CO2腐蝕
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-05
CO2腐蝕的實例教程
油氣田高含H2S、CO2和Cl-環境下壓力容器腐蝕機理研究進展[J]. 石油化工設備, 2008, 37(5).
CO2溶于水后對材料的破壞稱為CO2腐蝕。對于低合金鋼，CO2不僅能夠引起全面腐蝕，還會造成局部腐蝕，局部腐蝕以蝕坑、臺面侵蝕和流動誘導3種基本形式出現。另外，碳鋼在CO2-H2O體系中還會發生腐蝕力腐蝕開裂（一般認為是陽極溶解性的）。
目前，被廣為接受的CO2腐蝕機理是：CO2溶解于水中生成碳酸，在金屬表面發生電化學反應。
CO2腐蝕的影響因素主要包括環境和材料兩大類，其中，環境因素:
1、CO2分壓的影響
當CO2分壓：低于0.021 MPa時，腐蝕輕微；0.021~0.2 MPa時，可能發生坑蝕；大于0.2 MPa時，發生嚴重局部的腐蝕。
2、溫度的影響
溫度是通過化學反應和腐蝕產物膜特性來影響鋼的腐蝕行為。碳酸電離常數隨溫度的升高而增加，所以溫度上升，介質的酸性增強，導致腐蝕產物膜溶解、疏松，并因此促進全面腐蝕和局部腐蝕。90℃以下，腐蝕速率隨著溫度升高而增加；110℃左右時，FeCO3保護膜上會出現粗大的結晶，并逐步增大和剝離而產生局部腐蝕。在150℃左右，鋼材與CO2在最初20h形成一層薄而致密的保護膜。
溫度和流速對腐蝕速度的影響是緊密相關的，不同溫度下，介質中臨界流速也有所不同，在CO2分壓為0.1 MPa和60℃下，流速增加使腐蝕速度急劇增大，流速轉折點為0.32 m/s。
3、pH值的影響
pH值的變化直接影響CO2在水中的存在形式。pH小于4時，主要以H2CO3存在，在無O2時，碳鋼腐蝕主要是H+去極化作用。pH值在4~10以HCO存在。pH大于10時主要以CO存在，有利碳酸鹽結垢的形成和穩定。
展開 (a)水熱法合成的MgO片狀晶的TEM圖像；
(b)在300keV, 0.1A/cm2電子束輻射14min后，MgO片狀樣品并未改變；
(c)引入2 Pa的CO2導致反應MgO + CO2→MgCO3劇烈進行；
(d)真空加熱2 min至400oC，非晶態產物結晶，內插圖為納米晶MgCO3的SAED圖像；
(e-h)暴露在2 Pa的CO2和電子書輻射下，FIB制備的Mg柱的表面演化，TEM圖像表示初始氧化層到MgCO3&MgO納米晶的轉變過程。
圖3：將鎂及其合金表面的原生氧化層轉化為致密保護層。
(a)帶原生氧化層和處理后帶致密保護層的金屬鎂柱體去離子水中浸泡測試結果對比；
(b)可以通過控制電子束輻照位置來選擇鎂合金柱體上被保護區域。
圖4：將已被腐蝕的鎂合金表面轉化為防護性涂層。
(a)經聚焦離子束(FIB)處理的ZK 60鎂合金柱和對應的選區衍射圖像；
(b)浸入去離子水1min后，一些蓬松的Mg(OH)2&MgO腐蝕產物出現在柱體表面；
(c)被腐蝕的柱狀樣品在CO2和電子束輻射環境下暴露20min后，新形成的MgCO3包裹在柱體的底部；
(d)水浸后，僅柱體上部分被腐蝕，被MgCO3包裹的部分沒有改變；
(e)在潮濕空氣中暴露20天，上部分進一步被腐蝕，受保護部分仍然未受損傷。
圖5：處理后的表面層對樣品力學性能的影響。
展開 In:CO2 corrosion in oil and gas production selected papers,abstracts and references[C].Newton L E,Hauler R H.NACE:USA,1984:1-12.
[9] SCHMITT G.CO2 corrosion of steels an attempt to range parameter and their effects[J].Corrosion,1984,40(2):436-502.
[10] 李丹，梁若渺，劉曉，廖銳全，羅威.溫度和Cl-對Q235鋼在MDEA/CO2體系中腐蝕行為的影響[J].電鍍與涂飾，2021,40(19):1515-1520.
文章來源：江西化工
展開 金屬材料力學性能測試：拉伸試驗，彎曲試驗，沖擊試驗，氣壓試驗，維氏硬度試驗，CTOD試驗等；
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金相檢驗：滲碳層深度，磷化膜檢測，高倍微觀金相，低倍組織，粉末冶金金相分析，鍍層厚度分析，球墨鑄鐵，珠光體含量，鐵素體含量，宏觀金相，斷口分析等；
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業務范圍涉及橋梁，風電，航空航天，機械、電氣及承壓設備，建材，電梯，軌道車輛。
本公司提供特種設備資質認證咨詢服務，服務全國各地企業順利獲得資質許可核準證。
展開 該區塊綜合含水超過70%，屬于高含水期，采出水礦化度10000~45000mg/L，導電性較強，其中Cl-含量10000~20000mg/L，約占礦化度總量的50%，Cl-作為腐蝕過程中的催化劑，可以穿過腐蝕產物膜滲透到基材中，形成局部點蝕坑，點蝕坑與附近的腐蝕溶液形成腐蝕微電池環境，加速腐蝕。見圖1。
通過對失效管段內壁收集的腐蝕產物進行XDR分析，發現腐蝕產物主要有大量的CaCO3、CaSO4、鐵的氧化物、FeS和少量的FeCO3，水質中Ca2+含量較多，參照《油田水結垢趨勢預測》（SY/T0600-2009）中用Davis-Stiff飽和指數法進行預測，SI=1.262＞0，表明結垢趨勢明顯，由于溶解度較小結垢產物碳酸鹽和硫酸鹽，會沉積在金屬表面，形成閉塞電池，閉塞區域內的電解質無法與外界形成有效的對流和擴散，同時水解作用的存在造成閉塞區域與周圍環境的pH值差異較大，形成垢下濃差腐蝕，生成鐵的氧化物。反應過程如下：
Ca2++CO32-→CaCO3
Ca2++SO42-→CaSO4
閉塞區域陽極：Fe→Fe2++2e
陽極水解：4Fe2++6H2O+O2→4FeOOH+8H+
此外，氣體組分中含有部分CO2和H2S，但兩者的分壓比較小，研究表明：當P（CO2）/P（H2S）＜20時，腐蝕主要以H2S為主，因此腐蝕產物主要為FeS，還有少量的FeCO3。
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文章來源：江西化工
船舶與海洋工程結構的主要失效形式包括: 均勻腐蝕、點蝕、應力腐蝕、腐蝕疲勞、腐蝕/磨損、海生物 (宏生物) 污損、微生物腐蝕、H2S與CO2腐蝕等等。控制船舶和海洋工程結構失效的主要措施包括: 涂料 (涂層) 、耐腐蝕材料、表面處理與改性、電化學保護 ( 犧牲陽極、外加電流陰極保護) 、緩蝕劑、結構健康監測與檢測、安全評價與可靠性分析及壽命評估。
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01
添加緩蝕劑
目前，對于緩蝕劑配方的評價主要集中在CO2腐蝕，對于CO2和H2S兩種共存條件下的緩蝕劑開發還不多。
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CO2溶于水后對材料的破壞稱為CO2腐蝕。對于低合金鋼，CO2不僅能夠引起全面腐蝕，還會造成局部腐蝕，局部腐蝕以蝕坑、臺面侵蝕和流動誘導3種基本形式出現。另外，碳鋼在CO2-H2O體系中還會發生腐蝕力腐蝕開裂（一般認為是陽極溶解性的）。
目前，被廣為接受的CO2腐蝕機理是：CO2溶解于水中生成碳酸，在金屬表面發生電化學反應。
為了減少給水系統和省煤器、水冷壁管的腐蝕,主要的方法是減少給水中的溶解氧，或在一定條件下適當增加溶解氧，緩解氧腐蝕，并適當提高給水PH值，消除CO2腐蝕。
除氧方法分為化學除氧和熱力除氧兩種，電廠常用以熱力除氧為主，化學除氧為輔的方法進行除氧。
化學除氧法時利用某些易與氧發生化學反應的互學藥劑，使之與水中溶解的氧發生化學反應，生成對金屬不產生腐蝕的物質而達到除氧的目的。
01
添加緩蝕劑
目前，對于緩蝕劑配方的評價主要集中在CO2腐蝕，對于CO2和H2S兩種共存條件下的緩蝕劑開發還不多。
【引言】
鎂基合金憑借其輕量化、高能效和環境友好的特點，有望在交通工具、3C產品和航空航天業乃至生物醫用材料領域得到廣泛應用。然而，與金屬鋁或鈦表面形成的鈍化薄膜不同，暴露在空氣中的Mg表面形成的薄膜主要成分是可滲透且無防護性的MgO和Mg(OH)2。因此，鎂基合金的應用由于其對腐蝕的高度敏感而受到限制。
【成果簡介】
