Turbulencia Inhibidores de Corrosion

Captulo 6

Efecto del fujo turbulento sobre el proceso decorrosin por CO2 y la determinacin de la efcienciade inhibidores corrosin

M.E. Olvera-Martnez,1 J. Mendoza-Flores,1 J. Genesca2

1 Instituto Mexicano del Petrleo, Mxico.2 Universidad Nacional Autnoma de Mxico, Facultad de Qumica, Mxico.

[email protected], [email protected], [email protected]

Doi: http://dx.doi.org/10.3926/oms.149

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Olvera-Martnez ME, Mendoza-Flores J, Genesca J. Efecto del flujo turbulento sobre el proceso decorrosin por CO2 y la determinacin de la efciencia de inhibidores corrosin. En Valdez Salas B,& Schorr Wiener M (Eds.). Corrosin y preservacin de la infraestructura industrial. Barcelona,Espaa: OmniaScience; 2013. pp. 103-129.

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M.E. Olvera-Martnez, J. Mendoza-Flores, J. Genesca

1. Introduccin

Desde el punto de vista geolgico, la presencia de CO2 (bixido de carbono) en yacimientos depetrleo y/o gas, es resultado de diversos procesos fsicoqumicos que se llevan a cabo en lasformaciones rocosas.

La corrosin que sucede en el interior de los ductos de transporte de hidrocarburos, donde elbixido de carbono est presente (comnmente denominada corrosin dulce), constituye unserio problema para la industria del gas y petrleo, debido a que cuando el CO2 se disuelve enagua, el cido carbnico (H2CO3) que se forma por hidratacin del CO2, puede ser altamentecorrosivo.

No obstante que los hidrocarburos lquidos o gaseosos que se transportan en ductos sonsometidos a diversos tratamientos para eliminar impurezas, stos an conservan algunoscontaminantes que pueden afectar la integridad fsica de los ductos por diferentes procesos decorrosin (CO2, H2S, microorganismos, etc.). Estos problemas han causado la implementacin dediversos mtodos para el control del fenmeno. Estos mtodos incluyen el sobre diseo, el usode materiales resistentes a la corrosin, la modifcacin del medio agresivo y el uso deinhibidores de corrosin. Debido a diferentes ventajas tcnico econmicas el mtodo mscomnmente usado para el control de la corrosin interior de ductos de transporte dehidrocarburos es la adicin de inhibidores de corrosin. La efcacia de estos compuestosdepende de diferentes parmetros, tales como son la composicin del medio, la temperatura,los esfuerzos de corte generados por el movimiento del fluido, etc.

Comprender el proceso de corrosin que sucede en la interfase de una superfcie metlica encontacto con un medio acuoso que contenga CO2 disuelto y bajo diverso parmetros tales comotemperatura, presin, relacin agua hidrocarburo, pH, composicin qumica del medio,presencia de productos de corrosin (FeCO3) sobre la superfcie del metal y la presencia deinhibidores de corrosin es de una gran importancia para asegurar la integridad de los ductos detransporte.

Por otra parte, los ductos de transporte manejan fluidos en constante movimiento. Elmovimiento del fluido en el interior del ducto genera esfuerzos de corte sobre la pared interiordel mismo. Estos esfuerzos afectan la adherencia de la pelcula del inhibidor formada sobre elmetal. No obstante lo anterior, existe poca informacin cientfco tcnica referente a lapersistencia de la pelcula de un inhibidor sobre una superfcie metlica en contacto con unfluido en movimiento. Aunado a lo anterior, el rgimen de flujo ms comnmente presente enductos de transporte de hidrocarburos es de tipo turbulento.

El flujo turbulento incrementa el trasporte de masa de las especies corrosivas desde el seno delmedio agresivo hacia la superfcie del metal; as mismo, puede ocasionar la remocin deproductos de corrosin o de pelculas de inhibidor. Desde el punto de vista terico, el anlisis yprediccin del flujo turbulento es complejo, debido a su naturaleza aleatoria.

En el presente captulo se muestra una introduccin a la qumica del CO2, corrosin por CO2 enductos de transporte, inhibidores de corrosin y flujo turbulento. Adems, se presenta unanlisis de resultados de diversos estudios electroqumicos de la cintica de corrosin demuestras de acero al carbono inmersas en medios acuosos que contienen CO 2 disuelto encondiciones de flujo turbulento. Adicionalmente, se muestran resultados referentes al efecto dela temperatura sobre la cintica de disolucin del acero en un medio con CO 2 disuelto y el efecto

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Corrosin y preservacin de la infraestructura industrial

del flujo sobre el desempeo de un inhibidor de corrosin. Por otra parte se presentan lasventajas del uso del electrodo de cilindro rotatorio en el estudio de fenmenos de corrosin encondiciones de flujo turbulento.

2. Qumica del CO2 en agua

Cuando el gas CO2 entra en contacto con agua, suceden varios equilibrios qumicos.

a) El gas CO2 (CO2 (g)) se disuelve en agua (CO2 (ac)) de acuerdo a la siguiente ecuacin:

CO2 ( g )CO2 (ac ) (1)

Esta reaccin obedece la ley de Henry la cual defne la constante de disolucin (Kd) como:

K d=[CO2( ac )]PCO 2( g )

(2)

En donde [CO2 (ac)] denota la concentracin molar del bixido de carbono disuelto (mol dm -3) yPCO2 (g) la presin parcial del gas CO2 (bar).

b) Una pequea fraccin de CO2 disuelto CO2 (ac) se hidrata con el agua formando el cidocarbnico (H2CO3), de acuerdo a la siguiente reaccin:

CO2 (ac )+H 2OH 2CO3 (3)

Para esta reaccin es posible determinar una constante de velocidad, en sentido derecho(hidratacin), k1 en seg-1 y una constante en sentido izquierdo (deshidratacin) o k-1 en seg-1.Entonces, se puede defnir una constante de hidratacin (Khyd) para el equilibrio anterior:

K hyd=k1k1

(4)

Se ha determinado que esta constante vara ligeramente con la temperatura. Se ha reportadoque Khyd tienen un valor de 2.58 10-3 a 20 oC y un valor de 2.31 10-3 a 300 oC.1 El valor de Khydindica que la reaccin de hidratacin del CO2 puede ser considerada como un proceso lento ypor lo consiguiente, puede ser el paso que determine la velocidad de reaccin parasubsecuentes reacciones.

A pH alcalinos otra reaccin de hidratacin puede suceder:

CO2 (ac )+OHHCO3

(5)

Se ha indicado que esta reaccin de hidratacin es predominante solo a valores de pHsuperiores a 8 o 9.2

c) Una vez que el H2CO3 se forma, se disocia de acuerdo a:

H 2CO3H++HCO3

(6)

La constante de disociacin para esta reaccin (Ka1) se encuentra defnida por la concentracin(mol dm-3) de las especies en solucin de acuerdo a:

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Ka1=[H + ] [HCO3

][H 2CO3 ]

(7)

Sin embargo, algunas de las tcnicas experimentales usadas para la medicin del valor de Ka1 sebasan en determinar la cantidad total de bixido de carbono disuelta en solucin. Esto es,algunas tcnicas, como la titulacin, miden la cantidad de H2CO3 formada inicialmente en elequilibrio y adicionalmente el H2CO3 formado por la hidrlisis del CO2 (ac), que sucede durante elcurso de la titulacin. Por lo tanto, la cantidad total medida es en realidad la suma de lassiguientes concentraciones:

[H 2CO3 ]+[CO2 (ac) ] (8)

Debido a esta limitacin experimental es posible encontrar dos tipos de valores para laconstante Ka1 en la literatura, dependientes del mtodo usado para su medicin. Existen valorescorrespondientes a la constante de disociacin real (Ecuacin 7) y valores para una constante dedisociacin aparente (ka1), la cual considera el H2CO3 disuelto total, de acuerdo a:

k a1 '=[H+ ][HCO3

][H 2CO3 ]+[CO 2( a ) ]

(9)

d) La disociacin del ion bicarbonato (HCO3-), puede continuar generando iones carbonato(CO32-), de acuerdo a la siguiente reaccin:

HCO3H ++CO3

2 (10)

Con una constante de disociacin (Ka2) defnida por la concentracin de las especies (mol dm-3)

K a2=[ H + ] [CO3

2 ][HCO3

](11)

Turgoose, Cots y Lawson2 basados en una revisin histrica sobre la hidratacin del bixido decarbono, estudiaron este equilibrio en funcin del pH de la solucin a una presin parcial de CO 2de 1 bar. La Figura 1, muestra las concentraciones de las diferentes especies carbnicas enfuncin del pH de la solucin a 25oC y a una presin parcial de CO2 de 1 bar. Los valores de lasconstantes usadas para el clculo de la concentracin de las especies carbnicas son:Kd = 0.03386 mol dm-3 bar-1,3 Khyd = 0.00258,1 Ka1 = 1.7410-4 mol dm-3,3,4 Ka2 = 4.710-11 mol dm-3.3,5

La distribucin de la concentracin de las especies carbnicas en solucin, expresada comofraccin mol (Xmol), se presenta en la Figura 2 en funcin del pH de la solucin. La interseccinentre las lneas correspondientes al equilibrio entre H2CO3 and HCO3- sucede en un valor de pHigual a pKa1. La interseccin entre las lneas correspondientes al equilibrio entre HCO3- y CO32-

sucede en un valor de pH igual a pKa2.

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Figura 1. Concentracin de especies carbnicas en agua en funcin del pH, 25 oC, 1 bar

Figura 2. Concentracin relativa de las especies carbnicas en funcin del pH, 25 oC, 1 bar

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3. El CO2 y la corrosin del acero al carbono

Cuando el bixido de carbono (CO2) se disuelve en agua se genera un cido dbil, el pH de lasolucin disminuye y la corrosividad de la solucin formada aumenta. Se ha determinado que aun mismo valor de pH, una solucin acuosa que contiene CO 2 disuelto puede ser ms corrosivaque una solucin de algn cido fuerte.6-8 Este comportamiento indica que el pH no puede serconsiderado como el nico parmetro para determinar la corrosividad de un cido dbil ensolucin.

Estudios de laboratorio iniciales han determinado correlaciones entre la velocidad de corrosindel acero al carbono, la temperatura y la presin parcial del CO2 en medios acuosos.Frecuentemente, la corrosin del acero al carbono en medios acuosos que contienen CO 2disuelto involucra la formacin de una capa de carbonato de hierro slido (FeCO 3). Este FeCO3slido precipita sobre la superfcie del metal formando una pelcula de productos de corrosin.Sin embargo, no es protectora y el ataque corrosivo del metal prosigue. Esta situacin puedegenerar una morfologa de ataque corrosivo similar a la que tiene lugar con la formacin depicaduras sobre la superfcie del acero, tpicamente asociada a CO2.9

Adicionalmente a la corrosividad natural de los medios acuosos que contienen CO 2 disuelto, seha observado que su corrosividad aumenta si el medio se encuentra en movimiento. Medios quecontienen CO2 pueden generar severos daos por corrosin al acero si se encuentran enmovimiento.

4. Flujo turbulento

Cuando un fluido se encuentra en movimiento, las molculas que lo forman sufrendesplazamiento. Durante el movimiento las molculas interactan entre s y suceden diferentesfenmenos de transferencia (momento, masa, calor, etc.)

En algunas circunstancias, el movimiento del fluido puede ser descrito considerando eldesplazamiento de una serie de capas o lminas de molculas, resbalando una sobre otra. Enestas condiciones se asume que las molculas que pertenecen a una lmina de fluido no semueven a otra lmina, esto es, no se mezclan. Este movimiento sin mezcla se denomina flujolaminar.

Cuando un fluido en movimiento se encuentra en un contenedor slido, como sucede en lamayora de los casos, las molculas en movimiento tambin interactan con las paredes delcontenedor. Esta interaccin ocasiona que el fluido se adhiera a las paredes slidas y lageneracin de un esfuerzo de corte, tangencial al movimiento del fluido. Por lo tanto, lavelocidad del fluido disminuye en la vecindad de la pared del contenedor.

Como se presenta frecuentemente en la literatura especializada en el flujo de fluidos, elmovimiento de un fluido en condicin laminar puede ser descrito considerando un fluido deviscosidad , contenido entre dos placas paralelas. Esta situacin se ilustra en la Figura 3. Lasplacas paralelas se encuentran separadas por una distancia h, una de ellas permanece estticamientras que la segunda placa se mueve con una velocidad constante U, relativa a la placaesttica. Se considera que la presin es constante en el fluido.

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Figura 3. Condiciones de flujo laminar. Fluido de viscosidad contenido entre dos platos paralelosseparados por una distancia h. El plato superior se mueve a una velocidad constante U y el plato inferior semantiene esttico. y indica la distancia desde el plato esttico a lo largo de h, y u(y) indica la distribucin de

velocidad en el fluido a lo largo de la direccin y

En estas condiciones el fluido adherido a la placa esttica no se mover y las molculas de fluidoadheridas a la placa en movimiento se desplazarn a una velocidad U. Entonces, la velocidad enel fluido es funcin de la posicin a lo largo de la distancia h y se desarrollar un perfl dedistribucin de velocidad en el fluido. Si la velocidad del fluido en una cierta posicin entre lasplacas se denomina u(y), en condiciones laminares, el perfl de distribucin de velocidad eslinear, de acuerdo con:

u ( y )= yhU (12)

Para mantener la placa constantemente en movimiento es necesario aplicar una fuerza en ladireccin del mismo. Esta fuerza est en equilibrio con las fuerzas de friccin en el fluido. Lafuerza de friccin por unidad de rea o esfuerzo de corte () est dada por la ecuacin deNewton de la friccin:

= dudy (13)

La Ecuacin 13 indica que es directamente proporcional a la viscosidad del fluido (). Por lotanto, todos los parmetros que afecten la viscosidad afectarn directamente el valor de . Elesfuerzo de corte en la pared de la placa esttica, cuando y = 0, se denomina esfuerzo de corteen la pared y se denomina como w.

Cuando el movimiento que sucede en condiciones de flujo laminar se altera por fluctuacionesirregulares, tal como el mezclado, se considera que el fluido se mueva en condiciones de flujoturbulento. En condiciones de flujo turbulento la velocidad y la presin en un punto fjo delfluido no permanecen constantes con el tiempo. Esta variacin es muy irregular y de altafrecuencia.

Entre las condiciones de flujo laminar y turbulento existe una regin denominada de transicin.La existencia de condiciones de flujo laminar, turbulento o de transicin, depende de lageometra considerada, las propiedades del fluido y la rugosidad de la superfcie metlica.

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Se han obtenido algunas fotografas de experimentos en los cuales un delgado flujo de lquidocolorante se adiciona a un fluido en movimiento dentro de un ducto transparente,desplazndose a diferentes velocidades.10 En estas fotografas del proceso de mezclado en elseno del fluido en movimiento, en condiciones de flujo turbulento, se puede detectar laalteracin de la forma del delgado flujo de lquido colorante. Este proceso de mezcla sucede porel movimiento aleatorio de paquetes de fluido o corrientes de Eddy. Estas corrientes deEddy son de tamao variable, formndose y movindose de manera aleatoria. La presencia decorrientes de Eddy en un fluido incrementa los procesos de transferencia de calor, masa ymomento.

Debido a la naturaleza aleatoria del flujo turbulento no existen mtodos directos para calcularperfles de velocidad en estas condiciones. Las ecuaciones de continuidad y movimiento, usadascomnmente en el anlisis de flujo laminar, tambin aplican en condiciones de flujoturbulento.11 Sin embargo, la solucin de dichas ecuaciones en condiciones de flujo turbulentoes un proceso extremadamente complejo. An ms, en condiciones turbulentas, el resultado dela solucin de las ecuaciones cambia continuamente de manera aleatoria con el tiempo.

Debido a la complejidad que el estudio y descripcin del flujo turbulento implica a travs de losaos se han usado aproximaciones semi-empricas basadas en el uso de nmerosadimensionales.

Los nmeros adimensionales son grupos de variables que pueden ser considerados comorepresentativos de ciertas caractersticas de un fluido. Algunos de los nmeros adimensionalesusados en estudios de corrosin en medios en movimiento son: el nmero de Reynolds (Re),nmero de Schmidt (Sc) y nmero de Sherwood (Sh).

El nmero de Reynolds defne una velocidad de flujo relativa en trminos de una longitudcaracterstica l, defnida de acuerdo al sistema en estudio. Este nmero puede usarse paraidentifcar el tipo de flujo que sucede en un sistema (laminar o turbulento). El Re se defne como:

Re = ul (14)

En donde u es la velocidad media del fluido y es la viscosidad cinemtica del fluido, defnidacomo:

= (15)

En donde y son la viscosidad y densidad del fluido respectivamente.

El nmero de Schmidt (Sc) es un nmero adimensional asociado a las propiedades detransferencia de masa del fluido y se defne para una especie especfca i, de acuerdo a:

Sci = D i

= Di

(16)

En donde Di es el coefciente de difusin de la especie i en el fluido.

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El nmero de Sherwood (Sh) es un nmero adimensional asociado al coefciente de transferenciade masa (ki) de una especie dada en el fluido, defnido para una especie i como:

Sh i = k i lDi

(17)

En trminos generales, para un proceso electroqumico, ki puede ser defnido como la velocidada la cual sucede la transferencia de masa de la especie i en el fluido, dividido entre la diferenciade concentracin de i, entre el seno de la solucin y la superfcie del electrodo.

El coefciente de transferencia de masa de una especie i, para un proceso catdico controladopor la difusin de la especie, desde el seno de la solucin hasta la superfcie del electrodo, puedecorrelacionarse con la densidad de corriente lmite (ilim,i) de acuerdo a:

k i = ilim, i

nFC b , i(18)

Entonces, el nmero de Sherwood puede ser redefnido en trminos de una densidad decorriente lmite como:

Sh i = ilim, i l

nFDiCb , i(19)

En donde n es el nmero de electrones involucrados en la reaccin electroqumica, F es laconstante de Faraday y Cb,i es la concentracin de la especie i en el seno de la solucin.

Debido a que la densidad de corriente lmite es un parmetro que puede ser fcilmente medidoen un sistema en corrosin mediante mtodos electroqumicos, la Ecuacin 19 representan launin prctica entre la teora de flujo de fluidos y la naturaleza electroqumica de los procesosde corrosin.

Anlisis hidrodinmicos han demostrado que los nmeros adimensionales Re, Sci y Shi puedenser correlacionados mediante la siguiente expresin:

Sh i = C Rex Sc i

y (20)

En donde C, x y y son constantes determinadas experimentalmente y que dependen del sistemahidrodinmico en estudio.12,13

Este tipo de anlisis semi-emprico y el uso de sistemas hidrodinmicos de laboratorio biencaracterizados, tales como: electrodos rotatorios, ductos, jets de impacto sumergidos, etc., handemostrado ser adecuados para la obtencin de correlaciones numricas tiles en el estudio delfenmeno de corrosin en condiciones de flujo turbulento.

5. El electrodo de cilindro rotatorio (ECR)

Algunos de los primeros estudios enfocados a determinar la influencia de las condiciones deflujo sobre el proceso de corrosin involucraron el uso de discos metlicos girando a unavelocidad constante e inmersos en diferentes medios agresivos.14 De esta manera, ladeterminacin de la influencia del flujo sobre la corrosin de los discos se realizaba de maneravisual y mediante mediciones gravimtricas (prdida de peso). En estos estudios iniciales se

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determinaron importantes ideas referentes a la influencia que tiene el flujo sobre la corrosin,sin embargo la caracterizacin de las condiciones hidrodinmicas era pobre y la descripcin delproceso electroqumico involucrado no era posible.

Aos despus con el desarrollo de la teora electroqumica de la corrosin y la disponibilidad deequipos electrnicos avanzados (potenciostatos), fue posible realizar estudios electroqumicosdetallados, basados en el uso de electrodos de discos rotatorios (EDR). El EDR, tiene la ventajade ser un sistema hidrodinmico bien caracterizado que permite realizar estudios detransferencia de masa ms precisos.15 El uso de los electrodos de disco rotatorio ha llevado a undesarrollo muy valioso en la comprensin de la electroqumica y de los fenmenos detransferencia de masa. Sin embargo, el EDR opera principalmente en condiciones de flujolaminar y su uso en el estudio de sistemas de flujo turbulento ha sido cuestionado por algunosinvestigadores.

El electrodo de cilindro rotatorio (ECR) es un sistema hidrodinmico de laboratorio usado en elestudio de procesos de corrosin en condiciones de flujo turbulento.16 Este electrodo presentadiversas ventajas para su uso, tales como: construccin relativamente sencilla, fcil operacin,permite realizar mediciones de tipo electroqumico y cuenta con una descripcin matemticarazonablemente bien defnida.

5.1. Transferencia de masa en el electrodo de cilindro rotatorio (ECR)

Eisenberg, Tobias y Wilke17 determinaron la relacin existente entre la densidad de corrientelmite, medida para una especie i en solucin (ilim,i) y la velocidad de rotacin de un electrodo decilindro rotatorio (uECR) a temperatura constante:

ilim , i=0.0791nFC b , i d ECR0.30.344Di

0.644 uECR0.7 (21)

En donde, n es el nmero de electrones involucrados en la reaccin electroqumica, F es laconstante de Faraday, dECR es el dimetro del electrodo cilndrico, Cb,i es la concentracin de laespecie i en el seno de la solucin, es la viscosidad cinemtica del medio y Di es el coefcientede difusin de la especie i.

La Ecuacin 21 indica que existe una relacin lineal entre la ilim,i medida y la velocidad de rotacindel electrodo, elevada a una potencia de 0.7 (u0.7):

ilim, i = AuECR0 . 7 (22)

En donde la constate A es igual a:

A = 0 .0791 nFC b , i d ECR0 .3 0. 344 Di

0 . 644 (23)

El anlisis hidrodinmico del ECR indica que su longitud caracterstica l, usada en las expresionespara el clculo de los nmeros adimensionales Re y Sh, es el dimetro del cilindro (dECR).18 Por lotanto, la Ecuacin 20 puede ser escrita de la siguiente manera:

Sh i ,ECR = 0.0791ReECR0.7Sci

0.356 (24)

En donde ReECR y Shi,ECR son los nmeros adimensionales calculados para el electrodo de cilindrorotatorio.

Por lo que respecta al clculo del esfuerzo de corte en la pared, para el caso del ECR ( w,ECR) seasume que la siguiente expresin es vlida:19

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w ,ECRuECR

2 = 0.079ReECR0.3 (25)

Debido a la imposibilidad para determinar los valores de w,RCE experimentalmente, esimportante considerar que el clculo de este parmetro involucra un cierto grado deincertidumbre.

6. Inhibidores de corrosin

En la industria de extraccin y procesamiento del petrleo, los inhibidores siempre han sidoconsiderados como la principal lnea de defensa contra los problemas de corrosin.20 Aunque sedebe sealar que, en algunos casos, un ambiente puede hacerse menos agresivo mediante eluso de otros mtodos tales como la remocin del oxgeno presente o la modifcacin del pH. LaOrganizacin Internacional de Estndares, ISO, por sus siglas en ingls (ISO 8044-1999) defniun inhibidor como21 una sustancia qumica que cuando est presente en el sistema de corrosina una concentracin adecuada disminuye la velocidad de corrosin, sin cambiarsignifcativamente la concentracin de cualquier agente corrosivo

La literatura cientfca y tcnica, posee una amplia lista de compuestos que exhiben propiedadesde inhibicin. De todos ellos solo unos cuantos son utilizados en la prctica. Esto es porque laspropiedades deseables en un inhibidor usualmente se extienden ms all de las relacionadas a laproteccin de la superfcie metlica. Consideraciones econmicas, ambientales y dedisponibilidad son las ms importantes. Los inhibidores de corrosin comerciales se encuentrandisponibles bajo ciertos nombres o marcas que usualmente no proporcionan ningunainformacin acerca de su composicin qumica. Las formulaciones comerciales generalmenteconsisten de una sustancia activa (considerada como inhibidor), algn tipo de solvente y otrosaditivos tales como surfactantes, desemulsifcantes, formadores de pelcula, secuestrantes deoxgeno, etc.20,22

Describir el efecto de los inhibidores de corrosin no es una tarea fcil. Existe una infnidad deenfoques en la literatura abierta que van desde un simple inhibidor y determinacin de suefciencia, hasta la aplicacin de complicadas tcnicas de modelado molecular para describir lasinteracciones del inhibidor con la superfcie metlica y/o productos de corrosin. Por ejemplo,un enfoque se basa en la suposicin de que la proteccin contra la corrosin se lleva a cabomediante la adsorcin de molculas de inhibidor en la superfcie metlica, disminuyendo lavelocidad de una o ambas reacciones electroqumicas involucradas en el proceso de corrosin. Elgrado de proteccin se asume que es directamente proporcional a la fraccin de superfciecubierta por el inhibidor (). En este tipo de modelos es necesario establecer la relacin entre lafraccin de superfcie cubierta () y la concentracin del inhibidor (Cinh) en el medio. Lo anteriorse puede realizar mediante el uso de isotermas de adsorcin.23

Algunos compuestos orgnicos de bases nitrogenadas, tales como imidazolinas, amidas,amidoaminas, aminas y sus sales han sido utilizados exitosamente como inhibidores decorrosin. Las sustancias que contienen este tipo de compuestos, se utilizan comnmente paraproteger los ductos de transporte de gas y crudo de la corrosin asociada a la presencia de CO2.24

Otro tipo de compuestos, como los fosfatos, son muy efectivos especialmente a temperaturasmoderadas o en presencia de pequeas trazas de oxgeno.25 Algunos compuestos orgnicos quecontienen azufre, por ejemplo el cido tiogliclico, cidos mercaptoalquilcarboxlicos o

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tiosulfatos, en combinacin con otros inhibidores de corrosin, se han utilizado exitosamente enaplicaciones donde se presentan altos esfuerzos de corte en la pared.26 La efectividad de uncompuesto orgnico utilizado como inhibidor de corrosin depende entre otras cosas de sucomposicin qumica, estructura molecular, su afnidad por la superfcie metlica y lascondiciones reales bajo las cuales se aplica.

Algunos de los parmetros de campo ms importantes que pueden afectar el desempeo de uninhibidor y que son importantes de considerar en la evaluacin de un inhibidor son:temperatura, presin, presencia de diferentes fases en el fluido (relacin gas/lquido osalmuera/hidrocarburo), rgimen de flujo y propiedades de emulsin.

No existe un mtodo universal a escala en laboratorio para pruebas de inhibidores de corrosin.Sin embargo, existen diferentes pruebas que se han llevado a cabo a fn de estudiar losparmetros que pueden afectar el desempeo de un inhibidor cuando se aplica en campo. Lastcnicas electroqumicas se utilizan a menudo para estudiar la efciencia de un inhibidor enpruebas a nivel laboratorio. La seleccin de tcnicas electroqumicas para la evaluacin deinhibidores depende del objetivo que se pretenda estudiar.27

La seleccin de un producto para aplicacin en campo usual, pero no exclusivamente, se basa enresultados de pruebas de laboratorio y campo. Idealmente las pruebas deben reproducir todoslos parmetros relevantes de campo. En realidad, el tiempo, esfuerzo y costos requeridos paradisear y efectuar una prueba que reproduzca todas las condiciones reales hace imprctico loanterior. Una forma ms prctica es determinar los factores crticos que determinen eldesempeo de un inhibidor.28

Numerosos esfuerzos se han efectuado para combatir los problemas de corrosin debida a lapresencia de CO2 en campo, a travs de la seleccin de materiales y/o la aplicacin deinhibidores de corrosin. Diversos inhibidores se han investigado y utilizado para combatir losefectos ocasionados por la presencia de CO2 y en particular de las especies corrosivas presentesen las aguas de produccin (cidos orgnicos, cloruros, CO2, H2S, etc.) de los campos petroleros.

Algunas de las investigaciones incluyen la evaluacin de la efciencia del inhibidor bajo ciertascondiciones que sean semejantes a las condiciones encontradas en campo. La mayora de losinhibidores utilizados en la industria del transporte de hidrocarburos son del tipo formadores depelcula. Su desempeo esta intrnsecamente relacionado a su habilidad para adherirse a lasuperfcie a proteger, resistiendo en cierta medida las condiciones agresivas del medio. Estacaracterstica es lo que comnmente se denomina persistencia de pelcula. Diversos estudios 29

se han conducido para evaluar esta propiedad del inhibidor de corrosin mediante tcnicaselectroqumicas, utilizando diferentes sistemas de evaluacin de laboratorio (circuitos derecirculacin, EDR, ECR, Jaula Rotatoria, etc.).30

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7. Efecto del fujo turbulento sobre la cintca electroqumica de corrosin del

acero al carbono

7.1. Efecto sobre la cintca de la reaccin catdica

A continuacin se presentan resultados de diversos estudios electroqumicos que han tenidocomo objetivo obtener informacin cintica del proceso de corrosin del acero al carbono(especifcacin API 5L X52). En todos los estudios presentados se usaron cupones metlicos conun rea expuesta de 3 cm2, inmersos en soluciones acuosa de 5% NaCl saturadas con CO2. Con elfn de contar con una superfcie homognea, las muestras de acero fueron pulidas hasta lijagrado 600 y desengrasadas con acetona. A fn de obtener un control preciso de las condicionesde flujo turbulento, todos los resultados fueron obtenidos usando un electrodo de cilindrorotatorio.

La Figura 4 muestra una serie de curvas de polarizacin catdica obtenidas a una temperaturade 60oC a diferentes velocidades de rotacin del ECR (uECR). es posible detectar una clara zona dedensidad de corriente lmite (ilim) dependiente de la velocidad de rotacin del electrodo. Amedida que la velocidad de rotacin del electrodo incrementa, la ilim medida tambin aumenta.

Figura 4. Curvas de polarizacin catdica a diferentes velocidades de rotacin (rpm) de muestras de aceroAPI 5L X52 inmerso en una solucin acuosa de NaCl al 5% en peso, saturada con CO 2, 60 oC, pH 4

La Figura 5 muestra los valores de ilim determinados a partir de los datos mostrados en laFigura 4, grafcados como funcin de la velocidad del ECR (u) elevada a una potencia de 0.7. Enesta fgura se puede observar una clara relacin lineal entre los dos parmetros mostrados,adems de un valor de ordenada al origen diferente de cero. Estas observaciones sugieren queel proceso de reduccin que sucede en la superfcie del electrodo metlico consta de uncomponente dependiente del flujo, asociado a la relacin lineal existente entre ilim y u0.7 y de un

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componente independiente del flujo, asociado al valor de la ordenada al origen, diferente decero.

El componente independiente del flujo, asociado a la ordenada al origen diferente de cero,puede ser analizado considerando las ideas referentes a la cintica catdica en soluciones quecontienen CO2 disuelto propuestas por Schmitt y Rothman para el electrodo de disco rotatorio 8,considerando un ECR. Estos autores proponen que, la densidad de corriente lmite medida enmedios acuosos que contiene CO2 disuelto (ilim,CO2), es resultado de la superposicin de procesosdependientes de la difusin y de una reaccin qumica. Dado que Schmitt y Rothmandesarrollaron sus estudios en electrodos de disco rotatorio, sus resultados estn estrictamentedefnidos para condiciones de flujo laminar.

Figura 5. Valores de ilim, en funcin de la velocidad del ECR (u) elevada a la potencia 0.7. Marcadores slidos = datos experimentales, marcadores en forma de cruz = variacin asociada al valor,

lnea = regresin lineal (ordenada al origen = 4.16 A m -2, coefciente de correlacin = 0.9932)

Mendoza y Turgoose,31 extendieron las ideas propuestas por Schmitt y Rothman al electrodo decilindro rotatorio. Es posible sugerir que la densidad de corriente lmite medida en condicionesde flujo turbulento (ilim), en soluciones acuosas saturadas con CO2, puede ser tambin descritamediante la adicin de dos componentes. Un componente dependiente de la difusin de lasespecies electro-activas presentes en el medio, ilim,dif (dependiente del flujo) y un segundocomponente asociado a la reaccin de hidratacin lenta del CO2 en agua, ilim,R,H2CO3(independiente del flujo).

ilim=i lim,dif + ilim,R , H 2CO 3 (26)

116


7.1.1. Componente independiente del flujo (ilim,R,H2CO3)

El componente independiente del flujo puede ser calculado, en A m -2, de acuerdo a la siguienteexpresin:

ilim,R , H 2CO 3=FCb , H 2CO 3 DH 2CO 3k1 (27)En donde F es la constante de Faraday, Cb,H2CO3 es la concentracin de cido carbnico disuelto enel medio (mol m-3), DH2CO3 es el coefciente de difusin (m2 s-1) de las molculas de H2CO3 y k-1 lavelocidad de la reaccin de deshidratacin (s-1).

7.1.2. Componente dependiente del fujo (ilim,dif)

Si la concentracin de O2 disuelto se considera cercana a cero, entonces, las especies en solucincapaces de ser reducidas son: H+, H2CO3 y H2O. Considerando que, la concentracin de H2O esprcticamente constante y que la velocidad de reduccin de las especies H+ y H2CO3 esrelativamente lenta y dependiente de la difusin de las especies, entonces es posible considerarque el componte ilim,dif es el resultado de la siguiente adicin:

ilim, dif=i lim,H++ilim,H 2CO3 (28)

En donde ilim,H+ y ilim,H2CO3 son las densidades de corriente lmite (A m-2), en condiciones de flujoturbulento, para iones H+ y molculas de H2CO3 respectivamente.

Estos componentes pueden ser estimados, en condiciones de flujo turbulento, de acuerdo a laecuacin propuesta por Eisenberg para el ECR (Ecuacin 21).

ilim,H +=nFC b ,H +d RCE0.3 0.344 DH+

0 .644uRCE0 .7 (29)

ilim,H 2CO3=nFC b ,H 2CO3 dRCE0 . 30 . 344DH 2CO 3

0.644 uRCE0 . 7 (30)

En donde Cb,H+ es la concentracin de iones H+ en el seno de la solucin (mol m -3), Cb,H2CO3 es laconcentracin de H2CO3 en el seno de la solucin (mol m -3), DH+ es el coefciente de difusin de laespecie H+ (m2 s-1) y DH2CO3 es el coefciente de difusin de las molculas de H2CO3 (m2 s-1).

La Figura 6 compara los valores medidos de ilim (Figura 5) con los correspondientes valores de ilim,calculados con las Ecuaciones 26 a 30. Los valores de las constantes requeridas para los clculospueden ser encontrados en la literatura.

Este anlisis confrma la validez de las ecuaciones propuestas (Ecuaciones 26 a 30).

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Figura 6. Valores de densidad de corriente lmite (ilim) medidos y calculados, en funcin de la velocidad derotacin del ECR elevada a la potencia de 0.7 (uECR0.7). Acero al carbono API5L X52, solucin acuosa NaCl al5% en peso saturada con CO2, 60oC. Marcadores slidos = valores experimentales, marcadores en forma de

cruz = variacin asociada al valor experimental, marcadores vacios = valores calculados

7.2. Efecto sobre la cintca de la reaccin andica

Las Figuras 7 y 8 muestran curvas de polarizacin andica, obtenidas en experimentos porseparado, en un electrodo de cilindro rotatorio sobre muestras de acero al carbono API 5L X52inmersas en soluciones acuosas de NaCl al 5% en peso saturadas con CO 2, a velocidades derotacin de 1000 (0.063 m s-1) y 6000 rpm (3.77 m s-1) y a dos temperaturas 20oC y 60oC. Demanera general, estas fguras muestran, que la cintica andica del acero es independiente delflujo.

A una velocidad de rotacin de 1000 rpm, tanto a 20oC como a 60oC, la pendiente de Tafelcalculada para cada curva es del orden de 0.04 V dcada-1. A una velocidad de rotacin de6000 rpm, tanto a 20oC como a 60oC, la pendiente de Tafel calculada para cada curva es delorden de 0.05 V dcada-1. Este anlisis indica que el proceso andico se encuentra controladoprincipalmente por transferencia de carga y es independiente del flujo.

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Figura 7. Curvas de polarizacin andica determinadas en el electrodo de cilindro rotatorio, velocidad derotacin 1000 rpm, acero al carbono API5L X52, medio de prueba solucin acuosa de NaCl al 5% en pesosaturada con CO2. Las mediciones se muestran por duplicado. Curvas en el extremo superior obtenidas a

20oC. Curvas en el extremo inferior obtenidas a 60oC.

Figura 8. Curvas de polarizacin andica determinadas en el electrodo de cilindro rotatorio, velocidad derotacin 6000 rpm, acero al carbono API5L X52, medio de prueba solucin acuosa de NaCl al 5% en pesosaturada con CO2. Las mediciones se muestran por duplicado. Curvas en el extremo superior obtenidas a

20oC. Curvas en el extremo inferior obtenidas a 60oC.

7.3. Efecto del fujo turbulento y la temperatura sobre la densidad de corriente de corrosin(velocidad de corrosin) del acero al carbono en soluciones que contenen CO2

Las Figuras 9 y 10 muestran una comparacin entre los valores medidos de densidad decorriente de corrosin (icorr) y los correspondientes valores de densidad de corriente lmitecatdica (ilim), medidos a diferentes velocidades de rotacin del ECR y a temperaturas de 20oC y60oC. La comparacin de los valores de densidad de corriente se presenta como funcin de lavelocidad de rotacin del ECR elevada a una potencia de 0.7 (uECR0.7). Los valores de icorr fueronobtenidos mediante la tcnica electroqumica de resistencia a la polarizacin lineal (Rp) y los

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valores de ilim mediante curvas de polarizacin catdica, en electrodos de cilindro rotatorio deacero al carbono y ensayos independientes.

Figura 9. Valores de densidad de corriente de corrosin (icorr) y densidad de corriente lmite (ilim) medidos en elelectrodo de cilindro rotatorio, acero al carbono, medio acuoso de NaCl al 5% en peso saturado con CO2, pH de

saturacin, 20 oC. Marcadores vacos = datos experimentales, marcadores rellenos = valores promedio

Figura 10. Valores de densidad de corriente de corrosin (icorr) y densidad de corriente lmite (ilim) medidos en elelectrodo de cilindro rotatorio, acero al carbono, medio acuoso de NaCl al 5% en peso saturado con CO2, pH de

saturacin, 60 oC. Marcadores vacos = datos experimentales, marcadores rellenos = valores promedio

El anlisis de resultados mostrado en las Figuras 9 y 10 indica que, a 20oC, icorr prcticamente esindependiente del flujo y a 60oC, icorr depende del flujo. Adicionalmente, a medida que latemperatura del medio con CO2 aumenta, la icorr del acero tiende a mostrar la mismadependencia del flujo que muestra la ilim determinada para la cintica catdica del proceso decorrosin.

El anlisis indica que la densidad de corriente lmite catdica (ilim) muestra una clara dependenciade las condiciones de flujo, tanto a 20oC como a 60oC; no obstante, el proceso global de

120


corrosin del acero es independiente de la velocidad de flujo a 20oC y a 60oC muestra la mismadependencia del flujo que la observada para la ilim.

7.4. Efecto del fujo turbulento sobre el potencial de corrosin (Ecorr) del acero en soluciones deCO2

La Figura 11 muestra la dependencia del potencial de corrosin (Ecorr) con la velocidad derotacin del ECR y la temperatura del medio. Esta fgura muestra que el Ecorr es dependiente de latemperatura del medio y la velocidad de rotacin del ECR. Dicha dependencia de la velocidad derotacin es ms clara a temperaturas de 20oC y 40oC. Por otra parte, la dependencia del Ecorr conel flujo no es tan evidente a temperaturas de 60oC y 80oC.

Figura 11. Valores de Ecorr obtenidos de curvas de polarizacin catdicas a diferentes velocidades de rotacindel electrodo de cilindro rotatorio, acero al carbono en solucin acuosa de NaCl al 5% en peso saturada con

CO2, pH de saturacin. Marcadores en cruz = valores experimentales, marcadores rellenos = valores promedio

Asimismo es posible observar que, a medida que la temperatura del medio se incrementa, losvalores medidos de Ecorr disminuyen.

7.5. Efecto del fujo turbulento sobre el desempeo de un inhibidor de corrosin

El compuesto 2-Mercaptobenzimidazole (2-MBI) ha probado ser un buen inhibidor para acero alcarbn en ambientes altamente cidos32-35 sin embargo las condiciones de evaluacin se handesarrollado bajo condiciones estticas y an no se ha determinado el efecto del flujo sobre eldesempeo del inhibidor.

Los siguientes resultados corresponden a las pruebas electroqumicas efectuadas sobre aceroAPI 5L X52 en una solucin de NaCl al 3% en peso saturada con CO2 a 60oC con la adicin de10 ppm del compuesto 2-Mercaptobenzimidazol (2-MBI).

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7.5.1. Efecto del fujo sobre el potencial de corrosin Ecorr, resistencia a la polarizacin (Rp) yefciencia de inhibicin (EI)

El cambio en el Ecorr asociado con la adicin de un inhibidor de corrosin al medio de prueba fueutilizado como una indicacin cualitativa de la influencia del inhibidor sobre la cintica andica ycatdica del proceso de corrosin.

La Figura 12, muestra los valores de Ecorr medidos en funcin de la velocidad de rotacin delelectrodo a diferentes concentraciones de inhibidor.

Figura 12. Potencial de corrosin (Ecorr) en funcin de la velocidad de rotacin del electrodo a diferentesconcentraciones de inhibidor. Acero API 5L X52 en una solucin de NaCl al 3% en peso saturada con CO 2,

pH 4.27, 60oC. Las barras de error representan el valor mximo y mnimo del Ecorr medido

Los resultados sugieren dos efectos, uno asociado con la concentracin del inhibidor y unsegundo asociado con la velocidad de rotacin del electrodo. En condiciones estticas (0 rpm),cuando la concentracin de inhibidor aumenta, el Ecorr se desplaza hacia potenciales mspositivos con respecto a un medio sin inhibidor. Este cambio puede ser asociado a la adsorcinde inhibidor sobre la superfcie metlica del acero.

Por otra parte, el Ecorr se ve afectado con el incremento en la velocidad de rotacin del electrodo.Esta observacin es asociada con el hecho de que el flujo turbulento promueve la difusin de lasmolculas de inhibidor desde el seno de la solucin hacia la superfcie metlica.

La Figura 13, muestra los valores de Rp obtenidos en funcin de la velocidad de rotacin delelectrodo a diferentes concentraciones del inhibidor 2-MBI.

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Figura 13. Valores de Rp en funcin de la velocidad de rotacin a diferentes concentraciones de 2-MBI. Acero API 5L X52 en una solucin de NaCl al 3% en peso saturada con CO 2, pH 4.27, 60oC

La fgura anterior muestra que para las concentraciones de inhibidor de 10, 25 y 40 ppm, losvalores de Rp incrementan con la velocidad de rotacin. Por otra parte a 5 ppm, los valores de Rpno muestran una clara dependencia con el flujo similar a la encontrada a concentraciones msaltas.

El efecto de la velocidad de rotacin sobre las propiedades de inhibicin del compuesto 2-MBIpuede analizarse mejor, si se calcula la efciencia de inhibicin (EI) expresada en porciento conlos datos de Rp.

%EI=R p

R pR p x 100 (31)

Donde Rop y Rp son los valores de resistencia a la polarizacin (Rp) con y sin inhibidor.

La Figura 14 muestra los valores del %EI calculados a diferentes velocidades de rotacin delelectrodo con diferentes concentraciones de inhibidor. Es importante mencionar que los valoresde efciencias calculados representan el momento en el tiempo que se efecta la prueba y no serelacionan con largos tiempos de exposicin.

De la Figura 14, se observa claramente que tanto las condiciones hidrodinmicas y el aumentoen la concentracin del inhibidor son factores que afectan el desempeo del inhibidor. Losresultados de efciencia sugieren que el esfuerzo de corte () generado en la pared del electrodono es sufciente para desprender las molculas de inhibidor adsorbidas sobre la superfciemetlica del electrodo.

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Figura 14. Valores estimados de efciencia de inhibicin (%EI) en funcin de la velocidad de rotacin adiferentes concentraciones de 2-MBI. Acero API 5L X52 en una solucin de NaCl al 3% en peso saturada con

CO2, pH 4.27, 60oC

Por otra parte, a 5000 rpm se alcanzan efciencias mayores a 98% a concentraciones de 10, 25 y40 ppm. Lo anterior es una consideracin importante, tanto tcnica como econmica, ya quedemuestra que aun cuando se incrementa la concentracin de inhibidor la efciencia no aumentade manera signifcativa.

8. Anlisis global, representacin en diagrama de Evans

Con el fn de realizar un anlisis global de la informacin electroqumica obtenida durante elestudio de la corrosin del acero al carbono en soluciones que contienen CO 2 disuelto, laFigura 15 muestra un diagrama de Evans que resume las observaciones experimentalespreviamente presentadas.

En la grfca de potencial (E) contra el logaritmo de la densidad de corriente (i), se muestran lasreacciones andica y catdica a diferentes velocidades de rotacin del ECR (u) y a dos diferentestemperaturas T1 y T2, siendo T1 mayor a T2. Para cada caso, el pH del medio se considera como elnatural de saturacin.

Los procesos catdicos y andicos que suceden en la superfcie del electrodo a la temperatura T1se representan como lneas continuas. Los procesos catdicos y andicos que suceden en lasuperfcie del electrodo a la temperatura T2 se representan como lneas discontinuas. Para cadatemperatura se presentan cuatro lneas catdicas, correspondientes a las velocidades derotacin del ECR u1 a u4.

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Figura 15. Diagrama de Evans propuesto para la descripcin del proceso electroqumico de corrosin, quesucede sobre la superfcie de muestras rotatorias cilndricas de acero al carbono (ECR), inmersas en

soluciones acuosas saturadas con CO2, a diferentes velocidades de rotacin, pH natural de saturacin y dostemperaturas T1 y T2 (T2>T1). Lneas continuas = procesos electroqumicos a la temperatura T 1. Lneas

discontinuas = procesos electroqumicos a la temperatura T 2, a = intersecciones entre lneas andica ycatdica a la temperatura T1, b = intersecciones entre lneas andica y catdica a la temperatura T 2, u1 a u4

= velocidades de rotacin a temperaturas T1 y T2, u1 < u2 < u3


9. Como consecuencia de las observaciones anteriores, los valores de densidad decorriente de corrosin (icorr) a la temperatura menor (T1) son dependientes del flujo sloen el rango de velocidad de rotacin menor.

10. En contraste, a la mayor temperatura (T2) los valores de densidad de corriente decorrosin (icorr) son dependientes de la velocidad de rotacin del electrodo y es posibleconsiderar aproximado el criterio ilim icorr.

9. Conclusiones

Los resultados y anlisis electroqumicos de los diferentes estudios presentados en este trabajo,realizados en electrodos de cilindro rotatorio, referentes a la corrosin que sufre el acero alcarbono en medios que contienen CO2 disuelto, en condiciones de flujo turbulento y aldesempeo de un inhibidor de corrosin (2-MBI) en dichas condiciones, permiten obtener lassiguientes conclusiones.

En la reaccin de reduccin del proceso de corrosin se determin la existencia de unadensidad de corriente lmite, dependiente de la velocidad de flujo. Este resultado indicaque el proceso catdico global se encuentra controlado por un proceso de difusin.

A medida que la velocidad de flujo se incrementa, la densidad de corriente lmitecatdica se incrementa y muestra una relacin directa con la velocidad de rotacin delelectrodo rotatorio elevada a una potencia de 0.7, tal y como lo describe la ecuacinpropuesta por Eisenberg, Tobias y Wilke (21).

El proceso catdico que sucede sobre la superfcie del acero, puede ser descrito por laadicin de:

a) Un proceso dependiente del flujo, asociado a la difusin de los iones H+, desde elseno de la solucin hasta la superfcie metlica.

b) Un proceso de reduccin independiente del flujo, asociado a la hidratacin lentadel H2CO3 en solucin.

La reaccin de oxidacin o andica del proceso de corrosin, es prcticamenteindependiente del flujo. Lo anterior indica que el proceso andico se encuentracontrolado principalmente por activacin.

A mayor temperatura del medio, la velocidad de corrosin aumenta a medida que lavelocidad de flujo aumenta y el proceso general de corrosin sucede con mayorrapidez. Los resultados demostraron que, a 20 oC la velocidad de corrosin esindependiente del flujo y a 60 oC la velocidad de corrosin es directamente dependientede la velocidad de flujo.

Se demostr que, para una misma concentracin de inhibidor de corrosin su efcienciaes dependiente de la velocidad de flujo. A mayor velocidad de flujo, la efciencia delinhibidor de corrosin tiende a ser mayor.

Asimismo se observ que, para una misma velocidad de flujo, la efciencia del inhibidorde corrosin es dependiente de la concentracin del mismo, a las concentracionesevaluadas menores. A las concentraciones mayores evaluadas y a una misma velocidad

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de flujo, la efciencia del inhibidor de corrosin, en trminos prcticos, esindependiente de la velocidad de flujo.

Se demostr que, en las condiciones estudiadas, el flujo turbulento tiene una clarainfluencia sobre el desempeo del inhibidor de corrosin evaluado.

Los resultados y anlisis presentados demuestran que, el estudio, la evaluacin y el control de lacorrosin de estructuras de acero en contacto con medios acuosos que contienen CO 2 disuelto,deben considerar el efecto que las condiciones de flujo pueden tener sobre los resultados que sedesean obtener. Este comentario tiene una relevancia prctica importante debido a que, losefectos de las condiciones de flujo turbulento, no son comnmente considerados en los anlisistcnicos destinados al control de la corrosin de estructuras de acero en contacto con mediosagresivos en movimiento, por ejemplo, ductos de transporte.

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Referenciar este captulo1. Introduccin2. Qumica del CO2 en agua3. El CO2 y la corrosin del acero al carbono4. Flujo turbulento5. El electrodo de cilindro rotatorio (ECR)5.1. Transferencia de masa en el electrodo de cilindro rotatorio (ECR)

6. Inhibidores de corrosin7. Efecto del flujo turbulento sobre la cintica electroqumica de corrosin del acero al carbono7.1. Efecto sobre la cintica de la reaccin catdica7.1.1. Componente independiente del flujo (ilim,R,H2CO3)7.1.2. Componente dependiente del flujo (ilim,dif)

7.2. Efecto sobre la cintica de la reaccin andica7.3. Efecto del flujo turbulento y la temperatura sobre la densidad de corriente de corrosin (velocidad de corrosin) del acero al carbono en soluciones que contienen CO27.4. Efecto del flujo turbulento sobre el potencial de corrosin (Ecorr) del acero en soluciones de CO27.5. Efecto del flujo turbulento sobre el desempeo de un inhibidor de corrosin7.5.1. Efecto del flujo sobre el potencial de corrosin Ecorr, resistencia a la polarizacin (Rp) y eficiencia de inhibicin (EI)

8. Anlisis global, representacin en diagrama de Evans9. ConclusionesReferencias

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Turbulencia Inhibidores de Corrosion