐蚀等级，同时产出液的PH值较低（5.5～6.0），由此会产生严重的电化学腐蚀。
3.腐蚀影响因素认识通过腐蚀因素的实验分析，可以得出造成油井腐蚀的主要原因是：3.1油井含水率高，平均含水94.5%，介质的矿化度较高，Cl-、HCO3-等强腐蚀性离子含量高，溶液的PH值介于5.5～6.0之间，呈弱酸性，势必会造成油管、杆的电化学腐蚀。
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。
二氧化碳缓蚀剂的研究进展
二氧化碳缓蚀剂的研究进展王欣彤;杨江;陈旭【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2024(53)11【摘要】为了有效应对全球气候变暖达到碳中和的目标,碳捕集、利用与封存(CCUS)技术被大力推广和应用。
CCUS过程,油气开发和集输过程始终面临着严重的二氧化碳(CO_(2))腐蚀问题。
CO_(2)腐蚀会带来严重的经济损失、环境污染和人身安全等问题。
相比于采用昂贵的合金材料防腐措施,在普通碳钢基础上添加缓蚀剂是应对CO_(2)腐蚀较为简单、经济的防腐方法之一。
总结了近几年不同类型CO_(2)缓蚀剂的研究进展,包括传统的含有N、O、S、P等杂原子的有机缓蚀剂,含有杂环的有机缓蚀剂,具有两亲性的表面活性剂类缓蚀剂,新型无机纳米材料类缓蚀剂(如石墨烯、碳量子点、离子液体和金属配合物等),以及植物提取物、氨基酸、天然油和生物聚合物等天然型绿色环保缓蚀剂。
分析了这些不同缓蚀剂的优缺点和适用性,并讨论了这些缓蚀剂的研究现状。
同时,总结了缓蚀剂构效关系和协同效应的研究热点及其存在的问题。
最后针对这些不同缓蚀剂的特点和研究现状,对未来CO_(2)缓蚀剂的研究方向进行了分析与展望。
【总页数】10页(P117-126)【作者】王欣彤;杨江;陈旭【作者单位】辽宁石油化工大学石油化工学院;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院;中国石油大学(华东)化学化工学院【正文语种】中文【中图分类】TG174【相关文献】1.金属表面缓蚀剂自组装单分子膜的STM研究进展Ⅰ.惰性金属表面的缓蚀剂自组装单分子膜2.金属表面缓蚀剂自组装单分子膜的STM研究进展Ⅱ.常用金属表面的缓蚀剂自组装单分子膜3.二氧化碳腐蚀缓蚀剂及其缓蚀机理的研究进展4.二氧化碳缓蚀剂研究进展5.一种油田用抗二氧化碳缓蚀剂的合成实验探究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
油气井二氧化碳腐蚀及其缓蚀研究
【 键词 】 关 ＣＯ， 蚀 腐 蚀 速 率 电化 学 法 缓 蚀 剂 腐
二 氧化 碳 溶 于水 后 对 部 分 金 １二 氧 化 碳 腐蚀 影 响 因素
的Ｆ Ｃ ， ｅ Ｏ 膜 此时材料表面光滑 ， 腐
属 材 料 有 极 强 的 腐 蚀 性 ， 由 此
而 引 起 的 材 料 破 坏 统 称 为 Ｃ０ １１ 温 度 的 影 响 ．
响 因素 ，所 以有 一 定 的局 限性 。
１３ ｐ ． Ｈ值 的影 响
通 过 相 应 的Ｔ 艺 处 理 ，在 金
实 际经 验 和实验 室研 究 表 明 ， 属 的表 面形 成 一 层 具 有 抑制 腐 蚀 流 速 对 钢 的 腐 蚀 有 较 大 的 影 响 。 的覆 盖 层 ，可 商 接 将 金 属 与腐 蚀
及 在 ｉ 次 采 油 中 回 注 ＣＯ， 化 采 碳 水 溶 液 中 的 腐 蚀 速 度 随 温 度 的 因素 之 一 ｏｎ和 Ｍａｓ 对 此 作 了 强 。Ｃ ｒ ｒｈ
油Ｔ艺 （ Ｏ Ｅ Ｒ）的广泛应用 ，二 氧 升 高 而增 大 ， 当碳 钢表 面形 成 致 估计 ，结果 为 ：当 Ｃ ， Ｏ 分压低于 ０ ．
ｌｖ＝ ．７ （ Ｃ ｇ ０６ Ｐｃ ） １ ｏ＋ ｇ
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１） （
式中 ——ｆ 莴蚀速率 ，ｍ ／； ｍａ 平云峰 （ ９ ４一 ）１ ９ １７ ９ ７年毕 业于大庆石油学 院油藏 工程专业 ，工 程师 ，长 期从 事二 氧化碳增 油机 理研 究和 现场应 用工 作 。
化碳 腐 蚀 『 题 始终 困扰 着 油 气 Ｔ 密 的腐 蚀 产 物 膜 时 ，碳 钢 的溶 解 ０ １ＭＰ ｎ Ｊ ２ ａ时 ，腐蚀 可 以忽 略 ；当
、 的发 展 。 ｌ
浅谈天然气管道中的CO2腐蚀
浅谈天然气管道中的CO2腐蚀随着天然气的开发利用，天然气田相继出现，天然气管网的日益增多，而管道遭受腐蚀也是最十分少见的现象，CO2腐蚀也就显得越来越重要。
在液化的开发加工和输送过程中，各类管道遭受腐蚀是最常见的现象，近年来，随着天然气大力推广的广泛使用推广，CO2腐蚀是油气管道中常见的腐蚀类型，众所周知，油气管道有外腐蚀和内共腐蚀。
从设计开始就对外腐蚀采取周密有效的措施，而对内腐蚀若果重视H2S 的腐蚀，对CO2腐蚀目前来说尚未得到行之有效的措施。
其实CO2也是造成内主要腐蚀的一种重要原因，使得CO2腐蚀环境问题变的日益突出。
1.CO2腐蚀的机理CO2腐蚀长期以来一直被认为多孔性是一个问题，而且已经进行了广泛的研究。
干燥气相CO2本身不具有腐蚀性，CO2极易溶于水，当遇水时，一定量的CO2将已经形成具有一定浓度的CO2溶液——H2CO3（碳酸），H2CO3和无机酸相比，因为它不能完全被熔化，所以它是一种弱酸。
各种机理对生锈腐蚀过程都进行了假设，但都包含有CO2溶于水中所形成的碳酸或碳酸氢根离子——这引致的腐蚀速度比导致强酸中以相同pH值所得到的腐蚀速度还相对较低。
碳酸反应的步骤可以列举如下概括如下：CO2(气)+H2O=H2CO3碳酸水解：H2CO3→H++HCO3-HCO3-→H++CO32-溶液中的H2CO3和Fe反应促使Fe腐蚀：Fe→Fe2++2e阳极反应H++e→H阴极反应2H→H2Fe+H2CO3→FeCO3+H2由于H2CO3第八次水解非常微弱，所以认为H2CO3溶液中主要存在H+和HCO3-等离子，因此大部分反应溴化氢中大多数物质不是FeCO3而是Fe(HCO3)2,Fe(HCO3)2在一定温度下发生分解。
Fe(HCO3)2→FeCO3+H2O+CO22.CO2腐蚀的影响因素CO2腐蚀受到众多因素的影响，主要包括CO2分压、温度、pH值、介质流速、碳酸盐垢、蜡的作用等等。
2.1.CO2分压CO2溶解于水相生成H2CO3，与管道表面发生化学反应，产生CO2腐蚀。
油气开发中CO2腐蚀及其缓蚀剂的选用
油气开发中CO2腐蚀及其缓蚀剂的选用在日常油气开发的过程之中，在CO2腐蚀之后，油井会面临着穿孔报废的问题，从而带来了巨大的经济损失。
本文将针对CO2在油气开发之中的腐蚀问题进行相应地探究，从而提出合理的缓蚀剂选用建议。
标签：油气田开发；CO2腐蚀；缓蚀剂CO2腐蚀是油气田常见的腐蚀类型之一，近些年，随着CO2驱油技术的发展，CO2腐蚀问题又成为研究关注的重点。
高浓度CO2腐蚀会对油气井管线和设备造成严重的腐蚀，引发局部腐蚀穿孔，造成巨大的经济损失，甚至可能引发严重的安全事故。
缓蚀剂使油气田抑制CO2的腐蚀最为常用的措施，选用缓蚀剂能够成功延缓油气开发中CO2的腐蚀现象，高效抑制CO2腐蚀的缓蚀剂能够将腐蚀的速率控制在0.03mm/a以下。
本文分析了油气开发中CO2腐蚀基本情况，提出缓蚀剂的选用原理和应用建议，从而最大程度上降低CO2因腐蚀而带来的实际损失。
1 CO2在油气开发中的腐蚀问题以及发展现状1.1 生产系统腐蚀油田开发中，常伴生较高含量的CO2和H2S气体，这些气体溶于水后使介质酸性增加，对油井管柱造成较严重的腐蚀和损害。
CO2腐蚀形势主要有点蚀、蜂窝状腐蚀、台地浸蚀和流动诱发局部腐蚀四种不同的腐蚀形势，一定条件下管材的腐蚀速率甚至会高达12.6 mm/a以上。
在上世纪八十年代我国进行油气开发的过程之中，就是因为没能够正确认识CO2的腐蚀问题，而造成华北油田的多口高产油井，在一年半的时间内完全报废，对于我国而言造成了巨大的经济损失；美国的Little Creek油田实施CO2驱油提高采收率试验期间，由于没有采取CO2腐蚀防护措施，采油井的油管管壁在使用不到5个月时就发生了腐蚀穿孔。
1.2 超临界CO2腐蚀CO2驱油过程中，常采用超临界状态对CO2进行集输和注入。
干燥的超临界CO2腐蚀速率较低，但以CO2为主体的流体往往会夹杂少量水和H2S、SO2等气体杂质，这些介质加剧了介质对管材的腐蚀，给油田带来了较大的经济损失。
油气田开发中二氧化碳腐蚀的危害与研究现状
在油气 田开 发过 程 中 ， 氧化 碳腐 蚀不 仅造 成 了巨 大 的经 二 济损失 ， 而且带来 一些灾 难性 后果 。二 氧化 碳常 作 为天 然气 或 石油伴生气 的组 分存 在于 油气 中 ， 用二 氧化碳 提 高石 油采 收 采 率 的技术 以及强化采 油工艺（ Ｏ 的广泛应 用使油气 田开发 中 Ｅ Ｒ） 广泛存在二氧化碳 。二氧化碳 溶于水后 对部分金 属材料 有极 强 的腐蚀性 ， 由此而引起 的材 料破 坏统称 为 Ｃ 腐 蚀 。二 氧化 碳 Ｏ 腐蚀也 叫“ 甜蚀” 在相 同 ｐ ， Ｈ值 条件下 ， Ｏ Ｃ ：水溶液 的腐 蚀性 比 盐酸还强 。二氧化碳腐蚀 可能使油气井 的寿命 大大低 于设计 寿
（ ｅ ｌ ｉ ｌ ｎｔｕｅｏ ｌ ｔ ｅｅ ｐ ｅ ｔ Ｑ ｎｈ ｉ ｉ ｅ ， ｉｇ ａ Ｈ ｉ １４ ０； １Ｇ ｏｏ ｃ ｓｔｔ ｆ ａ ｖｌ ｍ ｎ ， ｉｇ ａ Ｏｌ ｌ Ｑ ｎ ｈｉ ａ ｉ ６ ０ ｇ ａＩ ｉ Ｐ ｎＤ ｏ ｆｄ ｉ ｘ８ ２Ｌ ｎ ｅｇ—ｈ ｎｇ ｍ ｎ ｅｅｏ ｍ ｎ Ｓｕ ｉ ，Ｑ ｎｈ ｉ ｉ ｅ ，Ｇ ｎ ｕＤ ｍ ｕ ｎ ３ ２ ２ Ｃ ｉａ ｕＭａ ａｅ ｅ ｔ ｖｌ ｅ ｔ ｔｄｏ Ｄ ｐ ｓ ｉｇａ Ｏｌ ｌ ａ ｓ ｕ ｈ ａ ｇ ６ ０ ， ｈｎ ） ｆｄ ｉ ７
腐蚀速度达到 ３ｍ ／ ， ｍ ａ且腐蚀 特征为坑 蚀 、 状腐蚀 、 环 台面状 腐
蚀 。故判定为 Ｃ 多相 流造成 的甜蚀 。另外 ， 东地 区的某 些 Ｏ 川
石炭系气藏 中 Ｃ Ｏ 分压 高达 ０ ４～０ ６ＭＰ ； ． ． ａ 南海崖 １ ３—１ 田 气 天然气 中的 Ｃ ： Ｏ 含量约 为 １％ ； ０ 胜利油 田的气 田气 中 Ｃ 含 量 Ｏ 高达 １ ％左右 ； ２ 大庆油 田、 吉林油 田也都发生过因 Ｃ ： Ｏ 腐蚀而造 成设备严重腐蚀 的情况 。Ｃ ： 蚀也 是一 个世 界性 的 问题 ， Ｏ腐 例 如北海油 田挪威一侧 的 Ｅ ｏ ｓ 田 Ａｐ ａ 台的高温立 管 ， ｋｆ ｈ油 ｉ ｌ 平 ｈ 使
侵蚀性二氧化碳强腐蚀条件下桩基及基础防腐
游离状态下二氧化碳是指溶于水中的二氧化碳，侵蚀性二氧化碳是指超过平衡量并能与碳酸钙发生反应的游离状态二氧化碳。
当土层环境相对密闭，且土层中存在大量有机质和腐殖质时，有机质及腐殖质分解会产生二氧化碳。
另外，当酸雨等受污染的地表水渗入土壤中，并与之发生反应，也会产生二氧化碳。
一旦二氧化碳含量超过平衡量，就会在地质勘察时，检测出侵蚀性二氧化碳腐蚀。
近期，多地项目，地勘中均给出侵蚀性二氧化碳中腐蚀，甚至强腐蚀的结果，现以辽宁省抚顺市某污水处理厂项目为例，对侵蚀性二氧化碳的影响以及应对措施进行研究。
勘察场区地势较平坦，勘察钻孔绝对标高为98.54米～100.82米，高差为2.28米。
地貌类型为丘陵坡地。
经钻探勘察场区未发现大的断裂构造，场区稳定。
不存在泥石流等地质灾害的地质环境条件，未发生过地面沉降、地面塌陷和地裂缝等地质灾害。
勘探钻探结果表明，在勘探深度范围内，地层自上而下依次为：①素填土层：由碎石、粘土少量砂土组成，稍湿，松散。
回填年限小于十年，为欠固结土。
层厚1.30米～3.70米，层底埋深1.50米～4.10米，层底高程95.49米～98.48米，该层分布连续。
②粉质黏土层：灰色、灰褐色，团粒结构，层状构造，干强度中等，韧性中等，摇振反应无，切面略有光泽，稍湿，软可塑。
层厚0.20米～0.80米，层底埋深1.90米～5.70米，层底高程95.47米～98.28米。
该层分布基本连续，局部揭露为薄层。
③粗砂层：黄褐色－灰黑色，混粒，由长石石英质组成，松散，稍湿－饱和，含少量砾砂。
层厚0.30米～2.60米，层底埋深2.70米～5.00米，层底高程94.32米～96.55米，该层分布较连续。
④-1圆砾层：黄褐色，松散，饱和，局部下部呈稍密状态，长石石英质，混粒结构，级配好，分选差，一般粒径在20mm～40mm 之间，最大粒径50mm，含量为52%，充填中粗砂，层厚0.20米～1.60米，层底埋深3.60米～6.10米，层底高程93.42米～95.93米，该层分布较连续。
二氧化碳腐蚀过程
二氧化碳腐蚀过程
二氧化碳腐蚀是指在存在二氧化碳（CO2）气体的环境中，某些金属或合金材料表面发生腐蚀现象。
二氧化碳腐蚀是一种电化学腐蚀过程，涉及到各种电化学反应。
首先，CO2气体溶解在水中形成碳酸（H2CO3），这是二氧
化碳腐蚀的关键步骤。
碳酸能够降低水的pH值，增加溶液的
酸度。
在酸性溶液中，金属或合金表面会发生氧化反应。
通常情况下，金属表面上的保护性氧化膜能够阻止进一步的腐蚀，但在
CO2存在的酸性溶液中，碳酸会与氧化膜反应生成可溶性的
金属碳酸盐。
这样，金属表面的保护性氧化膜被破坏，暴露出新的金属，再次开始腐蚀过程。
此外，CO2还可以催化电化学反应，例如在金属表面上促进
氢离子的还原反应。
这将进一步推动腐蚀过程。
总的来说，二氧化碳腐蚀是一种复杂的电化学过程，涉及到二氧化碳溶解、酸碱平衡、氧化还原等反应。
对于防止二氧化碳腐蚀，可以采取一些措施，例如使用防腐涂层、选择抗腐蚀材料、控制二氧化碳浓度等。
二氧化碳腐蚀
二氧化碳腐蚀二氧化碳腐蚀是指油气管道中含有一定浓度的二氧化碳(CO2)和水时产生的腐蚀。
某些天然气，特别是凝析气中常含有较高浓度的二氧化碳(CO2)。
二氧化碳(CO2)溶解在采出水或冷凝水中生成碳氢酸根离子(HCQT)、碳酸根离子(CCV-)离子，使钢铁产生电化学腐蚀。
二氧化碳(CO2)腐蚀属于氢去极化腐蚀，往往比相同pH值的强酸腐蚀更严重。
其腐蚀除受到去极化反应速度控制外，还与腐蚀产物是否在金属表面形成膜及膜的稳定性有关。
二氧化碳(CO2)腐蚀破坏多为膜破损处的点蚀。
二氧化碳(CO2)与硫化氢(H2S)共存时会增大其腐蚀速率，并增大金属氢致开裂和硫化物应力开裂的敏感性。
影响二氧化碳(CO2)腐蚀的主要因素有:二氧化碳(CO2)分压、温度、腐蚀产物膜的结构和形态、流速等。
腐蚀机理关于二氧化碳腐蚀机理方面的研究工作较多。
据文献资料介绍1.6~91,二氧化碳腐蚀遵循以下机制,阳极反应如下:Fe+ H2O - >FeOHad+ H++ eFeOHad→FeOH++eFeOH* + H+- +Fe++ H20阴极反应有以下两种情况:1)非催化的氢离子阴极还原反应:CO201+ H2O - +H 2CO 301H2CO3s1→Hs1+ HCO 3Hs→H ad .Had+ e- >HadHad+ Had+ e- *H2ad2Had→H 2adH 2ad *H 2801Had→H ab2)表面吸附CO2ad的氢离子催化还原反应:CO2so1- CO 2adCO2ad+ HzO- *H 2CO 3adH2CO 3ad+ e- >Had+ HCO 3adH2CO3ad- >Had* + HCO 3adHad+ e→H adHCO3ad + Hs1- H 2CO 3ad .Had+ Had+ e- H 2ad2Had H 2ad .H2ad- >H2solHad→H ab式中:ad,sol,ab分别为吸附，溶液和吸收, H ad表示吸附在钢铁表面的氢原子，Hab表示渗入钢铁内即钢铁所吸收的氢原子，H表示溶液介质体系中的H*。
侵蚀性二氧化碳强腐蚀条件下桩基及基础防腐
侵蚀性二氧化碳强腐蚀条件下桩基及基础防腐
张玘璐;安然
【期刊名称】《佛山陶瓷》
【年(卷),期】2024(34)2
【摘要】根据《工业建筑防腐蚀设计标准》GB/T50046-2018要求,侵蚀性二氧化碳环境被定义为强腐蚀环境,在此环境下,规范要求桩基宜选用预制钢筋混凝土桩、
可选用预应力高强混凝土管桩、预应力混凝土管桩,不建议采用钢筋混凝土灌注桩。
但是现实情况中,部分工程项目由于特殊的地质条件原因导致部分土层难以穿透,或
打桩位置在既有建、构筑物附近,挤土效应明显的管桩施工会导致已有建、构筑物
产生倾斜变形、墙体裂缝、基础扰动等一系列问题,不适合采用预制桩。
因此,桩基
型式的选择陷入两难的境地。
而且对于强腐蚀的环境,基础防腐做法也更为严格,会
极大程度地提高造价、增加施工难度。
本文以特定项目为研究背景,从侵蚀性二氧
化碳反应机理、规范发展历程、实践工程经验等方面,给出侵蚀性二氧化碳强腐蚀
条件下,桩基选型建议和基础防腐做法。
【总页数】3页(P17-19)
【作者】张玘璐;安然
【作者单位】辽宁省石油化工规划设计院有限公司;沈阳科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU7
【相关文献】
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CO
2易溶于水,常温常压下饱和水溶液所溶解的CO
2
浓度为0.04mol/ L ,大部分
1
CO2 是以结合较弱的水合物分子形式存在,只有一小部分形成碳酸,电离出的H+ 2
会降低水的pH 值。
CO2 溶入水后对部分金属材料有极强的腐蚀性。
在相同的pH 3
值下,由于CO2 的总酸度比盐酸高,因此它对钢铁的腐蚀比盐酸还严重,其腐蚀速4
率可达7mm/a 甚至更高。
5
CO2 水溶液能引起钢铁迅速腐蚀,使得管道设备发生早期失效。
例如,美国
6
Little Creek 油田实施CO2 驱油试验期间,不到5 个月油管管壁就腐蚀穿孔,腐7
蚀速率高达12. 7mm/a 。
中国华北油田58号井,曾日产原油400t 、天然气105m3, 8
油中含水3.1 % ,气中含CO
242 % ,仅使用18个月,N - 80 钢质油管就腐蚀泄露,
9
造成井喷,被迫停产。
CO2 溶于水后对管道和设备可形成全面腐蚀,也可形成局部10
腐蚀,两种腐蚀产生的条件不同。
11
(1) CO2的全面腐蚀:在温度较低时,CO2对碳钢的腐蚀主要表现为全面腐蚀,其12
性质为电化学腐蚀。
总的腐蚀反应为:
13
CO2 + H2O + Fe →FeCO3 + H2
14
(2) CO2的局部腐蚀:CO2的局部腐蚀可分为三种类型。
15
①点蚀:点蚀表现为钢材出现凹坑,并且四周光滑。
一般说来,点蚀存在一个温
16
度敏感区间,且与CO2分压、材料的组成有密切关系。
目前,还没有用于预测钢材17
发生点蚀敏感性的简单规则。
18
②台地侵蚀:台地侵蚀会出现较大面积的凹台,底部平整,周边垂直凹底。
当钢
19
铁表面形成大量碳酸亚铁膜、而膜又不是很致密和稳定时,容易造成上述破坏。
20
③流动诱使局部腐蚀:流动诱使局部腐蚀形状如凹沟,即平行于物流方向的刀
21
形线槽沟。
钢材在传流介质条件下会发生流动诱使局部腐蚀。
在这类腐蚀下,往22
往在被破坏的金属表面形成沉淀物层,但表面很难形成具有保护性的膜。
23
CO2的腐蚀破坏往往是由于局部腐蚀造成的,然而对局部腐蚀的机理仍缺乏深24
入的研究。
总的说来,在含CO2的介质中,腐蚀产物( FeCO
3)、垢(CaCO
3
)或其它的
25
生成物膜在钢材表面不同的区域覆盖度不同,这样不同覆盖度的区域之间形成了26
具有很强自催化特性的腐蚀电偶或闭塞电池。
CO2的局部腐蚀就是这种腐蚀电偶27
作用的结果。
28
(3) CO2腐蚀的主要影响因素:
29
①介质含水量:无论在气相还是在液相中,CO
2腐蚀的发生都离不开水对钢材表
30
面的浸湿作用。
随着含水量的增大,CO
2的腐蚀速度增大,在含水率为45 %(质量)
31
左右,CO
2的腐蚀速度出现大幅度增加。
32
②CO
2分压:CO
2
分压对钢的腐蚀形态有显著的影响。
当CO2 分压低于0.0483MPa
33
时,易发生CO
2的均匀腐蚀;当CO
2
分压在0.0483～0.207MPa时,则可能发生不同程
34
度的小孔腐蚀,腐蚀程度为中度;当CO
2分压大于0.207MPa 时,会发生严重的局部
35
腐蚀。
36
③介质温度: 对于铁来说,温度(T)对CO
2腐蚀的影响可以分为4 个阶段:
37
T< 40 ℃时,CO
2与铁的反应产物为FeCO
3
,软而无附着力,金属表面光滑,主要发
38
生均匀腐蚀;
39
60～110 ℃,铁表面可生成具有一定保护性的腐蚀产物膜,局部腐蚀较突出;
40
110 ℃附近,均匀腐蚀速度高,局部腐蚀严重(深孔) ,腐蚀产物为厚而松的41
FeCO
3粗结晶;
42
150 ℃以上时,生成细致、紧密、附着力强的Fe
2CO
3
和Fe
3
O
4
膜,腐蚀速率较低。
43
钢种的不同和环境介质参数的差异,对腐蚀温度规律会产生影响,故需要具体44
问题具体分析。
含CO
2介质中温度对铬含量不同钢种腐蚀速度的影响见图1。
45
46
图1 在CO2 介质中温度对不同钢腐蚀速度的影响
47
图中数字为铬含量:1 - 1 %;2 - 2 %;3 - 3 %;4 - 5 %;5 - 9 %;
48
6 - 13 %;
7 - 17 %;
8 - 25 %;
9 - 10 %
49
从图1 可以看出,当铬含量达到17%以上时,CO
2对钢材的腐蚀已经非常
50
微弱,温度的影响也不再明显。
51
因此可以得出以下结论:
52
①变气中所含的CO
2与水已经构成对管道造成酸性腐蚀的条件;
53
②中变气流动诱使局部腐蚀,由于冲刷使得碳钢金属表面很难形成具有保护性
54
膜,构成对钢材产生严重腐蚀的条件;
55
③装置的开停工会使CO
2的腐蚀速度加快;
56
④含铬量较高的高合金钢(如0Cr18Ni9不锈钢)对CO
2腐蚀有明显的抑制作用。
57。