[pt] A seleção de materiais para o transporte de óleo e gás não é feita pela sua resistência à corrosão, mas sim pelas suas boas propriedades mecânicas, facilidade de fabricação e baixos custos. Devido às taxas de perda de material, causado pela corrosão interna, existe necessidade em se conhecer o comportamento dos aços de mais alta resistência, utilizados especialmente em gasodutos e oleodutos tais como API 5L X70 e API 5L X80. Um dos elementos responsáveis pela corrosão interna é o dióxido de carbono (CO2). O principal produto de corrosão da reação deste gás com o aço é um precipitado de carbonato de ferro que em determinada temperatura se acredita poder retardar o processo de corrosão, agindo como uma barreira à difusão das espécies. Neste trabalho foi estudado o comportamento destes aços numa solução de 1% NaCl contendo CO2, e a estabilidade do filme formado (FeCO3) à diferentes temperaturas. Técnicas de análise eletroquímicas como: curvas de polarização, resistência à polarização linear e de impedância eletroquímica foram usadas para estudar a formação do filme de carbonato de ferro sobre a superfície dos aços. O filme também foi observado e caracterizado por microscópio eletrônico de varredura (MEV) e difração de raios-X. / [en] The selection of materials for the transport of oil and gas, is not always made sufficiently emphasizing corrosion resistance, but rather good mechanical properties, ease of fabrication and low cost. Due to the material loss rates resulting from internal corrosion, it becomes necessary to thoroughly characterize the behaviour of the high strength steels which are used for oil and gas pipelines, such as API 5L X70 and API 5L X80. One the contributing factors responsible for internal corrosion is carbon dioxide (CO2). The main corrosion product resulting from the action of this gas, in solution, on the steel is an iron carbonate precipitate which is believed to retard further corrosion at some temperatures, acting as a diffusion barrier to the chemical species involved. The current work studies the behaviour of the above steels in a 1% NaCl solution containing CO2, and the stability of the FeCO3 film formed at different temperatures. Electrochemical analysis techniques, such as polarization curves, linear polarization resistance and impedance measurements were used to study the formation of the iron carbonate film on the surface of the steels. The film was also observed and characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

[pt] Neste trabalho foi estudada a formação de camadas de produtos de corrosão em dois aços, o API 5L X80 usado para transporte de óleo e gás e o API 5CT utilizado em poço de petróleo case tubing. Foram utilizadas as técnicas de perda de massa e técnicas eletroquímicas tais como resistência a polarização linear RPL, curvas tafel e espectroscopia de impedância eletroquímica EIS foram empregadas para determinar as taxas de corrosão. Os ensaios foram realizados em condições estáticas numa solução de salmoura 3 porcento wt de NaCl sob 55 bar de pressão parcial de CO2 e total de 75bar, tempos de exposição de 7, 15, 21 e 30 dias e temperaturas de 25 Graus Celsius, 50 Graus Celsius e 75 Graus Celsius. Microscopia eletrônica de varredura MEV foi usada para a análise da morfologia. DRX e EDS foram utilizadas para determinar a composição química. As camadas formadas foram avaliadas em função da espessura, morfologia e composição química. Encontrou-se que a 25 Graus Celsius só houve formação de camada de carbonato de ferro após 30 dias de imersão para ambos os aços e que para 50 Graus Celsius e 75 Graus Celsius houve formação de duas camadas para todos os tempos de imersão cuja composição química mostrou o carbonato de ferro FeCO3 como principal produto de corrosão para os dois aços. A condição de teste que apresentou menor taxa de corrosão e maior proteção da camada de carbonato de ferro FeCO3 foi para 75 Graus Celsius e 30 dias de tempo de imersão. Os resultados de RPL e EIS são semelhantes aos obtidos por perda de massa mantendo a mesma tendência de redução com o tempo e a temperatura. / [en] This study evaluated the CO2 corrosion layer formation on the surface of two different steels, the API 5L X80 used for oil and gas transportation and the API 5CT used in oil production (case tubing). Techniques such as weight loss and electrochemical techniques as linear polarization resistance (LPR), Tafel curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were employed to determine the corrosion rate. Tests were conducted under static conditions in a brine 3 percent wt solution of of NaCl under CO2 partial pressure of 55 bar and total of 75 bar, immersion times of 7, 15, 21 and 30 days and temperatures of 25 Celcius, 50 Celcius and 75 Celcius. Analysis of the scale morphology was carried out by Scanning Electron Microscopy (SEM), and X-ray Diffraction. (XRD) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) were used to determine the chemical composition. The layers formed were evaluated as a function of its thickness, morphology and chemical composition. It was found out that at 25 Celcius only after 30 days of immersion there was iron carbonate layer formation for both steels and at 50 Celcius and 75 Celcius there was the growth of two layers for all immersion times, being the chemical composition of these layers identifyed as iron carbonate FeCO3 as the main corrosion product for the two steels. The lowest corrosion rate and most protective layer of iron carbonate FeCO3 was for the condition at 75 Celcius and 30 days of immersion. The results obtained of LPR and EIS were similar to those obtained by mass loss showing the same tendency, reducing with time and temperature.

[pt] Durante a exploração e produção de petróleo, dificuldades operacionais precisam ser superadas na injeção de CO2 para aumento da produção. Na presença de água, o CO2 reage e forma o H2CO3, que pode vir a corroer o aço carbono presente nos dutos flexíveis. Diversos fatores influenciam no processo corrosivo, entre eles a pressão parcial de CO2, a temperatura, pH do meio e a relação volume de solução/área metálica exposta (V/A). Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a composição e propriedades mecânicas dos produtos de corrosão depositados sobre a superfície do aço carbono 1080 imersos em água do mar sintética, a temperatura de 40 graus C, durante 15 e 121 dias. Para avaliar a influência da pressão parcial de CO2, os ensaios foram realizados a 1, 10 e 20 bar de CO2, já para avaliar a influência da relação V/A, os ensaios foram realizados a 1 mL.cm-2 e 20 mL.cm-2 . As taxas de corrosão foram determinadas utilizando o método gravimétrico, as caracterizações dos produtos de corrosão foram realizadas por Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Dispersão de Raios X (DRX). Adicionalmente, foi utilizada a Nanoindentação para determinar as propriedades mecânicas do filme formado. A partir da MO, foi identificado a formação de dois filmes em quase todas as condições estudadas. Ao avaliar a influência da pressão, não foram observadas variações significativas na taxa de corrosão. Já os resultados obtidos para avaliar o efeito da relação V/A, foi possível concluir que o ambiente confinado reduz significativamente a taxa de corrosão. Ao avaliar as propriedades mecânicas dos filmes, foi possível observar que em todos os casos, a dureza e o módulo de elasticidade são menores no filme interno quando comparados ao filme externo. Isso pode estar relacionado a formação de uma camada externa mais compacta, constituída predominantes por pequenos grãos de FeCO3, conforme os resultados obtidos através do MEV e DRX / [en] During oil exploration and production, operational difficulties need to be overcome in CO2 injection to increase production. In the presence of water, CO2 reacts and forms H2CO3, which can corrode the carbon steel present in flexible pipes. Several factors influence the corrosive process, including the partial pressure of CO2, the temperature, pH of the medium and the volume of solution/exposed metallic area (V/A) ratio. Thus, the objective of this work was to evaluate the composition and mechanical properties of the corrosion products deposited on the surface of carbon steel 1080 immersed in synthetic sea water, at a temperature of 40 C degrees, for 15 and 121 days. To evaluate the influence of the partial pressure of CO2, the tests were carried out at 1, 10 and 20 bar of CO2, and to evaluate the influence of the V/A ratio, the tests were carried out at 1 mL.cm-2 and 20 mL. cm-2 . Corrosion rates were determined using the gravimetric method, characterizations of corrosion products were performed by Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and X-Ray Scattering (XRD). Additionally, Nanoindentation was used to determine the mechanical properties of the formed film. From the OM, the formation of two films was identified in almost all conditions studied. When evaluating the influence of pressure, no significant variations in the corrosion rate were observed. As for the results obtained to evaluate the effect of the V/A ratio, it was possible to conclude that the confined environment significantly reduces the corrosion rate. When evaluating the mechanical properties of the films, it was possible to observe that in all cases, the hardness and the elastic modulus are lower in the inner film when compared to the outer film. This may be related to the formation of a more compact outer layer, consisting predominantly of small FeCO3 grains, according to the results obtained through SEM and XRD.