Was ist CO₂-Korrosion und wie wird sie definiert?

CO2-Korrosion ist ein korrosives Phänomen, das durch das Vorhandensein von gasförmigem CO2 entsteht löst sich in der wässrigen Phase und kann allgemeine oder örtliche Korrosion verursachen, hauptsächlich in Stählen zu Kohlenstoff.

Zitat (APA)

Candela Rocio Barbisan | Aug. 2022
Chemieingenieur

Angesichts all der Ausfälle, die während des Betriebs von Anlagen und Pipelines auftreten, die Erdgas transportieren bzw Öl, 33 % davon resultieren aus korrosiven Phänomenen, spielt diese Korrosionsart eine Rolle grundlegend. Es ist bekannt, dass 28 % davon durch „süße“ Korrosion durch CO2 verursacht werden, während 18 % der Ausfälle auf „saure“ Korrosion durch H2S zurückzuführen sind.

Innenkorrosion (an der Innenfläche) steht im Allgemeinen mit der Anwesenheit von Wasser in Verbindung du gehst raus, Kohlendioxid (CO2) und Schwefelwasserstoff (H2S). Deshalb ist Kohlendioxid ein korrosives gelöstes Gas, dessen Löslichkeit davon abhängt Faktoren wie Druck u Temperatur Betriebs. Wenn CO2 mit dem Wasser im Kühlsystem in Kontakt kommt

Wenn das in der transportierten Flüssigkeit vorhandene CO2 mit dem Wasser reagiert, indem es sich auflöst, bildet es Kohlensäure, die interagiert mit Eisen (Hauptbestandteil von Kohlenstoffstahl) und führt zu einer globalen Reaktion, die Wasserstoff und erzeugt Ionen. Außerdem kann CO2 mit Eisen zu Eisenkarbonat (FeCO) reagieren₃).

In Gegenwart von Kohlensäure reagiert Eisen unter Bildung des Carbonats und Ausfällung. Daher ist diese Art von Korrosion leicht anhand ihrer zu identifizieren Morphologie von vorgefundenen Schäden und korrosiven Produkten wie Eisenkarbonaten und Eisenoxiden. Die beteiligten Reaktionen sind wie folgt:

Wie bereits erwähnt, spielt die Löslichkeit von Kohlendioxid eine grundlegende Rolle, da mit zunehmender Löslichkeit mehr Gas in der wässrigen Phase gelöst wird. Diese Löslichkeit, wie in den meisten der Gase, nimmt mit steigendem Gesamtdruck und sinkender Temperatur zu. Die Schwere des auftretenden Schadens hängt also stark von diesen Faktoren ab, da die CO2-Konzentration in der wässrigen Phase zunimmt. Wenn Kohlensäure entsteht, wird der pH-Wert der Lösung dadurch verringert wird, ist dies ebenfalls ein zu berücksichtigender Faktor bei der Bewertung der Korrosionsrate und des erzeugten Schadens.

API 571 legt fest, dass die Materialien, die am stärksten von dieser Art von Korrosion betroffen sind, Kohlenstoffstähle und niedriglegierte Stähle sind. Wohingegen eine Erhöhung des Chromgehalts in der Zusammensetzung des Stahls von mehr als 12 %, Typ 410 SS, eine größere erreicht Ausdauer. Ebenso gilt der austenitische Edelstahl der Serie 300 als beständig gegen CO2-Korrosion.

Korrosion durch CO2 oder Süßkorrosion äußert sich je nach Gerät und Ausrüstung, mit der es arbeitet, auf unterschiedliche Weise. Ebenso kann diese Schadensmorphologie je nach dem variieren Interaktion mit anderen korrosiven Stoffen in der Umgebung wie Schwefelwasserstoff, Sauerstoff oder sogar Chloriden, die Korrosionsreaktionen beschleunigen. Es ist bekannt, dass das Vorhandensein von Chloridionen die Stabilität der Schutzschicht verringert. sowohl aus dem ausgefällten Karbonat (FeCO3) als auch aus Magnetit (Eisenoxid, Fe3O4). Daher werden mit zunehmender Chloridkonzentration Korrosionserscheinungen wahrscheinlicher.

Im Allgemeinen ist ein generalisierter oder lokalisierter Angriff zu erkennen. Wenn dieser Schaden in bestimmten Bereichen lokalisiert ist, die am stärksten betroffen sind, kann Lochfraß identifiziert werden (in Strömungsbereichen fest oder halbfest), Angriffe vom Typ "Tisch" (vom flachen Typ) oder sogar "Gruben" in Bereichen mit hohen Geschwindigkeiten von fließen. Das heißt, die Morphologie hängt auch von vielen Parametern ab, wie den bereits erwähnten und sogar dem Vorhandensein oder Fehlen von Partikelmaterial.

Um diese Art von milder Korrosion zu verhindern, werden normalerweise Korrosionsinhibitoren verwendet, die eine Art Film oder "Film" bilden. Oberflächenschutzmittel, die als "Barriere" wirken, und sogar andere Arten von Inhibitoren, die die durch das Gas erzeugte Säure neutralisieren können aufgelöst. Schließlich wird auch entschieden, Materialien zu verwenden, die gegen diese Art von Korrosion widerstandsfähiger sind.