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CO2環境中碳鋼的腐蝕產物垢下腐蝕及緩蝕劑研究進展

2025-04-15 17:38:50 作者：宋潔,張靜來源：材料保護分享至：

CO₂環境中碳鋼的腐蝕產物垢下腐蝕及緩蝕劑研究進展

宋潔^a 張靜^a,b

中國海洋大學 a. 化學化工學院, b. 海洋化學理論與工程技術教育部重點實驗室

摘要

在含CO₂的油氣田環境中，添加緩蝕劑是抑制垢下腐蝕最為有效、切實可行的方法，緩蝕劑的作用效果不僅取決于其自身結構性質，還會受到管道內腐蝕產物垢的影響。針對已有腐蝕產物垢覆蓋的碳鋼，從腐蝕產物和緩蝕劑2個方面出發，概述腐蝕產物對垢下腐蝕的影響、緩蝕劑對垢下腐蝕的抑制效果以及緩蝕劑與腐蝕產物垢間的相互作用機理。目前研究發現腐蝕產物的組成及分布情況有差異時，垢下腐蝕的作用機制也不相同，腐蝕產物堆積對垢下腐蝕不僅有促進作用還可能有抑制作用。一些緩蝕劑由于垢層的阻塞導致緩蝕劑較少接觸到金屬基體，難以發揮緩蝕效果，或者緩蝕劑過多吸附在垢層表面，引起更嚴重的局部腐蝕；也有緩蝕劑能與腐蝕產物垢以填補孔隙、化學吸附、鍵合形成雜化結構等方式，發生良好的正向協同作用，對垢下腐蝕起到有效抑制。最后，對垢下腐蝕未來的研究方向進行了展望，利用腐蝕產物的自然形成來減緩腐蝕，開發可以產生腐蝕產物-緩蝕劑混合結構的緩蝕劑，或利用緩蝕劑與腐蝕產物的協同效應為碳鋼提供更好的保護效果。

部分重點目錄結構

1 腐蝕產物對垢下腐蝕的影響

1.1 腐蝕產物加劇垢下腐蝕

1.2 腐蝕產物減緩垢下腐蝕

2 影響腐蝕產物發揮防腐作用的因素

2.1 介質成分

2.2 工況條件

3 緩蝕劑對垢下腐蝕的抑制

3.1 緩蝕劑對垢下腐蝕的作用效果

3.2 影響緩蝕劑發揮作用的因素

3.3 緩蝕劑與腐蝕產物的協同作用

重點配圖

模擬閉塞電池的原理示意圖

部分覆蓋沉積物的X65管線鋼在飽和CO₂油田采出水環境的局部電化學阻抗譜圖

裸電極在不同溫度下腐蝕72 h后的SEM表面形貌

有、無緩蝕劑加入的情況下，中心區域的2D表面輪廓和SEM圖像

緩蝕劑在 CO₂/H₂S飽和鹽水溶液中預腐蝕短時間、長時間，樣品表面可能發生的吸附行為

腐蝕產物膜對DABTP吸附的影響示意圖

由碳鋼表面的中性和質子化胺與FeCO₃組成的多環芳烴聚合物(PAH)的吸附和抑制機理示意圖

表格數據

不同緩蝕劑對不同腐蝕產物覆蓋的

鋼材UDC的緩蝕效率

引文格式

宋潔, 張靜. CO₂環境中碳鋼的腐蝕產物垢下腐蝕及緩蝕劑研究進展[J]. 材料保護, 2024, 57(11): 62-72.

SONG Jie, ZHANG Jing. Research Progress on the Corrosion under the Scale of Corrosion Products of Carbon Steel in CO₂ Environment and Its Corrosion Inhibitors[J]. Materials Protection, 2024, 57(11): 62-72.

DOI: 10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0250.

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