中性水介质中碳钢C02腐蚀与其表面膜结构关系

采用电化学方法研究了碳钢在中性水介质中的CO2腐蚀速率及溶液pH值变化对腐蚀过程的影响。通过对碳钢表面形成的FeCO3膜在腐蚀前后的SEM和X衍射分析与观察发现,膜的致密性和稳定性,在pH值为7.6～8.4时较好,pH值过高或过低都会使膜的结构发生明显变化,因而会增加腐蚀。在中性水溶液中,由于HCO-3浓度增加, pH值虽上升,但阴极还原反应仍在增加,因而FeCO3膜结构的变化影响不大。     

中性水介质中碳钢CO_2腐蚀与其表面膜结构关系

采用电化学方法研究了碳钢在中性水介质中的ＣＯ２腐蚀速率及溶液ｐＨ值变化对腐蚀过程的影响。通过对碳钢表面形成的ＦｅＣＯ３膜在腐蚀前后的ＳＥＭ和Ｘ衍射分析与观察发现,膜的致密性和稳定性,在ｐＨ值为７．６～８．４时较好,ｐＨ值过高或过低都会使膜的结构发生明显变化,因而会增加腐蚀。在中性水溶液中,由于ＨＣＯ３浓度增加,ｐＨ值虽上升,但阴极还原反应仍在增加,因而ＦｅＣＯ３膜结构的变化影响不大。     

中性水介质中碳钢ＣＯ２腐蚀与其表面膜结构关系

采用电化学方法研究了碳钢在中性水介质的ＣＯ２腐蚀速率及溶液pH值变化对腐蚀过程的影响,通过对碳钢表面形成的ＦeCO３膜在腐蚀前后的ＳＥＭ和Ｘ衍射分析与观察发现,膜的致密性的稳定性,在pH值为７.6-8.4时较好,pH值过高或过低都会使膜的结构发生明显变化,因而会增加腐蚀,在中性水溶液中,由于ＨＣＯ^-3浓度增加,pH值虽上升,但阴极还原反应仍在增加,因而ＦeCO3膜结构的变化影响不大。     

表面膜对含硼HA177-2黄铜腐蚀的影响

测定了成膜前后加硼HA177－2铝黄铜的静态腐蚀速率、脱锌系数和电化学行为.用离子探针（SIMS）分析了铝黄铜表面膜的组成和深度分布．结果表明：表面膜中富集Zn、AI、B；退火形成的表面膜提高了铝黄铜在中性介质中的耐蚀性，但不能提高它在酸性介质中的耐蚀性能．     

浅谈CO2生产装置中的腐蚀问题

就二氧化碳生产装置中的管道设备腐蚀性作为研究对象,分析二氧化碳的腐蚀机理和腐蚀形式,并就水含量、温度、压力、介质流速、溶液pH值、介质中O2含量等因素对管道设备腐蚀性的影响做出综合分析,并介绍基本的防护方法。     

高温CO2介质中N80钢的腐蚀行为

目前,对油气田环境中N80钢高温CO₂腐蚀的研究不多。采用高温高压腐蚀失重法研究了N80钢在60³50℃内、CO₂分压为2 MPa的多元热流体水样中的腐蚀状况,对其腐蚀产物形貌及成分进行了观察分析,并探讨了其腐蚀机理。结果表明:100℃时N80钢的二氧化碳腐蚀速率出现极大值,而在200℃左右腐蚀速率有极小值。温度对N80钢CO₂腐蚀产物的形貌和组成有较大影响,80¹00℃的腐蚀产物出现规则晶体,晶体粗大且堆积较疏松,120¹80℃的腐蚀产物晶体排布得越来越致密,200℃以后腐蚀产物发生了变化,CO₂腐蚀的主要产物由FeCO₃变成了Fe₂O₃。     

HCl-H2S-H2O体系中HCl与H2S对20碳钢腐蚀的交互作用

目前有关HCl-H2S-H2O体系中HCl与H2S对碳钢腐蚀的交互作用的试验数据较少。利用电化学方法测试了20碳钢在90℃,不同浓度的HCl,H2S单一腐蚀液及HCl和H2S混合腐蚀液中的腐蚀速率,分析了HCl-H2S-H2O体系中HCl与H2S对20碳钢腐蚀的交互作用。结果表明:20碳钢在单一的HCl或H2S腐蚀液中的腐蚀速率随HCl或H2S浓度的增大而增大;在HCl-H2S-H2O体系中,不论H2S浓度高低,HCl的存在均会促进H2S对20碳钢的腐蚀;只有当HCl的浓度较低(≤248.72 mg/L)时,H2S的存在才会促进HCl对20碳钢的腐蚀;而当HCl浓度较高(≥499.16 mg/L)时,H2S的存在不仅不会促进HCl对20碳钢的腐蚀,还会在一定程度上起阻碍作用。     

H2S／CO2环境中碳钢的腐蚀电化学行为研究

采用电化学测试方法,结合SEM、EDS等分析技术,研究了在H2S／CO2环境中服役和未服役的碳钢弯管的电化学行为。结果表明：在H2S／CO2环境中服役后的弯管耐H2S／CO2腐蚀性能降低。在CO2体系中,电化学阻抗谱由高频容抗弧和低频感抗弧组成,金属表面局部覆盖疏松多孔且保护性差的FeCO3膜。当腐蚀体系中存在H2S时,低频感抗弧消失,金属表面形成均匀致密的FeS膜,可以显著降低弯管的腐蚀速率。     

海水中Zn（OH）2对镀锌钢腐蚀行为的影响

将镀锌钢试样浸入饱和Zn(OH)2海水溶液中以模拟腐蚀环境,采用失重法、扫描电镜(SEM)、极化曲线和交流阻抗谱研究了海水中Zn(OH)2对镀锌钢腐蚀行为的影响。结果表明:电极表面上由于腐蚀产物Zn(OH)2的吸附,镀锌层的膜结构遭到破坏,随着浸泡时间的延长,镀锌钢表面发生腐蚀反应时的电荷转移电阻逐渐减小,自腐蚀电流密度逐渐增大,腐蚀产物Zn(OH)2的吸附诱导了镀锌层表面点蚀的发生。     

TiO2光催化还原CO2研究进展

简要综述了近年来用于光催化还原CO2的Ti O2材料,包括单一Ti O2光催化材料、金属负载型Ti O2材料、半导体复合Ti O2光催化材料、有机光敏化剂修饰Ti O2光催化材料、Ti O2分子筛光催化材料及其他Ti O2光催化材料,总结了各种Ti O2材料光催化CO2的优势,并介绍了其相应的光催化反应机理。     

O2对CO2环境中P110钢应力腐蚀开裂的影响

近年来某些油田采用注N2提高采收率技术,由于现场制N2不纯,溶入大量的O_2,给油管套钢造成严重腐蚀,其中又以应力腐蚀开裂(SCC)危害最为严重。采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验和扫描电镜(SEM)分析方法,研究了在3.5%NaCl溶液中充入纯CO_2、10%O_2+90%CO_2、50%O_2+50%CO_2、纯O_2条件下P110钢SCC的行为和特征。通过应力-应变曲线计算SCC的综合敏感性指数(ISSRT),发现CO_2环境中P110钢SCC敏感性指数最小,随着O_2含量的增加,SCC敏感性指数增大,表明SCC的程度逐渐严重。随着O_2含量的增大,P110钢断口准解理脆性特征愈加明显。由此可知,O_2促进了CO_2环境中P110钢SCC断裂的发生。     

添加Cr对碳钢在CO2水溶液中耐蚀性的影响

通过模拟油田腐蚀环境的试验研究，发现在普通API SPEC N80钢中添加少量Cr不仅可大大降低在CO2腐蚀环境中材料的平均腐蚀速率，而且抑制了局部腐蚀的发生。SEM分析表明含Cr钢表面形成的腐蚀产物的结构和成分与N80钢相差很大，腐蚀形貌也有本质区别。含Cr钢试样表面形成的Cr（OH)3膜稳定性好，而且表面膜中Cr含量高达14％（质量分数），这种膜对腐蚀介质具有良好的屏蔽作用，从而提高了材料的抗腐蚀性能。     

一种新型含Al低Cr合金钢在模拟油田采出液环境下的CO2腐蚀行为

以自行设计开发的新型3Cr2Al低合金钢为研究对象,采用高温高压磁力驱动反应釜进行饱和CO₂模拟油田采出液环境下的腐蚀模拟实验,通过失重法获取腐蚀速率评价其耐蚀性能,并结合扫描电子显微镜、能谱分析、电化学测试等表征手段,研究腐蚀产物膜结构及成分特征,探讨耐蚀机理。相比3Cr钢,3Cr2Al钢中少量Al的添加提高了材料的抗CO₂腐蚀性能,在短周期(20 h)和长周期(144 h)条件下,其腐蚀速率分别下降15%和69%,这种耐蚀性能的提升主要是由于3Cr2Al钢表面产物膜中不仅有Cr的富集,同时还有Al的富集,提高了产物膜对基体的保护性。溶液中的氯离子对产物膜中Al的富集存在一定影响,在低氯溶液环境中,3Cr2Al钢表面腐蚀产物膜中Al/Fe原子比明显高于其Cr/Fe原子比,Al的富集更明显;当提高溶液氯离子浓度,腐蚀产物膜中Al/Fe原子比相比低氯溶液明显降低,Al的富集程度减弱,阳极极化曲线半钝化现象消失。     

复合结构Ni-P 非晶态镀层在H2S/ CO2环境中的耐腐蚀性能

通过在同一镀液中改变温度、p H 值和施加电流完成化学镀和电镀过程, 在普通碳钢基体上得到电位差高于160 mV 的复合结构的非晶态Ni- P 合金镀层。采用SEM、电化学测试设备及专门的腐蚀环境试验箱, 研究了该复合镀层在H₂S/ CO₂ 腐蚀气氛中的耐腐蚀行为。结果表明: 所制备的复合结构Ni- P 非晶态镀层在H₂S/CO₂腐蚀环境中, 100 h 后镀层表面出现均匀的硫化物腐蚀膜, 300 h 后镀层表面出现腐蚀裂纹, 并沿着与基体表面平行的方向扩展、剥离, 在电镀层剥离处磷元素的相对含量增加。所制备的12μm 厚的复合叠加结构Ni- P 非晶态镀层的耐腐蚀性能优于25μm 厚的普通化学Ni-P 非晶态合金镀层。      

固相法合成氮掺杂碳纳米管及其二氧化碳吸附性能研究

以二乙烯苯(DVB)和1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐([VBIm]Br)共聚物为原料,铁氰化钾为催化剂前驱体,在600~1000℃下固相碳化制备了掺氮纳米碳管(NCNT)块体。利用SEM、TEM、Raman、XPS、物理吸附等对样品进行了表征。采用KOH在600~800℃下对NCNT进行活化,发现处理温度和时间是影响其孔结构的关键因素。CO_2吸附实验表明,单位孔容的微孔吸附量与碳材料表面氮含量之间存在明显的线性关系。     

CO2绿色转化

<正>全球工业化水平的持续提升加速了煤、石油、天然气等化石燃料的消耗,大量二氧化碳(CO₂)被排放进大气,导致全球变暖和生态失衡,削减CO₂排放、将CO₂资源化成为亟需解决的问题。2010年前后,美国、欧洲、日本相继开启以"人工光合成"为题的国家级科研项目,投入经费均在1亿美元以上。2011年起,我国国家自然科学基金委、科技部相继资助了相关项目。2020年9月,我国政府进一步提出力争在2030年前实现"碳达峰"、2060年前实现"碳中和"的目标。     

CO2 heat pump systems

After the CFCs and the HCFCs were deemed unfit as working fluids in refrigeration, air conditioning, and heat pump applications, there has been a renaissance for carbon dioxide technology. Heat pumps is one of the application areas where theoretical and experimental investigations are now performed by an increasing number of research institutions and manufacturers. This paper gives an overview of some of the current activities in the CO₂ heat pump field. Discussed are the important characteristics of the transcritical CO₂ process applied to heat pumps, and also discussed are theoretical and experimental results from several heat pump applications. Provided that calculations and system designs are performed on the premises of the working fluid, and that test plants are constructed and operated to fully exploit the specific characteristics of both the fluid and the transcritical process, the results show that CO₂ is an attractive alternative to the synthetic fluids. Competitive products may be launched in the near future.