מהי קורוזיה CO₂ וכיצד היא מוגדרת?

קורוזיה CO2 היא תופעה קורוזיבית הנוצרת על ידי נוכחות של CO2 גזי שהוא מתמוסס בשלב המימי ויכול ליצור קורוזיה כללית או מקומית, בעיקר בפלדות לפחמן.

ציטוט (APA)

קנדלה רוסיו ברביסאן | אוגוסט 2022
מהנדס כימי

בהינתן של כל התקלות המתרחשות במהלך הפעלת ציוד וצינורות המובילים גז טבעי או שמן, 33% מהם נובעים מתופעות קורוזיביות, סוג זה של קורוזיה משחק תפקיד בסיסי. ידוע כי 28% מהם נגרמים מקורוזיה "מתוקה" על ידי CO2, בעוד ש-18% מהכשלים נובעים מקורוזיה "חומצית" על ידי H2S.

קורוזיה פנימית (על המשטח הפנימי) נובעת בדרך כלל מנוכחות מים בשילוב עם אתה יוצא, פחמן דו חמצני (CO2) ומימן גופרתי (H2S). לכן פחמן דו חמצני הוא גז מומס מאכל, שמסיסותו תלויה בו גורמים כגון לחץ ו טֶמפֶּרָטוּרָה של הפעולה. אם CO2 בא במגע עם המים במערכת הקירור הפקה, זה יושפע מכיוון שעם לחצים חלקיים נמוכים כמו 3 psi, זה יכול לגרום לחומר דילול.

כאשר ה-CO2, הקיים בנוזל המועבר, מגיב עם המים בהמסה, הוא יוצר חומצה פחמנית, אשר אינטראקציה עם ברזל (מרכיב עיקרי של פלדת פחמן) מה שגורם לתגובה גלובלית שיוצרת מימן יונים. יתר על כן, CO2 יכול להגיב עם ברזל ליצירת קרבונט ברזל (FeCO₃).

בנוכחות חומצה פחמנית, ברזל מגיב ויוצר את הקרבונט האמור ומשקע. לכן, סוג זה של קורוזיה ניתן לזהות בקלות על סמך שלה מוֹרפוֹלוֹגִיָה של נזקים ומוצרים קורוזיביים שנמצאו, כגון פחמתי ברזל ותחמוצות ברזל. התגובות המעורבות הן כדלקמן:

כפי שהזכרנו קודם, מסיסותו של פחמן דו חמצני ממלאת תפקיד מהותי, שכן ככל שהיא גדלה, יהיה יותר גז מומס בשלב המימי. מסיסות זו, כמו ברוב ה גזים, עולה עם עלייה בלחץ הכולל וירידה בטמפרטורה. לפיכך, חומרת הנזק המתרחש תלויה מאוד בגורמים אלו, שכן ריכוז ה-CO2 בשלב המימי עולה. כאשר מייצרים חומצה פחמנית, ה-pH של ה פִּתָרוֹן כתוצאה מכך פוחת, זה גם גורם שיש לקחת בחשבון בעת ​​הערכת שיעור הקורוזיציה שלו והנזק שנוצר.

API 571 קובע כי החומרים המושפעים ביותר מסוג זה של קורוזיה הם: פלדות פחמן ופלדות סגסוגת נמוכה. ואילו עלייה בתכולת הכרום בהרכב הפלדה יותר מ-12%, מסוג 410 SS, מגיעה לרמה גבוהה יותר סיבולת. כמו כן, גם הנירוסטה האוסטניטית מסדרת 300 נחשבת עמידה בפני קורוזיה CO2.

קורוזיה על ידי CO2 או קורוזיה מתוקה מתבטאת בדרכים שונות בהתאם ליחידה ולציוד איתה היא עובדת. כמו כן, מורפולוגיה של נזק זה עשויה להשתנות בהתאם ל אינטראקציה עם חומרים קורוזיביים אחרים בסביבה כגון מימן גופרתי, חמצן או אפילו כלורידים, המאיצים תגובות קורוזיה. ידוע שנוכחות יוני כלוריד מפחיתה את היציבות של שכבת ההגנה. נוצר גם על ידי הקרבונט המשקע (FeCO3) וגם זה שנוצר על ידי מגנטיט (תחמוצת ברזל, Fe3O4). לכן, ככל שריכוז הכלוריד עולה, תופעות קורוזיביות יהיו בסבירות גבוהה יותר.

באופן כללי, ניתן לראות התקף כללי או מקומי. כאשר נזק זה ממוקם באזורים מסוימים המושפעים ביותר, ניתן לזהות בור (באזורי זרימה הדוקים או הדוקים למחצה), התקפות מסוג "שולחן" (מהסוג השטוח) או אפילו "בורות" באזורים עם מהירויות גבוהות של זְרִימָה. כלומר, המורפולוגיה תלויה גם בפרמטרים רבים, כמו אלו שכבר הוזכרו ואף בנוכחות או היעדר חומר חלקיקי.

כדי למנוע סוג זה של קורוזיה קלה, משתמשים בדרך כלל במעכבי קורוזיה, היוצרים מעין סרט או "סרט". מגן משטח הפועל כ"מחסום" ואפילו סוגים אחרים של מעכבים שיכולים לנטרל את החומציות שמייצר הגז מומס. בסופו של דבר, מחליטים להשתמש גם בחומרים עמידים יותר בפני קורוזיה מסוג זה.