Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Sá, Jonas da Silva de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
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
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
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.
id UFRJ_423a4224f0702e4e9bae4e9ab1858722
oai_identifier_str oai:pantheon.ufrj.br:11422/27555
network_acronym_str UFRJ
network_name_str Repositório Institucional da UFRJ
repository_id_str
spelling 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
dc.title.none.fl_str_mv Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
title Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
spellingShingle Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
Sá, Jonas da Silva de
Aço API 5L X80
Dióxido de carbono
Fluido supercrítico
Fluxo de água saturada
Corrosão do aço
Precipitação de carbonato
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::CORROSAO
title_short Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
title_full Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
title_fullStr Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
title_full_unstemmed Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
title_sort Effect of flow on the corrosion behaviour of API 5L X80 steel in supercritical CO2 systems
author Sá, Jonas da Silva de
author_facet Sá, Jonas da Silva de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Gomes, José Antônio da Cunha Ponciano
http://lattes.cnpq.br/9490312100572373
http://lattes.cnpq.br/7724627236926762
Barker, Richard
http://lattes.cnpq.br/4559509570010253
Dutra, Achilles Junqueira Bourdot
http://lattes.cnpq.br/6475578211223027
Bueno, Alysson Helton Santos
http://lattes.cnpq.br/0868641613829716
Abreu, Hamilton Ferreira Gomes de
http://lattes.cnpq.br/0873865581940415
dc.contributor.author.fl_str_mv Sá, Jonas da Silva de
dc.subject.por.fl_str_mv Aço API 5L X80
Dióxido de carbono
Fluido supercrítico
Fluxo de água saturada
Corrosão do aço
Precipitação de carbonato
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::CORROSAO
topic Aço API 5L X80
Dióxido de carbono
Fluido supercrítico
Fluxo de água saturada
Corrosão do aço
Precipitação de carbonato
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::CORROSAO
description 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.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-03
2025-10-31T14:08:22Z
2025-11-02T03:00:12Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SÁ, 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/11422/27555
identifier_str_mv SÁ, 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.
url http://hdl.handle.net/11422/27555
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv 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
publisher.none.fl_str_mv 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
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRJ
instname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron:UFRJ
instname_str Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron_str UFRJ
institution UFRJ
reponame_str Repositório Institucional da UFRJ
collection Repositório Institucional da UFRJ
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
repository.mail.fl_str_mv pantheon@sibi.ufrj.br
_version_ 1861279131943043072