碳钢在二氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究.pdfVIP

第 32 卷 第 5 期 北 京 化 工 大 学 学 报 Vol . 32 , No . 5 2005 年 J OU RNAL OF B EIJ IN G UN IV ERSI T Y OF CHEM ICAL TECHNOL O GY 2005 碳钢在二氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究 赵景茂 　顾明广 　左 　禹 (北京化工大学材料科学与工程学院 , 北京 　100029) 摘 　要 : 研究了碳钢在二氧化碳饱和溶液中各种因素对腐蚀的影响 。研究结果表明腐蚀速率随 CO2 压力的升高 而增大 ;温度在 60 ℃时腐蚀速率最大 ;钙离子的存在减缓了腐蚀 ;当NaCl 质量浓度等于 30 g/ L 时 ,腐蚀速率最大 ; Mg2 + 和 SO2 - 离子对腐蚀速率影响不大 。 4 关键词 : 碳钢 ; 二氧化碳 ; 影响因素 中图分类号 : T G172 3 率 。 引言 腐蚀速率计算公式 : 7 ( ) ( ρ) 油气田开采过程 中 , 石油和天然气 中含有 的 V c = 876 ×10 × m 1 - m 2 / s ·t · CO2 对井下和地面集输管线造成了严重的腐蚀 ,甚 式中: V c 为腐蚀速率 ,mm/ 年 ; m 1 为腐蚀前试片的 至发生了恶性事故 ,不仅给油气田带来了重大的经 质量 ,g ; m 2 为腐蚀后试片的质量 ,g ; s 为试片的面 济损失 ,也对环境造成了一定的破坏 。因此 ,CO2 腐 2 ρ 3 积 ,cm ; 为碳钢的密度 ,kg/ m ; t 为试验时间 ,h 。 蚀一直为人们所重视 , 并进行了许多研究 ,提出了 CO2 腐蚀的多种机理[ 13 ] ,但涉及到具体影响因素 2 　结果与讨论 的研究仅 限于温度 、流速 、CO2 分压等 , 实际影响 2 1 　温度对 CO2 腐蚀的影响 CO2 腐蚀的因素还有介质组成等因素 。本文根据油 图 1 是碳钢在 CO2 分压为 600 k Pa ,30 g/ L N a 气田气井腐蚀环境[4 ] ,不仅考查了温度 、CO2 分压 , Cl 溶液中不同温度下的腐蚀速率 。从图 1 可以看 还对介质中的 Ca2 + , Mg2 + , SO2 - , Cl - 等几种离子 4 对碳钢腐蚀的影响进行了研究 。 1 　实验部分 11 　实验材料 、试剂和仪器 Q235 钢 , N aCl , CaCl , MgCl , N a SO , DD S 2 2 2 4 11A 电导率仪 ,所用试剂均为分析纯 。 12 　实验方法 Q235 钢的长 ×宽 ×厚为 40 mm ×10 mm ×15 mm ,试片经过打磨 、清洗 、脱脂 、干燥后称质量 。在 图 1 　不同温度下的钢片腐蚀速率 高压静态腐蚀试验釜中加入 300 mL N aCl 腐蚀溶 Fig. 1 　Corrosion rates of carbon steel at different