Estudo da resistência à corrosão por CO2 dos aços API 5L X70, ASTM A333 grau 8 e UNS S32750

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lira, Letícia Pereira, 1983-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639429
Resumo: Orientador: Rodnei Bertazzoli
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spelling Estudo da resistência à corrosão por CO2 dos aços API 5L X70, ASTM A333 grau 8 e UNS S32750CO2 corrosion resistance of API 5L X70, ASTM A333 and UNS S32750 steelsAço - CorrosãoSteel - CorrosionOrientador: Rodnei BertazzoliTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Na indústria de óleo e gás, a necessidade de utilizar o gás CO2 no processo de recuperação dos hidrocarbonetos retidos nos reservatórios promove a corrosão das tubulações de aço (risers), devido à formação do H2CO3, produzido a partir da reação do CO2 com a H2O. Os danos causados pela corrosão por CO2 às tubulações podem ser catastróficos, se tornando um obstáculo operacional e econômico. A corrosão por CO2 sofre a influência de diversos parâmetros, dentre eles a pressão de CO2. Para compreender o efeito da pressão sobre a resistência à corrosão por CO2 dos aços API 5L X70, ASTM A333 grau 8 e UNS S32750, utilizadas na fabricação das tubulações, foram realizados experimentos eletroquímicos usando técnicas voltamétricas e impedância. Primeiramente, foram analisadas as curvas catódicas e a presença de compostos orgânicos na solução resultante da redução do CO2. Para isso, foram usadas as técnicas de voltametria linear e de cromatografia líquida de alta eficiência. Em seguida, foram obtidas as curvas de polarização para os três aços por meio das técnicas de polarização potenciodinâmica linear (PPL) e cíclica (PPC). O comportamento eletroquímico das camadas e do filme foi analisado pelas técnicas de resistência de polarização linear (RPL), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e potencial em circuito aberto (PCA). Os produtos de corrosão foram gerados em PCA e identificados pelas técnicas de XPS, DRX, EDS e MEV. Nos ensaios eletroquímicos foram utilizados eletrodos de referência de Pt/PtO e auxiliar de platina. As amostras foram imersas em solução de 3,5% NaCl sem e com a presença de CO2 sob as pressões de 2,5 bar, 5 bar, 7,5 bar, 10 bar e 20 bar. Como a soldagem por fricção vem sendo difundida para a construção dos risers, realizou-se um breve estudo eletroquímico (PPL, PPC e EIE) das juntas soldadas. Tanto a presença do CO2 na solução quanto o aumento da pressão exercem influência sobre o processo de oxidação dos aços, além de formar uma camada composta por FeCO3 nos aços API 5L X70 e ASTM A333 com características particulares, e estimular a precipitação de FeCO3 no filme passivo do aço UNS S32750. No processo de soldagem por fricção dos aços, obtiveram-se juntas soldadas com diferentes comportamentos eletroquímicos, tanto entre as soldas dos aços quanto entre as soldas e os metais baseAbstract: Oil and gas industry uses CO2 gas in recovery method to remove hydrocarbons of reservoirs. However, the reaction between CO2 and H2O produces H2CO3 that corrodes pipelines steel due acceleration of cathodic and anodic reactions. Damages caused by CO2 corrosion can be catastrophic being economical and operational barrier. CO2 corrosion can be influenced to several parameters as CO2 pressure. The understanding about the effect of pressure on CO2 corrosion resistance of API 5L X70, ASTM A333 grade 8 and UNS S32750 steels occurred by electrochemical experiments using voltammetry and impedance technics. First, cathodic curves and presence of organic compounds in solution were analyzed by linear sweep voltammetry and high performance liquid chromatography, respectively. Then, polarization curves of steels were determinated by linear and cyclic potentiodynamic polarization. The electrochemical behavior of layers and film were studied by linear polarization resistance, electrochemical impedance spectroscopy and open circuit potential. Corrosion products were formed by open circuit potential technique and identified by XPS, XRD, EDS e SEM techniques. Pt/PtO reference and Pt auxiliary electrodes were used in electrochemical experiments. Steel samples were immersed in 3.5% NaCl solution with and without the presence of CO2 under pressure of 2.5 bar, 5 bar, 7.5 bar, 10 bar e 20 bar. As friction stir welding has been widespread for the construction of risers, a brief electrochemical study of welded joints was performed. The presence of CO2 in the solution and the CO2 pressure influence the oxidation process of steels, as well as promoting growth of FeCO3 layer on the API 5L X70 and ASTM A333 grade 8 steels and of FeCO3 particles on the passive film of UNS S32750 steel. In the process of friction welding of steels, welded joints with different electrochemical behavior are obtainedDoutoradoMateriais e Processos de FabricaçãoDoutora em Engenharia MecânicaCNPq,141218/2015-0[s.n.]Bertazzoli, Rodnei, 1965-Soyama, JulianoOsório, Wislei Riuper RamosMartins, Cristiane ReisPontes, Haroldo de AraújoUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLira, Letícia Pereira, 1983-20192019-12-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online ( 205 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639429LIRA, Letícia Pereira. Estudo da resistência à corrosão por CO2 dos aços API 5L X70, ASTM A333 grau 8 e UNS S32750. 2019. 1 recurso online ( 205 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639429. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1141211Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-08-03T14:49:48Zoai::1141211Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2020-08-03T14:49:48Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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