Análisis de los cambios morfológicos y composicionales en el acero al carbono sometido a condiciones de producción de energía geotérmica

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dc.contributor.advisorLeón Bermudez, Adán Yovani
dc.contributor.advisorCalderón Carrillo, Zuly Himelda
dc.contributor.authorSantamaría de la Ossa, Andrea Lizeth
dc.contributor.authorRivero Sanabria, Miguel Ángel
dc.contributor.evaluatorPeña Ballesteros, Dario Yesid
dc.contributor.evaluatorCalvete Gonzales, Fernando Enrique
dc.date.accessioned2024-11-22T12:01:06Z
dc.date.available2024-11-22T12:01:06Z
dc.date.created2024-11-21
dc.date.issued2024-11-21
dc.description.abstractEl objetivo de este estudio, es determinar los cambios morfológicos y composicionales que experimentan las tuberías de acero al carbono al ser expuestas a condiciones de producción de energía geotérmica. Con base en información de estudios previos, se concluyó que el acero al carbono API N80-Q es un metal ampliamente utilizado para la producción de energía geotérmica. Para ello, se evaluó la velocidad de corrosión y se caracterizó el acero API N80-Q simulando las condiciones típicas de un yacimiento geotérmico, tales como son la temperatura, presión y fluido geotermal. La energía geotérmica ha ganado relevancia debido a su contribución en la diversificación de la matriz energética; sin embargo, el impacto corrosivo es un factor crucial al implementar proyectos para extraer esta energía del interior de la tierra. Por tal motivo, este estudio se centró en analizar los efectos de un fluido geotermal de media y alta entalpía (150 °C y 250 °C) sobre el acero al carbono API N80-Q, bajo presiones de 360 y 300 psig, respectivamente, y con diferentes tiempos de exposición. Para evaluar la cinética de corrosión, se utilizó la técnica de gravimetría discontinua. El análisis morfológico, la composición química y los productos de corrosión fueron estudiados mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopia de Energía Dispersa y Difracción de Rayos X. Los resultados confirmaron la formación de una película de productos de corrosión en la superficie del acero, compuesta por FeCO3, Fe3O4, Fe0.95Ni0.05 y Fe10.8Ni, la cual redujo progresivamente la velocidad de corrosión hasta alcanzar un estado de pasivación del material.
dc.description.abstractenglishThe objective of this study is to determine the morphological and compositional changes that carbon steel pipes undergo when exposed to geothermal energy production conditions. Based on information from previous studies, it was concluded that API N80-Q carbon steel is a widely used metal for geothermal energy production. For this purpose, the corrosion rate was evaluated, and API N80-Q steel was characterized by simulating typical geothermal reservoir conditions, such as temperature, pressure, and geothermal fluid. Geothermal energy has gained importance due to its contribution to the diversification of the energy matrix; however, the corrosive impact is a crucial factor when implementing projects to extract this energy from within the earth. Therefore, this study focused on analyzing the effects of a medium- and high-enthalpy geothermal fluid (150 °C and 250 °C) on API N80-Q carbon steel, under pressures of 360 and 300 psig, respectively, and with different exposure times. To evaluate the corrosion kinetics, the discontinuous gravimetry technique was used. The morphological analysis, chemical composition, and corrosion products were studied using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy, and X-ray Diffraction. The results confirmed the formation of a corrosion product film on the surface of the steel, composed of FeCO3, Fe3O4, Fe0.95Ni0.05, and Fe10.8Ni, which progressively reduced the corrosion rate until the material reached a passivation state.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero de Petróleos
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44817
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería de Petróleos
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería de Petróleos
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectEnergía geotérmica
dc.subjectAcero al carbono
dc.subjectMorfólogica
dc.subject.keywordGeothermal Energy
dc.subject.keywordCarbon Steel
dc.subject.keywordMorphological
dc.titleAnálisis de los cambios morfológicos y composicionales en el acero al carbono sometido a condiciones de producción de energía geotérmica
dc.title.englishAnalysis of Morphological and Compositional Changes in Carbon Steel Subjected to Geothermal Energy Production Conditions
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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