二氧化碳腐蚀

二氧化碳腐蚀，或称“甜腐蚀”，是指二氧化碳溶解于水中形成碳酸时发生的腐蚀现象（\(H_{2}CO_{3}\)会侵蚀钢和低合金材料，产生碳酸铁（\(FeCO_{3}\)腐蚀。这是石油/天然气生产和碳捕集与封存（CCS）中的一个主要问题，需要水、高二氧化碳分压和特定温度才能快速发生点蚀或全面腐蚀。
二氧化碳腐蚀的关键方面：
•    机制： \(CO_{2}\)溶于水形成弱碳酸，降低pH值，导致铁发生电化学阳极溶解，从而产生\(FeCO_{3}\)（菱铁矿）。
•    影响因素：腐蚀速率随着 CO2 分压、温度（最高可达约 80°C/176°F）和流速的升高而增加，这会导致保护膜被剥离。
•    条件：干燥\(CO_{2}\)它不具有腐蚀性。腐蚀仅在存在水相（液态水）时才会发生。
•    形态：通常引起局部点蚀或“台面型”腐蚀（平底点蚀）。
•    缓解措施和检查：
•    材料选择：使用耐腐蚀合金（CRA），例如 13% 铬钢（在温和条件下）或双相不锈钢（在高酸性条件下）。
•    化学处理：在金属表面施用腐蚀抑制剂，形成保护层。
•    监测：使用超声波厚度测量或射线照相法，尤其是在管道底部和弯头背面，因为水容易在这些地方积聚。
•    常见行业场景：
•    石油和天然气生产管道及加工设施。
•    锅炉冷凝水回流系统。
•    碳捕获、利用和封存（CCUS）基础设施