Investigation of the corrosion of a low alloyed steel in confined aqueous environments containing dissolved CO2 - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2007

Investigation of the corrosion of a low alloyed steel in confined aqueous environments containing dissolved CO2

Étude de la corrosion d'un acier faiblement allié en milieu confiné contenant du CO2 dissous

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Abstract

The annulus of flexible pipelines is a space confined between two polymer sheaths which contains CO2. It exhibits a V/S ratio between the electrolyte volume and the exposed steel surface typically ranged between 0.01 and 0.06 mL.cm-2. In such confined environments, pH is rather high and corrosion rates are very low in comparison with bulk conditions. In order to investigate this confinement effect, an adapted thin layer cell including a gas supply system and a positioning control device was developed. Then, ohmic drop effects were modeled using a transmission line to calculate the impedance measured in this cell. Thanks to this model, impedance diagrams obtained during the corrosion of a low alloy steel covered by thin electrolyte films containing dissolved CO2 were analyzed. The decrease of the corrosion rates in confined environments was ascribed to an active surface coverage induced by the precipitation of an insulating siderite film. A corrosion model taking into account this surface coverage and the buffering effect induced by the presence of dissolved CO2 was developed. Model predictions are in fair agreement with experimental observations at steady state.
L'annulaire des conduites pétrolières flexibles est un espace confiné entre deux gaines polymère qui peut contenir de l'eau et du CO2. Il présente un rapport V/S entre le volume d'électrolyte et la surface d'acier exposée généralement compris entre 0,01 et 0,06 mL cm-2. Dans ce type d'environnement confiné, le pH est relativement élevé tandis que les vitesses de corrosion sont très faibles par rapport à la situation rencontrée en plein bain. Afin d'étudier cet effet de confinement, une cellule à couche mince originale a été développée et validée. Celle-ci comprend un système d'apport de gaz et un dispositif de contrôle du positionnement. Les effets de la chute ohmique ont ensuite été modélisés à l'aide d'une ligne de transmission afin de calculer l'impédance dans cette cellule. A partir de ce modèle, les impédances mesurées lors de la corrosion d'un acier faiblement allié recouvert d'un film mince d'électrolyte contenant du CO2 dissous ont été analysées. La diminution des vitesses de corrosion en milieu confiné est attribuée à un blocage de la surface active de l'acier par un film de sidérite isolant. Un modèle de corrosion tenant compte de ce blocage ainsi que de l'effet tampon induit par la présence de CO2 dissous a été développé. Les prévisions théoriques sont en bon accord avec les observations expérimentales à l'état stationnaire.
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Dates and versions

pastel-00004934 , version 1 (24-03-2009)

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  • HAL Id : pastel-00004934 , version 1

Cite

Elias Remita. Investigation of the corrosion of a low alloyed steel in confined aqueous environments containing dissolved CO2 . Chemical Sciences. Chimie ParisTech, 2007. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00004934⟩
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