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Previous issue date: 2016-11-17 / CAPES / Nas diversas etapas processuais da indústria de petróleo – extração, recuperação,
armazenamento, transporte e refino, os materiais metálicos são expostos a fluidos
corrosivos e solicitações mecânicas. Na etapa de armazenamento, em tanques de
petróleo, é possível evidenciar a presença de duas fases, uma oleosa e outra aquosa, que
de forma isolada ou associada podem influenciar no processo corrosivo. No transporte
de petróleo, apresenta-se o efeito de corrosão-erosão (C-E) gerado pela presença de sais,
gases e partículas sólidas que prejudicam a integridade dos equipamentos. Este trabalho
teve como objetivo avaliar o comportamento do aço ASTM 572 Gr50 exposto a óleo
cru, água do mar e misturas desses fluidos em diferentes proporções; sob condições
estáticas simulando tanques de armazenamento e dinâmicas, visando simular transporte
dos fluidos. Foram realizados testes de imersão do aço em diferentes fluidos corrosivos
(óleo cru, água do mar, misturas de óleo e água do mar nas proporções de 20 e 50 % em
volume de água do mar), ao longo de 60 dias em condições estáticas e dinâmicas.
O processo corrosivo do material exposto aos diferentes meios foi analisado através de
ensaios de perda de massa, análises eletroquímicas de potencial de circuito aberto
(PCA), polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica
(EIE). A morfologia da corrosão foi avaliada através de microscopia eletrônica de
microscopia óptica (MO) e varredura (MEV). Testes de microdureza Vickers e análises
microestruturais foram realizados para analisar a ocorrência de mudanças nas
propriedades mecânicas dos aços. Os resultados evidenciaram a influência do teor de
água do mar no processo corrosivo, onde foram observados maiores valores de taxa de
corrosão para os sistemas contendo maior proporção de água do mar. O mecanismo de
C-E, observado nos sistemas dinâmicos mostrou ser mais agressivo que o processo de
corrosão isoladamente (sistemas estáticos) o que foi observado por meio dos maiores
valores de taxa de corrosão e também pelas morfologias de processo de deterioração da
superfície vista por MO e MEV, onde cavidades de maior longitude e pites internos
foram observados para os sistema sujeitos ao processo de C-E.
Não foram observadas mudanças significativas na microestrutura do material após
exposição às condições de fluido estudadas. Os resultados de MEV mostraram a
presença de corrosão localizada em todos os sistemas, inclusive para os sistemas
contendo apenas óleo cru, que apresentou baixa taxa de corrosão. Os ensaios
eletroquímicos de PCA, polarização e EIE realizados com os eletrólitos advindos dos ensaios de imersão (fase aquosa) mostraram que o contato entre fluidos distintos (óleo e
água do mar) sob condições de agitação, promove uma intensa troca composicional
entre os meios, aumentando a agressividade e modificando a interação metal/meio. O
eletrólito proveniente do sistema dinâmico contendo mistura de óleo e água do mar
(50%) foi o que se mostrou mais agressivo, visto que no ensaio de polarização linear
apresentou o maior valor de densidade de corrente anódica. / In the various procedural stages of the oil industry - extraction, recovery, storage, transportation
and refining, metal materials are exposed to corrosive fluids and mechanical stresses. In oil tanks
of the storage step, it is possible to demonstrate the presence of two phases, an oily and other
aqueous, which isolated or associated, can influence the corrosion process. In the oil transport the
corrosion-erosion (C-E) effect is present and it is generated by the presence of salts, gases and
solid particles that can influence the integrity of the equipment. This study aimed to evaluate the
behavior of ASTM 572 GR50 steel exposed to crude oil, sea water and mixtures of these fluids in
different proportions; under static conditions simulating storage tanks and dynamic conditions,
aiming to simulate fluid transport. Immersion tests were performed in different corrosive fluids
(crude oil, seawater, oil mixtures and sea water in the proportions of 20 to 50% by seawater
volume) for 60 days, under static conditions and dynamics. The corrosive process of material
exposed to different media was analyzed by mass loss tests and electrochemical analysis of open
circuit potential (OCP), potentiodynamic polarization and electrochemical impedance
spectroscopy (EIS). The morphology of corrosion was assessed by microscopy optical (OM) and
scanning electron microscopy (SEM). Vickers microhardness testing and microstructure analysis
were performed to examine the changes occurring in the mechanical properties of steels. The
results showed the influence of the seawater content in the corrosion process, in which were
observed higher corrosion rate values for the systems containing higher proportion of seawater.
The C-E mechanism, seen in dynamical systems proved to be more aggressive than corrosion
process isolated (static systems) which was observed by means of higher corrosion rate values and
also by the morphologies of the surface deterioration process seen by OM and SEM, where the
greater length and internal cavities pits were observed for the system subject to the C-E process;
There were not significant changes in the microstructure of the material after exposure to
conditions fluid studied. SEM results showed the presence of localized corrosion on all systems,
including systems containing only crude oil, which showed low corrosion rate. Electrochemical
test OCP, polarization and EIS conducted with electrolytes arising from immersion tests (aqueous
phase), showed that the contact between different fluids (oil and seawater) under agitation
conditions, promotes an intense exchange compositional between the fluids, increasing the
aggressiveness and modifying the metal/media interaction. The electrolyte from the dynamic
system containing a mixture of oil and seawater (50%) was the more aggressive electrolyte, as can
be seen in the linear polarization that showed the highest value of anodic current density.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/18603 |
| Date | 01 November 2016 |
| Creators | MÁRQUEZ, Marcy Viviana Chiquillo |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/4668070841633275, URTIGA FILHO, Severino Leopoldino |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Mecanica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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