José Luís S. Ribeiro, Adriana de Araujo, Zehbour Panossian, Neusvaldo L. de
Almeida, Helena L. A. Gloria, Thales G. Rosa, ...
CONTEÚDO
• Introdução
• Objetivos
• Materiais e métodos
 Coleta e caracterização de água produzida e escolha de IVCs
 En...
INTRODUÇÃO
Corrosão de fundo de tanque
• Durante o período de armazenamento, há separação de fases
(óleo/água)
• Há corros...
INTRODUÇÃO
Corrosão da face externa do fundo de tanque
• Contaminação por vazamento do produto armazenado
• Contaminação a...
INTRODUÇÃO
Vantagem do uso de IVC (na literatura):
• os IVCs podem atuar nos bolsões de ar em que não há contato
da chapar...
OBJETIVOS
Do projeto
Deste trabalho
 definir o sistema mais adequado para a recuperação e
proteção de fundo de tanques as...
MATERIAIS E MÉTODOS
• Solução aquosa de NaCl (0,1 mol.L-1)
• Corpos de prova de aço carbono ABNT 1020 (76,0 mm x 12,5 mm
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MATERIAIS E MÉTODOS
Ensaio de avaliação da capacidade de inibição do vapor, segundo NACE
TM0208
Local de
armazenamento do
...
MATERIAIS E MÉTODOS
Ensaios de imersão (10 dias, exame visual)
Parte imersa dos
corpos de prova
Parte emersa dos
corpos de...
MATERIAIS E MÉTODOS
Ensaio da verificação da susceptibilidade à corrosão em frestas
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Análise química da água produzida
• TQ1 - água produzida utilizada nos ensaios de imersão
• TQ2-TQ1...
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Análise microbiológica da água produzida
Microrganismo
Período de Incubação
4 dias 6 dias 14 dias 2...
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Análise química de amostras dos inibidores
• Informações de catálogo dos fabricantes: uso recomenda...
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ensaio de avaliação da capacidade de inibição do vapor
IVC-A,CP1 IVC-A,CP2 IVC-A, CP3 IVC-A, CP4 IV...
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ensaio de imersão em solução salina (0,1 mol.L-1 NaCl)
Referência
CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 C...
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Ensaio de imersão em solução salina (0,1 mol.L-1 NaCl)
Referência
CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 C...
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Ensaio de imersão em Água Produzida
Inibidor IVC-A
Referência
CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ensaio de imersão em Água Produzida
Inibidor IVC-B
Referência
CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Reação da Água Produzida com o IVC - B
Precipitado
Carbonato de cálcio
e magnésio
Seca Analisada
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Reação do IVC - B com solução saturada de hidróxido de cálcio e
solução de poro do concreto de
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Ensaio de susceptibilidade à corrosão em fresta
Referência IVC - A IVC - B
Antes da
decapagem
Após ...
No ensaio, ocorreu a volatilização total do pó do inibidor ICV-B (após 10 dias),
enquanto até o término do ensaio do inibi...
CONCLUSÕES
Os resultados obtidos permitiram obter as seguintes conclusões:
os ensaios realizados seguindo a norma NACE-TM...
CONCLUSÕES
a adição do IVC-B na água produzida resultou na precipitação de carbonato de
cálcio e magnésio. Esse precipita...
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Resumo
Neste artigo, são apresentados resultados preliminares de dois inibidores voláteis de corrosão comerciais (IVCs) para a proteção contra corrosão da face externa de fundo de tanque em contato com base de concreto. Inicialmente, foram realizados ensaios de avaliação da capacidade de inibição de vapor, assim como análises químicas para a identificação da natureza dos IVCs selecionados. Em seguida, eles foram avaliados por meio da realização de ensaios de imersão parcial em soluções contendo íons cloreto e em amostra de água produzida e, também, por meio de ensaio de resistência à corrosão em frestas. Os resultados obtidos mostraram a eficiência de inibição no espaço vapor de ambos os IVCs e a necessidade de adição de 5 % em solução de NaCl e de 15 % em água produzida para controle efetivo da corrosão. Os ensaios mostraram, ainda, a suscetibilidade do metal À corrosão por fresta, especialmente na presença de um dos IVCs selecionados.

Abstract
In this paper, the preliminary results of a study conducted with two commercial volatile corrosion inhibitors (VCI) in protecting the external surface of the bottom of storage tanks setting on concrete base are presented. Initially, tests were conducted with the objective to evaluate their corrosion protection ability in vapor phase and to determine their chemical composition. Then, they were tested in a partial immersion condition, with and without crevice formers, using a NaCl solution and a sample of produced water. The obtained results showed good corrosion protection efficiency in vapor phase of both VCI samples and the need of 5 % in a NaCl solution and 15 % in a produced water medium for a good corrosion efficiency. The tests also showed the susceptibility of the metallic coupon to crevice corrosion, especially when one of the VCI samples was added to the test medium.

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Intercorr2014 319 Avaliação da eficiência de inibidores voláteis de corrosão para proteção externa de fundo de tanque por meio de ensaios de imersão

  1. 1. José Luís S. Ribeiro, Adriana de Araujo, Zehbour Panossian, Neusvaldo L. de Almeida, Helena L. A. Gloria, Thales G. Rosa, Gutemberg de Souza Pimenta Avaliação da eficiência de inibidores voláteis de corrosão para proteção externa de fundo de tanque de armazenamento por meio de ensaios de imersão
  2. 2. CONTEÚDO • Introdução • Objetivos • Materiais e métodos  Coleta e caracterização de água produzida e escolha de IVCs  Ensaio de avaliação da capacidade de inibição do vapor  Ensaios de imersão em solução salina  Ensaios de imersão em água produzida  Ensaios de susceptibilidade à corrosão em fresta • Resultados e discussão • Conclusões
  3. 3. INTRODUÇÃO Corrosão de fundo de tanque • Durante o período de armazenamento, há separação de fases (óleo/água) • Há corrosão do fundo decorrente da agressividade da água produzida • Após a perfuração da chapa de fundo, ocorre o vazamento do produto armazenado (água produzida) Água produzida Petróleo
  4. 4. INTRODUÇÃO Corrosão da face externa do fundo de tanque • Contaminação por vazamento do produto armazenado • Contaminação a partir do meio externo • Sistemas de proteção contra corrosão : proteção catódica com e sem inibidores voláteis de corrosão. Base de concreto armado Vestígios de acúmulo de produto vazado Sobreposição de chapas Aspecto visual da face externa de trecho de chapa de fundo de tanque após decapagem
  5. 5. INTRODUÇÃO Vantagem do uso de IVC (na literatura): • os IVCs podem atuar nos bolsões de ar em que não há contato da chaparia com a base de seu assentamento e, também, nas áreas suscetíveis à corrosão em frestas; • os IVCs, quando associados a sistemas de proteção catódica, permitem a aplicação de densidades de corrente menores e a diminuição do número de anodos. Com isso, podem ser reduzidos os custos totais de cada sistema; • a concentração do IVC e a sua formulação podem ser modificadas de acordo com a agressividade do ambiente; • diminuição das taxas de corrosão de 10 a 13 vezes (ensaio sem campo durante 53 meses).
  6. 6. OBJETIVOS Do projeto Deste trabalho  definir o sistema mais adequado para a recuperação e proteção de fundo de tanques assentados em concreto, incluindo sistemas de proteção catódica com e sem associação de inibidores voláteis de corrosão (IVC).  apresentar os resultados preliminares de avaliação em laboratório de dois IVCs disponíveis no mercado nacional, apresentados por seus fabricantes como sendo eficientes na proteção da face externa da chaparia de fundo de tanque atmosférico.
  7. 7. MATERIAIS E MÉTODOS • Solução aquosa de NaCl (0,1 mol.L-1) • Corpos de prova de aço carbono ABNT 1020 (76,0 mm x 12,5 mm x 1,5 mm) • IVCs - escolhidos entre os disponíveis no mercado nacional e caracterizados por meio de análises químicas. • Água Produzida coletada de fundo de tanques e caracterizada por meio de análise química e bacteriológica
  8. 8. MATERIAIS E MÉTODOS Ensaio de avaliação da capacidade de inibição do vapor, segundo NACE TM0208 Local de armazenamento do inibidor Corpo de prova • ambiente com umidade de 90 % (23 h); • aquecimento do ambiente (50 °C) seguido de resfriamento brusco e repouso por 3 h (22 °C).
  9. 9. MATERIAIS E MÉTODOS Ensaios de imersão (10 dias, exame visual) Parte imersa dos corpos de prova Parte emersa dos corpos de prova
  10. 10. MATERIAIS E MÉTODOS Ensaio da verificação da susceptibilidade à corrosão em frestas (350 mg de inibidor em 7 dm3. Avaliação: exame visual) Dispositivo fixado no corpo de prova (K2SO4 saturado para manter ambiente com UR de 95 %)
  11. 11. RESULTADOS E DISCUSSÃO Análise química da água produzida • TQ1 - água produzida utilizada nos ensaios de imersão • TQ2-TQ10 - outras águas produzidas coletadas anteriormente em outros tanques no mesmo terminal Petrobras Análises/Ensaios Resultados da água utilizada Resultados de outras águas (referência) TQ 1 TQ 2 TQ 3 TQ 4 TQ 5 TQ 6 TQ 7 TQ 8 TQ 9 TQ 10 pH 7,61 7,35 7,06 6,88 7,17 7,92 7,19 6,76 7,39 6,78 Condutividade – mS.cm-1 6,56 5,52 7,26 8,65 6,38 8,67 6,62 5,39 7,39 7,19 Potencial redox - mV -68,5 -446 -352 -331 -395 -433 -390 -309 -411 -315 Cloreto (Cl- ) - % 2,67 0,65 2,06 1,60 0,85 2,98 0,82 2,01 1,29 1,12 Sulfato (SO4 2- ) - mg/L 108 195 102 78 157 211 245 132 93 72 Sulfeto (H2S) - mg/L 1,7 137,4 119,8 23,8 186,9 31,6 136,2 1,4 158,6 3,8 Sólidos Totais dissolvidos - % 5,3 4,0 6,2 6,6 4,6 7,6 4,7 5,8 5,3 5,3 Bicarbonato (HCO3 - ) -mg/L 1700 1380 220 600 1300 330 1275 320 1440 820 Alcalinidade (CaCO3) - mg/L 1400 1130 180 500 1060 270 1050 260 1180 670 Dureza - mg de CaCO3/L 2500 2198 3211 2354 2853 2268 2692 2883 2460 2399
  12. 12. RESULTADOS E DISCUSSÃO Análise microbiológica da água produzida Microrganismo Período de Incubação 4 dias 6 dias 14 dias 28 dias Bactérias anaeróbicas heterotróficas totais – BANHT (NMP.g-1 ) * 4,5 x 10³ 2,0 x 105 2,0 x 105 3,0 x 105 Bactérias redutoras de sulfato mesófilas – BRS (NMP.g-1)* 4,5 x 10³ 1,4 x 106 1,5 x 106 >1,4 x 107 Bactérias precipitantes de ferro – BPF (NMP.g-1 )* 10 dias 1,3 x 10² (*) NMP.g-1: número mais provável de bactérias por grama de amostra. Valor acima do limite de alerta estabelecido pela Norma Petrobras N 2785 (105 NMP/g)
  13. 13. RESULTADOS E DISCUSSÃO Análise química de amostras dos inibidores • Informações de catálogo dos fabricantes: uso recomendado para fundos de tanque. O IVC – B recomenda a dosagem de 10 %, quando usado dissolvido em água potável. • difratometria de raios X: o IVC - A: benzoato de amônio* (C7H9NO2) IVC - B: benzoato de amônio e carbonato de sódio (Na2CO3) • Cromatografia Gasosa - Espectrometria de massa (CGEM) – compostos voláteis: o IVC - A e IVC - B: amônia (NH3)*, ácido acético (C2H4O2)*, 2-feniltolueno (C13H12)*, bifenila (C12H10)**, metilbifenila (C13H12)* e benzilbenzeno (C13H12)* (*) conhecido inibidor anódico (**) possivelmente produtos da degradação do benzoato de amônio
  14. 14. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ensaio de avaliação da capacidade de inibição do vapor IVC-A,CP1 IVC-A,CP2 IVC-A, CP3 IVC-A, CP4 IVC-A, CP5 IVC-B, CP1 IVC-B, CP2 IVC-B, CP3 IVC-B, CP4 IVC-B, CP5
  15. 15. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ensaio de imersão em solução salina (0,1 mol.L-1 NaCl) Referência CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 IVC-A – 1 % IVC-A – 3 % IVC-A – 5 % Inibidor IVC-A
  16. 16. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ensaio de imersão em solução salina (0,1 mol.L-1 NaCl) Referência CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 IVC-B – 1 % IVC-B – 3 % IVC-B – 5 % Inibidor IVC-B
  17. 17. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ensaio de imersão em Água Produzida Inibidor IVC-A Referência CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 IVC-A – 5 % IVC-A – 10 % IVC-A – 15 %
  18. 18. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ensaio de imersão em Água Produzida Inibidor IVC-B Referência CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 IVC-B – 5 % IVC-B – 10 % IVC-B – 15 %
  19. 19. RESULTADOS E DISCUSSÃO Reação da Água Produzida com o IVC - B Precipitado Carbonato de cálcio e magnésio Seca Analisada
  20. 20. RESULTADOS E DISCUSSÃO Reação do IVC - B com solução saturada de hidróxido de cálcio e solução de poro do concreto de Solução saturada de Ca(OH)2 Filtrada Água de poro de concreto Concreto moído em água e filtrado
  21. 21. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ensaio de susceptibilidade à corrosão em fresta Referência IVC - A IVC - B Antes da decapagem Após a decapagem
  22. 22. No ensaio, ocorreu a volatilização total do pó do inibidor ICV-B (após 10 dias), enquanto até o término do ensaio do inibidor ICV-A havia uma grande quantidade de pó. A análise mostrou a presença de amônia na solução de ensaio de ambos os inibidores, no entanto, para o inibidor ICV-B, havia uma concentração bem mais elevada. Determinação da capacidade de inibição de corrosão em fresta Ausência de pó do inibidor IVC-B, após 10 dias Pó remanescente ao término do ensaio do inibidor IVC-A Ensaio de susceptibilidade à corrosão em fresta
  23. 23. CONCLUSÕES Os resultados obtidos permitiram obter as seguintes conclusões: os ensaios realizados seguindo a norma NACE-TM0208 permitiram classificar os inibidores voláteis em estudo como eficientes quanto à sua capacidade de inibição no espaço vapor; os ensaios de imersão parcial em solução salina (NaCl) permitiram observar que a adição de 5 % de inibidores é adequada para conferir proteção tanto à parte imersa como à parte emersa (espaço vapor) da superfície do metal. O inibidor IVC- B apresentou melhor desempenho; os ensaios de imersão parcial em água produzida permitiram observar a necessidade de adição de 15 % de inibidores para um controle efetivo da corrosão, tanto na condição de imersão como em exposição a vapor úmido. O inibidor IVC-B apresentou melhor desempenho;
  24. 24. CONCLUSÕES a adição do IVC-B na água produzida resultou na precipitação de carbonato de cálcio e magnésio. Esse precipitado também foi observado em ensaios adicionais de adição do inibidor IVC-B em soluções aquosas simulando a água de poros de concreto; os ensaios em frestas mostraram a suscetibilidade do metal a este tipo de corrosão, especialmente na presença do inibidor IVC-B.

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