Evaluación de la velocidad de corrosión

Evaluación de la velocidad de corrosión, erosión en un acero API 5L grado 65 en un sistema salmuera-CO2-SiO2-aceite mineral, por medio de técnicas electroquímicas

Héctor Luis Muñoz-Fernández
Luis Ángel González-Mendoza
Darío Yesid Peña-Ballesteros

Resumen

En la producción y transporte de petróleo y gas son comunes los problemas de erosión-corrosión. La velocidad del fluido y elarrastre de partículas sólidas a través del crudo transportado por las tuberías son factores críticos en el proceso de deterioro de los aceros de bajo carbono en presencia de CO2. En esta investigación, los ensayos se realizaron en una celda de erosión, corrosión con un sistema dinámico de electrodo de cilindro rotatorio a velocidades entre 1 y 3 m/s, tamaños de partícula entre 50 μm y 300 μm conconcentraciones entre 1% y 9% en peso. Se emplearon técnicas de corriente directa y corriente alterna para determinar tanto las velocidades de corrosión en las condiciones evaluadas como la influencia de las partículas de arena y de la velocidad de rotación sobre la velocidad de corrosión del acero. Se obtuvo una relación matemática entre la velocidad de corrosión y las variables del sistema.

Palabrasclave

Corrosión electroquímica, análisis del acero.

Introducción
Los estudios de la corrosión de los aceros para la tubería que transporta crudo demuestran que el CO2 es uno de los agentes corrosivos más peligrosos, que bajo la influencia de factores como la velocidad de flujo y la presencia de arena activan la velocidad de corrosión del metal, lo que ocasiona su deterioro y destrucción.La corrosión asistida por erosión es uno de los problemas que a diario se presentan en las industrias petroquímicas, por lo que el objetivo de este trabajo de investigación es evaluar la velocidad de corrosión mediante ensayos que permitan simular, a escala de laboratorio, el comportamiento corrosivo del flujo que se transporta en las tuberías que van desde el pozo hasta el tanque dealmacenamiento.
La erosión es uno de los factores que modifican la velocidad de corrosión, ya que es la causante del deterioro de la capa protectora interna de la tubería (American Petroleum Institute, 2003). En materiales dúctiles, la incidencia del erosivo genera una drástica deformación plástica localizada, así como un endurecimiento por deformación y formación de costras. En los materiales frágiles, eldeterioro es causado por agrietamiento, fractura y desprendimiento de pequeñas partes del material (Peña, 2001), que deja el espacio para que gases como el CO2 incrementen la corrosión, lo cual conlleva una disminución en el espesor de la tubería, y de no ser controlado, la pérdida del material. El flujo que circula a través de la tubería lleva elementos sólidos como sílice, gases como el CO2 y aguasalada, que influyen de manera determinante en el deterioro por corrosión de la tubería. Por lo tanto, se estudia la influencia de estos elementos, para determinar su efecto en un acero de tubería. En esta investigación, dentro de los parámetros más importantes para evaluar están la velocidad de flujo, la temperatura (Waard y Milliams, 1975), el porcentaje de sílice (arena abrasiva), el tamaño departícula de la sílice y el porcentaje de aceite. Con el uso de técnicas electroquímicas como: espectroscopia de impedancia electroquímica (EIE), resistencia a la polarización (Rp) y extrapolación de Tafel (García y Archila, 2003) fue posible determinar las velocidades de corrosión de los sistemas estudiados. La importancia de este trabajo se basa en una profundización del estudio del daño queocasionan los elementos erosivos en presencia del gas CO2, que son los causantes directos de los problemas reales de corrosión en las tuberías de transporte de hidrocarburos, que al ser afectadas conducirían a paradas no programadas en la producción y a cambios constantes de los materiales, que ocasionan pérdidas y enormes costos.

1. Procedimiento experimental
En este estudio se emplearon...