Produção, caracterização e estudo da estabilidade de compósito cerâmico AL2O3-TIO2-LA2O3 em petróleo cru para revestimento de substratos metálicos

Abstract

O petróleo cru tem alto valor econômico e precisa ser armazenado e transportado ao longo de sua cadeia de processamento, através de tanques de armazenamento e por meio de dutos. Deste modo, é crucial que peças e equipamentos que estejam em contato direto com óleo, possuam revestimento que resista à hostilidade do petróleo cru. Assim, foram desenvolvidos e estudados compósitos cerâmicos produzidos a partir dos óxidos cerâmicos Al2O3, TiO2 e La2O3. Doze amostras diferentes foram obtidas, cuja composição foi definida fixando os teores de 5%, 10%, 15% e 20% de TiO2 e adicionando o óxido terra rara (La2O3) como reforço, nos teores de 3%, 5% e 7%, a uma matriz de Al2O3. As cerâmicas foram produzidas por processo termomecânico pela mistura dos pós em moinho de bolas, compactação em prensa uniaxial e sinterização em um ciclo térmico de 1350°C por 24 horas. A caracterização das matérias primas moídas foi feita através de Análise Termogravimétrica (TG) e Análise Térmica Diferencial (DTA). Enquanto a das cerâmicas sinterizadas foi feita através técnicas de caracterização: Análise de Tamanho de Partículas (ATP), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS), Microdureza Vickers (HV) e Densidade por Picnometria. De acordo com os resultados obtidos através do ensaios de densidade e microdureza, cinco amostras com valores intermediários dessas propriedades, foram escolhidas e expostas a um ambiente corrosivo. Estas amostras foram imersas em petróleo cru proveniente de poços onshore do estado do Rio Grande do Norte. Em seguida, a estabilidade química e física analisada depois de 120 dias de imersão contínua. Após a imersão, as cerâmicas selecionadas foram analisadas por DRX, HV, MO, e MEV/EDS, a fim de verificar a estabilidade química dos corpos de prova em ambiente de petróleo bruto. Dessa forma, os compósitos: 90%Al2O3-05%TiO2-5%La2O3, 87%Al2O3-10%TiO2-3%La2O3, 83%Al2O3- 10%TiO2-7%La2O3, 80%Al2O3-15%TiO2-5%La2O3, 78%Al2O3-15%TiO2- 7%La2O3, mostraram grande potencial para serem utilizados como revestimento cerâmico inerte em substratos metálicos da indústria petrolífera.