| Resumo: | Os aços mais utilizados no setor petrolífero são os aços ao carbono, pertencentes a classe dos aços de alta resistência e baixa liga (ARLB), devido a sua maior disponibilidade e menor preço. Dentre estes aços, o aço API5L X65 é um dos amplamente empregados na construção de oleodutos para o transporte do petróleo e gás natural. Entretanto, estes aços possuem baixa resistência a corrosão que podem gerar falhas em dutos já que são expostos a ambientes agressivos, pois o óleo pode conter elevados teores de sal e de gases ácidos, como por exemplo CO2 e H2S. Esta exposição pode gerar falhas e consequentemente altos investimentos anuais para restauração ou até mesmo substituição destes dutos, além de apresentar riscos ambientais e à saúde humana. Em presença de CO2, o principal produto de corrosão formado é o carbonato de ferro (FeCO3) ou carbonatos mistos que dependendo das propriedades podem conferir proteção ao aço, diminuindo a taxa de corrosão com o tempo. Diversos estudos têm sido realizados com o intuito de compreender tanto a composição química quanto as microestruturas presentes nos produtos de corrosão formados após a corrosão em soluções contendo CO2, entretanto, pouca atenção se dá as propriedades eletroquímicas, mecânicas e tribológicas destes produtos formados em pressões elevadas.O objetivo deste trabalho é caracterizar os filmes de produto de corrosão formados e determinar as propriedades eletroquímicas mecânicas e tribológicas após serem expostos a dois meios diferentes 3,5% NaCl e meio que simula água de formação do pré-sal, temperatura de 40 ºC, pressão de 15 MPa em tempos distintos de 7 e 15 dias de exposição. Várias técnicas de caracterização foram utilizadas como microscopia eletrônica de varredura e de força atômica, microtomografia de raios X, difração de raios X, polarização potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, nanoindentação e testes de desgaste. Os produtos formados por FeCO3 revelaram propriedades superiores às de carbonato misto (FexCa1−xCO3). A presença de Ca2+ na salmoura favoreceu a dissolução do filme diminuindo a capacidade de proteção do aço contra a corrosão por CO2, reduzindo as propriedades mecânicas e a resistência ao desgaste.
The most used steels in the oil sector are carbon steels, belonging to the class of high strength and low alloy steels (ARLB), due to their greater availability and lower cost. Among these steels, API5L X65 steel is one of the widely used in the construction of pipelines for the transport of oil and natural gas. However, these steels have low corrosion resistance that can cause pipeline failures as they are exposed to aggressive environments, as the oil can contain high levels of salt and acid gases such as CO2 and H2S. This exposure can generate failures and consequently high annual investments for restoration or even replacement of these pipelines, in addition to presenting environmental and human health risks. In the presence of CO2, the main corrosion product formed is iron carbonate (FeCO3) or mixed carbonates that, depending on the properties, can provide protection to steel, decreasing the corrosion rate over time. Several studies have been carried out in order to understand both the chemical composition and the microstructures present in the corrosion products formed after corrosion in solutions containing CO2, however, little attention is paid to the electrochemical, mechanical and tribological properties of these products formed at high pressures.The objective of this work is to characterize the corrosion product films formed and to determine the electrochemical, mechanical and tribological properties after being exposed to two different media: 3.5% NaCl and a medium that simulates pre-salt formation water, temperature of 40 ºC, pressure of 15 MPa for different periods of exposure (7 and 15 days). Several characterization techniques were used, such as scanning electron and atomic force microscopies, X-ray microtomography, X-ray diffraction, potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, nanoindentation and wear tests. The products formed by FeCO3 showed properties superior to those of mixed carbonate (FexCa1−xCO3). The presence of Ca2+ in the brine favored the dissolution of the film, decreasing the steel's ability to protect against CO2 corrosion, reducing its mechanical properties and wear resistance. |
