Τι είναι η διάβρωση CO₂ και πώς ορίζεται;

Η διάβρωση CO2 είναι ένα διαβρωτικό φαινόμενο που παράγεται από την παρουσία αερίου CO2 δηλαδή διαλύεται στην υδατική φάση και μπορεί να προκαλέσει γενικευμένη ή τοπική διάβρωση, κυρίως σε χάλυβες στον άνθρακα.

Προσφορά (APA)

Candela Rocío Barbisan | Αύγ. 2022
ΧΗΜΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Δεδομένου ότι από όλες τις βλάβες που συμβαίνουν κατά τη λειτουργία εξοπλισμού και αγωγών που μεταφέρουν φυσικό αέριο ή λάδι, το 33% από αυτά προέρχονται από διαβρωτικά φαινόμενα, αυτός ο τύπος διάβρωσης παίζει ρόλο θεμελιώδης. Είναι γνωστό ότι το 28% αυτών προκαλείται από «γλυκιά» διάβρωση από CO2, ενώ το 18% των αστοχιών προέρχεται από «όξινη» διάβρωση από H2S.

Η εσωτερική διάβρωση (στην εσωτερική επιφάνεια) οφείλεται γενικά στην παρουσία νερού σε συνδυασμό με βγες έξω, διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και υδρόθειο (H2S). Γι' αυτό το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα διαβρωτικό διαλυμένο αέριο, του οποίου η διαλυτότητα εξαρτάται από παράγοντες όπως η πίεση και θερμοκρασία της λειτουργίας. Εάν το CO2 έρθει σε επαφή με το νερό του συστήματος ψύξης

Όταν το CO2, που υπάρχει στο μεταφερόμενο ρευστό, αντιδρά με το νερό διαλύοντας, σχηματίζει ανθρακικό οξύ, το οποίο αλληλεπιδρά με τον σίδηρο (κύριο συστατικό του ανθρακούχου χάλυβα) προκαλώντας μια παγκόσμια αντίδραση που παράγει υδρογόνο και ιόντων. Επιπλέον, το CO2 μπορεί να αντιδράσει με το σίδηρο για να σχηματίσει ανθρακικό σίδηρο (FeCO₃).

Παρουσία ανθρακικού οξέος, ο σίδηρος αντιδρά σχηματίζοντας το εν λόγω ανθρακικό και κατακρημνίζοντας. Επομένως, αυτός ο τύπος διάβρωσης είναι εύκολα αναγνωρίσιμος βάσει του μορφολογία από ζημιές και διαβρωτικά προϊόντα που βρέθηκαν, όπως ανθρακικά άλατα και οξείδια σιδήρου. Οι αντιδράσεις που προκλήθηκαν είναι οι εξής:

Όπως αναφέραμε προηγουμένως, η διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα παίζει θεμελιώδη ρόλο, καθώς όσο αυξάνεται, θα υπάρχει περισσότερο αέριο διαλυμένο στην υδατική φάση. Αυτή η διαλυτότητα, όπως και στα περισσότερα από τα αέρια, αυξάνεται με την αύξηση της συνολικής πίεσης και τη μείωση της θερμοκρασίας. Έτσι, η σοβαρότητα της βλάβης που συμβαίνει εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από αυτούς τους παράγοντες, καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση του CO2 στην υδατική φάση. Όταν παράγεται ανθρακικό οξύ, το pH του λύση Το αποτέλεσμα είναι μειωμένο, αυτό είναι επίσης ένας παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά την αξιολόγηση του ρυθμού διάβρωσής του και της ζημιάς που προκαλείται.

Το API 571 καθορίζει ότι τα υλικά που επηρεάζονται περισσότερο από αυτόν τον τύπο διάβρωσης είναι: ανθρακούχες χάλυβες και χάλυβες χαμηλής κραματοποίησης. Ενώ, μια αύξηση της περιεκτικότητας σε χρώμιο στη σύνθεση του χάλυβα μεγαλύτερη από 12%, τύπου 410 SS, φτάνει σε μεγαλύτερη αντοχή. Ομοίως, ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας σειράς 300 θεωρείται επίσης ότι είναι ανθεκτικός στη διάβρωση CO2.

Η διάβρωση από CO2 ή η γλυκιά διάβρωση εκδηλώνεται με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με τη μονάδα και τον εξοπλισμό με τον οποίο λειτουργεί. Ομοίως, αυτή η μορφολογία της βλάβης μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ με άλλους διαβρωτικούς παράγοντες στο περιβάλλον όπως υδρόθειο, οξυγόνο ή ακόμα και χλωρίδια, που επιταχύνουν τις αντιδράσεις διάβρωσης. Η παρουσία ιόντων χλωρίου είναι γνωστό ότι μειώνει τη σταθερότητα του προστατευτικού στρώματος. που σχηματίζεται τόσο από το καταβυθισμένο ανθρακικό άλας (FeCO3) όσο και από αυτό που σχηματίζεται από τον μαγνητίτη (οξείδιο του σιδήρου, Fe3O4). Επομένως, καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση χλωρίου, τα διαβρωτικά φαινόμενα θα είναι πιο πιθανά.

Γενικά, μπορεί να παρατηρηθεί μια γενικευμένη ή εντοπισμένη επίθεση. Όταν αυτή η ζημιά εντοπίζεται σε ορισμένες περιοχές που επηρεάζονται περισσότερο, μπορεί να εντοπιστεί το pitting (σε περιοχές ροής σφιχτές ή ημι-σφιχτές), επιθέσεις τύπου «επιτραπέζιου» (επίπεδου τύπου) ή ακόμα και «pit» σε περιοχές με υψηλές ταχύτητες ροή. Δηλαδή, η μορφολογία εξαρτάται επίσης από πολλές παραμέτρους, όπως αυτές που αναφέρθηκαν ήδη, ακόμη και η παρουσία ή απουσία σωματιδιακού υλικού.

Για την αποφυγή αυτού του τύπου ήπιας διάβρωσης, συνήθως χρησιμοποιούνται αναστολείς διάβρωσης, οι οποίοι σχηματίζουν ένα είδος φιλμ ή «φιλμ». προστατευτικό επιφάνειας που λειτουργεί ως «φράγμα» και ακόμη και άλλοι τύποι αναστολέων που μπορούν να εξουδετερώσουν την οξύτητα που παράγεται από το αέριο διαλύθηκε. Τελικά, αποφασίζεται επίσης η χρήση υλικών που είναι πιο ανθεκτικά σε αυτού του είδους τη διάβρωση.