Lựa chọn chất ức chế ăn mòn phù hợp trong môi trường CO₂, H₂S và clorua

Chất ức chế ăn mòn CO₂

• Bản thân CO₂ không ăn mòn, nhưng khi hòa tan trong nước, nó tạo thành axit cacbonic gây ăn mòn chủ yếu thông qua quá trình tiến hóa hydro catốt và hòa tan kim loại anốt.

• Chất ức chế ăn mòn CO₂ hoạt động chủ yếu bằng cách hấp phụ trên bề mặt kim loại, tạo thành các màng bảo vệ làm giảm tốc độ phản ứng anốt và catốt.

• Chúng thường có hiệu quả ở nồng độ tương đối thấp, cung cấp sự bảo vệ thông qua hấp phụ vật lý, không nhất thiết phải liên kết hóa học.

• pH và sự hiện diện của các sản phẩm ăn mòn tạo màng (chủ yếu là FeCO₃) ảnh hưởng mạnh mẽ đến hiệu quả của chất ức chế. Các lớp FeCO₃ có độ pH cao hơn và ổn định giúp giảm tốc độ ăn mòn.

• Các ion clorua có ảnh hưởng tối thiểu đến sự ăn mòn CO₂ đồng đều nhưng thúc đẩy ăn mòn cục bộ như rỗ.

• Có thể cần thời gian ngâm kéo dài (ít nhất 8 giờ) để phát triển màng ức chế đạt hiệu quả tối đa (lên đến 90% trở lên).​

Chất ức chế ăn mòn H₂S

• Ăn mòn H₂S nghiêm trọng hơn ăn mòn CO₂ do sự hình thành các vảy sunfua sắt có thể lỏng lẻo hoặc không bảo vệ và gây ăn mòn cục bộ hoặc nứt do ứng suất sunfua.

• Chất ức chế cho môi trường H₂S thường nhắm mục tiêu vào sự hình thành các lớp sắt sunfua dày đặc bảo vệ kim loại.

• Ăn mòn H₂S có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ tương đối của CO₂ và H₂S và sự hiện diện của các ion clorua.

• Nhiệt độ đóng một vai trò; nhiệt độ tăng có thể làm trầm trọng thêm sự ăn mòn ban đầu nhưng có thể giúp hình thành màng FeS dày đặc hơn.

• Chất ức chế chuyên dụng được sử dụng để bảo vệ chống ăn mòn sunfua, thường kết hợp với chất loại bỏ oxy hoặc chất tạo màng.​

Cân nhắc ăn mòn clorua

• Bản thân clorua chủ yếu thúc đẩy ăn mòn cục bộ như ăn mòn rỗ và kẽ hở hơn là ăn mòn đồng đều.

• Đối với môi trường có clorua, đặc biệt là với sự hiện diện của CO₂/H₂S, chất ức chế cũng phải giải quyết cuộc tấn công cục bộ.

• Hợp kim chống ăn mòn (CRA) có thể cần thiết trong môi trường clorua cao.

• Các chất ức chế có thể tạo thành màng rào cản để cô lập các ion clorua khỏi bề mặt kim loại hoặc tăng độ pH để giảm thiểu sự tấn công của clorua.​

Cách chọn chất ức chế ăn mòn phù hợp

• Xác định các loài ăn mòn chính (CO₂, H₂S, clorua) và nồng độ của chúng.

• Đối với môi trường chủ yếu là CO₂: sử dụng chất ức chế hấp phụ mạnh trên bề mặt kim loại để giảm phản ứng anốt/catốt và thúc đẩy các lớp FeCO₃ bảo vệ.

• Đối với môi trường H₂S: sử dụng chất ức chế có khả năng thúc đẩy các màng sunfua sắt bảo vệ dày đặc và ngăn ngừa nứt ứng suất sunfua.

• Trong môi trường hỗn hợp CO₂ / H₂S: chất ức chế cần giải quyết cả cơ chế ăn mòn axit cacbonic và sunfua.

• Trong môi trường chứa clorua: chọn chất ức chế được pha chế để chống ăn mòn cục bộ; Ghép nối với hợp kim chống ăn mòn nếu cần thiết.

• Xem xét các yếu tố môi trường như nhiệt độ, pH và thời gian ngâm vì chúng ảnh hưởng đến hiệu suất của chất ức chế.

• Luôn thử nghiệm các chất ức chế trong các điều kiện đại diện cho môi trường dịch vụ để lựa chọn tối ưu.​

Tóm lại, sự lựa chọn giữa các chất ức chế ăn mòn CO₂, H₂S và clorua phụ thuộc rất nhiều vào thành phần môi trường ăn mòn và các thông số hoạt động. Chất ức chế CO₂ tập trung vào hấp phụ màng và kiểm soát ăn mòn axit cacbonic; Chất ức chế H₂S tập trung vào sự hình thành cặn sắt sunfua và giảm căng thẳng sunfua; Chất ức chế clorua nhấn mạnh việc ngăn chặn sự ăn mòn cục bộ. Một chiến lược kiểm soát ăn mòn toàn diện tích hợp kiến thức về các yếu tố này để lựa chọn các chất ức chế và vật liệu thích hợp cho tuổi thọ và an toàn của dịch vụ.​