Hva er CO₂-korrosjon og hvordan defineres det?

CO2-korrosjon er et korrosivt fenomen forårsaket av tilstedeværelsen av gassformig CO2 som er løses opp i den vandige fasen og kan generere generalisert eller lokalisert korrosjon, hovedsakelig i stål til karbon.

Sitat (APA)

Candela Rocío Barbisan | august 2022
Kjemisk ingeniør

Gitt at av alle feil som oppstår under drift av utstyr og rørledninger som transporterer naturgass eller olje, 33 % av dem skyldes korrosive fenomener, denne typen korrosjon spiller en rolle fundamental. Det er kjent at 28 % av disse er forårsaket av "søt" korrosjon av CO2, mens 18% av feilene stammer fra "sur" korrosjon av H2S.

Innvendig korrosjon (på den indre overflaten) skyldes generelt tilstedeværelsen av vann i forbindelse med du går ut, karbondioksid (CO2) og hydrogensulfid (H2S). Det er derfor karbondioksid er en etsende oppløst gass, hvis løselighet avhenger av faktorer som trykk og temperatur av driften. Hvis CO2 kommer i kontakt med vannet i kjølesystemet produksjon, vil dette bli påvirket siden med partialtrykk så lavt som 3 psi, kan det resultere i et fortynningsmiddel.

Når CO2, som er tilstede i den transporterte væsken, reagerer med vannet ved å løse seg opp, danner den karbonsyre, som interagerer med jern (hovedkomponenten i karbonstål) og gir opphav til en global reaksjon som genererer hydrogen og ioner. Videre kan CO2 reagere med jern for å danne jernholdig karbonat (FeCO₃).

I nærvær av karbonsyre reagerer jern og danner karbonatet og utfelles. Derfor er denne typen korrosjon lett identifiserbar basert på dens morfologi skader og etsende produkter funnet, som jernkarbonater og jernoksider. Reaksjonene involvert er som følger:

Som vi nevnte tidligere, spiller løseligheten av karbondioksid en grunnleggende rolle, siden når den øker, vil det være mer gass oppløst i den vandige fasen. Denne løseligheten, som i de fleste gasser, øker med økende totaltrykk og synkende temperatur. Således avhenger alvorlighetsgraden av skaden som oppstår sterkt av disse faktorene, ettersom konsentrasjonen av CO2 i vannfasen øker. Når karbonsyre produseres, vil pH i løsning resultatet er redusert, er dette også en faktor å vurdere når man vurderer korrosiviteten og skaden som genereres.

API 571 bestemmer at materialene som er mest påvirket av denne typen korrosjon er: karbonstål og lavlegert stål. Mens en økning i krominnholdet i sammensetningen av stålet på mer enn 12 %, type 410 SS, når en større utholdenhet. På samme måte anses 300-seriens austenittiske rustfrie stål også for å være motstandsdyktig mot CO2-korrosjon.

Korrosjon av CO2 eller søtkorrosjon manifesterer seg på forskjellige måter avhengig av enheten og utstyret den arbeider med. På samme måte kan denne skademorfologien variere avhengig av interaksjon med andre etsende midler i miljøet som hydrogensulfid, oksygen eller til og med klorider, som akselererer korrosjonsreaksjoner. Tilstedeværelsen av kloridioner er kjent for å redusere stabiliteten til det beskyttende laget. dannet av både det utfelte karbonatet (FeCO3) og det som dannes av magnetitt (jernoksid, Fe3O4). Derfor, ettersom kloridkonsentrasjonen øker, vil korrosive fenomener være mer sannsynlige.

Generelt kan man se et generalisert eller lokalisert angrep. Når denne skaden er lokalisert i visse områder som er mest berørt, kan gropdannelse identifiseres (i strømningsområder tette eller halvtette), angrep av "bord"-typen (av flat type) eller til og med "groper" i områder med høy hastighet på strømme. Det vil si at morfologien også er avhengig av mange parametere, slik som de som allerede er nevnt og til og med tilstedeværelsen eller fraværet av partikkelformig materiale.

For å forhindre denne typen mild korrosjon brukes normalt korrosjonshemmere, som danner en slags film eller "film". overflatebeskytter som fungerer som en "barriere" og til og med andre typer hemmere som kan nøytralisere surheten produsert av gassen oppløst. Etter hvert blir det også besluttet å bruke materialer som er mer motstandsdyktige mot denne typen korrosjon.