一、概述

CO2腐蝕是油氣田最常見的腐蝕形式之一，當(dāng)CO2溶于水或原油時(shí)，會具有很強(qiáng)腐蝕性，從而對集輸管線和井下油套管產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。因此，CO2腐蝕已成為油氣田腐蝕與防護(hù)面對的重要問題。

二、CO2腐蝕的危害

1 均勻腐蝕

CO2形成全面腐蝕時(shí)，材料主要以均勻腐蝕為主。一是溫度在60℃以下，鋼鐵材料表面存在少量軟而附著力小的FeCO3腐蝕產(chǎn)物膜，金屬表面光滑，以均勻腐蝕為主；二是CO2分壓低于0.483×10-1MPa時(shí)，易發(fā)生均勻腐蝕。

2 局部腐蝕

局部腐蝕是相對于均勻腐蝕而言的， CO2引起的局部腐蝕有如下形式：

點(diǎn)蝕：腐蝕區(qū)出現(xiàn)凹孔且四周光滑；

蜂窩狀腐蝕：腐蝕區(qū)有多個(gè)點(diǎn)蝕孔分布；

臺地侵蝕：會出現(xiàn)較大面積的凹臺，底部平整，周邊垂直凹底；

流動誘發(fā)局部腐蝕：由臺地侵蝕發(fā)展而來，流動會誘使臺地侵蝕區(qū)形成凹溝，平行于物流方向的刀線槽溝。

三、CO2腐蝕的機(jī)理

1 均勻腐蝕機(jī)理

CO2溶于水形成H2CO3，并與Fe反應(yīng)造成Fe的腐蝕。其中陽極過程為鐵失去電子變成鐵離子的過程。多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為在腐蝕反應(yīng)中，陰極反應(yīng)控制腐蝕速率，目前對CO2腐蝕陰極反應(yīng)主要有兩種觀點(diǎn)：其一認(rèn)為是非催化氫離子陰極還原反應(yīng)；其二認(rèn)為發(fā)生了氫離子催化還原反應(yīng)，還原反應(yīng)主要以H+和HCO3-為主；本質(zhì)上這兩種都是CO2溶解后形成的HCO3-電離出H+的還原過程。

總的腐蝕反應(yīng)如圖：

2 局部腐蝕機(jī)理

CO2局部腐蝕往往表現(xiàn)為局部穿孔及破損。研究認(rèn)為，有如下四種局部腐蝕誘發(fā)機(jī)制：

臺地腐蝕機(jī)制：局部腐蝕先發(fā)生在小點(diǎn)，小點(diǎn)發(fā)展成小孔并連片。當(dāng)腐蝕介質(zhì)覆蓋小孔導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物膜破裂，形成臺地腐蝕。疏松的腐蝕產(chǎn)物形成物質(zhì)傳輸通道后，也會加劇局部臺地腐蝕。

流動誘導(dǎo)機(jī)制：腐蝕產(chǎn)物膜粗糙表面引起微湍流，剪切應(yīng)力使得腐蝕產(chǎn)物膜局部變薄并出現(xiàn)孔洞，孔所對應(yīng)的極低處變成了小陽極，產(chǎn)生局部腐蝕。

內(nèi)應(yīng)力致裂機(jī)制：當(dāng)腐蝕產(chǎn)物膜的厚度增大到一定值后，膜內(nèi)應(yīng)力過大而導(dǎo)致膜的破裂，形成電偶腐蝕效應(yīng)。

腐蝕產(chǎn)物膜破損機(jī)制：由于腐蝕產(chǎn)物膜與金屬基體的塑性能力差異，當(dāng)產(chǎn)生環(huán)向壓力時(shí)，產(chǎn)物膜和基體變形程度不同導(dǎo)致膜破裂，形成電偶腐蝕效應(yīng)。

四、影響CO2腐蝕的因素

1 CO2分壓

CO2分壓是影響CO2腐蝕的決定性因素。一般認(rèn)為：

（1）當(dāng)PCO2<0.021MPa時(shí)，不發(fā)生CO2腐蝕；

（2）當(dāng)PCO2在0.021~0.21MPa時(shí)，中度腐蝕；

（3）當(dāng)PCO2大于0.21MPa時(shí)，嚴(yán)重腐蝕。

2 H2S濃度

CO2和H2S對腐蝕的總體影響與兩者的分壓比有關(guān)：

（1）PCO2/ PH2S<20時(shí)，腐蝕以H2S為主導(dǎo)；

（2）20<PCO2/ PH2S<500時(shí)，腐蝕以H2S和CO2共同作用為主；

（3）PCO2/ PH2S>500時(shí)，腐蝕以CO2為主導(dǎo)。

3 溫度

根據(jù)溫度對CO2腐蝕的影響，可總結(jié)為以下四種情況：

（1）<60℃的低溫區(qū)，均勻腐蝕為主；

（2）60~110℃時(shí)，形成厚而疏松的FeCO3產(chǎn)物膜，局部腐蝕突出；

（3）110℃附近，形成摻雜Fe3O4的FeCO3粗大結(jié)晶，局部腐蝕嚴(yán)重；

（4）150℃以上，形成致密且附著力強(qiáng)的FeCO3保護(hù)膜，腐蝕速率降低。

4 介質(zhì)含水率

含水率小于30%時(shí)，水相潤濕作用受到抑制，發(fā)生CO2腐蝕傾向較?。缓蚀笥?0%時(shí)，水相潤濕作用顯著而引發(fā)CO2腐蝕。同時(shí)與介質(zhì)的流速和流態(tài)相關(guān)。

5 介質(zhì)流速

流速影響金屬表面物質(zhì)交換、去極化劑擴(kuò)散、擴(kuò)散控制等，從而影響腐蝕速率。另外，流速影響流體對腐蝕產(chǎn)物膜的切向作用力，對產(chǎn)物膜的破壞起重要作用，尤其是當(dāng)流態(tài)從層流變?yōu)橥牧鲿r(shí)，腐蝕加快，并導(dǎo)致嚴(yán)重局部腐蝕。

6 pH

pH直接影響H2CO3在水溶液中的存在形式。隨著pH的增大，腐蝕速度逐漸降低。但在局部高pH情況下，接近鋼表面的Fe2+沉積為FeCO3膜，會引發(fā)腐蝕的不均勻性。

7 介質(zhì)成分

油田水的成分復(fù)雜，溶液中成分及含量可影響腐蝕產(chǎn)物膜的形成及性質(zhì)，從而影響鋼的腐蝕特性。

五、防護(hù)措施

目前CO2腐蝕的防護(hù)主要有以下四種途徑：

抗蝕材料：選用具有抗CO2腐蝕能力的材料，研究表明鉻（Cr）能提高鋼鐵材料的抗CO2腐蝕能力，但抗蝕材料成本較高；

藥劑加注：在金屬表面形成牢固的緩蝕劑膜，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，達(dá)到抑制腐蝕的效果，但對局部腐蝕防護(hù)效果欠佳；

涂層防護(hù)：防腐內(nèi)涂層可以有效將管道材質(zhì)與腐蝕介質(zhì)隔離，防止管道的CO2腐蝕，但工藝復(fù)雜，在沖刷等條件下易脫落；

工藝優(yōu)化：調(diào)整溫度、壓力等參數(shù)，避免處于CO2腐蝕敏感區(qū)間，并進(jìn)行積極有效的腐蝕檢監(jiān)測，反饋調(diào)整效果等。

H2S腐蝕

H2S是油氣田開發(fā)生產(chǎn)中常見的腐蝕性氣體，其化學(xué)活性極大，極易對金屬材料產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕和力學(xué)損失。特別地，H2S對井下設(shè)備的氫脆破壞和應(yīng)力腐蝕破裂多發(fā)生在設(shè)備開始使用期，甚至沒有任何先兆，易造成嚴(yán)重事故。因此，H2S造成的腐蝕及危害越來越受到重視。

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二、 H2S腐蝕機(jī)理和危害 

01 電化學(xué)腐蝕

與CO2類似，H2S溶于水中后電離呈酸性，使管道受到電化學(xué)腐蝕，造成管壁減薄。

02 局部腐蝕

氫鼓泡（HB）：H2S腐蝕過程析出的H向鋼中擴(kuò)散，在鋼材中的非金屬夾雜物、分層等缺陷處易聚集形成分子氫，氫分子較大難以從鋼的組織內(nèi)部逸出，形成巨大內(nèi)壓導(dǎo)致其周圍組織屈服，形成表面層下的平面孔穴。

氫致開裂（HIC）：H2S腐蝕過程析出的H被鋼中的缺陷捕獲，富集后形成氫分子，產(chǎn)生很高的內(nèi)壓，從而萌生缺陷。當(dāng)氫聚集在遠(yuǎn)離鋼表面的缺陷中時(shí)形成微裂紋。

硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（SSCC）：拉伸應(yīng)力作用的金屬材料在硫化物介質(zhì)中，由于介質(zhì)與應(yīng)力的耦合作用而發(fā)生的脆性斷裂現(xiàn)象。

應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂（SOHIC）：應(yīng)力導(dǎo)向氫致開裂是有沿著厚度方向的一系列氫致開裂裂紋組成，其擴(kuò)展方向與外加應(yīng)力或者殘余應(yīng)力垂直。

  三、H2S腐蝕的影響因素

01 溫度

溫度對腐蝕的影響比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)三個(gè)方面：

1）影響氣體（CO2或H2S）在介質(zhì)中的溶解度，溫度升高，溶解度降低，抑制了腐蝕的進(jìn)行；

2）溫度升高，各反應(yīng)進(jìn)行的速度加快，促進(jìn)了腐蝕的進(jìn)行；

3）溫度升高影響腐蝕產(chǎn)物的成膜機(jī)制，使得膜有可能抑制腐蝕，也可能促進(jìn)腐蝕，視其他相關(guān)條件而定。

02 分壓

H2S分壓對于腐蝕的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

1）H2S分壓升高，體系中溶解的H2S增多，pH降低，電離出的HS-増多，直接影響參與腐蝕f陰陽極反應(yīng)；

2）H2S分壓通過改變腐蝕產(chǎn)物膜的演化規(guī)律，進(jìn)而影響腐蝕速率。

03 pH值

溶液體系的pH值改變，直接影響腐蝕的陰陽極反應(yīng)，進(jìn)而改變鋼的腐蝕速率。

1）溶液pH值為3時(shí)，參與腐蝕的反應(yīng)包括H+、H2O的還原以及H2S的直接還原反應(yīng)。

2）當(dāng)溶液pH值升高至４時(shí)，H+還原反應(yīng)明顯減弱，H2S的直接還原反應(yīng)增強(qiáng)。

3）當(dāng)溶液pH值進(jìn)一步升高至５后，H2S直接還原反應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位。腐蝕速率隨pH值升高逐漸減小。

04 腐蝕產(chǎn)物膜

硫鐵化合物腐蝕產(chǎn)物膜對腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展有著促進(jìn)或抑制作用。一直是腐蝕科學(xué)領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。研究普遍認(rèn)為，幾種硫鐵化合物腐蝕產(chǎn)物對基體的保護(hù)性能也各不相同，一般認(rèn)為其順序如下：馬基諾礦 < 隕硫鐵礦< 磁黃鐵礦 < 黃鐵礦。

05 SRB

通常認(rèn)為SRB分泌的胞外聚合物質(zhì)引起鐵硫化物的聚結(jié)，形成縫隙，基體鋼作為小陽極而導(dǎo)致腐蝕加速。

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四、H2S腐蝕防護(hù)措施

01 合理選材

1）普通碳鋼成本低、技術(shù)成熟、規(guī)格全，但是抗腐性能差，需要配合緩蝕劑使用；

2）不銹鋼或特種鋼材抗腐性能強(qiáng)，但應(yīng)力腐蝕開裂風(fēng)險(xiǎn)增加，且成本高；

3）玻璃或非金屬鋼材抗腐性能強(qiáng)，重量輕，但是抗沖壓差、成本高。

02 緩蝕劑

在含H2S環(huán)境下，在金屬表面形成連續(xù)且穩(wěn)定的緩蝕劑膜，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，達(dá)到抑制腐蝕的效果。但當(dāng)已形成砂垢堆積后，緩蝕劑的實(shí)際防護(hù)效果會降低。

03 氣體流速控制

氣體流速往往與腐蝕速率成正向線性關(guān)系，特別是存在固體顆粒時(shí)，會極度加劇腐蝕。在某些情況下，隨著氣體流速的降低，管道底部容易積液，進(jìn)而發(fā)生水線腐蝕等其他腐蝕情況，因而需要合理控制氣體流速。

04 清管作業(yè)

清管作業(yè)清除管道底部積液，破壞CO2、H2S等電化學(xué)腐蝕發(fā)生條件；重新建立腐蝕環(huán)境后，再配合批量化學(xué)藥劑使用可提高藥劑的作用效果。

05 防腐監(jiān)控

在設(shè)施運(yùn)行過程，需要采用有效手段對硫化氫含量高的集輸系統(tǒng)進(jìn)行腐蝕監(jiān)控，例如采用腐蝕掛片、電阻探針等，同時(shí)可以通過取樣點(diǎn)進(jìn)行定期鐵離子分析，也可以設(shè)置手動超聲波測厚裝置。

硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕

一、概 述

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年世界上約有1/3的冶金產(chǎn)品會因腐蝕而報(bào)廢，其中約20%是由微生物引起的。微生物腐蝕（Microbiologically Influenced Corrosion，MIC）是金屬表面、非生物腐蝕產(chǎn)物和細(xì)菌細(xì)胞及其代謝產(chǎn)物之間相互作用的結(jié)果，能夠引起材料的結(jié)構(gòu)及性能發(fā)生很大的變化，從而造成材料損傷。

在眾多微生物腐蝕中，以硫酸鹽還原菌（Sulfate Reducing Bacteria，SRB）對鋼鐵的腐蝕最為典型。本文以SRB腐蝕為例，概括性介紹下SRB腐蝕的危害、機(jī)理、影響因素及防控策略。

二、硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕的危害

01局部腐蝕

SRB在金屬表面的生長繁殖過程及其代謝產(chǎn)物，會影響其對金屬腐蝕速率和電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。SRB與金屬的相互作用主要以加速腐蝕或影響腐蝕為主，形態(tài)主要表現(xiàn)為局部腐蝕（如孔蝕、縫隙腐蝕、沉積物垢下腐蝕等），同時(shí)會出現(xiàn)電偶腐蝕加速、環(huán)境敏感斷裂等形式。

02加速結(jié)垢

SRB產(chǎn)生的酸性粘液物質(zhì)，與水中的CO32-、HCO3-、HS-及其它陽離子作用后加速促進(jìn)結(jié)垢。此外，腐蝕產(chǎn)物FeS與其他污垢結(jié)合后附著管道內(nèi)壁，形成一種更適于SRB生長的封閉區(qū)域，導(dǎo)致局部腐蝕穿孔風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

03損壞設(shè)備

SRB腐蝕產(chǎn)物由于其相對密度介于油和水之間而懸浮在油水界面，增強(qiáng)了油水混合物的導(dǎo)電性。當(dāng)油水混合物進(jìn)入生產(chǎn)處理系統(tǒng)時(shí)，容易導(dǎo)致電脫水設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)或跳閘，甚至造成電脫水器極板擊穿等損壞。

04堵塞地層

SRB腐蝕產(chǎn)物FeS是一種膠狀沉淀物，其穩(wěn)定性很好，會使回注水質(zhì)變黑發(fā)臭。同時(shí)，懸浮物增加后再注入地下會堵塞地層，導(dǎo)致油層的吸水能力下降，注水壓力不斷升高，最終影響水井增注和油井生產(chǎn)。

三、硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕機(jī)理

微生物附著在金屬表面形成生物膜后，可通過多種機(jī)理過程來影響金屬的腐蝕過程：

（1） 影響電化學(xué)腐蝕的陽極或陰極反應(yīng)，尤其是能夠分泌能夠促進(jìn)陰極還原的酶；

（2） 顯著地改變了腐蝕反應(yīng)類型，由均勻腐蝕可能轉(zhuǎn)變?yōu)榫植扛g；

（3） 新陳代謝過程會促進(jìn)或抑制金屬腐蝕的化合物；

（4） 生成生物膜結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造了生物膜內(nèi)的腐蝕環(huán)境，改變金屬表面狀態(tài)。

然而，微生物腐蝕的過程中并不一定只遵循某一種機(jī)理，也不可能出現(xiàn)統(tǒng)一的機(jī)理。在實(shí)際情況中往往是幾種機(jī)理共存或交互作用，因此需要判斷是哪種機(jī)理在起主導(dǎo)作用，才能制定更為準(zhǔn)確有效的控制措施。

四、硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕影響因素

01pH值

pH是影響SRB生長繁殖的重要因素之一。SRB生長的pH值范圍很廣，一般為5.5~9.0，最佳為7.0~7.5。

02溫度

溫度影響SRB活性及發(fā)揮最佳代謝功能，從而影響化學(xué)反應(yīng)速率、腐蝕產(chǎn)物膜特性以及SRB生物活性等因素。

通常情況下，SRB對溫度的適應(yīng)能力較強(qiáng)，能夠生存的溫度為10～90℃。在油田環(huán)境下，SRB最適宜生長變窄，溫度約為20～40℃。

有研究顯示，在30～75℃范圍內(nèi)，SRB對X60鋼的腐蝕速率隨溫度上升而增大。但亦有研究顯示，SRB會在適宜溫度中間出現(xiàn)腐蝕速率峰值。因此，需要根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行針對性實(shí)驗(yàn)和分析后，確定溫度影響的變化規(guī)律。

03氧濃度

普遍認(rèn)為SRB是嚴(yán)格的厭氧菌，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)SRB在一定濃度的有氧環(huán)境下是可以存活。

SRB可耐受的環(huán)境溶解氧濃度為4.5mg/L，當(dāng)環(huán)境中溶解氧濃度達(dá)到9.0mg/L時(shí)，SRB不能存活。

04水質(zhì)成分

一般認(rèn)為SRB生成的適宜礦化度在2×104～6×104mg/L之間，礦化度過高或過低都會對SRB的生長繁殖產(chǎn)生影響。當(dāng)?shù)V化度為103時(shí)，SRB只有少量生長。其他水中離子如SO42-作為SRB生長的養(yǎng)料來源之一，其濃度也對SRB的生長有一定的影響。

05工況條件

介質(zhì)的流動狀態(tài)（如流速的增大或減小、流態(tài)的變化等）均會對SRB生物膜的完整性、SRB數(shù)量累計(jì)和脫落產(chǎn)生影響。一般認(rèn)為當(dāng)流體靜止或低流速時(shí)，SRB促進(jìn)腐蝕的作用會更加明顯。

五、防控措施

01加注殺菌劑

目前，被廣泛采用的方法是加注殺菌劑來抑制SRB的生長繁殖。殺菌劑分為氧化型和非氧化型兩類：

（1） 氧化型殺菌劑一般無殘毒、速效、相對價(jià)廉、無耐藥性，但易受還原性物質(zhì)的干擾，持久性差。

（2） 非氧化型殺菌劑的殺菌持久性好，但多數(shù)有殘毒，且易產(chǎn)生耐藥性，需要及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

02清管作業(yè)

清管作業(yè)也是有效防止細(xì)菌生長繁殖的有效控制手段，其主要原理是通過定期清管能有效的改變細(xì)菌生存體系，打破利于其繁殖的環(huán)境或狀態(tài)，切斷其營養(yǎng)和生長條件。同時(shí)，清管完成后，批量進(jìn)行殺菌劑加注作業(yè)，效果更為顯著。

03工藝優(yōu)化

保持合理流速，避免局部區(qū)域滯流；同時(shí)進(jìn)行溫度優(yōu)化，避開SRB成長敏感溫度區(qū)間（20～50℃），掌握目標(biāo)管道不同溫度SRB生長規(guī)律，提高殺菌效果針對性。

04選用耐蝕材料

如SRB治理難度較大，可考慮選用新型抗微生物腐蝕管材。在傳統(tǒng)的管線鋼材料中添加耐微生物腐蝕的元素或在金屬表面涂敷抗微生物腐蝕的涂層來防治SRB腐蝕。

沖刷腐蝕

一、概述

沖刷腐蝕是一種金屬表面與腐蝕性流體之間由于相對運(yùn)動而引起的金屬損壞現(xiàn)象，是由電化學(xué)腐蝕和沖刷磨損聯(lián)合作用造成的材料損傷結(jié)果。

在石油、化工、船舶、電力等行業(yè)中，存在眾多與腐蝕性流體接觸的金屬過流部件，這些過流部件常由于遭受到流體的沖刷腐蝕作用而發(fā)生失效。如石油開采過程中，采出的流體通過管道、閥門、彎頭、三通等過流部件輸送，由于幾何形狀的復(fù)雜性而引起流體流態(tài)的變化，導(dǎo)致過流部件受到流體的沖刷腐蝕作用，尤其是當(dāng)輸送介質(zhì)中含有固相顆粒時(shí)，這些過流部件的破壞更為嚴(yán)重，其壽命會顯著縮短，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。

二、沖刷腐蝕的分類

根據(jù)介質(zhì)組分不同，可將沖蝕磨損分為兩大類：氣液噴砂型沖蝕、液流或水滴型沖蝕。流動介質(zhì)中攜帶的第二相可以是固體粒子、液滴或氣泡，它們有的直接沖擊材料表面，有的則在表面上潰滅（氣泡），從而對材料表面施加機(jī)械力。如果按流動介質(zhì)及第二相排列組合，則可把沖蝕腐蝕分為四種類型。

沖刷腐蝕磨損類型及實(shí)例

三、沖刷腐蝕的機(jī)理

由機(jī)械磨損和電化學(xué)腐蝕的相互作用引起的金屬材料的腐蝕速率就是沖刷腐蝕的速率。目前認(rèn)為：沖刷腐蝕所造成的總的金屬材料損失量，不僅僅是單純腐蝕及純沖刷失重的簡單疊加，而是腐蝕電化學(xué)與沖刷力學(xué)因素相互影響產(chǎn)生交互作用所致。

1）沖刷影響腐蝕的機(jī)理：流體沖刷造成材料局部酸化，加速材料腐蝕速率，并阻止產(chǎn)物膜的形成。流體噴射引起流體形態(tài)的劇烈變化，促進(jìn)傳質(zhì)過程，加速材料腐蝕過程。造成了材料表面材料鈍化膜/保護(hù)膜的減薄、破裂或使材料發(fā)生塑性變形，位錯(cuò)聚集 ，局部 能量升高 ，從而加速腐蝕。

2）腐蝕影響沖刷的機(jī)理：腐蝕作用粗化并破壞材料硬化表面，暴露出材料基體，降低了材料的機(jī)械性能，促進(jìn)沖刷作用效果。電化學(xué)腐蝕作用造成了材料表面的不均勻性，在顆粒的沖擊下導(dǎo)致產(chǎn)物膜易脫落，使得基體暴露于沖刷環(huán)境，腐蝕速率顯著增加。晶界、相界面處優(yōu)先發(fā)生腐蝕侵蝕，這些部位更加容易被固體顆粒沖刷剝落。

特別地，有研究發(fā)現(xiàn)沖刷與腐蝕的交互作用也會存在負(fù)值現(xiàn)象。這是因?yàn)樵诓牧媳砻嫘纬芍旅艿拟g化膜/保護(hù)膜，并迅速生長和硬化，抑制材料傳質(zhì)過程，降低了固相顆粒的磨損效果，腐蝕速率顯著下降。交互作用負(fù)值的出現(xiàn)會直接影響到材料總失重量的降低，對于提高材料沖刷腐蝕性能是有益的。

四、影響沖刷腐蝕的因素

沖刷腐蝕的影響因素眾多，包括材料物理化學(xué)性質(zhì)、介質(zhì)特性、流體力學(xué)等。因此，根據(jù)不同的腐蝕體系和具體情況，沖刷腐蝕表現(xiàn)表現(xiàn)出不同的影響主控因素。

01 流速

流速對沖刷腐蝕的影響作用最為顯著，會直接影響到?jīng)_刷腐蝕機(jī)理及其變化。例如：增大流速既可以增大腐蝕也可以減緩腐蝕，取決于流速對腐蝕機(jī)理的影響。在單相和雙相流動氯化物體系中，隨著流速的增大而協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)，腐蝕速度增大；當(dāng)流速增大到某一個(gè)臨界值時(shí)，試樣表面出現(xiàn)坑、點(diǎn)等局部腐蝕。然而某些情況下增大流速也會減緩腐蝕，例如依靠沖刷掉腐蝕產(chǎn)物來阻止某些局部腐蝕的形成、在高流速條件下加入緩蝕劑來減緩腐蝕等。

02 流態(tài)

流體流態(tài)對沖刷腐蝕具有十分重要的影響，主要通過以下兩方面作用：一、由于很多電化學(xué)腐蝕過程是擴(kuò)散控制或混合控制體系，因而與反應(yīng)物向材料表面的傳輸以及腐蝕產(chǎn)物向溶液本體的傳輸過程會受流體流態(tài)影響；另一方面，不同流體流態(tài)（層流或紊流）下所引起的流體力學(xué)損傷形式和效果也不相同。

通常認(rèn)為，流態(tài)包括層流和湍流，湍流在金屬表面的液體攪動程度要比層流劇烈得多，若存在凸出物、沉積物、縫隙、突然改變流向的截面以及其它能破壞層流的障礙，沖刷腐蝕往往更加嚴(yán)重。

03 溫度

在溫度較高時(shí)，流體中沙粒的運(yùn)動受液體流動的影響較小，導(dǎo)致更多沙粒撞擊金屬表面；熱力學(xué)驅(qū)動力增大，金屬反應(yīng)活性升高。微觀觀察顯示：在溶液溫度上升的條件下，電極表面腐蝕區(qū)域范圍擴(kuò)大，裂縫和腐蝕點(diǎn)數(shù)目增多。因此，高溫流體往往造成的沖刷腐蝕嚴(yán)重。

04 固體顆粒

一般來說，顆粒硬度越高，半徑越大，沖刷腐蝕越嚴(yán)重；顆粒濃度越大，沖刷腐蝕速率的絕對值增大。

但是，過大的顆粒濃度反而會產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，使得沖刷腐蝕效率降低，而且多角顆粒往往比球形顆粒造成更大的沖刷腐蝕。

05 沖刷角度

在含固相顆粒的流體中，流體沖刷作用對沖刷磨損影響較大。流體沖刷角對沖刷腐蝕的影響主要表現(xiàn)為剪切應(yīng)力和正應(yīng)力。剪切應(yīng)力通過削薄甚至移除鋼表面的氧化膜而增強(qiáng)沖刷腐蝕，而正應(yīng)力則是通過撞擊或損傷電極表面而產(chǎn)生孔洞。當(dāng)沖刷角小于45°時(shí)，剪切應(yīng)力占主導(dǎo)地位；大于45°時(shí)，正應(yīng)力占主導(dǎo)地位。

06 金屬表面狀態(tài)

金屬材料表面的鈍化膜、粗糙度等方面，也會對沖刷腐蝕造成影響。

金屬材料表面在沖刷腐蝕中能否形成產(chǎn)生保護(hù)性質(zhì)的鈍化膜以及鈍化膜破裂后能否快速修復(fù)，是金屬表面在沖刷腐蝕中一個(gè)關(guān)鍵的問題。若沖刷速度低時(shí)，沖刷所造成的機(jī)械破壞作用較小，同時(shí)沖刷過程加速了氧的運(yùn)輸，這對金屬表面的鈍化膜的修復(fù)作用大于破壞作用，從而材料出現(xiàn)自鈍化現(xiàn)象，減弱了沖刷腐蝕；當(dāng)沖刷速度高時(shí)，沖刷的機(jī)械作用占主導(dǎo)地位，鈍化膜被破壞的速度大于膜修復(fù)的速度，造成材料表面被活化，增強(qiáng)了沖刷腐蝕。

金屬材料的表面粗糙度也是一個(gè)很重要的因素。若流體中含Cl-，表面粗糙度較高的材料的點(diǎn)蝕電位較低。經(jīng)過泥漿沖刷后，粗糙度較高的材料的點(diǎn)蝕電位會升高，較光滑試樣的點(diǎn)蝕電位會降低。點(diǎn)蝕電位降低會增加材料發(fā)生點(diǎn)蝕的可能性。

07pH值

流體的pH值不同，沖刷腐蝕的速率也不同。例如在流速保持一定的條件下，流體的pH值降低到3.6，在銅鎳合金表面無法形成保護(hù)膜，耐沖刷腐蝕的能力降低。這是由于金屬材料表面生成膜的成分及其性質(zhì)不同導(dǎo)致的。

08壓力

若流體中存在CO2、H2S等腐蝕介質(zhì)，壓力是影響材料沖刷腐蝕程度的第一要素，隨壓力的升高，腐蝕效果會逐漸增強(qiáng)，從而通過增加腐蝕速率促進(jìn)沖刷腐蝕的效果。

五、對沖刷腐蝕的防腐措施

1）升級金屬材料：在流速高的部位以及流道方向有突變的地方，更換硬度更高的管材，降低沖蝕效果。

2）調(diào)整管件尺寸：加大彎頭的彎曲半徑，或通過前后安裝同心異徑管來增大彎頭的流通直徑，以降低流速。

3）改善管件結(jié)構(gòu)：加厚受磨損的部位，或用盲三通代替彎頭。當(dāng)顆粒運(yùn)動到盲端會聚集成一層保護(hù)層，避免了與彎管劇烈摩擦和沖擊過程，降低沖蝕的效果。

4）優(yōu)化工藝參數(shù)：若降低流速，流體對管件的沖蝕依然存在等問題，應(yīng)充分分析的基礎(chǔ)上，判斷判斷流體對管件的沖蝕位置，使該位置避開最高應(yīng)力區(qū)和連接焊縫區(qū)，最好是在最低應(yīng)力區(qū)。

5）凈化流體介質(zhì)：將流體中存在的顆粒雜質(zhì)過濾，以及脫離液體中存在的氣體。

6）添加緩蝕劑：通過藥劑成膜隔離來減緩沖蝕與腐蝕的交互作用，進(jìn)而降低沖刷腐蝕。