CO₂ Korozyonu nedir ve nasıl tanımlanır?

CO2 korozyonu, gaz halindeki CO2'nin varlığından kaynaklanan aşındırıcı bir olgudur. sulu fazda çözünür ve özellikle çeliklerde genel veya bölgesel korozyon oluşturabilir karbona.

Alıntı (APA)

Candela Rocio Barbisan | Ağustos 2022
Kimya Mühendisi

Doğal gaz taşıyan ekipman ve boru hatlarının işletilmesi sırasında meydana gelen tüm arızalar göz önüne alındığında veya yağ, bunların %33'ü aşındırıcı olaylardan kaynaklanır, bu tip korozyon bir rol oynar temel. Bunların %28'inin CO2'nin "tatlı" korozyonundan kaynaklandığı, arızaların ise %18'inin H2S'nin "asit" korozyonundan kaynaklandığı bilinmektedir.

İç korozyon (iç yüzeyde) genellikle su ile bağlantılı olarak suyun varlığından kaynaklanır. sen dışarı çık, karbon dioksit (CO2) ve hidrojen sülfür (H2S). Bu nedenle karbondioksit, çözünürlüğü aşağıdakilere bağlı olan aşındırıcı çözünmüş bir gazdır. faktörler basınç gibi ve sıcaklık operasyonun. CO2, soğutma sistemindeki suyla temas ederse üretme3 psi kadar düşük kısmi basınçlarda inceltici bir maddeye neden olabileceğinden, bu etkilenecektir.

Taşınan akışkanda bulunan CO2 su ile çözünerek reaksiyona girdiğinde karbonik asit oluşturur. demir (karbon çeliğinin ana bileşeni) ile etkileşime girerek hidrojen üreten küresel bir reaksiyona yol açar ve iyonlar. Ayrıca CO2 demir ile reaksiyona girerek demirli karbonat (FeCO₃).

Karbonik asit varlığında demir reaksiyona girerek adı geçen karbonatı oluşturur ve çökelir. Bu nedenle, bu tür korozyon, özelliklerine göre kolayca tanımlanabilir. morfoloji demir karbonatlar ve demir oksitler gibi bulunan hasar ve aşındırıcı ürünler. İlgili reaksiyonlar aşağıdaki gibidir:

Daha önce de belirttiğimiz gibi, karbon dioksitin çözünürlüğü temel bir rol oynar, çünkü arttıkça sulu fazda çözünen daha fazla gaz olacaktır. Bu çözünürlük, çoğu durumda olduğu gibi gazlar, artan toplam basınç ve azalan sıcaklık ile artar. Bu nedenle, sulu fazdaki CO2 konsantrasyonu arttıkça meydana gelen hasarın şiddeti bu faktörlere güçlü bir şekilde bağlıdır. Karbonik asit üretildiğinde, pH çözüm sonucu azalır, bu aynı zamanda aşındırıcı oranı ve oluşan hasarı değerlendirirken dikkate alınması gereken bir faktördür.

API 571, bu tip korozyondan en çok etkilenen malzemelerin karbon çelikleri ve düşük alaşımlı çelikler olduğunu belirler. Çeliğin bileşimindeki Krom içeriğinde %12'den fazla bir artış, 410 SS tipi ise daha büyük bir değere ulaşır. dayanıklılık. Aynı şekilde, 300 serisi östenitik paslanmaz çeliğin de CO2 korozyonuna dayanıklı olduğu kabul edilir.

CO2 kaynaklı korozyon veya tatlı korozyon, üniteye ve birlikte çalıştığı ekipmana bağlı olarak farklı şekillerde kendini gösterir. Aynı şekilde, bu hasar morfolojisi de bağlı olarak değişebilir. etkileşim hidrojen sülfür, oksijen ve hatta klorürler gibi ortamdaki diğer aşındırıcı maddelerle korozyon reaksiyonlarını hızlandırır. Klorür iyonlarının varlığının koruyucu tabakanın stabilitesini azalttığı bilinmektedir. hem çökelmiş karbonat (FeCO3) hem de manyetit (demir oksit, Fe3O4). Bu nedenle, klorür konsantrasyonu arttıkça, aşındırıcı olaylar daha olası olacaktır.

Genel olarak, genelleştirilmiş veya yerelleştirilmiş bir saldırı görülebilir. Bu hasar en çok etkilenen belirli alanlarda lokalize olduğunda, çukurlaşma tespit edilebilir (akış alanlarında) sıkı veya yarı sıkı), "masa" tipi saldırılar (düz tip) ve hatta yüksek hız alanlarındaki "çukurlar" akış. Yani morfoloji, daha önce bahsedilenler ve hatta partiküllü materyalin varlığı veya yokluğu gibi birçok parametreye de bağlıdır.

Bu tür hafif korozyonu önlemek için normalde bir tür film veya "film" oluşturan korozyon önleyiciler kullanılır. "bariyer" görevi gören yüzey koruyucu ve hatta gazın ürettiği asitliği nötralize edebilen diğer inhibitör türleri çözüldü. Sonunda, bu tür korozyona daha dayanıklı malzemelerin kullanılmasına da karar verilir.