DETERMINACIÓN DEL EFECTO SINERGISTICO DEL FENÓMENO EROSIÓN- CORROSIÓN EN EL ACERO API-5L-X52 Fases del acero mas suceptibles a la corrosión, erosion,

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1 DETERMINACIÓN DEL EFECTO SINERGISTICO DEL FENÓMENO EROSIÓN- CORROSIÓN EN EL ACERO API-5L-X52
Fases del acero mas suceptibles a la corrosión, erosion, Grafica de potencial con corriente la que se genera con protección catódica Graficas con encabezado con identificación a que corresponden. Corriente contra tiempo RP todas juntas en base Metodología Material: Dimensionamiento, pesada Las muestras fueron sometidas a cuatro tipos de ensayo: erosión, corrosión estática, corrosión con flujo y erosión-corrosión. Los ensayos de corrosión estática se realizaron en una celda electroquímica convencional. Para la realización de los ensayos de erosión, corrosión con flujo y erosión-corrosión se utilizó el equipo mostrado. En los ensayos de corrosión, la muestra se somete a 4000 revoluciones por min por medio de un cilindro rotatorio en una Salmuera tipo NACE, en los ensayos de erosión- corrosión la muestra se encuentra en una mezcla de electrolito y partículas de alúmina . se realizaron simulaciones de las condiciones de campo con el electrodo de cilindro rotatorio y se determinó el comportamiento a la corrosión de un acero API5LX52 en un sistema salmuera-alumina, mediante el uso de técnicas electroquímicas de corriente directa y corriente alterna (Rp, Tafel y EIS). Meléndez Ter-veen E.V., Guzmán Escobedo Z.S. y Orozco Carmona V. INTRODUCCIÓN El fenómeno de erosión-corrosión se encuentra comúnmente en tuberías, válvulas y otros componentes usados en la industria petroquímica. Cuando la corrosión y la erosión actúan conjuntamente, los mecanismos de daño son complejos y en general el deterioro asociado a esta combinación de procesos son mayores que la suma del deterioro generado separadamente, este fenómeno se denomina sinergismo erosión-corrosión. OBJETIVO Evaluar el efecto sinergístico del fenómeno erosión-corrosión en la degradación del acero API-5L-X52 en una solución de Salmuera NACE con partículas erosivas de alúmina. RESULTADOS a b Figura 1 Estructura y fases presentes en la muestra de acero al carbono API 5L-X52, 500X Grafica 1 Curvas de polarización obtenidas en: a) prueba electroquímica sin erosión b) Prueba Electroquímica con Erosión MATERIALES Acero API-5L-X52 (Grado Tubería) Alúmina Salmuera NACE 1D182 (Sustituto de Agua de mar) Gráfico 3. Curvas de polarización de las pruebas electroquímicas con y sin Erosión Gráfico 4. Velocidad de corrosión en función del tiempo en pruebas electroquímicas con y sin Erosión METODOLOGÍA Caracterización del acero Metalografía Dureza Pruebas Erosión-Corrosión Prueba Erosión-Corrosión Prueba electroquímica CON erosión Prueba de Erosión con protección catódica Prueba electroquímica SIN erosión Parámetros de Pruebas Temperatura ambiente, 4000 rpm, electrolito. Rp: ±20 vs Ag/AgCl, 10 mV/min, monitoreo cada 24 horas Curvas de polarización: ±1000 vs Ag/AgCl, 60 mV/min. Protección catódica: 1000 mV catódico Análisis de Resultados Morfología superficial mediante MEB Pruebas Electroquímicas Curvas de Polarización Resistencia a la Polarización lineal. Determinación del Sinergismo a b c d Figura 2. Morfología superficial de las muestras de acero al carbono API 5L-X52 posterior a pruebas de: a) erosión-corrosión con protección catódica; b) Prueba Erosión- Corrosión c) Prueba Electroquímica sin Erosión d) Prueba electroquímica con Erosión Tabla 1. Registro de datos de prueba PRUEBA 01 Número de prueba: FECHA Fecha: de Junio al MEDIO Descripción: Salmuera NACE MUESTRA Identificación: API 5L X52 Propiedades del material Muestra erosión-corrosión Material erosionante Densidad, g/cm3 7.85 10% peso alumina acicular de 125 micras Area de la muestra, mm2 319.44 Peso equivalente 27.92 Constante K1, mm g/μA cm año PRUEBAS DE EROSIÓN Peso Inicial, g Peso final, g Peso perdido, g Tiempo, h Material perdido, mm3/mm2 Velocidad de material perdido mm3/(mm2-yr) Símbolo velocidad de perdida de material Pruebas erosión-corrosión 6.1178 6.0966 0.0212 24 8.45E-03 3.086 T Prueba protección catódica 5.9620 5.9606 0.0015 5.85E-04 0.213 E0 PRUEBAS ELECTROQUÍMICAS Ecorr, mV vs SCE icorr, μA/cm2 Rp, ohms-cm2 βa, mV3/década βc, mV3/década Prueba electroquímica con erosión 211.63 126.76 45.556 62.573 2.461 CE Prueba electroquímica sin erosión 143.81 188.95 42.931 51.812 1.673 C0 Tabla 2. Registro de resultados Prueba Muestra Material Erosivo Tasa de pérdida de material Factores Unitarios T Eo Co Ce S ΔCe ΔEc Aumento de la corrosion Aumento de la Erosión 1 API-5LX52 Alúmina 0.213 1.673 2.461 1.2 0.767 0.433 1.471 3.032 𝑚𝑚3 𝑚𝑚2∗𝑎ñ𝑜 CONCLUSIONES Usando el criterio el cálculo de la interacción corrosión- Erosión basado en la Norma ASTM G119 los resultados muestran que ΔCe / ΔEc > 1, por lo cual, el fenómeno de erosión afecta a la corrosión en mayor medida, que el fenómeno de corrosión afecte a la erosión. Se encontró un factor de sinergismo entre la corrosión y la erosión para el acero API-5L-X52, siendo el proceso fundamental de remoción de material, clasificado como corrosión acelerada por erosión. SIGUIENTES ETAPAS DEL PROYECTO Evaluación bajo condiciones de salmuera con CO2 y H2S (condiciones típicas presentes en el transporte de hidrocarburos) Evaluación a 60°C (temperatura de operación) Desarrollar un recubrimiento mediante APS para mejorar la resistencia al fenómeno de corrosión acelerada por erosión bajo las condiciones establecidas en el presente estudio AGRADECIMIENTOS Agradezco al CIMAV por permitirme participar en el 13vo. Verano de Investigación, a la M.C. Karla Campos Venegas por su apoyo en el análisis MEB y, al Grupo de Corrosión y Protección por su apoyo en el desarrollo de la presente investigación.