Что такое коррозия CO₂ и как она определяется?

Коррозия CO2 представляет собой коррозионное явление, вызванное присутствием газообразного CO2, который растворяется в водной фазе и может вызывать общую или локальную коррозию, в основном в сталях к углероду.

Цитата (АПА)

Кандела Росио Барбисан | авг. 2022
Инженер-химик

Учитывая, что из всех отказов, возникающих при эксплуатации оборудования и трубопроводов, транспортирующих природный газ или масла, 33% из них возникают в результате коррозионных явлений, этот вид коррозии играет роль фундаментальный. Известно, что 28% из них вызваны «сладкой» коррозией под действием CO2, а 18% отказов вызваны «кислотной» коррозией под действием H2S.

Внутренняя коррозия (на внутренней поверхности) обычно возникает из-за присутствия воды в сочетании с Вы идете из, двуокись углерода (CO2) и сероводород (H2S). Вот почему углекислый газ является агрессивным растворенным газом, растворимость которого зависит от факторы такие как давление и температура операции. Если CO2 вступает в контакт с водой в системе охлаждения

Когда CO2, присутствующий в транспортируемой жидкости, вступает в реакцию с водой путем растворения, он образует угольную кислоту, которая взаимодействует с железом (основной компонент углеродистой стали), вызывая глобальную реакцию, в результате которой выделяется водород и ионы. Кроме того, CO2 может реагировать с железом с образованием карбоната железа (FeCO₃).

В присутствии угольной кислоты железо реагирует с образованием указанного карбоната и осаждением. Таким образом, этот тип коррозии легко идентифицировать на основе его морфология обнаруженных повреждений и коррозионных продуктов, таких как карбонаты и оксиды железа. При этом участвуют следующие реакции:

Как мы упоминали ранее, растворимость диоксида углерода играет фундаментальную роль, поскольку по мере ее увеличения в водной фазе будет растворяться больше газа. Эта растворимость, как и в большинстве газы, увеличивается с увеличением общего давления и понижением температуры. Таким образом, тяжесть возникающих повреждений сильно зависит от этих факторов, так как концентрация СО2 в водной фазе увеличивается. При образовании угольной кислоты pH решение в результате уменьшается, это также является фактором, который следует учитывать при оценке его скорости коррозии и нанесенного ущерба.

API 571 определяет, что материалы, наиболее подверженные этому типу коррозии: углеродистые стали и низколегированные стали. Тогда как увеличение содержания хрома в составе стали более 12 %, типа 410 SS, достигает большей выносливость. Кроме того, аустенитная нержавеющая сталь серии 300 также считается устойчивой к коррозии под действием CO2.

Коррозия СО2 или сладкая коррозия проявляется по-разному в зависимости от агрегата и оборудования, с которым он работает. Аналогичным образом, эта морфология повреждения может варьироваться в зависимости от взаимодействие с другими агрессивными агентами в окружающей среде, такими как сероводород, кислород или даже хлориды, которые ускоряют коррозионные реакции. Известно, что присутствие ионов хлора снижает стабильность защитного слоя. образован как осажденным карбонатом (FeCO3), так и образованным магнетитом (оксидом железа, Fe3O4). Следовательно, по мере увеличения концентрации хлорида коррозионные явления будут более вероятными.

В целом можно наблюдать генерализованную или локализованную атаку. При локализации этого повреждения в отдельных зонах, наиболее пораженных, можно выявить питтинг (в зонах притока плотные или полуплотные), атаки типа «стол» (плоского типа) или даже «ямы» в зонах высоких скоростей движения. поток. То есть морфология также зависит от многих параметров, таких как уже упомянутые, и даже от наличия или отсутствия дисперсного материала.

Для предотвращения этого типа слабой коррозии обычно используются ингибиторы коррозии, которые образуют своего рода пленку или «пленку». поверхностный протектор, который действует как «барьер» и даже другие типы ингибиторов, которые могут нейтрализовать кислотность, создаваемую газом растворенный. В конце концов, также было решено использовать материалы, более устойчивые к этому виду коррозии.