AVALIAÇÃO DE INIBIDOR DE CORROSÃO À BASE DE SILICATO DE SÓDIO PARA ÁGUAS COM ALTA SALINIDADE EM FLUIDOS DE PERFURAÇÃO

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Materiais

Autores

Figueiredo, A.A.M. (UFF) ; Freitas, A.E.R. (UFF) ; Mainier, F.B. (UFF) ; Ponzio, E.A. (UFF)

Resumo

A função de um inibidor de corrosão em fluidos de perfuração é prevenir ou evitar o processo de corrosão de equipamentos metálicos que são envolvidos em operações de perfurações. As vantagens potenciais do uso de silicato de sódio em meios com alta salinidade e aerados estão baseados na proteção anticorrosiva e na baixíssima agressividade ao meio ambiente. Visando avaliar o desempenho do silicato em meios salinos foram realizados ensaios gravimétricos (perda de massa) com corpos de prova de aço carbono, variando a concentração do inibidor e o tempo de exposição. Os bons resultados apresentados mostraram que o silicato pode fornecer uma boa proteção anticorrosiva.

Palavras chaves

inibidor de corrosão; corrosão; silicato de sódio

Introdução

A perfuração é uma das etapas da exploração de poços de petróleo capaz de atingir regiões de grande complexidade, na qual as rochas são perfuradas pela ação de uma coluna de perfuração. Os fragmentos de rochas que são gerados durante esta etapa são removidos através de um fluido de perfuração (ou lama). Os fluidos de perfuração são misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos químicos e gases, sendo alguns desses compostos os responsáveis pelos processos de corrosão encontrados nas atividades petrolíferas (FINK, 2003; THOMAS, 2004). Diante deste problema, surge a necessidade da utilização de inibidores de corrosão em fluidos salinos que agem sobre a superfície do aço carbono formando uma película resistente e aderente impedindo as possíveis reações de corrosão. A agressividade dos fluidos salinos pode ser aumentada através da incorporação de contaminantes, tais como: oxigênio dissolvido, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio. Com a crescente preocupação com os problemas decorrentes da poluição ambiental, tem surgido à necessidade da utilização de inibidores de corrosão formados de substâncias não tóxicas e cujo custo seja suficientemente baixo para sua aplicação (SALASI et al, 2007). O silicato de sódio é apontado como um inibidor de corrosão mais antigo e amplamente utilizado em aplicações industriais para proteção de metais e ligas, e é conhecido como um inibidor “verde”, pelo fato de não causar impacto ambiental. Outro fator atraente é que este inibidor possui um baixo custo (GAO et al, 2011). Com isso, objetivo deste estudo é mostrar por meio de experimentos laboratoriais, que o silicato de sódio pode ser adicionado a fluidos salinos gaseificados com excelente desempenho para proteção contra a corrosão de aço carbono.

Material e métodos

Os corpos de prova (CP) utilizados neste trabalho foram o aço carbono ABNT 1020 com diâmetros de: 3,17 cm (externo) e 0,076 cm (interno) e espessura de: 0,019 cm. Antes da utilização dos CP nos ensaios estes foram submetidos à decapagem química com ácido clorídrico (P.A) diluído a 10% em água destilada, e em seguida foram limpos com esponja sintética para remoção de óxidos aderentes na superfície e então lavados com água destilada, álcool etílico (P.A), secados com ar quente e pesados com uma aproximação de 0,0001g. Os ensaios gravimétricos (perda de massa) foram realizados em recipientes de acrílico com uma capacidade de 20L contendo um sistema de circulação contínua através da injeção de ar comprimido a fim de manter a taxa de oxigenação constante e para remoção de produtos de corrosão e precipitados na solução, a mesma passava continuamente for um filtro. Os corpos de prova foram imersos no meio corrosivo constituído de uma solução salina de 3,5% (em massa) de cloreto de sódio, visando simulação da água do mar. Para manter a proteção dos CP adicionou-se silicato de sódio alcalino (Na₂SiO₃), como inibidor de corrosão. As concentrações do inibidor (SiO₃^2-) utilizado neste experimento foram de 0, 250, 750, 1000, 1250, 1500, 1750 e 2000mg/L. O tempo de exposição dos CP foram de 24, 72 e 96 horas. As taxas de corrosão dos CP foram calculadas em mm/ano de acordo com a seguinte fórmula: Taxa de corrosão = K.W/A.t.ρ, onde: K = constante (para mm/ano = 8,76 x 10⁴), W = perda de massa (g), A = área (cm²), t = tempo de exposição (h) e ρ = massa específica do aço carbono (g/cm³).

Resultado e discussão

Os resultados obtidos experimentalmente através dos ensaios gravimétricos em solução salina de 3,5% (em massa) de cloreto de sódio com adição de diferentes concentrações do inibidor silicato de sódio são apresentados na tabela 1. A partir dos resultados pode-se observar que os corpos de prova presentes na solução salina isenta de inibidor de corrosão foram os que apresentaram uma maior taxa de corrosão. A proposta da utilização do silicato de sódio em meio salino e aerado foi eficaz pelo fato dos CP que estavam imersos nas soluções que continham inibidor em diferentes concentrações apresentaram uma menor taxa de corrosão. O inibidor de corrosão apresentou-se eficiente com o aumento de sua concentração e também com o aumento do tempo de exposição dos CP promovendo uma excelente resistência à corrosão, pelo fato deste formar uma película resistente e aderente sobre a superfície dos CP impedindo as possíveis reações de corrosão favorecidas pelo meio. Pode-se observar que o silicato de sódio neste experimento apresentou uma concentração mais eficiente, sendo esta de 1250 mg/L e que acima desta não houve alteração significativa na taxa de corrosão.

Taxa de corrosão do aço carbono em solução de cloreto de sódio 3,5% em massa com diferentes concentrações do inibidor e tempos de exposição.

Conclusões

Com base nos experimentos laboratoriais realizados até o momento foi possível concluir que o silicato de sódio é um excelente inibidor de corrosão para o aço carbono presente em fluidos salinos e aerados, pelo fato de ter apresentado um bom desempenho anticorrosivo, além de não ser agressivo ao meio ambiente e ter um baixo custo. Com estas características este inibidor é considerado vantajoso em comparação a outros inibidores usualmente empregados.

Agradecimentos

Referências

FINK, J. K. Oil fields chemicals, New York: Gulf Professional Publishing, 2003. GAO, H., LI, Q., CHEN, F. N., DAI, Y., LUO, F., LI, L. Q. Study of the corrosion inhibition effect of sodium silicate on AZ91D magnesium alloy. Corrosion Science., v. 53, 2011, p. 1401-1407. SALASI, M., SHAHRABI, T., ROAYAEI, E., ALIOFKHAZRAEI, M. The electrochemical behaviour of environment-friendly inhibitors of silicate and phosphonate in corrosion control of carbon steel in soft water media. Materials Chemistry and Physics, v. 104, 2007, p. 183–190. THOMAS, J. E. Fundamentos de Engenharia do Petróleo. Petrobrás. 2ª ed. Editora Interciência, Rio de Janeiro, 2004.