Che cos'è la corrosione da CO₂ e come viene definita?

La corrosione da CO2 è un fenomeno corrosivo prodotto dalla presenza di CO2 gassosa cioè si dissolve nella fase acquosa e può generare corrosione generalizzata o localizzata, principalmente negli acciai al carbonio.

Preventivo (APA)

Candela Rocio Barbisan | agosto 2022
Ingegnere chimico

Considerato quello di tutti i guasti che si verificano durante l'esercizio delle apparecchiature e dei gasdotti che trasportano gas naturale o olio, il 33% di essi deriva da fenomeni corrosivi, questo tipo di corrosione gioca un ruolo fondamentale. È noto che il 28% di questi sono causati dalla corrosione "dolce" da CO2, mentre il 18% dei guasti deriva dalla corrosione "acida" da H2S.

La corrosione interna (sulla superficie interna) è generalmente dovuta alla presenza di acqua in combinazione con esci, anidride carbonica (CO2) e idrogeno solforato (H2S). Ecco perché l'anidride carbonica è un gas disciolto corrosivo, dalla cui solubilità dipende fattori come la pressione e temperatura di operazione. Se la CO2 viene a contatto con l'acqua nell'impianto di raffreddamento

Quando la CO2, presente nel fluido trasportato, reagisce con l'acqua dissolvendosi, forma acido carbonico, che interagisce con il ferro (componente principale dell'acciaio al carbonio) dando luogo ad una reazione globale che genera idrogeno e ioni. Inoltre, la CO2 può reagire con il ferro per formare carbonato ferroso (FeCO₃).

In presenza di acido carbonico, il ferro reagisce formando detto carbonato e precipitando. Pertanto, questo tipo di corrosione è facilmente identificabile in base alla sua morfologia di danni e prodotti corrosivi rinvenuti, come carbonati di ferro e ossidi di ferro. Le reazioni coinvolte sono le seguenti:

Come accennato in precedenza, la solubilità dell'anidride carbonica gioca un ruolo fondamentale, poiché all'aumentare, ci sarà più gas disciolto nella fase acquosa. Questa solubilità, come nella maggior parte dei gas, aumenta all'aumentare della pressione totale e al diminuire della temperatura. Pertanto, la gravità del danno che si verifica dipende fortemente da questi fattori, poiché la concentrazione di CO2 nella fase acquosa aumenta. Quando viene prodotto acido carbonico, il pH del soluzione risultante è diminuito, questo è anche un fattore da considerare quando si valuta il suo tasso corrosivo e il danno generato.

L'API 571 determina che i materiali maggiormente interessati da questo tipo di corrosione sono: acciai al carbonio e acciai basso legati. Considerando che un aumento del contenuto di Cromo nella composizione dell'acciaio superiore al 12%, tipo 410 SS, raggiunge una maggiore resistenza. Allo stesso modo, anche l'acciaio inossidabile austenitico della serie 300 è considerato resistente alla corrosione da CO2.

La corrosione da CO2 o corrosione dolce si manifesta in modi diversi a seconda dell'unità e dell'attrezzatura con cui sta lavorando. Allo stesso modo, questa morfologia del danno può variare a seconda del interazione con altri agenti corrosivi nell'ambiente come acido solfidrico, ossigeno o anche cloruri, che accelerano le reazioni di corrosione. È noto che la presenza di ioni cloruro diminuisce la stabilità dello strato protettivo. formato sia dal carbonato precipitato (FeCO3) che da quello formato dalla magnetite (ossido di ferro, Fe3O4). Pertanto, all'aumentare della concentrazione di cloruro, saranno più probabili fenomeni corrosivi.

In generale, si può vedere un attacco generalizzato o localizzato. Quando questo danno è localizzato in alcune aree maggiormente colpite, è possibile identificare pitting (nelle aree di flusso stretto o semistretto), attacchi di tipo "da tavolo" (del tipo piatto) o anche "fosse" in zone ad alta velocità di fluire. Cioè, la morfologia dipende anche da molti parametri, come quelli già citati e persino dalla presenza o assenza di materiale particolato.

Per prevenire questo tipo di corrosione lieve, vengono normalmente utilizzati inibitori di corrosione, che formano una sorta di pellicola o "pellicola". protettori di superficie che fungono da "barriera" e anche altri tipi di inibitori in grado di neutralizzare l'acidità prodotta dal gas disciolto. Alla fine, si decide anche di utilizzare materiali più resistenti a questo tipo di corrosione.