Inibidores de corrosão ácida para
estimulação em campo petrolífero
Produtos para a Industria petrolífera
1. Corrosão ácida
A corrosão ácida é a corrosão de materiais em
ambientes ácidos. Muitos materiais metálicos são
suscetíveis à corrosão ácida. Um dos materiais
industriais mais amplamente utilizado, o aço
carbono, sofre sérias corrosões ácidas. A proteção
contra corrosão, tal como o uso de inibidores de
corrosão, é requerida frequentemente para o uso
de aço carbono em meios ácidos.
O mecanismo de corrosão ácida é direto e
irreversível. No caso do aço carbono, o ferro
reagirá com os íons de hidrogênio para formar
íons de ferro e gás de hidrogênio (Fig. 1). Esta
reação é demonstrada abaixo:
Fe + 2H+ -> Fe++ + H2
Durante o processo o aço é essencialmente
dissolvido. A perda de peso, portanto, é uma
boa medida de severidade da corrosão ácida.
A taxa de corrosão de materiais em ácido
é dependente dos parâmetros tais como
concentração ou pH da solução ácida,
temperatura e o uso de inibidores de corrosão.
Com o aumento da concentração de ácido, a
taxa de corrosão sobe correspondentemente.
Em uma concentração ácida constante, a taxa
de corrosão cresce exponencialmente com o
aumento da temperatura. A presença de um
inibidor de corrosão ácida terá um efeito profundo
sobre a taxa de corrosão. A adição de 0.1 a 2.0%
de inibidores de corrosão ácida podem reduzir a
taxa de corrosão até 95%.
Fig. 1 Ilustração esquemática da corrosão ácida
do aço carbono.
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2. Inibidores de corrosão ácida
Armohib®
Armohib é o nome comercial para os inibidores de corrosão desenvolvidos
pela AkzoNobel. Esses inibidores com cadeia nitrogênica alifática retardam
com eficácia a corrosão durante as operações ácidas no poço de petróleo,
bem como na decapagem e limpeza ácidas. A AkzoNobel trás dois inibidores
de corrosão ácida: Armohib CI-28 e Armohib CI-31. Eles são formulados
especialmente para inibir a corrosão de ácidos diferentes como listados
na Tabela 1.
Apesar do mecanismo exato de inibidores de corrosão de nitrogênio
não ser completamente entendido, é geralmente acordado que o grupo
positivo hidrofílico de nitrogênio adere-se à superfície metálica e as cadeias
alifáticas formam um filme hidrofóbico, o qual bloqueia o ataque de íons
de hidrogênio (Fig. 2). Uma maior cobertura da superfície com filme
impenetrável leva a maior inibição de corrosão ácida.
Tabela 1. Aplicação de inibidores de corrosão Armohib em ácidos diferentes.
Armohib CI-28
Clorídrico
Misturas de Ácido Clorídrico-Fluorídrico
Armohib CI-31
Sulfúrico
Sulfâmico
Cítrico
Fosfórico
Fig. 2 Ilustração esquemática de inibição de corrosão
ácida pelos inibidores de corrosão Armohib
2.1 Propriedades do
Armohib CI-28 e
Armohib CI-31
por um período de tempo prolongado.
As propriedades típicas de inibidores de corrosão
Armohib estão listadas na Tabela 2. Esses
inibidores são fáceis de usar no campo. Eles
estão disponíveis e forma líquida e são solúveis
em ácido. Eles não mancham as superfícies
metálicas e não precipitam quando permanecem
A aplicação desses inibidores proporciona
baixo-custo, proteção segura sobre uma ampla
faixa de temperaturas, somente uma pequena
quantidade de inibidor Armohib misturada com
os ácidos irá promover o efeito de limpeza
desejado, enquanto retarda o ataque ácido
sobre os metais. Por exemplo, 0,25% de
Armohib CI-28 em ácido clorídrico 15% a 200ºF
leva a menos que 0.022 Ib/ft2/dia como taxa
de corrosão em aço macio. Em outro exemplo,
0.06% de Armohib CI-31 em ácido sulfúrico 15%
a 200ºF leva a menos que 0.027 Ib/ft2/dia como
taxa de corrosão em aço macio.
Tabela 2. Propriedades típicas de inibidores de corrosão Armohib
Armohib
Densidade
Específica a 25ºC
Libras por Galão
Aparência a 25ºC
Pour Point ºF
Flash Point ºF
28
0.925
7.69
Líquido Âmbar
52
90
31
1.042
8.66
Líquido Âmbar
24
340
Há três aplicações principais para os inibidores
Armohib: acidificação do poço de petróleo,
decapagem ácida e limpeza ácida.
Fig. 3 Dados de
corrosão de aço macio
em ácido clorídrico
com Armohib CI-28
2.2.1 Acidez do poço de
petróleo
Na fratura e acidez de formações de óleo
compactas, várias concentrações de ácido
clorídrico são usadas para dissolver as incrustações
ou depósitos de carbonato não desejados, os
quais interferem com a passagem de óleo, em
tubulação ou em sua formação.
As linhas e tubulações devem ser protegidas
durante essa operação, de ataques corrosivos
pelo ácido, pelas pressões e temperaturas altas,
e pelo potencial para um ambiente "ácido” que
resulta de conteúdos altos de dióxido de carbono
e sulfureto de hidrogênio. O Armohib® CI-28 a
uma concentração de 0.25%, baseada na solução
total de ácido clorídrico, é altamente recomendado
para essa finalidade (Fig. 3). Proporciona proteção
eficaz em temperaturas em excesso de 230ºF
(110ºC), por pelo menos 6 horas.
28
AÇO MACIO EM ÁCIDO
CLORIDRICO COM
Armohib CI-28 / 6 HORAS
A 200°F
Taxa de Corrosão Ib/ft2/dia
2.2 Aplicações do
Armohib CI-28 e
Armohib CI-31
Cloud Point ºF
Percentagem de inibidor baseado na solução total
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2.2.2 Decapagem ácida
Decapagem é a remoção de incrustações de
óxido formadas durante as operações metálicas
com ácidos minerais. Ácidos clorídrico, fosfórico
e sulfúrico são comumente usados. Essas
incrustações devem ser removidas sem ataque
excessivo de ácido na superfície metálica.
Armohib CI-28: O ácido clorídrico é usado
para decapagem de ligas de aço com alto
teor de carbono e para decapagem de fio. A
fragilização de hidrogênio é um grande problema
durante a decapagem de fio de aço macio. A
adição de Armohib CI-28 ao ácido clorídrico
elimina ou reduz a fragilização. O uso de
Armohib CI-28 como um inibidor, na decapagem
de ácido clorídrico em aço, não tem efeito
adverso na qualidade do metal em galvanização
a quente subseqüente.
Armohib CI-31: O ácido fosfórico é usado na
preparação da superfície de aço estrutural para
remover incrustação, ferrugem e contaminantes,
antes do revestimento de proteção da superfície.
O ácido fosfórico é de valor particular em
operações onde a película de incrustação é
fina, ou se a película é um óxido de hidrato de
ferro. O ácido sulfúrico é usado extensivamente
na limpeza de metal pelo seu baixo custo.
Na falta de inibidor, até 80% de ácido pode
ser consumido na dissolução do metal sob a
incrustação. O uso de Armohib CI-31 regula
as reações de dissolução de incrustação e
minimiza o montante de material da superfície
que é dissolvido.
2.2.3 Limpeza ácida de
instalação
Ácidos com inibidores são usados extensivamente
na limpeza de instalações, ambos em précomissionamento e limpeza periódica planejada.
Nas aplicações, o uso de um inibidor de
corrosão é necessário para maximizar o feito de
limpeza, enquanto minimiza qualquer corrosão
não desejada.
O ácido clorídrico é o ácido mais usado
frequentemente para limpeza de instalações,
embora os ácidos sulfúrico, cítrico e fosfórico
também sejam utilizados. O produto apropriado
Armohib CI-28 ou CI-31 servirá as necessidades
de inibição de corrosão de quaisquer das
aplicações de ácido.
O Armohib CI-28 é usado para criar soluções
clorídricas inibidoras com eficiência para
aplicações em aços tais como almirantado, aços
carbonos, ferro fundido, cobre e seus ligas tais
como monel, latão, bronze, cupro-níquel e cromo
molibdênio.
O ácido sulfâmico é frequentemente usado como
uma alternativa ao ácido clorídrico. O ácido
sulfâmico inibido com Armohib CI-31, é usado
para limpar depósitos em aços inoxidáveis das
series 300 e 400, e para limpeza ocasional de
alumínio e de suas ligas.
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2.3 Aplicando o Armohib CI-28 e Armohib CI-31
Os inibidores de corrosão Armohib podem ser
adicionados a soluções ácidas concentradas ou
diluídas. Nunca dilua a concentração de Armohib
com água, pois eles irão se separar.
de inibidor para cada 100 galões de solução
ácida diluída.
Soluções de Ácido Diluídas: Para obter as
concentrações de inibidores listadas na Tabela 3,
adicione aproximadamente o montante indicado
Tabela 3. Preparação da dosagem desejada de inibidores de corrosão Armohib
Concentração % Solução Total
.01
.025
.05
.075
.10
.125
.15
.20
.25
Quantidade (ounces) por 100 galoes de solução total
1.5
3.75
7.5
11.25
15.0
18.75
22.5
30.0
37.5
Manuseio e armazenamento
P a r a i n s t r u ç õ e s s o b re m a n u s e i o e
armazenamento, por favor, consulte as fichas
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