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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AW5MFD| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Desenvolvimento de sistema de revestimento anticorrosivo nanoestruturado e antibiofouling baseado em Fusion Bonded Epoxy para aplicação em tubulações metálicas utilizadas na extração de petróleo |
| Authors: | Patricia Alves Saliba |
| First Advisor: | Herman Sander Mansur |
| First Referee: | Paulo Jose Modenesi |
| Second Referee: | Vanessa de Freitas Cunha Lins |
| Third Referee: | Rodrigo Lambert Oréfice |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Marco Elisio Marques |
| metadata.dc.contributor.referee5: | Angela de Mello Ferreira |
| Abstract: | Corrosão em tubulações destinadas à extração de petróleo em offshores reduz significantemente o seu tempo de vida, aumentando os custos, e mais grave ainda, pode causar acidentes ambientais catastróficos. Essas tubulações também estão expostas, em menor extensão, à corrosão causada por macro e microorganismos, em particular devido ao fenômeno de biofouling. Diante deste cenário, o desenvolvimento de revestimentos protetivos para tubulações de aço é de extrema importância. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema anticorrosivo baseado no revestimento fusion bonded epoxy (FBE) modificado com nanoreforço de sílica funcionalizado com 3-aminopropiltrietóxisilano (3-APTES) e depositado em suporte sólido de aço API 5L X42 modificado quimicamente com 3-APTES. Propriedades preliminares do revestimento FBE com incorporação do agente antifouling quitosana também foram avaliadas. Os sistemas foram extensivamente caracterizados em relação às suas propriedades químicas, térmicas e mecânicas. Além disso, foram realizados testes de desempenho frente à delaminação catódica, e frente ao modelo de fenômeno de biofouling, utilizando-se proteína albumina de soro bovino (BSA). Verificou-se que a modificação do aço com 3-APTES promoveu reações interfaciais com o revestimento FBE, resultando em maior adesão do revestimento FBE ao suporte metálico. O processo de cura do revestimento reforçado com nanopartículas promoveu a formação de nanocompósitos homogêneos através do desenvolvimento de reações interfaciais entre suas fases constituintes, promovendo uma melhor integração entre as nanopartículas e a matriz de epóxi, e aumento da estabilidade térmica do revestimento. O sistema aço/revestimento desenvolvido teve seu desempenho melhorado frente ao mecanismo de delaminação catódica potencialmente refletindo o que ocorre em tubulações de petróleo imersas em ambiente marinho. Foi observado que a incorporação do polissacarídeo quitosana no revestimento FBE promoveu uma diminuição da adsorção da proteína BSA, utilizada como macromolécula modelo, sendo um indicativo de uma possível melhoria de atividade antifouling do revestimento FBE modificado. Estes resultados sugerem o potencial promissor para o uso do novo nanocompósito desenvolvido baseado em FBE em condições severas de extração de petróleo e ampliam a aplicação deste revestimento na redução do fenômeno de biofouling presente em ambientes marinhos |
| Abstract: | Corrosion in pipelines intended for offshore oil extraction significantly reduces its lifetime, increasing costs, and even more serious, can cause catastrophic environmental accidents. These pipes are also subjected, to a lesser extent, to corrosion caused by macro and microorganisms, in particular due to the phenomenon of biofouling. Given this scenario, the development of protective coatings for steel pipes is of extreme importance. In this work, an anti-corrosion system based on fusion bonded epoxy coating (FBE) reinforced with 3aminopropyltriethoxysilane (3-APTES) modified silica nanoparticles was developed and deposited on 3-APTES chemically modified API 5L X42 steel solid support. Preliminary properties of the antifouling chitosan agent incorporated FBE coating were also evaluated. The systems were extensively characterized in relation to their chemical, thermal and mechanical properties. In addition, performance tests were performed against cathodic delamination, and against the biofouling model, using bovine serum albumin (BSA) protein. It was found that the modification of the steel with 3-APTES promoted interfacial reactions with the FBE coating, resulting in greater adhesion of the FBE coating to the metal support. The curing process of the nanoparticle reinforced coating promoted the formation of homogeneous nanocomposites through the development of interfacial reactions between its constituent phases, promoting a better integration between the nanoparticles and the epoxy matrix, and increasing the thermal stability of the coating. The steel/coating system developed had its performance improved against the cathodic delamination mechanism potentially reflecting what occurs in marine pipelines immersed in the marine environment. It was observed that the incorporation of the polysaccharide chitosan in the FBE coating promoted a bsa protein adsorption decreasing, used as model macromolecule, being an indication of a possible improvement of antifouling activity of the modified FBE coating. These results suggest the promising potential for the use of the new FBE based nanocomposite under severe oil extraction conditions and extend the application of this coating to reduce the biofouling phenomenon present in marine environments |
| Subject: | Aço Corrosão Silano Resinas epoxi Materiais Ciência dos materiais Indústria de petróleo offshore |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AW5MFD |
| Issue Date: | 24-Apr-2017 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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