Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Коррозия под действием угольной кислоты

03.04.2019

Коррозия под действием угольной кислоты наиболее характерна для оборудования газоперерабатывающих заводов, но встречается и при переработке нефти на установках ЭЛОУ-АВТ. H2CO, появляется в средах вследствие растворения диоксида углерода (компонента сырья) в воде:
Коррозия под действием угольной кислоты

Следует отметить, что в условиях, которые реализуются при переработке нефти и газа, опасен только влажный CO2. Сухой диоксид углерода (влажность менее 60%) коррозии не вызывает.

Характер поражения оборудования под воздействием угольной кислоты — общая и язвенная коррозия.

Механизм и интенсивность развития поражения зависят от многих факторов, в том числе от парциального давления CO2 в среде, температуры и значения pH среды.

В средах, содержащих угольную кислоту, при отсутствии кислорода наряду с ионами водорода (гидроксония) катодными деполяризаторами могут служить молекулы угольной кислоты, гидрокарбонат-ионы и сам диоксид углерода. При высоком насыщении среды диоксидом углерода (высокое парциальное давление CO2) в водных средах с рН<5 в катодной реакции преимущественно принимают участие молекулы угольной кислоты:

При pH = 6,5-6,8 в основном восстанавливаются гидрокарбонат-ионы:

При рН>7 возможно восстановление молекул воды с последующим взаимодействием образовавшихся гидроксид-ионов с гидрокарбонат-ионами:

Таким образом, в результате катодной реакции в растворах могут появляться гидроксид-, карбонат- и гидрокарбонат-ионы. Взаимодействие их с ионами железа, образующимися при анодной реакции, сопровождается образованием плохо растворимых гидроксида и карбоната железа и хорошо растворимого гидрокарбоната железа. Очевидно, что с повышением значения pH среды вероятность образования плохо растворимых продуктов коррозии возрастает. Вместе с этим увеличиваются и защитные свойства продуктов коррозии. В общем случае рост парциального давления CO2 в среде приводит к увеличению концентрации в ней угольной кислоты и соответствующему уменьшению pH среды. В связи с этим увеличение парциального давления CО, приводит к увеличению скорости коррозионного процесса. Зависимость скорости коррозии углеродистой стали от парциального давления углекислого газа в среде при низких значениях парциального давления — линейная. При высоких значениях парциального давления CO2 в среде линейный характер зависимости нарушается (рис. 3.22). Это связывают с тем, что при высоком давлении нарушается линейная зависимость растворимости газа в жидкой фазе от парциального давления газа.

Язвенный характер коррозионных поражений в средах, содержащих угольную кислоту, как правило, объясняют наличием в продуктах коррозии наряду с плохо растворимыми карбонатом и гидроксидом железа хорошо растворимого гидрокарбоната железа. Последний преимущественно появляется на участках поверхности, омываемых средой с избытком диоксида углерода (угольной кислоты).

Следующим фактором, оказывающим существенное влияние на скорость коррозии в углекислотных средах, является температура. Влияние ее на коррозионный процесс неоднозначно. С одной стороны, скорость коррозии любой химической реакции, в том числе и процессов, лежащих в основе коррозии, возрастает с понижением температуры. С другой стороны, с повышением температуры среды снижается растворимость в ней CO2. Поэтому зависимость скорости коррозии в углекислотных средах от температуры имеет экстремальный характер (рис. 3.23).

Оптимальным способом защиты оборудования от углекислотной коррозии считается ингибирование.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: