Produção e caracterização de revestimento cerâmico Al2O3 – ZrO2 – Y2O3 inerte ao petróleo cru por processo de aspersão térmica para indústria petrolífera

Autor: ARAÚJO, Juliana Carvalho Da Silva
Přispěvatelé: YADAVA, Yogendra Prasad
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPE
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
instacron:UFPE
Popis: CAPES O petróleo, por sua relevância na economia global, demanda um volume crescente de pesquisas no setor e com isso a necessidade do uso de materiais resistentes à ambientes agressivos como é o caso do petróleo cru, gerando procedimentos eficazes e seguros que minimizem impactos ao meio ambiente. Revestimento termicamente aspergido tem sido intensamente utilizado na indústria de petróleo, aeroespacial, elétrica entre outros. Os revestimentos podem ser feitos de metal, cerâmica, vidros e a maioria dos plásticos, e o uso de um compósito adequado pode melhorar a resistência à corrosão em altas temperaturas. As cerâmicas apresentam alto ponto de fusão e são bons isolantes térmicos, porém apresentam baixa tenacidade e fragilidade. Estudos mostram que o uso de óxidos como ZrO2, TiO2 como reforços e de aditivos como óxidos de elementos de terras raras Y2O3, La2O3 podem melhorar a tenacidade da cerâmica à base de alumina. A primeira etapa desta pesquisa teve como objetivo a produção de compósitos cerâmicos à base de alumina, reforçados com 5%, 10%, 15%, 20% e 30% em peso de zircônia estabilizada com óxidos de terras raras La2O3 e Y2O3 variando entre 1 e 7%. A metodologia experimental utilizada consistiu da preparação do compósito cerâmico através da moagem em moinho de bolas, confecção de pastilhas por prensagem uniaxial em prensa hidráulica, e sinterização das amostras que foi realizada nas temperaturas de 13000C, 1350 0C e 14000C por 48h, com posteriores análises de absorção, dureza vickers, microscopia ótica, DRX e MEV. De posse dos resultados, numa segunda etapa a pesquisa foi direcionada à aplicação do compósito cerâmico Al2O3 – ZrO2 reforçado com óxido de ítrio em revestimento de chapas metálicas usadas na fabricação de tanques de armazenamento e transporte de petróleo depositado pelo processo de aspersão térmica a plasma – Atmospheric Plasma Spray, com e sem Bond coat (método de aspersão HVOF – High Velocity Oxi-Fuel), seguidos de ensaios para caracterização e pré-qualificação dos revestimentos como ensaios de adesão, riscamento e MEV. De um modo geral, os valores obtidos nos ensaios de adesão e as imagens de MEV indicam que o compósito estudado é adequado para revestimentos tipo barreira térmica para aplicação em ambientes corrosivos ao petróleo cru. Oil, for its relevance in the global economy requires a growing body of research in the industry as well as need for the use of materials resistant to harsh environments such as crude oil, generating effective and safe procedures that minimize impacts on the environment . Thermally sprayed coating has been intensively used in the oil industry, aerospace, electrical and more. The coatings may be made of metal, ceramic, glass and most plastics, and the use of an appropriate composite can improve the corrosion resistance at high temperatures. Ceramics have a high melting point and are good insulators, but have low toughness and fragility. Studies show that the use of oxides such as ZrO2, TiO2 as fillers and additives such as oxides of rare earth elements Y2O3, La2O3 can improve the toughness of alumina based ceramic. The first step of this research was aimed at the production of ceramic composites based on alumina reinforced with 5%, 10%, 15%, 20% and 30% zirconia weight stabilized with rare earth La2O3 and Y2O3 oxides ranging from 1 and 7%. The used experimental methodology consisted of the preparation of ceramic composite by grinding in ball mill, preparation of pellets by uniaxial pressing in a hydraulic press, and sintering of the samples was performed at temperatures of 13000C, 13500C and 14000C for 48 hours with subsequent analysis absorption, Vickers hardness, optical microscopy, XRD and SEM. With the results in a second step the research was directed to the application of the ceramic composite Al2O3 - ZrO2 reinforced with yttrium oxide coating of sheet metal used in the manufacture of storage tanks and transport of oil deposited by thermal spray process the plasma - Atmospheric Plasma Spray, with and without bond coat (HVOF spraying method - High Velocity Oxy-Fuel), followed by assays for characterization and classification of pre-testing coatings such as adhesion, scratching and SEM. In general, the values obtained in the adhesion tests and SEM images indicate that the composite studied is suitable for thermal barrier-type coatings in corrosive environments for application to the crude oil.
Databáze: OpenAIRE
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