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超临界CO2广泛存在于碳捕获与封存过程以及油气田开发环境中,在有水存在条件下,超临界CO2会使钢材发生严重的腐蚀。而减缓或抑制钢材在超临界CO2-H2O环境中发生腐蚀最简单和经济的方法是加入缓蚀剂。对缓蚀剂在超临界CO2-H2O体系中的作用机理鲜有报到。本文研究N80碳钢在超临界和非超临界CO2-H2O溶液中的腐蚀问题及缓蚀效果。自主设计了腐蚀失重装置和动态原位电化学测试系统(如图1),对N80碳钢在超临界CO2-H2O体系中的腐蚀行为以及缓蚀剂的作用机理进行探讨。失重实验的结果表明：在没有添加缓蚀剂的情况下,N80碳钢的腐蚀速率随着CO2分压和转速的增加而增加。在添加缓蚀剂的情况下,特别是动态条件下,缓蚀剂在超临界和非超临界CO2-H2O溶液中的缓蚀效果差异显著。电化学(交流阻抗和动电位极化)测试结果表明,在没有添加缓蚀剂的情况下,电化学阻抗谱由一个高频容抗弧和一个低频感抗弧组成,而随着缓蚀剂的加入,低频的感抗弧逐渐消失变成容抗弧。而且缓蚀剂的加入使得Rct显著地增大,从而腐蚀速率显著地减小。在超临界和非超临界CO2-H2O溶液中N80碳钢的微分电容曲线显示零电荷电位点随着CO2分压由非超临界向超临界状态转变时而负移,导致表面剩余正电荷增多。通过紫外可见分光光度法分析试验中缓蚀剂的浓度,结果表明在超临界CO2状态下水相中缓蚀剂的浓度下降。通过对动态电化学测试装置进行流体动力学模拟(CFD)计算可知,随着转子与试样间的间隙越小,电极表面的流速、剪切应力和湍流动能越大。超临界CO2条件下,电极表面流速、剪切应力和湍流动能减小,而且分布不均匀。