【学术成果】曹学文教授团队在预冲蚀表面CO2腐蚀行为研究方面取得重要进展

        近日，我院油气储运工程专业曹学文教授在预冲蚀表面CO₂腐蚀行为研究方面取得重要进展，相关研究成果《Study on the effects of pre-erosion initial structures on the CO₂ corrosion behavior of X65 carbon steel》发表在《Corrosion Science》。《Corrosion Science》是材料科学领域的国际顶级期刊，目前影响因子为8.3。论文第一作者为曹学文教授，第二作者为硕士研究生王鹏深，通讯作者为边江副教授，中国石油大学（华东）为第一署名单位和唯一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金面上项目的资助。

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天然气集输管道资产投资大、运营维护难，一旦失效，将造成巨大的经济损失和环境破坏。页岩气集输管道服役过程中，在开采前期，气井内大气量天然气携带的地层砂、支撑剂以及岩屑等固体颗粒会对管道造成冲蚀损伤；开采后期，气井产量下降，不再出砂，管道低洼区域存有积液，CO₂溶于水后对冲蚀后的管壁进行腐蚀。这一现象会造成比单一CO₂腐蚀更为严重的材料损失，极大缩减管道运行寿命。为研究这一现象，设计并搭建了直接射流冲蚀实验装置和内置三电极的高温高压反应釜实验系统，开展了预冲蚀表面损伤机制及预冲蚀结构对X65管线钢CO₂腐蚀行为影响机制的研究。

研究框架

内置三电极的高温高压反应釜实验系统

该研究针对于先颗粒冲蚀后CO2腐蚀的特殊工况，讨论了5°、30°和90°三个不同冲角以及0.1 MPa、2.5MPa两个CO2分压对X65管线钢CO2腐蚀行为的影响机制，结合SEM、EDS、XRD和3D轮廓扫描技术从宏观和微观角度表征了预冲蚀表面腐蚀产物膜的形貌特征。该研究填补了预冲蚀结构表面CO2腐蚀行为研究的空白，对天然气集输管道的设计、腐蚀防护和完整性管理工作提供了借鉴和指导。

       论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X23007953