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http://hdl.handle.net/11422/26148
| Type: | Dissertação |
| Title: | Superfícies de aço inoxidável com e sem revestimentos de carbono para inibição de incrustações de CaCO3 |
| Author(s)/Inventor(s): | Vargas, Juan Pablo Cuenca |
| Advisor: | Camargo Junior, Sérgio Álvaro de Souza |
| Abstract: | A incrustação de carbonato de cálcio (CaCO3) é um problema para as indústrias associados à deterioração e entupimento de qualquer equipamento que esteja em contato com soluções supersaturadas, em particular, da indústria de óleo e gás. Neste caso, a formação de CaCO3 na tubulação de produção dificulta o fluxo normal do fluido. Atualmente, a maioria das técnicas utilizadas para a remoção de incrustações devem atender a certas condições: que seja rápido, não danifique a superfície dos diferentes equipamentos, seja prático e eficiente. Nesse contexto, o objetivo geral deste trabalho foi estudar a influência da rugosidade (Ra) superficial na escala nanometrica de peças de aço inoxidável (AI) com e sim revestimento de carbono para a inibição de CaCO3. Para cumprir com o objetivo, primeiro foi estudado e analisado as condições de formação de carbonato de cálcio em superfícies de aço inoxidável, com base na qualidade da rugosidade do acabamento superficial, utilizando a técnica de acabamento abrasivo magnético (MAF). Segundo, foi sintetizados revestimentos de carbono usando a técnica de ablação a laser (PLD) sobre AI, e posteriormente foram caracterizados. Os resultados das técnicas de caracterização permitiram observar a formação de óxido de grafeno (GO) na superfície do substrato. As amostras com e sem revestimento foram testadas em uma solução supersaturada de CaCO3 para avaliar a inibição de incrustação. Os resultados evidenciaram que as amostras sem revestimento apresentaram mais incrustação quando a Ra diminui, contrário do previsto pela teoria clássica de nucleação. Enquanto, as peças com revestimento de GO apresentaram uma redução na formação de incrustação de até quatro vezes em comparação com as peças polidas. |
| Abstract: | Calcium carbonate (CaCO3) fouling is a problem for industries associated with deterioration and obstructing any equipment that is in contact with supersaturated solutions, in particular in the oil and gas industry. In this case, the formation of CaCO3 in the production pipelines hinders the normal flow of the fluid. Currently, most of the techniques used for scale removal must meet certain conditions: it must be fast, it must not damage the surface of the different equipment, and it must be practical and efficient. In this context, the general objective of this work was to study the influence of surface roughness (Ra) on the nanometric scale of stainless-steel parts (AI) with and without carbon coating for the inhibition of CaCO3. To accomplish the objective, first, the conditions of calcium carbonate formation on stainless steel surfaces were studied and analyzed based on the roughness quality of the surface finish using the magnetic abrasive finishing (MAF) technique. Second, carbon coatings deposited using the pulsed laser ablation technique (PLD) on IA, and subsequently were characterized. The results of the characterization techniques allowed the formation of graphene oxide (GO) on the substrate surface to be observed. The coated and uncoated samples were tested in a supersaturated CaCO3 solution to evaluate fouling inhibition. The results showed that the uncoated samples showed more incrustation when the Ra decreases, contrary to the classical nucleation theory. Whereas, the pieces with GO coating showed up to a four times reduction in incrustation formation compared to the parts with lower roughness which suffered more incrustation. |
| Keywords: | Carbonato de cálcio Aço inoxidável Rugosidade Revestimento de carbono |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Nanotecnologia |
| Production unit: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Nov-2021 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | VARGAS, Juan Pablo Cuenca. Superfícies de aço inoxidável com e sem revestimentos de carbono para inibição de incrustações de CaCO3. 2021. 91 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Nanotecnologia, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021. |
| Appears in Collections: | Engenharia de Nanotecnologia |
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