Das Korrosionsprodukt von Stahl in Erdgaspipelines bzw. von verarbeitetem Erdgas, allgemein als schwarzes Pulver bezeichnet, ist eine Mischung von Eisenoxiden, -sulfiden und -carbonaten, die vor allem in Ventilen Erosion hervorrufen. Die uneinheitlichen Bedingungen in der Pipeline komplizieren das Verständnis für den Mechanismus der Bildung des schwarzen Pulvers. Wassergehalt und Taupunkt, Konzentration von H2S und CO2 und die Anwesenheit von Sauerstoff beeinflussen alle den Korrosionsmechanismus. Die Orte der Bildung des schwarzen Pulvers in der Pipeline können auch verschieden sein. Diese Einflüsse erschweren eine thermodynamische Analyse. Für das Berechnungssystem werden CH4 und N2 durch Argon ersetzt, da sie die Gleichgewichte nicht beeinflussen. Das Gas wird als ideales Gas angesehen. Es muss auch berücksichtigt werden, dass einige Reaktionen kinetisch begrenzt sind (z.B. CH4-Oxidation durch O2; CO-CO2-Ungleichgewicht). Der Sauerstoffzutritt kann schon in geringen Mengen die Korrosion bewirken. Kinetische Hemmungen erschweren thermodynamische Gleichgewichte, so dass das Pourbaix-Diagramm (E-pH-Diagramm) von Fe in H2O bei geringer Ionenaktivität herangezogen wird. Der Taupunkt kann relativ eindeutig berechnet werden. Die folgenden thermodynamischen Abschätzungen beruhen auf den E-pH-Diagrammen von Fe in H2O, CO2-Atmosphäre und geringer Ionenaktivität bzw. geringem HCO3(-)-Gehalt sowie mit geringem H2S-Partialdruck. Anhand dieser Diagramme kann der Einfluss von CO2 und H2S gedeutet und das Entstehen der spezifischen Korrosionsprodukte erklärt werden.
Thermodynamics help determine underlying black powder processes
Die Thermodynamik hilft die den 'schwarzen Pulvern' zu Grunde liegenden Prozesse zu bestimmen
Oil and Gas Journal ; 108 , 3 ; 35-42
2010
6 Seiten, 5 Bilder, 2 Tabellen, 8 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
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