CO2腐蚀及其监测的研究现状

Research Status of CO2 Corrosion and Its Monitoring

Zhang Xuyun； Liu Changli； Jia Rui； Liang Hui

（Northeast Petroleum University，Daqing 163318，China）

摘要： 本文主要综述了CO2腐蚀的影响因素，总结了CO2腐蚀及其监测的国内外研究现状，叙述了目前CO2腐蚀常用的监测方法及其优缺点。对监测技术进行了综述。

Abstract: This paper reviews the influencing factors of CO2 corrosion, summarizes the research situation of CO2 corrosion and its monitoring technology, describes current common monitoring method and its advantages and disadvantages. The monitoring technology is summarized.

关键词： CO2腐蚀 影响因素 监测技术

Key words: CO2 corrosion；influencing factors；monitoring technology

中图分类号：O6-3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）21-0045-01

0引言

CO2腐蚀是油气工业发展的一个极为突出的问题。干燥的CO2对钢铁没有什么侵蚀性。CO2在潮湿的环境下或溶于水后对部分金属材料具有极强的腐蚀性。CO2对设备可形成全面腐蚀，也可以形成局部腐蚀。CO2腐蚀能使油气井的使用寿命显著低于设计寿命并且往往造成严重后果。

1CO2腐蚀

1.1 CO2腐蚀国内外研究现状国外自上世纪60年代以来就对二氧化碳腐蚀产生的严重腐蚀破坏、主要的影响因素、规律、破坏机理和腐蚀防护措施等进行了范围广泛的研究。美国腐蚀工程协会NACE还成立了T-IC小组，专门从事CO2腐蚀与防护技术的研究。近几年来，国外对CO2腐蚀的研究更加活跃，仅Corrosion刊物及NACE的学术年会报告，每年就有数十篇有关CO2腐蚀与防护的文章。国内CO2油气腐蚀防护的工程研究，则是从上世纪80年代开始的，由中国科学院金属研究所相继与华北油田和四川石油设计院合作，研究提供了缓蚀剂和CO2腐蚀的主要影响因素和影响规律方面的工程研究成果。

1.2 腐蚀影响因素CO2腐蚀受许多因素的相互影响，主要影响因素如下。

CO2分压的影响：腐蚀速率随着CO2的分压增加而增加。温度的影响：在温度较低时，主要发生金属的活性溶解，对碳钢主要发生金属的溶解,为全面腐蚀；而对于含铬钢则可以形成具有保护性的腐蚀产物膜；在中间温度区间由于腐蚀产物在金属表面的不均匀分布，主要发生局部腐蚀，如点蚀等；在高温时，对于碳钢和含铬钢，腐蚀产物可较好的沉积在金属表面，从而抑制金属的腐蚀。合金元素的影响：钢中加入一定量的合金元素Cr后，可显著提高材料抗CO2腐蚀的能力，Cr含量增加，材料抗CO2腐蚀的能力也增加，同时局部腐蚀受到抑制。

腐蚀产物层的影响：在低温区腐蚀类型表现为均匀腐蚀；在中温区腐蚀速率较高，会出现严重的点蚀现象；在高温区会腐蚀速率大大降低,腐蚀类型为均匀腐蚀[1]。

2CO2腐蚀监测

2.1 CO2腐蚀监测的国内外研究现状在国外，从八十年代起，国际上就对腐蚀监测有了清楚的认识，防患于未然得到广泛认同。美国作为世界上最发达的国家，非常重视石油管道的腐蚀监测与防护工作，在这一领域做了大量的富有成效的研究，并且开发出了许多腐蚀监测产品。美国RCS公司采用MICROCOR技术的测试仪器及全套腐蚀测试设备和具有安全防爆的高压连接装置，这些均属于国际领先技术和NACE规范标准的专利产品。主要用于石油化工、油田和水处理等在线监测和试验室的测试分析领域。在国内，快速发展的经济推动了腐蚀监测理论和技术的发展，尽管起步比较晚，但发展速度很迅速。许多科研院所和企业都纷纷加入到腐蚀监测这一研究领域，从国外学习先进的技术，开发出了大量腐蚀监测设备，为国内腐蚀监测事业的发展作出了巨大的贡献。但我国对于这方面的研究还处于起步阶段，应根据国内炼油厂的实际情况，借鉴和吸收国外的经验，发展自己的腐蚀在线监测技术。

2.2 CO2腐蚀监测的方法在线监测方法：监测孔法：监测周期一年、二年或更长；失重法：标志着腐蚀监测规范化的开始，其原理简单,被大多数现场人员接受。适用各种介质即电解质和非电解质，监测周期1个月以上；电阻探针：由于引进了电子技术使连续在线监测成为现实它适于各种介质，监测周期为几天；电化学法：可进行瞬时腐蚀速度的测量，反应灵敏；电感法：测试敏感度高，适用于各种介质。离线监测方法：无损检测、探伤已成为腐蚀监检测的一部分；超声波法：探测设备现已普遍应用于石化工业现场；涡流法：监测表面裂纹和蚀孔，和设备的内腐蚀探测手段；漏磁法：检测表面裂纹和蚀孔，作为内腐蚀监测手段时，内腐缺陷要足够深[2]。

3结束语

综上所述，随着油井含水量的增高，深层含CO2油气层的开发及注CO2强化采油工艺的推广，CO2腐蚀问题更加引起石油行业的广泛重视，CO2腐蚀监测将成为油田防腐的重要课题。但在实际应用中，由于环境在不断的发生着变化，CO2腐蚀的规律也在发生着变化。在目前对实际油气田的研究相对较少，而且在不同地区不同的油气田其环境有时相差比较大，在这一油田适用的方法在其他油田就未必还能够适用。故此，在实际中对于不同的油田要进行具体的研究，尽管这些研究有可能比较零散，但这是很有必要的。

参考文献:

[1]李建平，赵国仙，郝士明.几种因素对油套管钢CO2腐蚀行为影响[J].中国腐蚀与防护学报，2005，25（4），241-244.

[2]赵永韬，陈光章.基于远程通讯恒电量腐蚀监测[J].仪器仪表学报，2004，25（4）：390.