Revestimento interno de tubos de aço api 5l grau b com nitreto de titânio depositado a plasma com gaiola catódica
| Autor: | Sousa, Israel de Macedo |
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| Přispěvatelé: | Araújo, Francisco Odolberto de, Barbosa, Júlio César Pereira, Cunha, Jardel Dantas da, Sousa, Francisco de Assis |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2017 |
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| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFERSA Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA) instacron:UFERSA |
| Popis: | Trabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciado Tubos API 5L Grau B são os mais utilizados na construção de dutos e linhas de produção para transporte de petróleo. Estes tubos podem apresentar corrosão interna devido a diversos fatores, dentre eles, a reação de componentes como O2, H2S e CO2 com a superfície do metal. Devido à ação da corrosão, dutos e tubulações chegam a falhar, causando derramamento de petróleo, podendo levar à perdas materiais e contaminação de solos, lagos, rios e aquíferos. Neste trabalho utilizamos a técnica de Gaiola Catódica (Cathodic Cage Plasma Nitriding) para o revestimento interno de amostras de tubos de aço API 5L grau B, com filmes de nitreto de titânio (TiN), depositados a plasma, buscando uma alternativa para a deposição de um filme uniforme e resistente à corrosão no interior destes tubos. A gaiola catódica, foi instalada de forma concêntrica no interior do tubo, fabricada em titânio comercial puro grau I com diâmetro externo de 50,0 mm, 2,0 mm de espessura, 40,0 mm de altura e furos com diâmetro de 8,0 mm igualmente espaçados. Os tratamentos foram realizados a 1,5 mbar, com temperaturas de 400 e 450 ºC e tempos de tratamento de 3, 4 e 5 h. Foi utilizada uma mistura gasosa composta de 40% H2, 40% Ar e 20% N2. As amostras tratadas foram caracterizadas através de Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Microdureza e Espectroscopia Raman. A maioria das amostras tratadas apresentaram aspecto uniforme e coloração dourada, indicando a formação de Nitreto de Titânio próximo da condição estequiométrica. As análises de DRX e Espectroscopia Raman indicaram a presença de Nitreto de titânio na fase δ–TiN. Verificou-se que o aumento da temperatura de tratamento para um mesmo tempo proporciona um incremento na espessura da camada depositada. Esses resultados indicaram a eficiência deste processo e mostram que houve a formação de uma camada uniforme composta principalmente de Nitreto de Titânio (TiN), potencializando, segundo estudos anteriores, um aumento na resistência a corrosão API 5L Grade B tubes are the most used in the construction of pipelines and production lines for oil transportation. These pipes may have internal corrosion due to several factors, such as the reaction of components such as O2, H2S and CO2 with the metal surface. Due to the action of corrosion, pipelines and tubes fail to cause oil spills, leading to material losses and contamination of soils, lakes, rivers and aquifers. In this work we used the Cathodic Cage Plasma Nitriding technique for the inner coating of samples of API 5L grade B steel tubes with titanium nitride (TiN) films, deposited in plasma, searching for an alternative for the deposition of a uniform, corrosion-resistant film inside these tubes. The cathodic cage was installed concentrically inside the tube, manufactured in pure grade 1 commercial titanium with external diameter of 50.0 mm, 2.0 mm thick, 40.0 mm high and holes with a diameter of 8.0 mm equally spaced. The treatments were performed at 1.5 mbar, with temperatures of 400 and 450 ºC and treatment times of 3, 4 and 5 h. A gas mixture composed of 40% H2, 40% Ar and 20% N2 was used. The treated samples were characterized by X-ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy, Microhardness and Raman Spectroscopy. Most of the samples treated presented a uniform appearance and gold color, indicating the formation of Titanium Nitride near the stoichiometric condition. The XRD and Raman Spectroscopy analyzes indicated the presence of Titanium Nitride in the δ-TiN phase. It has been found that increasing the treatment temperature for a same time provides an increase in the thickness of the deposited layer. These results indicate the efficiency of this process and show that the formation of a uniform layer composed mainly of Titanium Nitride (TiN), potentiating, according to previous studies, an increase in the resistance to corrosion |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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