Experimental and numerical study of CO2 corrosion in carbon steel

• Published in: Engineering and Technology Journal Vol. 31; no. 15; pp. 2885 - 2904
• Main Authors: Majid, Rana A., Jawad, Ali Husayn, Jumah, Daliyah M.
• Format: Journal Article
• Language: Arabic; English
• Published: Baghdad, Iraq University of Technology 01.09.2013; Unviversity of Technology- Iraq
• Subjects: Carbon dioxide; Carbon steel; Corrosion; mathematical model and empirical correlation; الأكاسيد; ثاني أكسيد الكربون
• ISSN: 1681-6900; 2412-0758
• DOI: 10.30684/etj.31.15A.8

This research involves study corrosion of low carbon steel under static and flow conditions at 200L / h in the absence and presence of CO2 at two rates 9 and 30 m / min at four temperatures by electrochemical method using potentiostat. Numerical model was achieved to compare between the experimental and theoretical results to estimate corrosion rate. The results show that the presence of CO2 under static conditions shifts the Ecorr toward noble direction, while under flow condition the presence of CO2 shift Ecorr toward active or noble direction at two rates of gas. The data of corrosion rate in mm / y indicate that the presence of CO2 with two flow rate increased the rate compared with the case of absence of CO2 under static conditions except one case, while under flow conditions, the presence of 9 ml / min. CO2 increases the corrosion rate, while the presence of 30 ml / min. CO2 decreases the rate because of formation FeCO3 scale except at 298K. A Mathematical model was done which show the volumetric flow rate of CO2 and finally the corrosion rate of CO2 correlated with dimensionless groups and independent parameters. يتضمن هذا البحث دراسة تآكل الفولاذ واطئ الكاربون ضمن الظروف الساكنة و ظروف الجريان عند معدل سرعة 200 لتر / ساعة بغياب و وجود غاز ثاني اوكسيد الكاربون عند معدلين من سرعة تدفق الغاز هي 9 و 30 مل / دقيقة و عند أربع درجات حرارية مختلفة بالطرق الكهروكيميائية باستخدام جهاز المجهاد الساكن. أجريت بعض الحسابات الرياضية للتنبأ بموديل رياضي لمقارنة النتائج النظرية مع العملية و تقدير معدل التآكل. أظهرت النتائج بان وجود غاز ثاني اوكسيد الكاربون يزيح قيم جهد التآكل بالاتجاه الأكثر نبلا ضمن الظروف الساكنة و لكلا معدلي تدفق الغاز. كما بينت نتائج معدل سرعة التآكل بوحدة الملي متر لكل سنة بان وجود الغاز يزيد التآكل مقارنة بحالة غياب الغاز في الوسط عند الظروف الساكنة ما عدا لحالة واحدة، بينما ضمن ظروف الجريان لوحظ بان وجود الغاز بمعدل سرعة التدفق 9 مل / دقيقة يزيد معدل التآكل بينما وجود الغاز بمعدل تدفق مساويا لـ 30 يقلل معدل السرعة المعزى ربما إلى تكون طبقة من كاربونات الحديد و ما عدا عند درجة 298 كلفن. بين الموديل الرياضي المنجز بأن معدل التآكل المترابط مع المجاميع البعدية و المتغيرات غير المعتمدة في الجزء العملي.