Corrosión en sistemas multifásicos en flujo intermitente, caso CO2, agua, aceite, sobre acero al carbono 1020

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dc.contributor.advisorLaverde Cataño, Dionisio Antonio
dc.contributor.advisorRetamoso Rodríguez, Clemente
dc.contributor.authorVillarreal Celis, Jaime Orlando
dc.contributor.evaluatorEchavarría, Félix
dc.contributor.evaluatorVera López, Enrique
dc.contributor.evaluatorPeña Ballesteros, Darío Yesid
dc.date.accessioned2022-05-25T18:48:00Z
dc.date.available2022-05-25T18:48:00Z
dc.date.created2004
dc.date.issued2004
dc.description.abstractUn problema difícil de entender, predecir y controlar, presente com únmente en la operación en la industria petr olera, es la corrosión por CO2 en las tuberías de producción y transporte de los hidrocarburos. Los hidrocarburos provenientes de los pozos, cuando se trans portan por las tuberías forman una mezcla compleja, de múltiples fases, con diferentes configuraciones geométricas, asociadas con la erosión - corrosión cuando su hidrodinámica es altamente turbulenta. Una de estas formas de flujo multifásico que se caracteriza por su alta turbulencia es el flujo “slug”. En la bibliografía se reportan estudios de la corrosión ocasionada por CO2 disuelto en fases acuosas en los cuales se han estudiado experimentalmente factores tales como la presión parcial del CO2, la temperatura, la composición del fluido, la metalurgia de los materiales, pero muy poco se conoce sobre el efecto del flujo multifásico en la corrosión de este gas. La mayoría de los estudios mencionados se han realizado en laboratorios utilizando celdas, discos y cilindros rotatorios y autoclaves, pero los estudios de la corrosión en flujo multifásico requieren de circuitos hidrodinámicos construidos en tuberías de longitud considerable para la formación de los diferentes patrones de flujo. Para el desarrollo de esta investigación fue necesario en primer lugar diseñar y construir un circuito hidrodinámico de 48 metros de longitud. Fue construido en tuberías de acero inoxidable SS 31 6 y PVC transparente. Se validaron y ajustaron algunas correlaciones y el modelo hidrodinámico de Dukler y Hubbard que caracterizan el flujo “slug”. Para las condiciones de los ensayos de este estudio en un flujo simple en una tubería de 5 c m de diámetro, solución salina con una concentración de 1% de NaCl, saturada con CO 2, se observó que la corrosión está gobernada por un mecanismo mixto de difusión y la cinética de las reaccion es electroquímicas de reducción catódica. Finalmente, con base en los datos experimentales recopilados se propuso una correlación matemática para calcular la velocidad de corrosión, en función de la frecuencia de los “slugs” hasta una valor de 75 “slugs”/min, y otros parámetros como la caída de presión y la presión parcial del CO2.
dc.description.abstractenglishA problem that is difficult to understand, predict, and to control, which is common in the oil industry operation, is CO2 corrosion in the production pipelines and hydrocarbon transportation. The hydrocarbons coming from the wells through the pipelines form a multiphase complex mixture with different geometric configurations that are associated with the erosion, corrosion, when their hydrodynamic is highly turbulent. One of these types of multiphase flows is the slug flow which is characterized by their high turbulence. There have been a number of studies of the corrosion caused by CO2 in watery phases in which various factors have been studi ed such as partial pressure of the CO2, the temperature, the composition of the fluid, and the metallurgy of the materials. But very little is known of the effect of corrosion caused by this gas in the multiphase flow. Most of the mentioned studies have been carried out in laboratories using cells, disks, rotational cylinders and autoclaves, but the studies of the corrosion in multiphase flow require hydrodynam ic circuits to be built in pipes of considerable length for the formation of the different flow patterns. A hydrodynamic circuit or multiphase flow loop was designed and built in order to experimentally develop this work. It was bu ilt with s teel pipes SS 316 and a transparent 5 cm diameter PVC pipe. The hydrodynamic pattern of Dukler and Hubbard was validated and adjusted in this study. For the tests conditions of this study in a simple flow, aqueous saline solution with a concentration of 1% of NaCl, saturated with CO2, was observed that corrosion rate becomes controlled by a mixed mechanism of diffusion and the kinetics of the electrochemical reactions of cathodic reduction. Finally, a functional mathematical correlation to calculate the corrosion rate of the slug frequency up to a value of 75 slugs per minute, and of some other factors like the gradient of pressure and the temperature are also proposed.
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/10508
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programDoctorado en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCircuito Hidrodinámico
dc.subjectFlujo Multifásico Slug
dc.subjectHidrodinámica
dc.subjectCorrosión por CO2
dc.subjectTransporte de masa
dc.subject.keywordFlow Loop
dc.subject.keywordMultiphase Slug Flow
dc.subject.keywordMass Transport
dc.subject.keywordHydrodynamic
dc.subject.keywordCO2 Corrosion
dc.titleCorrosión en sistemas multifásicos en flujo intermitente, caso CO2, agua, aceite, sobre acero al carbono 1020
dc.title.englishCorrosion of carbon steel AISI SAE 1020 in multiphase intermitent flow, water, CO2 and oil
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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