Determination of Corrosion in an X65 grade CO2-H2S-Brine-Api Steel System using a Rotary Cylinder Electrode
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
By using Linear Polarization Resistance, Electrochemical Impedance Spectroscopy and Tafel Extrapolation, the corrosion resistance of a carbon steel API 5L X65 degree was evaluated in the Rotating Cylinder Electrode (RCE), submerged in a 3%p NaCl solution deareated and 40 ºC at atmospheric pressure. The dynamics of tests was controlled by the RCE with speeds between 0 and 3 m/s, and varying the H2S/CO2 molar relation from 0 to 8.34x10-3. The mass transference coefficients of H+, HS- and HCO3- and the shear stress near the interface metal-liquid interface were determined, by using applicable experimental correlations for the geometry of RCE. Finally, correlations were determined which showed the relationship between the corrosion rate and the mass transference coefficients and shear stress, with the fluid flow of this multiphase system and the H2S/CO2 molar ratio.
Por medio de las técnicas Resistencia a la Polarización Lineal, Espectroscopia de Impedancia Electroquímica y Extrapolación de Tafel, se evaluó la corrosión del acero API 5L grado X65 con un Electrodo de Cilindro Rotatorio (ECR), en una solución desaireada al 3% en peso de NaCl a 40 ºC y a presión atmosférica. La dinámica de las pruebas fue controlada por el ECR con velocidades entre 0 y 3m/s, variando la concentración de la relación molar H2S/CO2, desde 0 a 8.34x10-3. Se calcularon los coeficientes de transferencia de masa de las especies H+, HS- y HCO3- y los esfuerzos de corte cerca de la interfase metal–líquido, empleando correlaciones experimentales aplicables para la geometría del ECR. Finalmente, se determinó la relación entre la velocidad de corrosión, los coeficientes de transferencia de masa y los esfuerzos de corte, con la velocidad de flujo de este sistema multifásico y la relación molar H2S/CO2.
Por medio de las técnicas Resistencia a la Polarización Lineal, Espectroscopia de Impedancia Electroquímica y Extrapolación de Tafel, se evaluó la corrosión del acero API 5L grado X65 con un Electrodo de Cilindro Rotatorio (ECR), en una solución desaireada al 3% en peso de NaCl a 40 ºC y a presión atmosférica. La dinámica de las pruebas fue controlada por el ECR con velocidades entre 0 y 3m/s, variando la concentración de la relación molar H2S/CO2, desde 0 a 8.34x10-3. Se calcularon los coeficientes de transferencia de masa de las especies H+, HS- y HCO3- y los esfuerzos de corte cerca de la interfase metal–líquido, empleando correlaciones experimentales aplicables para la geometría del ECR. Finalmente, se determinó la relación entre la velocidad de corrosión, los coeficientes de transferencia de masa y los esfuerzos de corte, con la velocidad de flujo de este sistema multifásico y la relación molar H2S/CO2.
Keywords
Corrosion type plateau, corrosion rate, ERC, CO2- H2S- brine multiphase system, Corrosión tipo meseta, velocidad de corrosión, ECR, sistema multifásico CO2–H2S-salmuera