Kas ir CO₂ korozija un kā tā tiek definēta?

CO2 korozija ir kodīga parādība, ko izraisa gāzveida CO2 klātbūtne izšķīst ūdens fāzē un var radīt vispārēju vai lokālu koroziju, galvenokārt tēraudos uz oglekli.

Citāts (APA)

Candela Rocío Barbisan | augusts 2022
Ķīmijas inženieris

Ņemot vērā, ka no visām kļūmēm, kas rodas iekārtu un cauruļvadu darbības laikā, kas transportē dabasgāzi vai eļļa, 33% no tiem rodas korozīvu parādību rezultātā, šāda veida korozijai ir nozīme fundamentāli. Ir zināms, ka 28% no tiem izraisa "saldā" CO2 korozija, bet 18% kļūmju cēlonis ir "skābes" korozija ar H2S.

Iekšējā korozija (uz iekšējās virsmas) parasti ir saistīta ar ūdens klātbūtni kopā ar tu ej ārā, oglekļa dioksīds (CO2) un sērūdeņradis (H2S). Tāpēc oglekļa dioksīds ir kodīga izšķīdināta gāze, kuras šķīdība ir atkarīga no faktoriem piemēram, spiediens un temperatūra darbību. Ja CO2 nonāk saskarē ar ūdeni dzesēšanas sistēmā ražošanu, tas tiks ietekmēts, jo ar tik zemu daļēju spiedienu kā 3 psi, tas var radīt atšķaidītāju.

Kad CO2, kas atrodas transportētajā šķidrumā, reaģē ar ūdeni, izšķīdinot, veidojas ogļskābe, kas mijiedarbojas ar dzelzi (oglekļa tērauda galveno sastāvdaļu), izraisot globālu reakciju, kas rada ūdeņradi un joni. Turklāt CO2 var reaģēt ar dzelzi, veidojot dzelzs karbonātu (FeCO

Ogļskābes klātbūtnē dzelzs reaģē, veidojot minēto karbonātu un izgulsnējot. Tāpēc šāda veida korozija ir viegli identificējama, pamatojoties uz to morfoloģija atrastos bojājumus un kodīgos produktus, piemēram, dzelzs karbonātus un dzelzs oksīdus. Iesaistītās reakcijas ir šādas:

Kā jau minējām iepriekš, oglekļa dioksīda šķīdībai ir būtiska nozīme, jo, tai palielinoties, ūdens fāzē izšķīdīs vairāk gāzes. Šī šķīdība, tāpat kā lielākajā daļā gāzes, palielinās, palielinoties kopējam spiedienam un pazeminoties temperatūrai. Tādējādi no šiem faktoriem lielā mērā ir atkarīgs radušos bojājumu smagums, jo palielinās CO2 koncentrācija ūdens fāzē. Kad tiek ražota ogļskābe, pH līmenis risinājums rezultātā samazinās, tas ir arī faktors, kas jāņem vērā, novērtējot tā korozijas ātrumu un radītos bojājumus.

API 571 nosaka, ka materiāli, kurus visvairāk ietekmē šāda veida korozija, ir oglekļa tēraudi un mazleģētie tēraudi. Tā kā hroma satura pieaugums tērauda sastāvā, kas pārsniedz 12%, 410 SS tips sasniedz lielāku izturība. Tāpat arī 300. sērijas austenīta nerūsējošais tērauds tiek uzskatīts par izturīgu pret CO2 koroziju.

CO2 korozija vai saldā korozija izpaužas dažādos veidos atkarībā no iekārtas un aprīkojuma, ar kuru tā darbojas. Tāpat šī bojājuma morfoloģija var atšķirties atkarībā no mijiedarbība ar citiem kodīgiem līdzekļiem vidē, piemēram, sērūdeņradi, skābekli vai pat hlorīdiem, kas paātrina korozijas reakcijas. Ir zināms, ka hlorīda jonu klātbūtne samazina aizsargslāņa stabilitāti. ko veido gan nogulsnēts karbonāts (FeCO3), gan magnetīts (dzelzs oksīds, Fe3O4). Tāpēc, palielinoties hlorīda koncentrācijai, korozīvas parādības būs lielākas.

Kopumā var redzēt vispārinātu vai lokalizētu uzbrukumu. Ja šis bojājums ir lokalizēts noteiktos apgabalos, kas ir visvairāk ietekmēti, var noteikt bedrītes (plūsmas zonās cieši vai daļēji cieši), "galda" tipa uzbrukumi (plakanā tipa) vai pat "bedres" apgabalos ar lielu ātrumu plūsma. Tas nozīmē, ka morfoloģija ir atkarīga arī no daudziem parametriem, piemēram, tiem, kas jau minēti, un pat daļiņu materiāla esamības vai neesamības.

Lai novērstu šāda veida vieglu koroziju, parasti tiek izmantoti korozijas inhibitori, kas veido sava veida plēvi vai "plēvi". virsmas aizsargs, kas darbojas kā "barjera" un pat cita veida inhibitori, kas var neitralizēt gāzes radīto skābumu izšķīdis. Galu galā tiek arī nolemts izmantot materiālus, kas ir izturīgāki pret šāda veida koroziju.