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Corrosion Evolution and Mechanisms of N80 Steel in H2S/CO2 Coexisting Systems Under Simulated CCUS-EGR Dynamic Environments

模擬CCUS-EGR動的環境下におけるH2S/CO2共存系でのN80鋼の腐食進展と機構 (AI 翻訳)

Q. Pu, Ji Xu, X. Zhao, Qifeng Qin, Yong Qing, Juan Fu, Z. Fan, Yangang Wang, Hong Liu, Xia Sheng

Processes📚 査読済 / ジャーナル2026-05-11#CCUS
DOI: 10.3390/pr14101552
原典: https://doi.org/10.3390/pr14101552

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、CCUS-EGR運用を模擬したH2S/CO2環境におけるN80鋼の腐食挙動を実験的に調査した。CO2/H2S分圧比が全面腐食を支配し、流速と温度が局部腐食（孔食）に影響することを示した。H2S支配からCO2支配への移行モデルを確立し、CCUS坑井の健全性管理に重要な知見を提供する。

English

This paper experimentally investigates the corrosion behavior of N80 steel in H2S/CO2 environments typical of CCUS-EGR operations. Results show that the CO2/H2S partial pressure ratio dominates uniform corrosion, while flow and temperature affect pitting. A mechanistic model explains the transition from H2S-dominated to CO2-dominated corrosion, which is critical for wellbore integrity in CCUS projects.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本でもCCUS実証実験（苫小牧など）が進んでおり、坑井材料の腐食管理は長期安全性の確保に不可欠。本研究成果は日本企業の材料選定や運用設計に活用できる。

In the global GX context

CCUS is a key decarbonization technology for hard-to-abate sectors. This paper provides essential data for material selection and integrity management in CCUS wells, directly supporting safe and scalable CO2 storage globally.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Materials scientists and corrosion engineers can use the mechanistic model and experimental data to develop better corrosion-resistant alloys for CCUS environments.

🏢実務担当者:Engineers designing CCUS injection wells can apply the corrosion rate predictions and pitting risk assessments to optimize material choice and monitoring schedules.

📄 抄録（日本語訳）

本研究评估了模拟碳捕集、利用与封存-强化采气（CCUS-EGR）过程的H2S/CO2环境中N80钢的腐蚀演化。通过高压釜实验，分析了CO2/H2S分压比（2.9–67.4）、温度（40–80 °C）和流速的影响。灰色关联分析表明，CO2/H2S分压比主导均匀腐蚀（γ = 0.880），而流速和温度主要控制点蚀行为（γ > 0.85）。将分压比从2.9（H2S主导）提高至67.4（CO2主导）使均匀腐蚀速率加倍至1.042 mm/y，但点蚀减少46%。在机理上，FeS的半导体导电性（∼10−1 S/cm）通过“大阴极-小阳极”电偶效应驱动深点蚀。此外，流体剪切应力选择性侵蚀多孔FeCO3，富集表面FeS并形成差异腐蚀模式。建立了一个综合演化模型，描述了从H2S主导区到混合控制区，最终到CO2主导区的转变，为CCUS-EGR全生命周期的井筒完整性管理提供了理论基础。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

This study evaluates the corrosion evolution of N80 steel in H2S/CO2 environments simulating Carbon Capture, Utilization, and Storage-Enhanced Gas Recovery (CCUS-EGR) processes. High-pressure autoclave experiments were conducted to analyze the impacts of CO2/H2S partial pressure ratios (2.9–67.4), temperature (40–80 °C), and flow rate. Grey relational analysis indicates that the CO2/H2S partial pressure ratio dominates uniform corrosion (γ = 0.880), while flow rate and temperature primarily govern pitting behavior (γ > 0.85). Increasing the ratio from 2.9 (H2S-dominated) to 67.4 (CO2-dominated) doubled the uniform corrosion rate to 1.042 mm/y but reduced pitting by 46%. Mechanistically, the semiconductor conductivity of FeS (∼10−1 S/cm) drives deep pitting via “large cathode–small anode” galvanic effects. Additionally, fluid shear stress selectively erodes porous FeCO3, enriching surface FeS and creating differential corrosion patterns. A comprehensive evolution model describing the transition from a H2S-dominated regime to mixed control and finally to a CO2-dominated regime is established, providing a theoretical foundation for wellbore integrity management throughout the CCUS-EGR lifecycle.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。