Sensor avanzado basado en EIS para el monitoreo en línea de corrosión y formación de incrustaciones en tuberías de plantas de energía geotérmica
Autores: Freire, Lorena; Ezpeleta, Ignacio; Sánchez, Julio; Castro, Rubén
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Corrosión
Incrustaciones
Fuentes geotérmicas
Salmueras
Espectroscopía de impedancia electroquímica
Fallos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
La corrosión y la formación de incrustaciones en tuberías metálicas son los principales problemas en la explotación de fuentes geotérmicas. Los fluidos geotérmicos son mezclas complejas que consisten en gases disueltos y soluciones de alta salinidad. Esto crea ambientes muy agresivos, principalmente debido a las altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S), cloruros y otras especies químicas. Además, la alta temperatura de las salmueras también aumenta las tasas de corrosión, lo que puede llevar a fallos relacionados con la corrosión por tensión y fatiga. Por otro lado, la reinyección de salmuera enfriada que sale del intercambiador de calor favorece el inicio de la formación de incrustaciones, ya que los químicos disueltos en las aguas geotérmicas pueden tender a precipitar, promoviendo depósitos inorgánicos en el revestimiento. Los fenómenos de corrosión y formación de incrustaciones son difíciles de detectar visualmente o de monitorear de manera continua. Las técnicas estándar basadas en pH, temperatura, presión, mediciones de resistencia eléctrica, composición química y propiedades físicas se aplican habitualmente como métodos indirectos para el control de la tasa de corrosión. Sin embargo, estos métodos carecen de la robustez suficiente para medir de manera precisa y confiable el comportamiento de corrosión de los materiales. Para abordar este problema, se ha propuesto un sistema novedoso para el monitoreo continuo de la degradación por corrosión causada por el efecto de las salmueras geotérmicas. El presente trabajo tiene como objetivo diseñar, desarrollar y validar un sistema de prueba electroquímica dedicado para el monitoreo en línea y en el sitio de la tasa de corrosión y el crecimiento de incrustaciones que ocurren en diferentes materiales expuestos a condiciones operativas reales. Este sistema utiliza métodos no estándar basados en espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) para obtener datos cuantitativos relacionados con la calidad del material. Puede ser utilizado para rastrear la condición de la tubería, reduciendo los costos de operación y mantenimiento (O&M) y los tiempos de inactividad. Al proporcionar datos tempranos sobre la tasa de corrosión, este sistema permite predecir fallos en unidades críticas de la planta.
Descripción
La corrosión y la formación de incrustaciones en tuberías metálicas son los principales problemas en la explotación de fuentes geotérmicas. Los fluidos geotérmicos son mezclas complejas que consisten en gases disueltos y soluciones de alta salinidad. Esto crea ambientes muy agresivos, principalmente debido a las altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S), cloruros y otras especies químicas. Además, la alta temperatura de las salmueras también aumenta las tasas de corrosión, lo que puede llevar a fallos relacionados con la corrosión por tensión y fatiga. Por otro lado, la reinyección de salmuera enfriada que sale del intercambiador de calor favorece el inicio de la formación de incrustaciones, ya que los químicos disueltos en las aguas geotérmicas pueden tender a precipitar, promoviendo depósitos inorgánicos en el revestimiento. Los fenómenos de corrosión y formación de incrustaciones son difíciles de detectar visualmente o de monitorear de manera continua. Las técnicas estándar basadas en pH, temperatura, presión, mediciones de resistencia eléctrica, composición química y propiedades físicas se aplican habitualmente como métodos indirectos para el control de la tasa de corrosión. Sin embargo, estos métodos carecen de la robustez suficiente para medir de manera precisa y confiable el comportamiento de corrosión de los materiales. Para abordar este problema, se ha propuesto un sistema novedoso para el monitoreo continuo de la degradación por corrosión causada por el efecto de las salmueras geotérmicas. El presente trabajo tiene como objetivo diseñar, desarrollar y validar un sistema de prueba electroquímica dedicado para el monitoreo en línea y en el sitio de la tasa de corrosión y el crecimiento de incrustaciones que ocurren en diferentes materiales expuestos a condiciones operativas reales. Este sistema utiliza métodos no estándar basados en espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) para obtener datos cuantitativos relacionados con la calidad del material. Puede ser utilizado para rastrear la condición de la tubería, reduciendo los costos de operación y mantenimiento (O&M) y los tiempos de inactividad. Al proporcionar datos tempranos sobre la tasa de corrosión, este sistema permite predecir fallos en unidades críticas de la planta.