CO2对碳钢材质的压缩机产生腐蚀必须具备两个必要条件

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往复式压缩机活塞及活塞杆被严重腐蚀CO2对设备、材料的腐蚀影响因素较多,其一是CO2工艺条件的影响,主要包括温度、压力、含水量、流速、含氧量、PH值等;其二是材料特性的影响。
http://s10/mw690/005SByrDzy7cihDlVY599&690水含量的影响
水分含量是影响CO2腐蚀的关键因素,CO2溶解于水中后,在金属表面形成了电解质溶液,从而构成了金属的电化学腐蚀的基本条件。
溶液中电离出的H+作为Fe腐蚀反应中的一种主要阴极去极化剂,增加金属的腐蚀速度,且随着压力的增大,水分增多,CO2溶解度也大幅度增加。
温度的影响
温度高低对是否发生CO2腐蚀并不直接相关,但温度会影响CO2气体中水含量的饱和度,当加压后的CO2被冷却降温时,必然会有冷凝水产生,由此为CO2的腐蚀提供了条件。
压力的影响
随着压力的增加CO2气体的溶解度增大,使阴极去极化过程加快,从而大大增加腐蚀速率。
流速的影响
随着流速的加快,H2CO3和H+等去极化剂能更快地扩散到电极表面,使阴极去极化增强,腐蚀产生的Fe2+迅速离开金属表面,阻止金属表面保护膜形成,并且对已形成的保护膜起到破坏作用,形成活化——钝化微电池,从而使腐蚀速率大大增加。
气体挾着液体强烈地冲击钢铁表面,产生强烈的液击,导致严重的冲刷腐蚀。
气体中氧含量的影响
当金属表面有完好的保护膜存在时,氧气存在将增加保护膜的完整性;
而当金属表面未形成保护膜或保护膜被破坏时,由于氧是Fe腐蚀反应中的主要阴极去极化剂之一,氧含量增加会加速碳钢腐蚀速率。
PH值的影响因素
CO2溶解于水中后形成酸性溶液,PH值明显下降,则会发生酸性腐蚀。
气缸及设备组件材质的影响
根据相关研究表明,溶解于水中的CO2对碳钢有腐蚀作用,碳钢的基体组织为铁素体(Fe)和渗碳体(Fe3C),当碳钢表面浸在碳酸溶液中,形成微电池,其中铁素体电极电位较低,成为微电池阳极,渗碳体则为阴极。阳极过程是铁素体溶解受到腐蚀。
与此同时,电子由阳极移向阴极,阴极过程使水中的氧与电子结合生成氢氧离子,在溶液中Fe2+与(OH)-相遇生成Fe(OH)2,Fe(OH)2与碳酸反应生成FeCO3,由此破坏碳钢表面生成的保护膜。
综上所述,CO2对碳钢材质的压缩机产生腐蚀,必须具备两个必要条件,首先是有冷凝水产生并形成了夹带,其次是冷凝水呈酸性。