二氧化碳腐蚀
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。
针对二氧化碳的腐蚀与防护
针对二氧化碳的腐蚀与防护金属材料的抗二氧化碳腐蚀原理及如何防护挂膜法和电腐蚀法实验表明，二氧化碳在水中溶解时，对某些金属材料有较强的腐蚀性。
二氧化碳腐蚀也可以称为甜腐蚀。
在相同pH条件下，二氧化碳水溶液的腐蚀性比盐酸强。
以下是影响二氧化碳腐蚀的因素。
1.温度效应。
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。
适用于碳钢和低合金钢的裸钢。
最早的腐蚀速率可通过deward和millians的经验公式计算（温度低于60°C，CO2分压小于0.2MPa）：lgvc=0.67lgp（CO2）+C式中：vc――腐蚀速率，mm/a；P（CO2）——CO2分压，MPAC——温度修正系数。
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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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+
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 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,其腐蚀速率可达7mm/a 甚至更高。
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,油中含水3.1 % ,气中含CO
2
42 % ,仅使用18个月,N - 80 钢质油管就腐蚀泄露,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,也可形成局部腐蚀,两种腐蚀产生的条件不同。
(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,其性质为电化学腐蚀。
总的腐蚀反应为:
CO2 + H2O + Fe →FeCO3 + H2
(2) CO2的局部腐蚀:CO2的局部腐蚀可分为三种类型。
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发生点蚀敏感性的简单规则。
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。
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。
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作用的结果。
(3) CO2腐蚀的主要影响因素:
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) 左右,CO
2
的腐蚀速度出现大幅度增加。
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,会发生严重的局部腐蚀。
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:
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,主要发生均匀腐蚀;
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;
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FeCO
3
粗结晶;
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。
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。
图1 在CO2 介质中温度对不同钢腐蚀速度的影响
图中数字为铬含量:1 - 1 %;2 - 2 %;3 - 3 %;4 - 5 %;5 - 9 %;
6 - 13 %;
7 - 17 %;
8 - 25 %;
9 - 10 %
对钢材的腐蚀已经非常微从图1 可以看出,当铬含量达到17%以上时,CO
2
弱,温度的影响也不再明显。
因此可以得出以下结论:
与水已经构成对管道造成酸性腐蚀的条件;
①变气中所含的CO
2
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膜,构成对钢材产生严重腐蚀的条件;
的腐蚀速度加快;
③装置的开停工会使CO
2
④含铬量较高的高合金钢(如0Cr18Ni9不锈钢)对CO
腐蚀有明显的抑制作用。
2
. .。