Mis on CO₂ korrosioon ja kuidas seda määratletakse?

CO2 korrosioon on söövitav nähtus, mille põhjustab gaasilise CO2 olemasolu, st lahustub vesifaasis ja võib tekitada üldist või lokaalset korrosiooni, peamiselt terastes süsinikule.

Tsitaat (APA)

Candela Rocío Barbisan | augustil 2022
Keemiainsener

Arvestades, et kõigist maagaasi transportivate seadmete ja torustike töö käigus ilmnevatest riketest või õli, 33% neist tuleneb söövitavatest nähtustest, seda tüüpi korrosioon mängib rolli põhiline. On teada, et 28% neist on põhjustatud "magusast" CO2 korrosioonist, samas kui 18% riketest tuleneb H2S "happelisest" korrosioonist.

Sisemine korrosioon (sisepinnal) on üldiselt tingitud vee olemasolust koos mine välja, süsinikdioksiid (CO2) ja vesiniksulfiid (H2S). Seetõttu on süsinikdioksiid söövitav lahustunud gaas, mille lahustuvus sõltub tegurid nagu surve ja temperatuuri operatsioonist. Kui CO2 puutub kokku jahutussüsteemis oleva veega tootmine, see mõjutab seda, kuna nii madala osarõhu korral kui 3 psi võib see põhjustada vedeldaja.

Kui transporditavas vedelikus sisalduv CO2 reageerib lahustumisel veega, moodustab see süsihappe, mis interakteerub rauaga (süsinikterase põhikomponent), põhjustades globaalse reaktsiooni, mis tekitab vesinikku ja ioonid. Lisaks võib CO2 reageerida rauaga, moodustades raudkarbonaadi (FeCO

Süsihappe juuresolekul raud reageerib, moodustades nimetatud karbonaadi ja sadestades. Seetõttu on seda tüüpi korrosioon selle põhjal kergesti tuvastatav morfoloogia leitud kahjustustest ja söövitavatest toodetest, nagu raudkarbonaadid ja raudoksiidid. Kaasatud reaktsioonid on järgmised:

Nagu eelnevalt mainitud, mängib süsihappegaasi lahustuvus olulist rolli, kuna selle suurenedes lahustub vesifaasis rohkem gaasi. See lahustuvus, nagu enamikus gaasid, suureneb üldrõhu tõustes ja temperatuuri langedes. Seega sõltub tekkiva kahjustuse raskus nendest teguritest tugevalt, kuna CO2 kontsentratsioon vesifaasis suureneb. Süsihappe tootmisel on pH lahendus tulemus väheneb, on see tegur, mida tuleb arvesse võtta ka selle söövituskiiruse ja tekitatud kahjustuste hindamisel.

API 571 määrab, et seda tüüpi korrosioon mõjutab kõige rohkem materjale: süsinikteras ja vähelegeeritud teras. arvestades, et kroomisisalduse suurenemine terase koostises üle 12%, tüüp 410 SS, saavutab suurema vastupidavus. Samuti peetakse 300-seeria austeniitset roostevaba terast CO2 korrosioonikindlaks.

CO2 korrosioon või magus korrosioon avaldub olenevalt seadmest ja seadmetest, millega see töötab. Samuti võib see kahjustuse morfoloogia olenevalt sellest erineda interaktsiooni koos teiste keskkonnas leiduvate söövitavate ainetega, nagu vesiniksulfiid, hapnik või isegi kloriidid, mis kiirendavad korrosioonireaktsioone. Teadaolevalt vähendab kloriidiioonide olemasolu kaitsekihi stabiilsust. moodustub nii sadestunud karbonaadist (FeCO3) kui ka magnetiidist (raudoksiid, Fe3O4). Seega, kui kloriidi kontsentratsioon suureneb, on söövitavad nähtused tõenäolisemad.

Üldiselt võib näha üldistatud või lokaliseeritud rünnakut. Kui see kahjustus on lokaliseeritud teatud piirkondades, mis on kõige rohkem mõjutatud, saab tuvastada süvendeid (voolupiirkondades tihedad või pooltihedad), "laua" tüüpi rünnakud (tasapinnalised) või isegi "augud" suure kiirusega aladel. voolu. See tähendab, et morfoloogia sõltub ka paljudest parameetritest, näiteks juba mainitud parameetritest ja isegi tahkete osakeste olemasolust või puudumisest.

Seda tüüpi kerge korrosiooni vältimiseks kasutatakse tavaliselt korrosiooniinhibiitoreid, mis moodustavad teatud tüüpi kile või "kile". pinnakaitse, mis toimib "tõkkena" ja isegi muud tüüpi inhibiitorid, mis võivad neutraliseerida gaasi tekitatud happesust lahustunud. Lõpuks otsustatakse kasutada ka seda tüüpi korrosioonile vastupidavamaid materjale.