Що таке корозія CO₂ і як вона визначається?

CO2-корозія – це корозійне явище, спричинене наявністю газоподібного CO2 розчиняється у водній фазі та може викликати загальну або локалізовану корозію, головним чином у сталях до вуглецю.

Цитата (APA)

Кандела Росіо Барбісан | серп. 2022
Інженер-хімік

Враховуючи, що з усіх несправностей, які виникають під час експлуатації обладнання та трубопроводів, які транспортують природний газ або масло, 33% з них є результатом корозійних явищ, цей тип корозії відіграє певну роль фундаментальний. Відомо, що 28% з них викликані «солодкою» корозією CO2, тоді як 18% несправностей походять від «кислотної» корозії H2S.

Внутрішня корозія (на внутрішній поверхні), як правило, пов’язана з наявністю води в поєднанні з ти виходиш, вуглекислий газ (CO2) і сірководень (H2S). Тому вуглекислий газ є корозійним розчиненим газом, розчинність якого залежить від фактори такі як тиск і температура операції. Якщо CO2 контактує з водою в системі охолодження виробництва, це вплине, оскільки за парціального тиску до 3 psi це може призвести до розрідження.

Коли CO2, присутній у рідині, що транспортується, реагує з водою шляхом розчинення, він утворює вугільну кислоту, яка взаємодіє із залізом (основним компонентом вуглецевої сталі), викликаючи глобальну реакцію, яка генерує водень і іони. Крім того, CO2 може реагувати із залізом з утворенням карбонату заліза (FeCO₃).

У присутності вугільної кислоти залізо реагує з утворенням зазначеного карбонату та випаданням в осад. Таким чином, цей тип корозії легко визначити на основі його морфологія виявлення пошкоджень і корозійних продуктів, таких як карбонати та оксиди заліза. Задіяні реакції такі:

Як ми згадували раніше, розчинність вуглекислого газу відіграє фундаментальну роль, оскільки, коли вона збільшується, у водній фазі буде розчинятися більше газу. Ця розчинність, як і в більшості гази, зростає зі збільшенням загального тиску і зниженням температури. Таким чином, серйозність пошкоджень, які виникають, сильно залежить від цих факторів, оскільки концентрація CO2 у водній фазі збільшується. Коли утворюється вугільна кислота, рН рішення внаслідок цього зменшується, це також є фактором, який слід враховувати при оцінці його швидкості корозії та завданої шкоди.

API 571 визначає, що найбільш схильні до корозії матеріали: вуглецеві сталі та низьколеговані сталі. Тоді як збільшення вмісту хрому в складі сталі понад 12%, тип 410 SS, досягає більшої витривалість. Так само аустенітну нержавіючу сталь серії 300 також вважають стійкою до корозії CO2.

Корозія CO2 або солодка корозія проявляється по-різному залежно від агрегату та обладнання, з яким він працює. Подібним чином морфологія цього пошкодження може змінюватися залежно від взаємодія з іншими корозійними агентами в навколишньому середовищі, такими як сірководень, кисень або навіть хлориди, які прискорюють реакції корозії. Відомо, що присутність іонів хлориду знижує стабільність захисного шару. утворений як осадженим карбонатом (FeCO3), так і магнетитом (оксид заліза, Fe3O4). Тому, коли концентрація хлориду збільшується, корозійні явища будуть більш імовірними.

Загалом можна спостерігати генералізований або локалізований напад. Коли це пошкодження локалізовано в певних зонах, які найбільше постраждали, можна виявити точкову точку (у зонах течії щільні або напівщільні), атаки типу «стіл» (плоського типу) або навіть «ямки» на ділянках високих швидкостей потік. Тобто морфологія також залежить від багатьох параметрів, таких як уже згадані, і навіть від наявності або відсутності твердих частинок.

Щоб запобігти цьому типу легкої корозії, зазвичай використовують інгібітори корозії, які утворюють своєрідну плівку або «плівку». поверхневий захисник, який діє як «бар’єр» і навіть інші типи інгібіторів, які можуть нейтралізувати кислотність, що виробляється газом розчинений. Зрештою, також вирішено використовувати матеріали, більш стійкі до цього виду корозії.