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Superfícies de aço inoxidável com e sem revestimentos de carbono para inibição de incrustações de CaCO3

dc.contributor.advisorCamargo Junior, Sérgio Álvaro de Souza
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5078324235375525pt_BR
dc.contributor.referee1Werneck, Marcelo Martins
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9106754041376544pt_BR
dc.contributor.referee2Franceschini Filho, Dante Ferreira
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4956035681407259pt_BR
dc.creatorVargas, Juan Pablo Cuenca
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2751491608071348pt_BR
dc.date.accessioned2025-06-16T14:44:13Z
dc.date.available2026-05-16T03:00:14Z
dc.date.issued2021-11
dc.description.abstractCalcium 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.pt_BR
dc.description.resumoA 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.pt_BR
dc.embargo.termsabertopt_BR
dc.identifier.citationVARGAS, 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.pt_BR
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11422/26148
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio de Janeiropt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenhariapt_BR
dc.publisher.initialsUFRJpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia da Nanotecnologiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectCarbonato de cálciopt_BR
dc.subjectAço inoxidávelpt_BR
dc.subjectRugosidadept_BR
dc.subjectRevestimento de carbonopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.titleSuperfícies de aço inoxidável com e sem revestimentos de carbono para inibição de incrustações de CaCO3pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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