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Modelling Carbon Dioxide Corrosion with Film Crystallization and Erosion

Authors


Abstract

This paper presents a model of carbon dioxide corrosion in a steel straight pipe under turbulent flow, which includes protective iron carbonate film formation, film undermining, and film erosion. The flow field was discretized using a finite volume technique, with mass transport of dissolved species accounted for with an infinitely dilute solution model. The experimental results of Nesic and Lee, Corrosion 59, 616–628 (2003) were accurately predicted and transient corrosion trends for several temperatures and carbon dioxide partial pressures were determined. The model calculates thinner but denser films at higher fluid flow rates, which corresponds to the experimental trend obtained by Schmitt and Mueller, NACE International, Paper 44 (1999).

Abstract

On présente dans cet article un modèle de corrosion au gaz carbonique dans une conduite d'acier droite dans des conditions d'écoulement turbulent, qui inclut la formation de films de carbonate de fer protecteur, le soulèvement des films et l'érosion de films. Le champ d'écoulement a été discrétisé à l'aide d'une technique de volumes finis, où le transport de matière d'espèces dissoutes prend en compte un modèle de solutions infiniment diluées. Les résultats expérimentaux de Nesic et Lee (2003) ont été prédits avec précision, et des tendances de corrosion pour plusieurs températures et pressions partielles de gaz carbonique ont été déterminées. Le modèle calcule des films plus minces mais plus denses à des débits de fluides plus élevés, ce qui corrobore la tendance expérimentale obtenue par Schmitt et Mueller (1999).

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