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二氧化碳腐蚀性的介绍

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2022-11-07 09:55:00【

 二氧化碳的腐蚀性

“二氧化碳腐蚀”一词最早由美国石油学会(API)于1925年采用。1943年,人们首次假设德克萨斯油田的天然气管道腐蚀是CO2腐蚀。水中的二氧化碳会导致钢的快速整体腐蚀和严重的局部腐蚀。管道和设备的早期腐蚀通常会导致严重后果。在前苏联,196年至196年,在克拉斯诺边境地区的油气田开发过程中首次发现了油田设备的二氧化碳腐蚀。在美国Little Creek油田的CO2驱油试验中,生产井的管壁在不到5个月的时间内被腐蚀穿孔,腐蚀速率为12.7mm·a-1,但也有严重的社会后果。南海油田和四川油田也发生了类似的二氧化碳腐蚀损害。

二氧化碳腐蚀经常发生在化工厂,如化肥生产中。例如,镇海石化总厂大型化肥厂的高压CO2水冷却器将CO2气体冷却到合适的温度,然后进入高压合成系统。设备为U型管换热器。第一个U形管由3074L不锈钢制成,壁厚为3mm。调试一个半月后,发生了严重的孔腐蚀,导致泄漏。第二根管子被2RE69不锈钢替换,由于泄漏的管子太多,使用40多天后报废。

对于制氢装置的给水预热器、冷却器和其他部件,CO2腐蚀损坏通常是由于含有CO2、CO和其他气体的气体的传输,主要是由于露点附近的二氧化碳腐蚀。这种腐蚀是点蚀。压力越高,水越多,露点越低,腐蚀越严重。对于压力为15×105Pa的碳钢,腐蚀速率可达17mm/a。1996年,在荷兰泽斯特市,燃气管道和储气罐(直径3米)发生爆炸,1966年6月,日本世界上第一个大型有机药物制造装置的管道系统中碳钢制成的凸形线圈和喷嘴的焊接区域破裂,导致内部气体排出。经过调查和研究,这两类事故都被认为是由CO2-CO-H2O介质中的应力腐蚀裂纹引起的。

2.2影响二氧化碳腐蚀的因素

干CO2气体本身没有腐蚀性。CO2更容易溶于水,溶解于水中后对某些金属材料具有高度腐蚀性。由此产生的材料损伤统称为CO2腐蚀。在相同的PH值下,CO2的总酸含量高于盐酸,因此其对钢的腐蚀比盐酸更重。

CO2腐蚀受到许多因素的影响,可归纳如下:

1.环境因素,包括二氧化碳分压(Pco2)、平均温度(T)、水介质的盐度、PH值、水溶液中Cl2、HCO3、Ca、Mg、微量H2S和O2、细菌等的含量、油气混合介质中的蜡含量、介质负荷、流速和流动状态、物料表面水垢的结构和性质等。

2.材料因素,包括材料类型、合金元素Cr、C、Ni、Si、Mo、Cu、Co等的含量。在材料和材料表面的面罩中。

CO2会对设备造成全腐蚀(也称为单元腐蚀)或局部腐蚀。当形成完全腐蚀时,所有或大部分金属均匀受损。均匀腐蚀速率通常用每单位时间和面积的材料损失质量或每单位时间的材料损失平均厚度来表示。当形成局部腐蚀时,钢表面的某些部分高度腐蚀,而其他部分没有腐蚀或仅轻微腐蚀。不同类型的局部腐蚀有不同的形式,例如,孔洞腐蚀周围出现中空光滑,平台腐蚀出现大面积凹面平台,地板是平坦的,环境垂直于凹面地面,流动以凹面凹槽的形式引起局部腐蚀,即,平行于物流方向的刀形线槽。