1、CO2全面腐蝕機理
金屬材料在CO2水溶液中的腐蝕，從本質上說是一種電化學腐蝕。鐵在CO2水溶液中的腐蝕基本過程的陽極反應為：
亦即鐵的陽極氧化過程。
G.Schmitt等的研究結果表明在腐蝕陰極主要有以下兩種反應。（下標ad代表吸附在鋼鐵表面上的物質，sol代表溶液中的物質）
1.1非催化的氫離子陰極還原反應
2 、CO2局部腐蝕機理
CO2的局部腐蝕現象主要包括點蝕、臺地侵蝕、流動誘導局部腐蝕等。在含CO2的介質中，腐蝕產物FeCO3、沉積垢CaCO3或其他的生成物膜在鋼鐵表面不同的區域覆蓋度不同，這樣，不同覆蓋度的區域之間形成了具有很強自催化特性的腐蝕電偶或閉塞電池。CO2的局部腐蝕就是這種腐蝕電偶作用的結果。這一機理能夠很好地解釋電化學作用在發生及擴展過程中所起的作用。
圖1 點蝕坑內酸化自催化效應示意圖
CO2腐蝕形成的產物通常是晶體，堆垛之間必然有空隙，造成膜本身存在大量缺陷，而且由於膜脆性很大，容易破損或脫落。產物膜的局部脫落造成局部腐蝕的發生，形成腐蝕坑。腐蝕坑內發生酸化自催化效應，使局部腐蝕加劇，圖1為腐蝕坑內的酸化自催化效應示意圖。
在蝕坑內部：局部腐蝕導致的腐蝕電流，使氯離子向坑內遷移而富集；金屬離子的水化，使坑內溶液酸化，腐蝕電位降低；坑內溶液濃度加大，導電性提高。所有這些，致使坑內金屬處於活化狀態，發生陽極溶解反應。在蝕坑口部：形成一層水化物的外皮，阻礙了擴散和對流，使孔內溶液得不到稀釋。在蝕坑周圍：作為陰極受到保護，同時陰極反應產生的鹼促使鈍化，阻抑了蝕坑周圍金屬的腐蝕。高Cl-含量也是加速油管局部腐蝕的重要因素，由於在腐蝕介質中存在大量的Cl-，點蝕發生後Cl-向點蝕坑內的遷移以及腐蝕產物在蝕孔外部的堆積，使電解質溶液的擴散傳質過程受到阻礙，導致點蝕坑內部酸化，蝕坑內部的電極電位小於外部電極電位，具有大陰極－小陽極的典型特徵，並且隨著蝕坑內部進一步酸化，自催化效應越來越強，導致材料發生嚴重局部腐蝕。
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