Sulfetação

A sulfetação é um mecanismo de deterioração bastante conhecido nas refinarias de petróleo. Esse mecanismo já vem sendo observado desde o final de 1800 e consiste no desgaste dos materiais que contêm ferro, como por exemplo, o aço, que reage com os compostos de enxofre contido no petróleo, a uma temperatura acima de 260°C. Portanto são comuns em fornos, caldeiras, tubulação e equipamentos que operam acima desta temperatura.

Linha de 8" rompida devido perda de espessura causada pela sulfetação
em refinaria norte-americana. Seu rompimento causou  um grande incêndio.
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Este mecanismo de dano provoca perda de espessura nas paredes dos tubos utilizados nas unidades de destilação de petróleo. É um processo relativamente lento, mas constante ao longo do tempo, e merece atenção por parte do inspetor de equipamentos, pois pode causar o afinamento da parede de aço de uma linha ou equipamento, até o rompimento, muita vezes catastrófico, quando não devidamente monitorado e controlado. A redução de espessura pode ser generalizada ou localizada.

Como foi dito acima, esta corrosão que ocorre na presença de compostos do petróleo bruto, tais como o sulfeto de hidrogênio, que reage com equipamentos construídos com aço (ligas ferrosas, inox série 300, 400 e ligas de níquel).  A presença de hidrogênio acelera o processo corrosivo.

 As variáveis ​​do processo que afetam a taxa de corrosão incluem o teor total de enxofre do óleo, o tipo de enxofre presente, as condições de fluxo e da temperatura de operação do equipamento. Praticamente todo o petróleo bruto contêm compostos de enxofre, portanto, a sulfetação é um mecanismo de dano presente em cada refinaria que processa petróleo bruto em qualquer lugar do mundo.

A reação entre o enxofre e o ferro produz uma camada escamada de sulfeto de ferro sobre a superfície do aço. Esta reação pode ser comparada com o de oxigênio e ferro (oxidação). O tipo de escama formada pela sulfetação depende dos elementos contidos no aço. Certas escamas formadas são protetoras e ajudam a reduzir a reação entre compostos de enxofre e o ferro, minimizando a taxa de corrosão.

A taxa de corrosão na sulfetação diminui significativamente com o aumento de teor de cromo (Cr), ou seja, é recomendável que em trechos ou linhas de aço carbono seja considerada a possibilidade de substituição do aço carbono por uma liga com teor de Cr desejável, quando a sulfetação se mostrar um perigo eminente à planta industrial. Logicamente, um estudo pormenorizado deve-se se efetuado para esse fim.

Quanto maior o teor de cromo (Cr) maior será a resistência a

 corrosão. Aços com maiores teores de Cr apresentam 

melhor resistência  a sulfetação.

A quantidade de silício (Si) também é um fator que influencia significativamente a taxa de corrosão por sulfetação. Tubulações de aço de carbono contendo teor de silício menor que 0,1% podem corroer a taxas aceleradas, chegando ser dezesseis vezes mais rápidas do que as tubulações  de aço carbono contendo maiores percentagens de silício, conforme podemos ver no gráfico a seguir.

Este gráfico mostra o aumento da taxa de corrosão no aço carbono conforme o 

decréscimo de silício. Esta informação pode ser encontrada no Anexo C do

 API RP 939-C: Diretrizes para evitar sulfetação e falhas de corrosão em 

refinarias de petróleo. OBS: mpy= milésimo de polegada por ano.

Fonte:

API RP 571 - Mecanismos de Danos que Afetam Equipamentos Fixos na Indústria de Refino.

Chemical Safety Board – CSB/ U.S.

Explanação dos professores  Luiz Antonio Bereta e William Pinto de Almeida

da Equipe de Formação de Inspetores – EFI / SINDIPETRO-LP.