Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
| Ano de defesa: | 2022 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | eng |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais UFRJ |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://hdl.handle.net/11422/27555 |
Resumo: | In this work,the effect of water-saturated supercritical CO2 and CO2-saturated water flow rate on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel at a temperature of 35°C and pressure of 80 bar was investigated. Tests were carried out with the samples attached to a rotating shaft inside an autoclave. Results indicate that increasing the CO2-saturated water flow rate increased the corrosion rate in the absence of a corrosion product film, but later favoured the precipitation of a dense and more protective crystalline carbonate layer. Besides that, the presence of Ca2+ in the brine favoured the precipitation of a mixed iron-calcium carbonate (FexCa1˘xCO3) film with increasingly calcium molar mass that offered better protectiveness to the carbon steel when compared to the pure iron carbonate (FeCO3). On the other hand, in water-saturated supercritical carbon dioxide systems, increasing the flow rate had no significant influence on the general/localized corrosion rate under the various dynamic conditions considered, because the size of the condensed water droplets, were much smaller than the calculated critical droplet size needed to be displaced by the supercritical CO2 flow. |
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Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systemsAço API 5L X80Dióxido de carbonoFluido supercríticoFluxo de água saturadaCorrosão do açoPrecipitação de carbonatoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::CORROSAOIn this work,the effect of water-saturated supercritical CO2 and CO2-saturated water flow rate on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel at a temperature of 35°C and pressure of 80 bar was investigated. Tests were carried out with the samples attached to a rotating shaft inside an autoclave. Results indicate that increasing the CO2-saturated water flow rate increased the corrosion rate in the absence of a corrosion product film, but later favoured the precipitation of a dense and more protective crystalline carbonate layer. Besides that, the presence of Ca2+ in the brine favoured the precipitation of a mixed iron-calcium carbonate (FexCa1˘xCO3) film with increasingly calcium molar mass that offered better protectiveness to the carbon steel when compared to the pure iron carbonate (FeCO3). On the other hand, in water-saturated supercritical carbon dioxide systems, increasing the flow rate had no significant influence on the general/localized corrosion rate under the various dynamic conditions considered, because the size of the condensed water droplets, were much smaller than the calculated critical droplet size needed to be displaced by the supercritical CO2 flow.Neste trabalho, foi investigado o efeito do fluxo de CO2 supercrítico e do fluxo de água saturada de CO2 na corrosão do aço API 5L X80 a uma temperatura de 35°C e pressão de 80 bar. Os testes foram realizados com as amostras presas a um eixo giratório dentro de uma autoclave. Os resultados indicam que aumentar o fluxo de água saturada de CO2 elevou a taxa inicial de corrosão, mas posteriormente favoreceu a precipitação de uma camada de carbonato cristalino densa e mais protetora. Além disso, a presença de Ca2+ na água favoreceu a precipitação de um filme misto de carbonato de ferro-cálcio (FexCa1˘xCO3) que ofereceu melhor proteção ao aço carbono quando comparado ao carbonato de ferro puro (FeCO3). Por outro lado, em sistemas de dióxido de carbono supercrítico, o aumento do fluxo não teve influência significativa nas taxas de corrosão uniforme/localizada nas diferentes condições consideradas, pois o tamanho das gotas de água condensada era muito menor do que o tamanho crítico de gota calculado necessário para ser deslocado pelo fluxo de CO2 supercrítico.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de MateriaisUFRJGomes, José Antônio da Cunha Poncianohttp://lattes.cnpq.br/9490312100572373http://lattes.cnpq.br/7724627236926762Barker, Richardhttp://lattes.cnpq.br/4559509570010253Dutra, Achilles Junqueira Bourdothttp://lattes.cnpq.br/6475578211223027Bueno, Alysson Helton Santoshttp://lattes.cnpq.br/0868641613829716Abreu, Hamilton Ferreira Gomes dehttp://lattes.cnpq.br/0873865581940415Sá, Jonas da Silva de2025-10-31T14:08:22Z2025-11-02T03:00:12Z2022-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSÁ, Jonas da Silva de. Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems. 2022. 102 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.http://hdl.handle.net/11422/27555enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2025-11-02T03:00:12Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/27555Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2025-11-02T03:00:12Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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In this work,the effect of water-saturated supercritical CO2 and CO2-saturated water flow rate on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel at a temperature of 35°C and pressure of 80 bar was investigated. Tests were carried out with the samples attached to a rotating shaft inside an autoclave. Results indicate that increasing the CO2-saturated water flow rate increased the corrosion rate in the absence of a corrosion product film, but later favoured the precipitation of a dense and more protective crystalline carbonate layer. Besides that, the presence of Ca2+ in the brine favoured the precipitation of a mixed iron-calcium carbonate (FexCa1˘xCO3) film with increasingly calcium molar mass that offered better protectiveness to the carbon steel when compared to the pure iron carbonate (FeCO3). On the other hand, in water-saturated supercritical carbon dioxide systems, increasing the flow rate had no significant influence on the general/localized corrosion rate under the various dynamic conditions considered, because the size of the condensed water droplets, were much smaller than the calculated critical droplet size needed to be displaced by the supercritical CO2 flow. |
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