[pt] ASPECTOS TERMODINÂMICOS DA CORROSÃO POR CO2

[en] THERMODYNAMICS ASPECTS OF CO2 CORROSION

[pt] ROGER ENRIQUE GAGO TOLENTINO

[pt] CARBONATO DE FERRO

[pt] X80 P110

[pt] SUPERSATURACAO

[pt] XPS-ESCA

[pt] FECO3

[pt] CORROSAO POR CO2 N2

[pt] PERDA DE MASSA

[pt] MEV

[en] IRON CARBONATE

[en] MEV

[pt] Entre os vários processos de corrosão em aços, é bem reconhecido que a presença de dióxido de carbono e água é o início da corrosão por CO2. Este tipo de corrosão é comum de ser encontrada na indústria de petróleo e gás, tanto em dutos como em poços. A intensidade e, ou ocorrência deste tipo de corrosão é dependente de fatores como pH da solução, temperatura e pressão. Isto ocorre, porque neste tipo de sistema há a probabilidade de formação de uma camada de óxido (FeCO3) que pode ser tanto protetora ou não dependendo das condições em que se dá a formação desta camada na superfície do aço. Nesta dissertação se objetivou avaliar a termodinâmica envolvida na precipitação da camada de FeCO3 variando o tempo e a temperatura e verificando a influência destes sobre a força iônica e concentração das espécies Fe 2 mais e CO3 2 menos; as quais foram calculadas de acordo com o equilíbrio de especiação do H mais, OH menos, HCO3 menos, CO32 menos, e CO2(aq) em soluções iônicas aquosas, balanço de massa e das espécies iônicas presentes. Nos ensaios de corrosão, os aços foram submersos em uma solução de 3 por cento de NaCl durante períodos de 7, 15, 21 e 30 dias e temperaturas de 25 graus Celsius, 50 graus Celsius e 75 graus Celsius em atmosfera de CO2 e N2 de 75 bar. A camada de FeCO3 formada na superfície dos aços, pode reduzir a taxa de corrosão dificultando a difusão das espécies envolvidas no processo. Assim, as morfologias superficiais e transversais das camadas de FeCO3 formadas foram caracterizadas por Microscopia eletrônica de Varredura (MEV), e as técnicas de Fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDS) e Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) foram utilizadas para o estudo da composição e configuração química da camada. O resultado da caracterização mostrou a formação de FeCO3 para as temperaturas estudadas. Porém, em termos de morfologia a 50 graus Celsius as camadas apresentaram as maiores espessuras e a 75 graus Celsius ocorreram as menores taxas de corrosão.

[en] Among the various corrosion processes in steels, it is well recognized that the presence of carbon dioxide and water can promote CO2 corrosion. This type of corrosion is most commonly found in pipelines and wells of the oil and gas industry. The intensity and occurrence of this type of corrosion are dependent on factors such as solution pH, temperature, and pressure. Therefore, the probability of forming an oxide layer (FeCO3), which can be either protective or not is dependent on its conditions formation. This dissertation aimed to evaluate the thermodynamics involved in the precipitation of FeCO3 layer, by varying the time and temperature and verifying the influence on the ionic strength and Fe2 plus and CO32 minus concentration. The species (H plus, OH minus, HCO3 minus, CO32 minus, and CO2(aq)) chemical concentration were calculated from mass and ionic equilibrium balance of the CO2 dissociation in ionic aqueous solutions. In corrosion tests, steels were immersed in a solution of 3 per cent NaCl for periods of 7, 15, 21 and 30 days and temperatures of 25 Celsius degrees, 50 Celsius degrees and 75 Celsius degrees in an atmosphere of CO2 and N2 75 bar. The FeCO3 layer formed on the surface of steel can reduce the corrosion rate by hindering the diffusion of the species involved. Thus, surface and cross section morphologies of FeCO3 layers formed were characterized by scanning electron microscopy (SEM), and the techniques of X-ray fluorescence energy dispersive (EDS) and spectroscopy. X-ray photoelectron (XPS) were used to study the chemical composition and configuration of the layer. The result of this characterization showed the formation of FeCO3 for temperatures studied. However, in terms of morphology at 50 Celsius degrees the layers showed the greatest thickness and at 75 Celsius degrees were smallest corrosion rates.

IVANI DE SOUZA BOTT

ADRIANA FORERO BALLESTEROS

DANIEL MASSARI DE SOUZA COELHO

ROBERTO RIBEIRO DE AVILLEZ

IVANI DE SOUZA BOTT

FLAVIA MACIEL FERNANDES GUEDES

MARCELO EDUARDO HUGUENIN MAIA DA COSTA

2017-05-10

2015-04-06

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