天然气管道CO_(2)腐蚀机理及预测模型研究进展

作     者：谢飞 李佳航 王新强 马成 苏禹铭 孙小晴 XIE Fei;LI Jiahang;WANG Xinqiang;MA Cheng;SU Yuming;SUN Xiaoqing

作者机构：辽宁石油化工大学石油与天然气工程学院 辽宁省油气储运技术重点实验室 国家石油天然气管网集团有限公司东部原油储运有限公司 海洋石油工程有限公司 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2021年第41卷第10期

页      面：109-118页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目“土壤环境硫酸盐还原菌与载荷协同效应下X80管线钢表面膜层纳米尺度行为及应力腐蚀开裂机理”(编号:51604150) 辽宁省“兴辽英才计划”项目“复杂环境下油气管道腐蚀动力学行为及失效机制研究”(编号:XLYC1807260) 辽宁省自然科学联合基金项目“多重海洋环境因素下管线钢渗氢腐蚀行为及机理的跨尺度研究”(编号:2020-HYLH-14) 

主　　题：天然气管道 CO_(2)腐蚀 腐蚀产物膜 腐蚀机理 腐蚀速率预测 经验模型 半经验模型 机理模型 

摘      要：天然气管道的CO_(2)腐蚀是一个普遍现象,但对于其腐蚀机理目前仍然缺乏深入的理解和认识,因而难以解释CO_(2)的腐蚀行为并建立有效的腐蚀速率预测模型。为此,从均相化学反应、电化学反应和传质过程3个方面,讨论了CO_(2)腐蚀机理,分析了影响CO_(2)腐蚀的关键因素,总结了相应的CO_(2)腐蚀速率预测模型的最新研究进展情况;在对CO_(2)腐蚀机理最新理解的基础上,比较了各种模型的机理性和拓展性,总结了现行研究的缺陷和不足,并基于现存的问题对今后的研究方向进行了展望。研究结果表明:(1)目前对于CO_(2)腐蚀机理的研究主要以理想溶液环境体系为主,未来需要对非理想溶液体系的CO_(2)腐蚀机理进行研究;(2)关于CO_(2)腐蚀反应机理的认识还不清楚,对于CO_(2)能否直接参与阳极反应以及H2CO3能否直接被还原还存在着争议,需要进一步研究;(3)目前的腐蚀速率预测模型都只考虑了电化学腐蚀因素,而没有考虑管道内复杂流动的影响,应建立更符合管道实际工况的预测模型。结论认为,该研究成果有助于建立准确的CO_(2)腐蚀速率预测模型。