THE FORMATION OF PROTECTIVE IRON CARBONATE FILMS AND THE CONTROL OF CO₂CORROSION IN TURBULENT FLOW

Abstract

TURBULENT FLOW. The formation of a protective layer of iron carbonate (FeCO 3 ) can reduce the rates of corrosion and prolong the useful life of carbon steel. However, turbulent flow conditions in this layer can easily be damaged and thus compromise the protection of the steel. In this work, will be presented a methodology based on the chemical aspects of the mechanism of formation of iron carbonate layer in a Thin Channel Flow Cell (TCFC). Electrochemical techniques were used to measure the corrosion rate and corrosion potential on the surface of steel API X65 exposed to aqueous solution of 1 wt.% NaCl purged with CO 2 at 2 atm, pH 6.6 and 80°C in turbulent flow conditions. The surfaces and cross sections of the samples were characterized by means of Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy-Dispersive X-ray (EDS) analysis. The results confirm the nucleation and growth of iron carbonate layer: the extension of supersaturation of the solution and the corrosion rate have decreased, and the corrosion potential has increased. The surface analysis showed dense and uniform FeCO 3 layer with c.a. 20 μm thick after 120 hours in turbulent flow conditions. Keywords: iron carbonate (FeCO 3 ); CO 2 corrosion; flow cell. INTRODUÇÃOA corrosão por dióxido de carbono (CO 2 ) é atualmente uma das formas mais estudadas de corrosão na indústria de petróleo e gás. Isto se deve ao fato de que o petróleo bruto e o gás natural são extraídos de poços que contêm diferentes tipos de impurezas, dentre elas o CO 2. Este último, quando dissolvido em água do mar é altamente corrosivo para as tubulações de aço carbono e os equipamentos utilizados no processo.1-3 A grande preocupação com a corrosão por CO 2 na indústria de petróleo e gás esta nas falhas ocasionadas, pois estas podem comprometer a produção de óleo/gás e causar acidentes de proporção catastrófica.No Brasil, o pré-sal inspira novos desafios quando se trata da corrosão por CO 2 . A exploração em poços profundos traz consigo um percentual de CO 2 de até 20% do total dos hidrocarbonetos, valor este muito superior ao encontrado nos campos do pós-sal. 4 Além da sua presença natural na geologia local do campo produtor, o CO 2 pode ser injetado como método de recuperação avançada na produção de petróleo e gás em poços maduros, 5 tanto no pré-sal quanto no pós-sal.Para superar o obstáculo das falhas por corrosão do aço baixo carbono, deve-se considerar o mecanismo de corrosão por CO 2 nas condições da água de formação do produto e também o efeito do seu fluxo durante o transporte, bem como o mecanismo de interação do produto com a parede interna do duto. Essa abordagem multidisciplinar para a corrosão por CO 2 , ou seja, o conhecimento da relação entre fluxo e corrosão por CO 2 , é uma necessidade emergente para a indústria do petróleo e, embora, existam muitas pesquisas correlatas, 6-8 torna-se necessário buscar uma metodologia de pesquisa aplicada, que reúna os esforços da comunidade científica e contribua de forma significativa para o entendimento da corrosão por CO 2 em condiçõe...

A flow loop study on the effect of Ca2+ ions on the CO2 corrosion of 1Cr carbon steel in a CaCO3-saturated solution

“…The presence of Ca 2+ in CaCO 3 -saturated solution did not affect the overall corrosion behaviour of the 1Cr steel (Figure 3). This was still characterised by the three stages (active corrosion, nucleation and growth of carbonates, and pseudo-passivation) defined by Farelas et al [43], and described extensively in other research work [8,16,44]. Calcium is reported to delay the kinetics of the formation of the protective corrosion layer, due to its higher solubility [45].…”

Caracterização Química E Mecânica Do Filme De Deposição Formado Durante O Processo Corrosivo Do Aisi 1080 Em Ambiente Confinado Contendo Co2

“…Um dos problemas enfrentados pela indústria petrolífera é a ocorrência de (FERREIRA et al, 2016;ANSARIZADEH et al, 2015;BROWN, et al, 2016;TALEBIAN et al, 2014).…”