Este documento apresenta resultados de testes de laboratório sobre a corrosividade do aço carbono em contato com nitrato e nitrito em água do mar. Adicionar nitrato ou nitrito reduziu a taxa de corrosão uniforme, mas aumentou a corrosão por pites. Concentrações maiores tiveram melhores resultados. O equipamento de monitoramento "A" mostrou-se eficaz na detecção de corrosão uniforme e localizada.

1. Componentes:
Andreia Catherine
Etemistocles Gomes
Manuel Carneiro

2. 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.

3. Controle/Eliminação de parâmetros de
corrosividade
 Parâmetros 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.

4. 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”.

5. 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

6. 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).

7. Equipamentos de monitoramento
da corrosividade do nitrato/nitrito
 O 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”.

8. 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, adicionouse 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.

9. 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-deprova 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.

10. Resultados
 Foram
obtidos
os
resultados das medidas
de taxa de corrosão online 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.

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

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

13.  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).

15. CPS NÃO DECAPADOS
CPS DECAPADOS

17. CPS NÃO DECAPADOS
CPS DECAPADOS

19. A Tabela 2 apresenta os valores de potencial de oxidaçãoredução e de oxigênio dissolvido obtidos nos ensaios de
imersão de corpos de prova.

21. 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).

22. 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;

23. 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.

24.  [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 SulfateReducing 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.