天然气集气站在天然气工业中起到了集气、脱水、加压、输运等作用。天然气集气站管内因为含有CO2、H2S和高矿化度的游离水等，对集气站碳钢管线造成了严重的腐蚀。对于不同条件下管道腐蚀规律的分析及准确的腐蚀速率预测是控制腐蚀的关键。本文利用电化学测试技术，研究天然气集气站集输管线用钢在CO2环境，高矿化度条件中的腐蚀问题，获得了碳钢在高矿化度条件下的腐蚀模型，研究结果对保障天然气集气站管线安全运行具有重要的理论意义与工程价值。
本文针对长庆油田靖边气田天然气集气站管线腐蚀问题，以集气站管线用钢20#钢为研究对象，利用旋转电极测试系统模拟集气站管线内腐蚀环境，利用电化学测试技术，并结合了扫描电镜与能谱分析结果，研究了CO2环境下矿化度与流速对20#钢腐蚀的影响规律。结果表明，钙离子对CO2均匀腐蚀起到了强烈的抑制作用，随着钙离子浓度的增加，对腐蚀的抑制作用越加明显。钙离子的存在使得溶液pH值上升，阴极反应由传质控制变成了传质与电化学步骤共同控制。氯离子的增加使溶液离子强度增大，氢离子活度增加，造成溶液中pH值降低。高浓度的氯离子会在钢表面产生吸附，抑制了钢的腐蚀。腐蚀后，钢表面均没有稳定的腐蚀产物膜生成，只形成了一种不稳定的保护层，这种保护层在流动的作用下容易被去除。流动促进了氢离子向金属壁面的传质，在钙离子存在时，流动对腐蚀的促进作用较弱。根据实验结果，确定了碳钢在高矿化度条件下的CO2腐蚀机理。矿化度影响到了溶液的离子强度，进而影响到溶液的水化学平衡，Cl-会在钢表面产生吸附，抑制了钢的腐蚀。
根据Temkin等温吸附方程式，拟合出Cl-浓度与吸附覆盖率θ之间的关系式为：　。基于Nesic提出的CO2腐蚀机理模型，提出了碳钢在高矿化度条件下的CO2腐蚀模型。对不同参数时的腐蚀速率实验值与模型计算结果进行比较。结果表明，腐蚀预测值与实验值的偏差不超过46%，平均偏差为18.6%。预测精度可以满足工程要求。
研究结果对天然气集输、净化系统中的CO2腐蚀预测有重要的理论价值。