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CORROSIONE NEGLI IMPIANTI PETROLCHIMICI (Up-Streat, Down-stream)
Principali agenti/fenomeni corrosivi: O2, CO2, H2S, S, SCC, corrosione batterica)
OSSIGENO:
Forte ossidante. Normalmente non presente per profondità > 100 m. Tuttavia,
a pressione atmosferica contaminazione da perdite di tenuta. Diventa cruciale il trasporto di massa: a
Tamb l’acqua in equilibrio con aria contiene 7-8 pp O2 e la vcorr può variare da 0,25 mm/anno a 15 mm/anno.
Diventa quindi importante rimuovere (fisicamente e chimicamente) l’ossigeno (a 7-8 ppb la vcorr circa 0,01
mm/anno). In tali condizioni si forma magnetite (Fe3O4) stabile e protettiva.
H2S e S: Acido debole. Acqua in eq. con 1 atm H2S ha pH circa 4. Funge però da catalizzatore di
assorbimento di idrogeno atomico e così promuove la tensocorrosione da solfuri (SSCC) per acciai
alto-resistenziali (UTS > 690 MPa). L’H2S reagisce anche con lo zolfo a dare sulfani (forme acide dei polisulfuri)
Che, in relazione alle variazioni di pressione lungo le condotte possono liberare di nuovo zolfo elementare e
Portare a ostruzione dei tubi. I prodotti di corrosione dei solfuri possono essere importanti nel controllo della
Velocità di corrosione, almeno negli ambienti con basso tenore e bassa temperatura. Precipitano velocemente
ed hanno un basso Kps, proteggendo le tubazioni fino a velocità del flusso anche di 30 m/s. Ad
alta T (150-230 °C) e PH2S, si possono verificare attacchi localizzati (barnacle mechanism) se in presenza
anche di piccole quantità di cloruri, con velocità di penetrazione di decine di mm/anno.
CO2 : Acido debole, anche se la CO2 deve prima idrarsi a H2CO3 (reazione lenta). Differenza
sostanziale con l’H2S è una marcata influenza delle velocità nei sistemi con CO2: le velocità possono
raggiungere molte decine di mm/anno.
Il controllo della corrosione è affidato alla precipitazione di carbonato di ferro (siderite). Su una superficie
nuda di acciaio la velocità di c. può essere così stimata:
Log R = A – (2320/(t + 273)) – (5,55 t)/(1000) + 0,67 log p
Dove R = velocità corrosione in mm/anno;
T = temperatura (°C);
A = costante = 7,96;
P = pressione pressione parziale CO2 in atmosfere
Con questa equazione, la velocità di corrosione raggiunge 25 mm/anno a 65 °C e 1 MPa pressione parziale CO2,
e 250 mm/anno a 82 °C e 16 MPa di pressione CO2. Queste velocità sono inaccettabili !
Occorre quindi favorire la formazione di un deposito protettivo di siderite:
1 – temperature elevate diminuiscono la solubilità della CO2, la solubilità del carbonato e accelerano la
Cinetica di precipitazione;
2 – Incrementi di pH;
3 – assenza di turbolenza
In ambienti con CO2 e H2S, il prodotto di corrosione può essere il solfuro invece che il carbonato se il
rapporto H2S/CO2 supera 1/500.