油气田二氧化碳的腐蚀机理及腐蚀破坏的特征

一、腐蚀机理
核心电化学过程：干燥的CO₂几乎无腐蚀性，溶于水后生成碳酸，总酸度高于同pH值的盐酸，通过电化学过程腐蚀钢铁，总反应为：CO₂+H₂O+Fe→FeCO₃+H₂。
阳极反应：铁失去电子溶解为铁离子。
阴极反应：分为非催化氢离子还原、表面吸附CO₂的氢离子催化还原两类，析氢过程是腐蚀速率的主要控制步骤。
局部腐蚀特殊机理：钢铁表面的FeCO₃腐蚀产物膜覆盖度不均，不同区域形成强自催化特性的腐蚀电偶，局部腐蚀会快速加剧，最终引发穿孔失效。
二、腐蚀破坏特征
全面腐蚀：多发生在60℃以下、CO₂分压较低的工况，金属表面均匀变薄，腐蚀产物膜软且附着力差。
局部腐蚀：是油气田最常见的严重破坏形式，具体包含点蚀、蜂窝状腐蚀、台面状腐蚀，流动工况下还会形成平行于物流方向的刀线槽沟，极易造成管道快速穿孔。

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