Page 32 - Dys

32

Іони водню знаходяться у рівновазі з карбонатною кислотою та

розчиненим СО 2, їх витрата на деполяризацію поповнюється внаслідок

утворення і дисоціації карбонатної кислоти за реакцією [18, 44]:

+
-
СО 2 + H 2O = H 2CO 3 ↔ HCO 3 + H . (1.5)
Карбонатна кислота взаємодіє з іонами Fe , утворюючи Fe(HCO 3) 2 та
2+

FeCO 3, перший формує пористу плівку, яка не володіє захисними

властивостями, а FeCO 3 внаслідок низької розчинності утворює на поверхні

сталі плівки з захисними властивостями [24, 52, 59, 60, 64–67]:

2+
2-
Fe + CO 3 → FeCO 3, (1.6)
-
Fe + 2НCO 3 → Fe(НCO 3) 2, (1.7)
2+
Fe(НCO 3) 2 → FeCO 3 + СО 2 + H 2О. (1.8)

–
2–
Для утворення карбонатних плівок важливою є рівновага НСО 3 ↔СО 3 ,
яка діє як буфер [52], знижуючи рН води за реакцією:

–
2–
–
ОН + НСО 3 ↔ СО 3 + Н 2О (1.9)
Захисні властивості карбонатів заліза (FeCO3) [52, 59, 60, 66] залежать
від їх морфологічних характеристик, а також температури: вони поліпшуються

за її підвищення вище 60°C. На утворення плівок FeCO3 суттєво впливає, крім

температури, також концентрація іонів феруму, оскільки для цього необхідне

перенасичення розчину іонами Fe 2+ у 5–10 разів вище від термодинамічно

розрахованих значень розчинності [50]. У продуктах корозії переважає

сполука FeOFeCO3 за низьких концентрацій іонів феруму [44], а за високих

3
(більше 170 мг/дм ) – сидерит FeCO3, який осаджується на раніше утвореній
сполуці FeOFeCO3, він володіє високими захисними властивостями,

утворюючи щільну плівку, і суттєво сповільнює корозію.

У присутності O 2 карбонат заліза нестійкий, тому пасивні плівки FeCO 3

утворюються зазвичай в анаеробних умовах. Оскільки у нафтовій свердловині

кисень може поступати у середовище із введеною водою або розчином
інгібітору, то необхідно контролювати його концентрацію на рівні менше

3+
2+
40 ppm для усунення окиснення іонів Fe до Fe [60].