Kas yra CO₂ korozija ir kaip ji apibrėžiama?

CO2 korozija yra korozinis reiškinys, atsirandantis dėl dujinio CO2 buvimo tirpsta vandeninėje fazėje ir gali sukelti bendrą arba vietinę koroziją, daugiausia plienuose prie anglies.

Citata (APA)

Candela Rocío Barbisan | rugpjūčio mėn. 2022
Chemijos inzinierius

Atsižvelgiant į tai, kad iš visų gedimų, atsirandančių eksploatuojant įrangą ir vamzdynus, kuriais transportuojamos gamtinės dujos arba aliejus, 33% jų atsiranda dėl korozinių reiškinių, šio tipo korozija vaidina svarbų vaidmenį esminis. Yra žinoma, kad 28 % jų sukelia „saldi“ CO2 korozija, o 18 % gedimų sukelia „rūgštinė“ H2S korozija.

Vidinė korozija (ant vidinio paviršiaus) dažniausiai atsiranda dėl vandens buvimo kartu su Tu išeini, anglies dioksidas (CO2) ir vandenilio sulfidas (H2S). Štai kodėl anglies dioksidas yra ėsdinančios ištirpusios dujos, nuo kurių priklauso tirpumas faktoriai tokių kaip spaudimas ir temperatūros veikimo. Jei CO2 liečiasi su vandeniu aušinimo sistemoje gamyba, tai turės įtakos, nes esant net 3 psi daliniam slėgiui, gali susidaryti skiediklis.

Kai CO2, esantis transportuojamame skystyje, tirpdamas reaguoja su vandeniu, susidaro anglies rūgštis, kuri sąveikauja su geležimi (pagrindine anglinio plieno sudedamąja dalimi), sukeldama visuotinę reakciją, kurios metu susidaro vandenilis ir jonų. Be to, CO2 gali reaguoti su geležimi ir sudaryti geležies karbonatą (FeCO₃).

Esant anglies rūgščiai, geležis reaguoja, sudarydama minėtą karbonatą ir nusodindama. Todėl šio tipo korozija yra lengvai atpažįstama pagal ją morfologija aptiktų pažeidimų ir korozinių produktų, tokių kaip geležies karbonatai ir geležies oksidai. Susijusios reakcijos yra tokios:

Kaip minėjome anksčiau, anglies dioksido tirpumas vaidina esminį vaidmenį, nes jam padidėjus, vandeninėje fazėje ištirps daugiau dujų. Šis tirpumas, kaip ir daugumoje dujų, didėja didėjant bendram slėgiui ir mažėjant temperatūrai. Taigi, nuo šių veiksnių labai priklauso padarytos žalos sunkumas, nes didėja CO2 koncentracija vandeninėje fazėje. Kai susidaro anglies rūgštis, pH sprendimas sumažėja, tai taip pat yra veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti vertinant korozijos greitį ir padarytą žalą.

API 571 nustato, kad medžiagos, labiausiai paveiktos šio tipo korozijos, yra anglinis plienas ir mažai legiruotas plienas. kadangi chromo kiekio padidėjimas plieno sudėtyje daugiau nei 12%, 410 tipo SS pasiekia didesnį ištvermės. Taip pat 300 serijos austenitinis nerūdijantis plienas taip pat laikomas atspariu CO2 korozijai.

CO2 korozija arba saldi korozija pasireiškia įvairiais būdais, priklausomai nuo įrenginio ir įrangos, su kuria jis dirba. Taip pat ši pažeidimo morfologija gali skirtis priklausomai nuo sąveika su kitomis aplinkoje esančiomis koroziją sukeliančiomis medžiagomis, tokiomis kaip vandenilio sulfidas, deguonis ar net chloridai, kurie pagreitina korozijos reakcijas. Yra žinoma, kad chlorido jonų buvimas sumažina apsauginio sluoksnio stabilumą. susidaro tiek iš nusodinto karbonato (FeCO3), tiek iš magnetito (geležies oksido, Fe3O4). Todėl, didėjant chlorido koncentracijai, koroziniai reiškiniai bus labiau tikėtini.

Apskritai galima pastebėti apibendrintą arba lokalizuotą priepuolį. Kai ši žala lokalizuota tam tikrose labiausiai paveiktose vietose, galima nustatyti duobes (tekėjimo srityse ankštos arba pusiau sandarios), „stalo“ tipo atakos (plokštaus tipo) ar net „duobės“ didelio greičio zonose. srautas. Tai reiškia, kad morfologija taip pat priklauso nuo daugelio parametrų, tokių kaip jau minėti, ir net nuo kietųjų dalelių buvimo ar nebuvimo.

Siekiant išvengti šio tipo nestiprios korozijos, paprastai naudojami korozijos inhibitoriai, kurie sudaro tam tikrą plėvelę arba „plėvelę“. paviršiaus apsauga, kuri veikia kaip "barjeras" ir net kitų tipų inhibitoriai, galintys neutralizuoti dujų susidarantį rūgštingumą ištirpsta. Galiausiai taip pat nusprendžiama naudoti medžiagas, kurios yra atsparesnės šiai korozijai.