რა არის CO₂ კოროზია და როგორ განისაზღვრება იგი?

CO2 კოროზია არის კოროზიული ფენომენი, რომელიც წარმოიქმნება აირისებრი CO2-ის არსებობით იხსნება წყლის ფაზაში და შეუძლია გენერალიზებული ან ლოკალიზებული კოროზიის წარმოქმნა, ძირითადად ფოლადებში ნახშირბადისკენ.

ციტატა (APA)

კანდელა როციო ბარბისანი | აგვ. 2022
ქიმიური ინჟინერი

იმის გათვალისწინებით, რომ ყველა მარცხი, რომელიც წარმოიქმნება აღჭურვილობისა და მილსადენების ექსპლუატაციის დროს, რომლებიც ატარებენ ბუნებრივ აირს ან ზეთი, მათი 33% გამოწვეულია კოროზიული მოვლენებით, ამ ტიპის კოროზია თამაშობს როლს ფუნდამენტური. ცნობილია, რომ მათგან 28% გამოწვეულია CO2-ით "ტკბილი" კოროზიით, ხოლო ავარიების 18% წარმოიქმნება H2S-ის "მჟავა" კოროზიისგან.

შიდა კოროზია (შიდა ზედაპირზე) ძირითადად გამოწვეულია წყლის არსებობით შენ გამოდი, ნახშირორჟანგი (CO2) და წყალბადის სულფიდი (H2S). ამიტომ ნახშირორჟანგი არის კოროზიული გახსნილი აირი, რომლის ხსნადობა დამოკიდებულია ფაქტორები როგორიცაა წნევა და ტემპერატურა ოპერაციის. თუ CO2 მოხვდება გაგრილების სისტემაში არსებულ წყალთან წარმოება, ეს გავლენას მოახდენს, რადგან ნაწილობრივი წნევით 3 psi-მდე დაბალია, მას შეუძლია გამოიწვიოს გამათხელებელი აგენტი.

როდესაც CO2, რომელიც იმყოფება ტრანსპორტირებულ სითხეში, რეაგირებს წყალთან დაშლის გზით, იგი წარმოქმნის ნახშირმჟავას, რომელიც ურთიერთქმედებს რკინასთან (ნახშირბადოვანი ფოლადის ძირითადი კომპონენტი), რაც იწვევს გლობალურ რეაქციას, რომელიც წარმოქმნის წყალბადს და იონები. გარდა ამისა, CO2-ს შეუძლია ურთიერთქმედება რკინასთან და წარმოქმნას შავი კარბონატი (FeCO₃).

ნახშირმჟავას თანდასწრებით, რკინა რეაგირებს, წარმოქმნის ხსენებულ კარბონატს და იშლება. ამიტომ, ამ ტიპის კოროზია ადვილად იდენტიფიცირებადია მის საფუძველზე მორფოლოგია აღმოჩენილი დაზიანებული და კოროზიული პროდუქტები, როგორიცაა რკინის კარბონატები და რკინის ოქსიდები. ჩართული რეაქციები შემდეგია:

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ნახშირორჟანგის ხსნადობა ფუნდამენტურ როლს თამაშობს, რადგან მისი მატებასთან ერთად, წყლის ფაზაში უფრო მეტი გაზი დაიშლება. ეს ხსნადობა, როგორც უმეტეს შემთხვევაში გაზები, იზრდება მთლიანი წნევის მატებასთან და ტემპერატურის კლებასთან ერთად. ამრიგად, დაზიანების სიმძიმე ძლიერ არის დამოკიდებული ამ ფაქტორებზე, რადგან წყლის ფაზაში CO2-ის კონცენტრაცია იზრდება. როდესაც ნახშირბადის მჟავა წარმოიქმნება, pH გამოსავალი შედეგად მცირდება, ეს ასევე გასათვალისწინებელია მისი კოროზიის სიჩქარისა და წარმოქმნილი ზიანის შეფასებისას.

API 571 განსაზღვრავს, რომ ამ ტიპის კოროზიისგან ყველაზე მეტად დაზარალებული მასალებია: ნახშირბადოვანი ფოლადი და დაბალი შენადნობის ფოლადი. მაშინ როცა, ფოლადის შემადგენლობაში ქრომის შემცველობის მატება 12%-ზე მეტი, ტიპის 410 SS, აღწევს უფრო მეტს. გამძლეობა. ანალოგიურად, 300 სერიის ავსტენიტური უჟანგავი ფოლადი ასევე ითვლება გამძლეობით CO2 კოროზიის მიმართ.

CO2-ით კოროზია ან ტკბილი კოროზია ვლინდება სხვადასხვა გზით, რაც დამოკიდებულია ერთეულზე და მოწყობილობაზე, რომლითაც ის მუშაობს. ანალოგიურად, ამ დაზიანების მორფოლოგია შეიძლება განსხვავდებოდეს ურთიერთქმედება გარემოში არსებულ სხვა კოროზიულ აგენტებთან, როგორიცაა წყალბადის სულფიდი, ჟანგბადი ან თუნდაც ქლორიდები, რომლებიც აჩქარებენ კოროზიის რეაქციებს. ცნობილია, რომ ქლორიდის იონების არსებობა ამცირებს დამცავი ფენის სტაბილურობას. წარმოიქმნება როგორც ნალექი კარბონატით (FeCO3), ასევე მაგნეტიტით (რკინის ოქსიდი), Fe3O4). ამრიგად, ქლორიდის კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, კოროზიული ფენომენები უფრო სავარაუდოა.

ზოგადად, განზოგადებული ან ლოკალიზებული შეტევა ჩანს. როდესაც ეს დაზიანება ლოკალიზებულია გარკვეულ რაიონებში, რომლებიც ყველაზე მეტად დაზარალდნენ, ორმოების იდენტიფიცირება შესაძლებელია (ნაკადის ადგილებში მჭიდრო ან ნახევრად მჭიდრო), "მაგიდის" ტიპის შეტევები (ბრტყელი ტიპის) ან თუნდაც "ორმოები" მაღალი სიჩქარის ადგილებში. ნაკადი. ანუ, მორფოლოგია ასევე დამოკიდებულია ბევრ პარამეტრზე, როგორიცაა უკვე ნახსენები და ნაწილაკების მასალის არსებობა ან არარსებობა.

ამ ტიპის მსუბუქი კოროზიის თავიდან ასაცილებლად, ჩვეულებრივ გამოიყენება კოროზიის ინჰიბიტორები, რომლებიც ქმნიან ერთგვარ ფილმს ან "ფილმს". ზედაპირის დამცავი, რომელიც მოქმედებს როგორც "ბარიერი" და სხვა სახის ინჰიბიტორებიც კი, რომლებსაც შეუძლიათ აირის მიერ წარმოქმნილი მჟავიანობის განეიტრალება. დაიშალა. საბოლოოდ, ასევე გადაწყდა ისეთი მასალების გამოყენება, რომლებიც უფრო მდგრადია ამ ტიპის კოროზიის მიმართ.