AVALIAÇÃO DA CORROSIVIDADE DO NITRATO/NITRITO USADOS

ALTERNATIVAMENTE AOS BIOCIDAS EM SISTEMAS DE INJEÇÃO DE ÁGUA DO MAR

Componentes:Andreia Catherine

Etemistocles GomesManuel Carneiro

INTRODUÇÃO:

As plantas de injeção de água do mar das plataformas marítimas empregam extensivamente o aço carbono como material de construção.Aço carbono: Baixo custo; Facilidade de usinagem; Susceptível a corrosão( reduz a vida útil, eleva custos e compromete metas).Assim busca-se reduzir e /ou eliminar os parâmetros que influenciam na elevada taxa de corrosão.

Controle/Eliminação de parâmetros de corrosividadeParâmetros que provocam corrosividade no aço carbono:

oxigênio dissolvido, bactérias, e sólidos em suspensão.Sequestrante de oxigênio e Biocidas convencionais tem

custo elevado e alta toxidade para o ambiente e o operador.

Por esta razão, vem se estudando produtos alternativos, e os sais de nitrato e nitrito se apresentam como os mais promissores em virtude do baixo impacto ambiental e menor custo.Sabe-se que o caráter oxidativo destes compostos tendem a elevar os riscos de corrosão por pites no aço-carbono.Porém existem poucos dados sobre o efeito do tratamento.Em virtude disso desenvolveu-se um teste de laboratório

em sistema dinâmico “Looping”(com ensaios dinâmicos e com agitação) para estudar os impactos da dosagem do NITRITO/NITRATO sobre as taxas de corrosão, em condições de simulação de injeção de água do mar. Foram utilizados varias concentrações e combinação deles.

OBJETIVO:

Este trabalho tem por objetivo definir se é possível a utilização do nitrato e nitrito como biocidas em sistema de injeção da água do mar em plataformas marítimas.

No mesmo são apresentados resultados de corrosividade de compostos a base de nitrito, nitrato e nitrato/nitrito(combinados) em diversas concentrações, na água do mar natural, e apresentar um diagnóstico preliminar sobre o desempenho do novo sistema de monitoração “A”.

Formação de H2S

A injeção contínua de água do mar na formação produz condições adequadas para o crescimento de bactérias redutoras de sulfato e eleva os riscos de geração de H2S biogênico nos reservatórios e, consequentemente nos fluidos produzidos

CONTROLE DE H2S BIOGÊNICO POR INJEÇÃO DE NITRATO/NITRITO

Efeito do NITRITO como controlador da formação de H2S se baseia na oxidação do H2S a enxofre elementar ou sulfato o que tende a gerar um ambiente oxidante, desfavorável ao crescimento da BRS. Mais eficiente devido ser mais reativo.

Efeito do NITRATO se baseia no princípio da competição microbiana por fonte de carbono, a presença do mesmo incentiva o crescimento de bactérias desnitrificantes em detrimento das bactérias redutoras de sulfato(geradora de H2S).

Equipamentos de monitoramento da corrosividade do nitrato/nitritoO looping ( teste de laboratório dinâmico ) é composto de equipamentos

em linha para análise de oxigênio dissolvido, pH, potencial redox e temperatura , além dos seguintes sistemas de monitoramentos de corrosão on-line:

Equipamento comercial de monitoração “A” que incorpora as técnicas de Resistência de Polarização Linear (LPR), Ruído Eletroquímico (ECN) e de Análise da Distorção Harmônica (HDA), permitindo medir taxas de corrosão uniforme, obter informações sobre tendência à formação de pites e corrigir as taxas de corrosão.

Dispositivo comercial “B” que contempla as técnicas de LPR e de par galvânico, possibilitando avaliar a taxa de corrosão instantânea e as variações da corrente galvânica decorrentes de contaminações do meio com oxigênio dissolvido.

No trabalho são apresentados resultados de corrosividade de compostos a base de nitrito e nitrato em água do mar e apresenta um diagnóstico preliminar sobre o desempenho do novo sistema de monitoração “A”.

Ensaio de procedimentos no sistema dinâmico (Looping)

Os ensaios dinâmicos foram conduzidos em um looping com capacidade total de 6,5 litros, com automação para monitoramento de Resistencia de Polarização Linear (LPR), Análise de Distorção Harmônica (HDA) e Ruído Eletroquímico(RE).

Primeiramente preencheu-se o looping com água do mar. Após 20h de ensaio, foram, então, adicionados 1000ppm de nitrito. Após 20h de contato, adicionou- se nitrito de sódio suficiente para atingir 3000ppm de nitrito. Completadas mais 20h de contato, foi feita uma nova adição de nitrito de sódio até atingir 5000 ppm de nitrito, encerrando-se o ensaio depois de 20h.

Ensaios de imersão de corpos de prova com agitação

Os ensaios de imersão (figura 3) foram conduzidos, em paralelo aos do LOOPING, empregando-se água do mar natural contendo nitrato e/ou nitrito, conforme apresentado na Tabela 1. Foram usados corpos-de-prova cilíndricos de aço-carbono com área total de 8,0 cm2, agitação de 320 rpm e temperatura de 70o C. A taxa de corrosão foi determinada por perda de massa conforme ASTM G1- 03 [8], após 96 horas de ensaio. O pH, o potencial de oxidação-redução e o teor de oxigênio foram medidos antes e após o ensaio.

ResultadosForam obtidos os

resultados das medidas de taxa de corrosão on-line levantadas em água do mar natural (sem e com a adição de 1000 ppm, 3000 ppm e 5000 ppm de nitrito de sódio) no looping, por meio do equipamento comercial “A”. A figura 4 apresenta os resultados de taxa de corrosão do aço-carbono obtida por LPR e o índice de pites.

A figura 5 mostra os resultados de taxa de corrosão calculada por LPR e por HDA

Na figura é apresenta o gráfico do valor experimental de B, usado no cálculo da taxa de corrosão por HDA.

Nas figuras 7 a 9 são apresentados os aspectos visuais dos corpos-de-prova ensaiados em água do mar natural (a 70ºC e após 96h de imersão) contendo nitrito, nitrato e nitrito+nitrato nas concentrações da tabela 1.

Na figura 7 apresenta-se o aspecto visual dos corpos de prova (na presença e na ausência dos produtos de corrosão) após o ensaio de imersão em água do mar natural sem e com a adição de nitrito (1000 ppm, 3000 ppm e 5000 ppm).

CPS NÃO DECAPADOS CPS DECAPADOS

CPS NÃO DECAPADOS CPS DECAPADOS

A Tabela 2 apresenta os valores de potencial de oxidação-redução e de oxigênio dissolvido obtidos nos ensaios de imersão de corpos de prova.

Conclusão:O emprego do nitrato, nitrito ou da mistura

nitrato/nitrito em água do mar natural contendo oxigênio reduziu a taxa de corrosão, perda de massa, porém aumentou a corrosão por pites.

( 5000 ppm de nitrito foi o melhor resultado )Em todas as situações, a taxa de corrosão e o índice

por pites tendem a diminuir com o aumento da concentração dos íons nitrato e/ou nitrito.

O equipamento comercial denominado “A” que incorpora medidas de Resistência de Polarização Linear ( LPR ) com resistência da solução, Ruído Eletroquímico (ECN) e Análise da Distribuição Harmônica(HDA), mostrou ser preciso na determinação da taxa de corrosão uniforme e sensível na detecção de corrosão localizada ( tendência a formação de pites).

OUTROS PARÂMETROS A SER INVESTIGADO:

Investigar a corrosão por bactéria redutora de sulfato na presença nitrato, nitrito e nitrato/nitrito.

O desempenho do equipamento de monitorização “A” em relação á detecção de corrosão induzida por microrganismo para emprego em sistemas de injeção de água e de produção de óleo e gás.

Investigar a corrosividade das soluções de nitrato, nitrito e da mistura nitrato/nitrito em água do mar desaerada a 35o C, para tentar viabilizar o seu emprego como biocida em instalações de aço carbono;

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:Usamos este artigo como referência: AVALIAÇÃO DA

CORROSIVIDADE DO NITRATO/NITRITO USADOS ALTERNATIVAMENTE AOS BIOCIDAS EM SISTEMAS DE INJEÇÃO DE ÁGUA DO MAR Cynthia de Azevedo Andrade1 , Jussara de Mello Silva 2, Rosane Fernandes de Brito3, Edilson Domingos da Silva4, no qual utilizou as bibliografias a baixo:

[1] LARSEN, J. Downhole Nitrate Applications to Control Sulfate Reducing Bactéria Activity and Reservoir Souring. Corrosion 2002, Paper No. 2025.

[2] THORSTENSON, T.; BØDTKER, G.; SUNDE,. E. BEEDER, J. Biocide Replacement by Nitrate in Sea Water Injection Systems, Corrosion 2002, Paper No. 2033.

[3] SUNDE, E.; LILLEBØ, B.P.; THORSTENSON, T. H2S Inhibition By Nitrate Injection On The Gullfaks Field. Corrosion 2004, Paper No. 4760.

[4] LARSEN, J. Prevention of Reservoir Souring in the Halfdan Field By Nitrate Injection. Corrosion 2004, Paper No. 4761.

[5] STURMAN, P. Field Experience Using Nitrite to Control Hydrogen Sulfide in Oil and Gas Wells. Reservoir Microbiology Forum No. 6, 1st November 2000.

[6] HUBERT, C.; VOORDOUW, G.; NEMATI, M.; JENNEMAN, G.E. Is Souring and Corrosion by Sulfate-Reducing Bacteria in Oil Fields Reduced More Efficiently by Nitrate or by Nitrite?. Corrosion 2004, Paper No. 4762.

[7] KANE, R.D.; CAMPBELL, S. Real-Time Corrosion Monitoring of Steel Influenced by Microbial Activity (SRB) in Simulated Seawater Injection Environments. Corrosion 2004, Paper No. 4579.

[8] American Society of Testing Materials G1-03, STANDARD PRACTICE FOR PREPARING,CLEANING AND EVALUATING CORROSION TEST SPECIMENS. ASTM G1-03. EUA, 2003.