超臨界CO2-H2O體系中N80碳鋼的腐蝕及緩蝕效果研究.pdf

1、超臨界CO2廣泛存在于碳捕獲與封存過程以及油氣田開發(fā)環(huán)境中，在有水存在條件下，超臨界CO2會(huì)使鋼材發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。而減緩或抑制鋼材在超臨界CO2-H2O環(huán)境中發(fā)生腐蝕最簡單和經(jīng)濟(jì)的方法是加入緩蝕劑。但是在超臨界CO2環(huán)境中緩蝕劑的研究很少，對(duì)緩蝕劑在超臨界CO2-H2O體系中的作用機(jī)理鮮有報(bào)道。
　　本文研究N80碳鋼在超臨界CO2-H2O和非超臨界CO2-H2O溶液中的腐蝕及緩蝕效果。自主設(shè)計(jì)了腐蝕失重裝置和動(dòng)態(tài)原位電化學(xué)測(cè)試系

2、統(tǒng)。結(jié)合失重實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)測(cè)試（電化學(xué)阻抗測(cè)試，動(dòng)電位掃描測(cè)試）和表面形貌分析，對(duì)N80碳鋼在超臨界CO2-H2O體系中的腐蝕行為以及緩蝕劑的作用機(jī)理進(jìn)行探討。失重實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：在沒有添加緩蝕劑的情況下，N80碳鋼的腐蝕速率隨著CO2分壓和轉(zhuǎn)速的增加而增加。在添加緩蝕劑的情況下，特別是動(dòng)態(tài)條件下，緩蝕劑在超臨界和非超臨界CO2-H2O溶液中的緩蝕效果差異顯著。通過對(duì)比表面形貌的SEM圖，可以發(fā)現(xiàn)：隨著壓力和轉(zhuǎn)速的增加，鋼片表面腐蝕產(chǎn)物膜

3、脫落越嚴(yán)重。電化學(xué)（交流阻抗和動(dòng)電位極化）測(cè)試結(jié)果表明，在沒有添加緩蝕劑的情況下，電化學(xué)阻抗譜由一個(gè)高頻容抗弧和一個(gè)低頻感抗弧組成，而隨著緩蝕劑的加入，低頻的感抗弧逐漸消失變成容抗弧。而且緩蝕劑的加入使得Rct顯著地增大，從而腐蝕速率顯著地減小。在超臨界和非超臨界CO2-H2O溶液中N80碳鋼的微分電容曲線顯示零電荷電位點(diǎn)隨著CO2分壓由非超臨界向超臨界狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)而負(fù)移，導(dǎo)致表面剩余正電荷增多。通過紫外可見分光光度法分析試驗(yàn)中緩蝕劑的濃