Erosion Resistant Antifouling DLC Coatings for Petroleum Production Valves and Pipes

Summary: Válvulas e tubos de produção de petróleo podem estar sujeitos à formação de incrustações, como as de carbonato de cálcio, acarretando em perda de eficiência ou falhas do processo. DLCs (diamond-like carbon) são revestimentos a base de carbono com alta dureza com potencial ação anti-incrustante que podem ser depositados sobre as superfícies destes componentes. Contudo, o impacto de partículas de areia presentes no escoamento do fluido (óleo, gás ou água) com estes revestimentos submete-os ao desgaste erosivo, o que irá reduzir sua espessura ou destacá-los ao longo de sua vida útil, comprometendo sua funcionalidade. Revestimentos DLCs serão depositados sobre substratos da superliga de níquel Alloy 825 e do aço inoxidável superduplex 2507 através de Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) e Physical Vapor Deposition (PVD), em superfícies com ou sem tratamento prévio de nitretação. Caracterização química, estrutural, morfológica e mecânica dos materiais (substratos e revestimentos) será realizada com um amplo conjunto de técnicas de espectroscopia, microscopia, perfilometria e de indentação. A resistência de adesão dos revestimentos será determinada em ensaios de riscamento (ASTM C1624-22), enquanto que a resistência ao desgaste será avaliada segundo os métodos de erosão em pote de lama, erosão a jato de lama e erosão a jato de ar (ASTM G76-18). Ensaios de incrustação em circuito de escoamento turbulento em tubos circulares sob alta pressão e, também, em configuração da ASTM G185-06, além de ensaios de molhabilidade (para medição do ângulo de contato), determinarão o desempenho anti-incrustante dos revestimentos DLC novos e desgastados. Desta forma, espera-se desenvolver a especificação técnica de um revestimento DLC com resistência à erosão suficiente para manter seu desempenho anti-incrustante ao longo da vida útil de válvulas e tubos empregados na exploração de petróleo.

Starting date: 09/10/2024
Deadline (months): 99

Participants:

Role	Name
Coordinator *	CHERLIO SCANDIAN
Vice coordinator *	NATHAN FANTECELLE STREY