Respuesta: ¿Puede ZARE satisfacer los requisitos de uso seguro debido a la alta concentración de hidrógeno sulfuroso presente en el aceite para arrancar motores?

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I. Evaluación y determinación de la corrosividad del tanque de aceite con cabezal extraíble: Según el análisis químico del aceite realizado el 23 de marzo de 2016, proporcionado por su empresa, sus componentes principales son C3-C5. El contenido de hidrógeno sulfuro se encuentra entre 400 y 500 mg/kg. En primer lugar, debemos determinar el grado de corrosividad que presenta dicho tanque. En el “Compendio de normas de gestión de equipos para empresas de refino y química” publicado en noviembre de 2011 por la División de Refino y Química de China National Petroleum and Natural Gas Corporation, y según lo definido en las “Normas técnicas de inspección de seguridad para recipientes a presión”, se realiza una comparación para determinar si el aceite producido en la planta de refino y química de Yumen se encuentra en un entorno típico de corrosión por sulfuro de hidrógeno húmedo. Primero, según la definición de “Entorno de corrosión por sulfuro de hidrógeno húmedo” que se encuentra en el “Manual de gestión de equipos para empresas petroquímicas”: se considera un entorno de corrosión por sulfuro de hidrógeno húmedo aquel en el que existe agua libre en la fase líquida, y se cumplen una de las siguientes condiciones: (1) El contenido total de sulfuros en el agua líquida es superior a 50 ppmw ； O (2) en agua en fase líquida, el pH es menor que 4 y el contenido total de sulfuros es igual o mayor a 1 ppmw ； O (3) en el agua en fase líquida, el pH es mayor que 7.6 y la concentración de cianuro de hidrógeno (HCN) es igual o superior a 20 ppmw; además, el contenido total de sulfuros es igual o superior a 1 ppmw ； O bien (4): la presión parcial de sulfuro de hidrógeno en la fase gaseosa es mayor que 0,0003 MPa (0,05 psia). Según las normas de inspección técnica para tanques a presión: (1) La temperatura debe ser ≤ (60 + 2P), donde P es la presión en MPa (presión manométrica); esto equivale a una concentración de H2S disuelto en el agua de ≥ 10×10-6 ； (2) Presión parcial de H2S ≥ 0,00035 Mpa (3) El medio contiene agua en fase líquida o se encuentra por debajo de la temperatura de punto de rocío ； (4) El valor del pH es <9, o está presente HCN. En el informe de análisis químico del aceite, fechado el 23 de marzo de 2016, en el punto 3 se indica que el contenido de hidrógeno sulfuroso es de 400-500 mg/kg. Prácticamente todo es hidrógeno sulfuroso; las demás formas de este compuesto son muy escasas ； Artículo 4: Dado que la presión de vapor a temperatura ambiente es superior a 60-80 kPa, se puede concluir que los tanques de tipo “ball tank” utilizados en la fábrica química de Yumen se encuentran en un entorno típico de corrosión por sulfuro de hidrógeno húmedo. II. Soluciones para la prevención de la corrosión. En el documento “Compilación de normas de gestión de equipos en empresas de refino y química”, publicado en noviembre de 2011 por la División de Refino y Química de China National Petroleum and Natural Gas Corporation, y en las “Normas de gestión de calderas, recipientes a presión y tuberías a presión”, en el capítulo tres “Diseño, fabricación e instalación”, artículo 12: En el caso de los recipientes a presión utilizados para almacenar gas licuado de petróleo y aquellos fabricados con aceros de alta resistencia (es decir, recipientes fabricados con materiales cuya resistencia a la tracción mínima es σb ≥ 540 MPa), cuando se trate de medios corrosivos que puedan causar corrosión por estrés, es necesario limitar la cantidad de dicho medio corrosivo o tomar medidas adicionales para prevenir su acción corrosiva. Capítulo 1: Disposiciones generales de las “Directrices para la corrosión y protección en entornos con hidrógeno sulfuroso húmedo”: 1.11: Las empresas petroquímicas, al seguir estas directrices, deben fomentar la adopción y difusión de nuevas tecnologías para la protección contra la corrosión en entornos con hidrógeno sulfuroso húmedo, como por ejemplo, diversos tipos de recubrimientos y tecnologías de revestimiento. Los tanques de almacenamiento hechos de acero, en particular aquellos fabricados con acero de alta resistencia y bajas aleaciones, son muy sensibles a la presencia de iones de azufre. Bajo estas condiciones, se forman compuestos como el hidrógeno sulfuroso, los tiolos, los éteres sulfurados, el dióxido de azufre y el Cl-. Se producen las siguientes reacciones:
H2S → H+ + HS-
La reacción en el ánodo es: Fe + HS- → FeS + H+ + 2e-
La reacción en el cátodo es: 2H+ + 2e- → H2 ↓
2H+ penetran en el interior del metal ； Had: adsorción de hidrógeno ； Hab: Inhalación de hidrógeno. Reacción total: Fe + H2S → FeS↓ + H2↑. El hidrógeno sulfuroso provoca la corrosión por estrés; este fenómeno es el resultado de la acción combinada de la disolución anódica del metal, que causa grietas, y de la fragilidad causada por el hidrógeno en el lado catódico. En este proceso, la fragilidad causada por el hidrógeno es el factor determinante. IV. Indicadores electroquímicos de ZARE en comparación con Zn, Al y Al (recubrimiento con aluminio). En septiembre de 2010, se realizaron pruebas de comparación de las propiedades de este recubrimiento con los recubrimientos tradicionales de zinc y aluminio en la Universidad Politécnica de Dalian. Los datos obtenidos indican que las propiedades electroquímicas de la capa de aleación ZARE están entre las del recubrimiento de zinc y las del recubrimiento de aluminio; sin embargo, se acercan más a las del recubrimiento de zinc. Por lo tanto, ZARE proporciona una protección catódica para el acero. Sus propiedades mecánicas se encuentran entre las de un recubrimiento de zinc y las de un recubrimiento de aluminio; se acercan más a las del recubrimiento de aluminio. Posee una alta dureza y buenas propiedades de resistencia al impacto. VI. Evaluación de la protección contra la corrosión en los tanques de hidrocarburos líquidos mediante la tecnología ZARE 6.1 El uso de esta tecnología permite **reducir el riesgo de que se produzca SCCC en los tanques, mejorando así la seguridad intrínseca del equipo** ； 6.2 La corrosión que afecta a los tanques es de diverso tipo. En cuanto a la solución de los problemas relacionados con la SCCC, ZARE se encuentra a la vanguardia a nivel nacional. La seguridad del propio tanque también depende de la calidad del tratamiento térmico que se le aplique, así como de si los niveles de S y P cumplen con los estándares establecidos. Además, también influyen factores como la presencia de defectos o impurezas en el interior del tanque. No obstante, al utilizar la tecnología ZARE, gracias a sus tres mecanismos de acción —el “efecto de captura”, el “efecto de blindaje” y el “efecto de lecho fijo”—, se logra una protección eficaz contra la corrosión uniforme y la SCCC. 6.3 Si el estado de corrosión del tanque era bastante severo y se producía una corrosión frecuente, se recomienda aplicar la tecnología ZARE, pero seguir realizando inspecciones obligatorias cada año. Se debe verificar el estado de corrosión de la capa de aleación de tierras raras ZARE. Si esta capa sufre daños debido al funcionamiento del “ánodo de sacrificio”, entonces este último cumple con su función: impide que el hidrógeno penetre en el metal del tanque, **reduciendo o evitando así la aparición de fragilidad por hidrógeno, es decir, el fenómeno SSCC. Se debe aumentar la frecuencia de los análisis relacionados con sustancias como H2O y H2S, acortar el período de inspección de los tanques esféricos, identificar las causas y patrones del problema, y aplicar de forma oportuna una capa protectora a base de aleación de tierras raras ZARE para protegerlos contra la corrosión. Figura 1: Comparación de la descarga del ZARE y del ánodo de aluminio sacrificio en soluciones acuosas saturadas con H2S. Los gráficos que muestran los datos de descarga indican que el aleación de metales raros ZARE presenta un rendimiento de descarga significativamente mejor que el ánodo de aluminio sacrificio; su eficiencia de descarga es 3-5 veces mayor que la del ánodo de aluminio.