Estudio de la corrosion asistida por flujo (FAC) en zonas de cambio de dirección en tuberÍas de acero

Abstract

RESUMEN: Con la finalidad de estudiar la influencia que tiene el cambio de dirección en tubería sobre el Fenómeno de Corrosión Asistida por Flujo (FAC), se desarrolla el estudio correspondiente en una celda de flujo por impacto, variando el ángulo de inclinación de 30°, 60° y 90° con respecto a la superficie de la probeta, y simulando este comportamiento mediante un modelo físico. Se utiliza como medio corrosivo una salmuera saturada con H2S con velocidades de flujo de 1.05 y 2.36 m/s. Adicionalmente, se realizó la simulación numérica mediante el programa Ansys-Fluent para conocer la distribución de los vectores de velocidad y de los esfuerzos cortantes generados sobre la superficie de los cupones de acero. Para llevar a cabo lo anterior, se evalúo la velocidad de corrosión en cupones fabricados de acero API 5L X-70 en ausencia y presencia de inhibidor, mediante la técnica electroquímica de Resistencia a la Polarización Lineal (Rp). Los productos de corrosión formados se caracterizan por medio de microscopia electrónica de barrido (MEB). Así mismo, las fases cristalinas formadas por los productos de corrosión y la superficie inhibida se caracterizan por medio de difracción de rayos X (DRX). De los resultados se observa que a medida que se incrementa la velocidad de flujo, mayor es la velocidad de corrosión, debido al desprendimiento de los productos de corrosión constituidos básicamente por una mezcla de óxidos, sulfuros y sulfatos. Para el caso de la presencia de un inhibidor, se observa que la velocidad de corrosión decrece de manera significativa debido a la alta eficiencia del mismo. Finalmente, se observa que el cambio de dirección juega un papel importante en el FAC debido a que con el incremento del ángulo de impacto la velocidad de corrosión aumenta, es decir son directamente proporcionales. ABSTRACT: In order to study the influence of the change of direction in pipes and pipelines on the Phenomenon of Flow Assisted Corrosion (FAC), the corresponding study takes place in a flow cell by impact, varying the angle of inclination from 30 °, 60 ° to 90° to the surface of the specimen, and this behavior by simulating a physical model. It is used as a corrosive medium a sour brine with H2S at flow rates of 1.05 and 2.36 m/s. In addition, the numerical simulation by Ansys-Fluent to know the distribution of the velocity vectors and the shear stress generated on the surface of the steel coupons was performed. To accomplish the above, the corrosion rate was evaluated on steel coupons manufactured of API 5L X-70 in the absence and presence of inhibitor, by the electrochemical technique Linear Polarization Resistance (Rp). Corrosion products formed are characterized by scanning electron microscopy (SEM). Also, the crystalline phases formed by corrosion products and inhibited surface are characterized by X-ray diffraction (XRD). From the results it is seen that as the flow rate increases, the higher corrosion rate do too, due to the detachment of corrosion products consisting mainly of a mixture of oxides, sulfides and sulfates. In the case of the presence of an inhibitor, it shows that the corrosion rate decreases significantly because of the high efficiency. Finally, it is observed that the change direction plays an important role in the FAC because with increasing angle of impact increases the corrosion rate, ie they are directly proportional.