Bolsa de PD em Corrosão de Materiais

Post-doctoral Fellowship in Corrosion of Materials

Nº: 1815

Área de conhecimento: Engenharia

Field of knowledge: Engineering

Nº do processo FAPESP: 2014/50279-4

FAPESP process: 2014/50279-4

Título do projeto: Estudo da corrosão de aços ARBL e da degradação de compósitos poliméricos quando expostos ao CO2 supercrítico

Project title: Study of the corrosion of HSLA steels and the degradation of polymeric composites when exposed to supercritical CO2

Área de atuação: Corrosão, Engenharia de Materiais

Working area: Corrosion, Materials Engineering

Quantidade de vagas: 1

Number of places: 1

Pesquisador principal: Julio Romano Meneghini

Principal investigator: Julio Romano Meneghini

Unidade/Instituição: RCGI - Research Centre for Gas Innovation - USP

Unit/Instituition: RCGI - Research Centre for Gas Innovation - USP

Data limite para inscrições: 20/11/2017

Deadline for submissions: 2017-11-20

Publicado em: 06/11/2017

Publishing date: 2017-11-06

Localização: Av. Professor Mello Moraes, 2463, Cidade Universitária, Escola Politécnica, São Paulo - SP

Locale: Av. Professor Mello Moraes, 2463, Cidade Universitária, Escola Politécnica, São Paulo - SP

E-mail para inscrições: rcgi.opportunities@usp.br

E-mail for proposal submission: rcgi.opportunities@usp.br

  • Resumo Summary

    Espera-se que a pesquisa de pós-doutorado seja desenvolvida em colaboração com pesquisadores do programa de engenharia do Research Centre for Gas Innovation – RCGI da USP (programa e projetos estão disponíveis no site do RCGI www.usp.br/rcgi). 

    O escopo do projeto visa avaliar, sob o ponto de vista de resistência à corrosão, a possibilidade da utilização da infraestrutura de dutos disponíveis para transporte de petróleo e gás, composta basicamente de aços ARBL, e também de compósitos para o transporte de CO2 supercrítico. Sabe-se que o CO2 seco não é corrosivo: o problema ocorre quando este se encontra dissolvido em água, gerando ácido carbônico. A literatura também documenta que a solubilidade da água e de contaminantes no CO2 supercrítico é bastante baixa. Assim, no interior da tubulação, pode haver condensação de fase aquosa com elevado teor de CO2 e de contaminantes, gerando um eletrólito bastante agressivo.

    No estudo, serão utilizados ensaios eletroquímicos em fase aquosa para avaliar o efeito do CO2 e de contaminantes passíveis de serem encontrados na composição do CO2 supercrítico na corrosão de aços ARBL e na degradação de compósitos poliméricos. Os seguintes aspectos deverão ser avaliados: pressão de operação, pH do meio, efeito da temperatura, tipos de contaminantes. Os ensaios serão realizados inicialmente em condições ambiente e sob pressão moderada e, em uma última etapa, sob condições pressurizadas com auxílio de uma autoclave. 

    O projeto de pesquisa será focado em consolidar os conhecimentos sobre o efeito do CO2 e de contaminantes presentes no fluxo deste gás sobre a corrosão de aços ARBL e sobre a estabilidade de compósitos, e em avaliar os efeitos da pressão sobre o fenômeno.

    Como objetivos específicos pretendem-se:

    1) Utilizando a temperatura de transporte do CO2 supercrítico como referência, determinar as condições críticas de agressividade do CO2 para os aços ARBL e para os compósitos poliméricos em função de sua pressão parcial no eletrólito;
    2) Avaliar o efeito de contaminantes específicos (H2S e ânions inorgânicos (Cl-, NO3- e SO42-)) sobre a agressividade do CO2 para os dois materiais a partir da correlacão com o pH do eletrólito;
    3) Realizar ensaios em pressões crescentes de modo a comparar o mecanismo da corrosão e degradação em fase aquosa na condição supercrítica com aquele observado em condições de pressão atmosférica a moderada;
    4) Avaliar fatores microestruturais que favoreçam o processo de corrosão e de degradação;
    5) Propor um modelo para o processo corrosivo e abordagens para mitigar o efeito da degradação em compósitos. 

    Requisitos:

    - O candidato deverá ter realizado o doutorado na área de corrosão com o emprego de técnicas eletroquímicas (autonomia para a realização de ensaios eletroquímicos para avaliação da corrosão);
    - O candidato deverá ter noções sobre o uso da técnica espectroscopia de impedância eletroquímica para o estudo da corrosão e degradação de materiais;
    - Apresentar conhecimentos específicos para a realização de ensaios eletroquímicos utilizando gases. É altamente desejável que o candidato apresente habilidade e conhecimentos para a realização de ensaios contendo H2S, particularmente no que concerne aos pré-requisitos de segurança;
    - É desejável que o candidato tenha conhecimentos básicos sobre compósitos poliméricos. 

    O candidato selecionado receberá bolsa concedida pela FUSP - Fundação de Apoio a Universidade de São Paulo. Maiores informações e inscrição em http://www.rcgi.poli.usp.br/opportunities (REF 17PDR025) ou http://www.rcgi.poli.usp.br/wp-content/uploads/2017/11/17PDR025.pdf até 20 de Novembro de 2017.

    This Post-doctoral position is expected to be developed in collaboration with researchers from the Engineering Program of the Research Centre for Gas Innovation (RCGI) at the University of Sao Paulo (USP) -- summary of the program and projects is found in the RCGI website at www.usp.br/rcgi

    The scope of the project aims to evaluate, from the point of view of corrosion resistance, the possibility of using the pipeline infrastructure available for oil and gas transportation, composed mainly of HSLA steels, and also of composites for the transport of supercritical CO2. It is recognized that dry CO2 is not corrosive; the problem occurs when it is dissolved in water, generating carbonic acid. The literature also documents that the solubility of water and contaminants in supercritical CO2 is quite low. Thus, inside the piping, there may be condensation of aqueous phase with high CO2 and contaminants content, generating a very aggressive electrolyte.

    In the study, electrochemical tests in aqueous phase will be used to evaluate the effect of CO2 content and contaminants that can be found in the composition of supercritical CO2 in the corrosion of HSLA steels and in the degradation of polymeric composites. The following aspects should be evaluated: operating pressure, pH, temperature, types of contaminants. The tests shall be performed initially under ambient conditions and under moderate pressure, and in a final step under pressurized conditions with the aid of an autoclave. 

    The research project will focus on consolidating the knowledge about the effect of CO2 and contaminants present in the gas flow on the corrosion of HSLA steels and on the stability of composites, as well as on evaluating the effects of pressure on the phenomenon.

    Specific objectives are:

    1) Using the transport temperature of the supercritical CO2 as reference, determine the critical conditions of CO2 aggressiveness for HSLA steels and for the polymeric composites as a function of its partial pressure in the electrolyte;
    2) To evaluate the effect of specific contaminants (H2S and inorganic anions (Cl-, NO3- and SO42-)) on the aggressiveness of CO2 for the two materials correlating with the pH of the electrolyte;
    3) Carry out tests at increasing pressures in order to compare the mechanism of corrosion and degradation in the aqueous phase in the supercritical condition with that observed under conditions of atmospheric to moderate pressure;
    4) To evaluate microstructural factors that may favor the process of corrosion and degradation;
    5) Propose a model for the corrosive process and approaches to mitigate the effect of degradation on composites. 

    Requirements:

    - The candidate must have completed the PhD in the area of corrosion using electrochemical techniques (autonomy for performing electrochemical tests for corrosion assessment);
    - The candidate should have notions about the use of the electrochemical impedance spectroscopy technique for the study of the corrosion and degradation of materials;
    - Present specific knowledge to perform electrochemical tests using gases. It is highly desirable that the candidate has the ability and knowledge to perform tests containing H2S, particularly with regard to safety prerequisites;
    - It is desirable that the candidate has basic knowledge about polymer composites. 

    The selected candidate will be given fellowship granted by FUSP - Fundação de Apoio a Universidade de São Paulo. More information and application at http://www.rcgi.poli.usp.br/opportunities (REF 17PDR025) or http://www.rcgi.poli.usp.br/wp-content/uploads/2017/11/17PDR025.pdf up to 20 November 2017.