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在石油生产和运输系统中,由CO2引起的金属腐蚀给人类造成了巨大的直接和间接的损失,HAc是石油产出液中一种非常普遍的有机酸,被认为是金属腐蚀失效的主要原因之一。但是关于HAc对CO2腐蚀的影响行为还不够清楚,一般认为乙酸(HAc)呈弱酸性,会加剧CO2腐蚀,而乙酸根(Ac-)呈弱碱性,会减缓CO2腐蚀。但现场情况和实验研究表明,无论是乙酸还是乙酸根,都加剧了CO2腐蚀,因此,深入探讨CO2腐蚀环境中HAc对CO2腐蚀行为的影响具有重要的理论与现实意义。 本论文通过失重法、线性极化、动电位扫描、电化学阻抗、扫描电镜等实验方法研究了CO2腐蚀环境中有机酸,特别是HAc和Ac-对碳钢和低铬钢的腐蚀行为的影响,以及与腐蚀产物膜的相互作用。主要研究结果如下: 在饱和CO2溶液中,乙酸根易与碳酸结合成HAc,即使加入NaAc,HAc在饱和CO2溶液中仍占有较大比例。因此,无论加入HAc还是NaAc,碳钢的腐蚀速率随着添加浓度增加而加剧,同时,在相同Ac0浓度时,加入HAc比NaAc增加腐蚀速率更显著。CO2腐蚀过程中,HAc既是阴极去极化剂又是一种催化剂,同时HAc的催化性能显著地依赖于溶液pH值。 小分子有机酸能够直接在电极表面还原,加速阴极还原过程;有机酸的存在并不改变阳极溶解的机理,却能够加速中间产物的形成/溶解过程,从而加速阳极的溶解。 Ac-能够穿透腐蚀产物膜,破坏膜的完整性;而HAc能够直接阻止保护膜的形成,因此,在含有HAc和Ac-的CO2腐蚀环境中,金属的腐蚀产物膜保护性降低,金属的腐蚀速率增加较大,同时金属基体出现点蚀坑。甲酸、丙酸与乙酸一样,能显著增加金属的CO2腐蚀。碳钢在高温时能生成完整致密的FeCO3膜,产物膜对金属基体具有较好的保护性,能有效的降低金属腐蚀速率。当预先生成完整的腐蚀产物膜时,Ac-并不能显著影响腐蚀产物膜形貌,膜的厚度也仅稍有减薄,但是金属基体会遭受到更严重的局部腐蚀的破坏。