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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação do comportamento eletroquímico de três (3) tipos de aços eutetoides em ambientes ricos em NaCl, H2SO4 e CO2
Título em inglês: Evaluation of the electrochemical behavior of three (3) types of eutectoid steels in environments rich in NaCl, H2SO4 and CO2
Autor(es): Fideles, Francisco Felipe de Moraes
Orientador: Abreu, Hamilton Ferreira Gomes de
Coorientador: Flórez, Mauro Andrés Cerra
Palavras-chave: Aços perlíticos;Ensaios eletroquímicos;Corrosão;Raman, Espectroscopia de;Aço - Corrosão
Data do documento: 2023
Citação: FIDELES, Francisco Felipe de Moraes. Avaliação do comportamento eletroquímico de três (3) tipos de aços eutetoides em ambientes ricos em NaCl, H2SO4 e CO2. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: O uso de componentes tubulares utilizados para o processo de transporte e elevação do petróleo que interligam os poços no fundo do mar e os navios ou plataformas na superfície, também conhecidos como dutos flexíveis, é bem comum na indústria de produção brasileira de petróleo e gás, uma vez que as grandes reservas encontram-se no solo marinho. Portanto, essas estruturas são submetidas a condições ambientais adversas, de operações intensas e expostas a fluidos que as degradam de forma severa. Dessa maneira, neste trabalho, fez-se uma avaliação comparativa do comportamento eletroquímico de três (3) tipos de aços perlíticos empregados para a fabricação desses componentes. Os aços utilizados nesta pesquisa foram fabricados de formas diferentes, possuem pequenas variações na sua composição química e foram submetidos a tratamentos térmicos diversos, tudo isso com a finalidade de melhorar o seu desempenho nas condições de operação. Para a avaliação da resistência à corrosão, foram feitos ensaios eletroquímicos (potencial de circuito aberto e polarização potenciodinâmica linear) utilizando soluções que simulam as condições de exposição durante o serviço. A solução contendo NaCl simulou a água do mar e a solução de H2SO4 foi utilizada devido à presença de compostos ricos em enxofre na composição do petróleo. Além disso, durante os ensaios eletroquímicos, foi borbulhado CO2 gasoso para cada solução, além de temperatura diferente da ambiente (80°C) (NaCl, H2SO4 e mistura NaCl-H2SO4); esse gás está presente no fluido produzido do pré-sal em elevadas concentrações, como também no fluido de injeção, usado para manutenção da pressão no reservatório e essa é uma temperatura utilizada para esse procedimento. Por último, para obtenção de camadas de óxido do processo corrosivo, as superfícies dos aços, após os ensaios de polarização, foram analisadas utilizando a técnica de caraterização espectroscopia Raman. Dessa maneira, obteve-se diferentes valores de resistência à polarização e também de produtos de corrosão nos corpos de prova nos ensaios eletroquímicos. Os arames que apresentarem maiores resistências à corrosão nas respectivas condições avaliadas foram: PCE (NaCl+CO2+80°C), PCL (H2SO4+CO2+80°C) e PCL (NaCl+H2SO4 +CO2+80°C). Já na técnica de caracterização utilizada, foram encontrados os sais FeCO3 e FeSO4, além de outros óxidos resultantes da corrosão.
Abstract: The use of tubular components used for the oil transportation and lifting process that interconnect wells on the seabed and ships or platforms on the surface, also known as flexible pipelines, is very common in the Brazilian oil and gas production industry, since the large reserves are found on the sea floor. Therefore, these structures are subjected to adverse environmental conditions, intense operations and exposure to fluids that severely degrade them. Thus, in this work, a comparative evaluation of the electrochemical behavior of three (3) types of pearlitic steels used for the manufacture of these components was carried out. The steels used in this research were manufactured in different ways, have small variations in their chemical composition and were subjected to different heat treatments, all with the aim of improving their performance under operating conditions. To evaluate the corrosion resistance, electrochemical tests were performed (open circuit potential and linear potentiodynamic polarization) using solutions that simulate the exposure conditions during service. The solution containing NaCl simulated sea water and the H2SO4 solution was used due to the presence of sulfur-rich compounds in the petroleum composition. In addition, during the electrochemical tests, CO2 gas was bubbled into each solution, in addition to a temperature different from the environment (80°C) (NaCl, H2SO4 and NaCl-H2SO4 mixture); this gas is present in the fluid produced from the pre-salt in high concentrations, as well as in the injection fluid, used to maintain pressure in the reservoir and this is a temperature used for this procedure. Finally, to obtain oxide layers from the corrosive process, the steel surfaces, after the polarization tests, were analyzed using the Raman spectroscopy characterization technique. In this way, different values of resistance to polarization and also of corrosion products were obtained in the specimens in the electrochemical tests. The wires that presented greater resistance to corrosion in the respective evaluated conditions were: PCE (NaCl+CO2+80°C), PCL (H2SO4+CO2+80°C) and PCL (NaCl+H2SO4 +CO2+80°C). In the characterization technique used, FeCO3 and FeSO4 salts were found, in addition to other oxides resulting from corrosion.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/74096
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