二氧化碳(CO2)溶于水后對部分金屬材料有極強的腐蝕性,由此而引起的材料破壞統稱為二氧化碳(CO2)腐蝕。二氧化碳(CO2)在水介質中能引起鋼鐵迅速的全面腐蝕和嚴重的局部腐蝕,CO2腐蝕典型的特征是呈現局部的點蝕、癬狀腐蝕和臺面狀腐蝕。二氧化碳(CO2)的腐蝕機理:
陽極反應主要是Fe的溶解,可簡寫為:
陰極反應觀點不一,較占主導的觀點認為,在環境溫度下,裸鋼在除氧氣水中的腐蝕是受氫析出動力學控制。
反應外,還可以通過下述表面吸附催化作用H+還原反應析氫機制進行:
影響CO2腐蝕特性的因素很多,歸納起來可以分為以下幾個因素:①. 溫度的影響;②. 二氧化碳分壓(Pco2)影響;③. 腐蝕產物膜的影響;④. 流速的影響;⑤. pH、Fe2+及介質組成的影響等,這些因素可能導致鋼的多種腐蝕破壞,比如可能產生高的腐蝕速率、嚴重的局部腐蝕穿孔,甚至可能發生應力腐蝕開裂等。
在實際經驗和實驗室研究中,都發現流速對鋼的二氧化碳腐蝕有重要影響,腐蝕速率隨流速增加有很大的增加,可能導致嚴重局部腐蝕,在充分的試驗數據基礎上,得出腐蝕率隨流速增大的經驗公式:
由于工業管道中流動情況很復雜,從靜止到高速湍流狀態都存在,所以在各種流動狀態下的腐蝕特性還有待于研究。
對于二氧化碳腐蝕問題采取的解決方法主要有以下四種:①. 加注緩蝕劑;②. 內部刷防腐涂料;③. 在選材方面考慮;④. 進行腐蝕情況監測等。