Um guia para proteger sistemas de refrigeração

Salvar para ler a lista Publicado por Bella Weetch, Editorial Assistant Hydrocarbon Engineering, quarta-feira, 11 de janeiro de 2023 09:00

Os sistemas de resfriamento em muitas usinas de petróleo e gás a jusante são compostos principalmente por tubos de aço carbono, enquanto as superfícies de troca de calor utilizam principalmente aço carbono e metais amarelos (ligas contendo cobre). Como resultado, o controle de corrosão do aço carbono e do cobre é fundamental para manter a confiabilidade do sistema e maximizar a vida útil do ativo. Fundamentalmente, o processo de corrosão leva todos os metais ao seu estado de oxidação mais alto, resultando na formação de uma camada de óxido na superfície. Com o tempo, essa camada de óxido retarda o processo de transferência de elétrons até que o íon metálico catiônico se dissolva na água de resfriamento por meio de cloretos ou sulfatos. A corrosão do metal amarelo é um desafio notável, pois pode não apenas causar a falha dos próprios feixes de tubos, mas também induzir corrosão galvânica agressiva nas superfícies de aço carbono. Ambientalmente, a liberação de subprodutos da corrosão do cobre na água de resfriamento pode afetar a conformidade da descarga.

Inicialmente encontrando uso como um aditivo de tinta para corrosão, mofo e controle microbiano, as moléculas de benzotriazole e azol têm uma longa história como tratamentos químicos para aplicações industriais. O tratamento de água industrial tem usado de forma onipresente derivados de benzotriazol para controle de corrosão de metais amarelos (cobre, cobre-níquel e trocadores de calor almirantado) por aproximadamente 75 anos.

A tecnologia baseada em azol tem desvantagens e limitações. Os principais aspectos negativos incluem a toxicidade aquática elevada, a geração de haletos orgânicos adsorvíveis (AOX) e a perda de passivação da superfície do metal quando exposto a oxidantes.

Para manter o controle microbiológico no tratamento de água de resfriamento industrial, é prática comum alimentar um oxidante, de forma contínua ou intermitente. Os oxidantes mais usados ​​incluem hipoclorito de sódio, bromo, dióxido de cloro, peróxido ou ozônio. Infelizmente, os oxidantes podem contornar a reação catódica em uma célula de corrosão, aumentar o potencial de oxidação e acelerar a corrosão geral e localizada. Quando um biocida oxidante é adicionado à água de resfriamento industrial que é tratada com um azol, uma imagem de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) da superfície do metal ilustra que a superfície passivada anteriormente uniforme agora é porosa e descontínua (consulte a Figura 1) .

Figura 1. A: imagem TEM em corte transversal de um filme de TTA sobre uma superfície de latão almirantado (ADM), formado na ausência de ácido hipocloroso. B: imagem TEM em corte transversal mostrando o deslocamento catalisado por hipocloro de TTA na superfície do metal.

Como resultado, muitas vezes há um compromisso necessário entre o controle da corrosão do metal amarelo e o controle microbiano. Apesar da extensa pesquisa sobre as propriedades de benzotriazóis e compostos azólicos como inibidores de corrosão formadores de filme, as instalações industriais de tratamento de água geralmente apresentam uma ampla gama de resultados insatisfatórios: taxas de corrosão de metal amarelo excedendo o padrão da indústria de no máximo 0,2 mpy, desagregação de ligas de metal amarelo ( dezincificação), corrosão galvânica e níveis elevados de cobre no efluente.

Mais recentemente, a disponibilidade de material é outra limitação que tem complicado o uso da tecnologia tradicional de azóis. Os problemas da cadeia de suprimentos em torno de matérias-primas, tarifas impostas pelo governo e atrasos no envio afetaram o fornecimento e aumentaram significativamente os custos, levando os usuários finais a buscar novas tecnologias que reduzam sua dependência dessa tecnologia.