BRPI0911680A2 - "pig" and method for applying surface prophylactic treatment - Google Patents

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Morgan Spears D
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A Deininger Mark
Pozvonkov Mikhail
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Abstract

pig e método para aplicação de tratamentos profiláticos de superfície a invenção está relacionada a métodos para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma ou mais superfícies internas de sistemas abertos ou parcialmente fechados de transporte ou de processamento de fluidos. o método envolve a aplicação de pelo menos um composto metálico nas superfícies internas a serem tratadas utilizando, por exemplo, um ou mais aplicadores móveis, comumente conhecidos como "pigs". em seguida, o pelo menos um composto metálico é convertido a pelo menos um óxido metálico, tal como mediante o aquecimento das superfícies. em algumas modalidades, o pelo menos um óxido metálico proporciona um revestimento protetor de óxido metálico aderido a essas superfícies. modalidades da presente invenção podem ser realizadas in-situ nos já existentes sistemas de processamento ou de transporte de fluidos.The invention relates to methods for forming at least one metal oxide on one or more internal surfaces of open or partially closed fluid transport or processing systems. The method involves applying at least one metal compound to the inner surfaces to be treated using, for example, one or more movable applicators, commonly known as "pigs". then the at least one metal compound is converted to at least one metal oxide, such as by heating the surfaces. In some embodiments, the at least one metal oxide provides a protective metal oxide coating adhered to such surfaces. Embodiments of the present invention may be performed in situ on existing fluid processing or conveying systems.

Description

“PIG” E MÉTODO PARA APLICAÇÃO DE TRATAMENTOS PROFILÁTICOS DE SUPERFÍCIE”“PIG” AND METHOD FOR APPLYING PROPHYLATIC SURFACE TREATMENTS ”

Referência Cruzada a Pedidos RelacionadosCross Reference to Related Orders

Este pedido reivindica o benefício da prioridade no âmbito do PCT Capítulo I, artigo 8 °, e 35 USC § 119 (e) do Pedido Provisório US No. 61/161, 635, intitulado “Pig and Method for Applying Prophylactic Surface Treatments”, depositado em 19 de março de 2009, que é aqui incorporado por referência em sua totalidade. Este pedido é uma continuação em parte e também reivindica o privilégio da prioridade sob PCT Capítulo I, artigo 8 °, e 35 USC § 365 (c) do Pedido Provisório US No. 12/100, 910, intitulado “Pig and Method for Applying Prophylactic Surface Treatments”, depositado em 10 de abril de 2008, que é aqui incorporado por referência em sua totalidade. O pedido ‘910 é uma continuação em parte do Pedido Internacional No. PCT/US07/81230, intitulado “Method for Proving Prophylactic Surface Treatment for Fluid Processing Systems and Components Thereof” depositado em 12 de outubro de 2007, que por sua vez, reivindica o privilégio da prioridade do Pedido Provisório US No. 60/851,354, intitulado “Method for Proving Prophylactic Surface Treatment for Fluid Processing Systems and Components Thereof” depositado em 12 de outubro de 2006. Tanto o Pedido internacional ‘230 e o Pedido Provisório '354 são aqui incorporados por referência também em suas totalidades.This application claims the benefit of priority under PCT Chapter I, Article 8, and 35 USC § 119 (e) of US Provisional Application No. 61/161, 635, entitled “Pig and Method for Applying Prophylactic Surface Treatments”, filed on March 19, 2009, which is incorporated herein by reference in its entirety. This application is a continuation in part and also claims priority privilege under PCT Chapter I, Article 8, and 35 USC § 365 (c) of US Provisional Application No. 12/100, 910, entitled “Pig and Method for Applying Prophylactic Surface Treatments ”, filed on April 10, 2008, which is incorporated herein by reference in its entirety. Order '910 is partly a continuation of International Order No. PCT / US07 / 81230, entitled “Method for Proving Prophylactic Surface Treatment for Fluid Processing Systems and Components Thereof” filed on October 12, 2007, which in turn claims the priority privilege of US Provisional Order No. 60 / 851,354, entitled “Method for Proving Prophylactic Surface Treatment for Fluid Processing Systems and Components Thereof” filed on October 12, 2006. Both international Order '230 and Provisional Order' 354 they are incorporated by reference in their totalities.

Campo da InvençãoField of the Invention

Esta invenção se refere a processos e equipamentos utilizados para aplicação de revestimentos para as passagens internas de um sistema de processamento de fluidos, especialmente tubos.This invention relates to processes and equipment used to apply coatings to the internal passages of a fluid processing system, especially tubes.

Descrição da Técnica RelacionadaDescription of the Related Art

Os tubos metálicos são freqüentemente usados em uma variedade de processos industriais. Muitas vezes existe a necessidade de reduzir os danos às superfícies internas de tubos metálicos em trocadores de calor, sistemas de processo e equipamentos similares, devido à erosão, corrosão, acúmulo de detritos, ou uma combinação dos dois. Para este fim, uma camada protetora é muitas vezes a solução preferida.Metal tubes are often used in a variety of industrial processes. There is often a need to reduce damage to the internal surfaces of metal tubes in heat exchangers, process systems and similar equipment, due to erosion, corrosion, accumulation of debris, or a combination of the two. For this purpose, a protective layer is often the preferred solution.

Existem muitos dispositivos para o revestimento interior de um tubo. Os métodos inclusos no estado da técnica incluem a escovação, raspagem, pulverização e outros. Dispositivos e métodos de escovação sobre um revestimento interior de um tubo são divulgados nas Patentes U.S. Nos.: 2048912, 2334294, 2470796, 2551722, 2792807, 2800875 e 3516385. Essas patentes divulgam métodos adequados para revestimento de tubos em seus pontos de fabricação. As tecnologias aqui descritas não são práticas para revestimento de tubos que já estejam montados em componentes úteis, tais como trocadores de calor, plantas de processo industrial, montagens de transporte de fluidos, ou outras aplicações de uso final das tubulações. Há uma necessidade de um método para revestir tubos que já es tejam montados e “no campo”, quer antes da sua primeira utilização, ou após um período de serviço já ocorrido e que seja desejável aplicar um revestimento a tubos “velhos” que já tenham sido limpos.There are many devices for the inner lining of a pipe. The methods included in the prior art include brushing, scraping, spraying and others. Brushing devices and methods on an inner tube liner are disclosed in U.S. Patent Nos .: 2,048,912, 2334294, 2470796, 2551722, 2792807, 2800875 and 3516385. These patents disclose suitable methods for coating tubes at their manufacturing points. The technologies described here are not practical for coating pipes that are already assembled into useful components, such as heat exchangers, industrial process plants, fluid transport assemblies, or other end-use pipe applications. There is a need for a method for coating tubes that are already assembled and “in the field”, either before their first use, or after a period of service has already occurred and that it is desirable to apply a coating to “old” tubes that have already been cleaned.

Os revestimentos de superfície já existentes na técnica para sistemas de processos industriais, muitas vezes ficam aquém da prestação de erosão, corrosão, ou a proteção de acumulação de detritos para muitos processos, principalmente aqueles que envolvem temperaturas elevadas ou materiais altamente corrosivos ou uma combinação dos dois. Particularmente, existe uma necessidade da indústria petroquímica por um revestimento de superfície que possa ser aplicado a um sistema de processo de montagem com o menor transtorno possível para a planta industrial e com o mínimo tempo de inatividade, e que resulte em um revestimento que seja resistente a condições altamente deletérias.Surface coatings that already exist in the art for industrial process systems often fall short of providing erosion, corrosion, or protection from accumulation of debris for many processes, especially those involving high temperatures or highly corrosive materials or a combination of two. In particular, there is a need in the petrochemical industry for a surface coating that can be applied to an assembly process system with the least possible disruption to the industrial plant and with minimal downtime, and that results in a coating that is resistant to highly harmful conditions.

Uma limitação adicional da técnica atual em revestimentos de tubulações é a espessura da camada final de proteção. Devido às grandes variações de temperatura presentes em muitos processos industriais, a desadequação de coeficiente de dilatação térmica entre o material da tubulação e o material de revestimento geralmente resulta em rachaduras e soltura de lascas dos atuais revestimentos, especialmente para revestimentos mais espessos.An additional limitation of the current technique in pipe coverings is the thickness of the final protective layer. Due to the large temperature variations present in many industrial processes, the inadequacy of the thermal expansion coefficient between the pipe material and the coating material generally results in cracking and splintering of the current coatings, especially for thicker coatings.

Metais, materiais cerâmicos, vidros e ‘cermets’ são usados para construir vários itens funcionais, que por sua vez são utilizados na realização de processos industriais. Sob determinadas condições de funcionamento desses processos, a degradação da superfície de um componente pode resultar de muitas causas. Estes podem incluir a natureza corrosiva das particulares condições do processo, efeitos térmicos do processo ou do ambiente, a contaminação de vários elementos que se tornam depositados na superfície ou infiltram no material, os depósitos formados pela atividade catalítica entre o material dos componentes e do fluido de processo, a atividade galvânica entre o material do componente e o fluido de processo, corrosão por célula de concentração, corrosão de fissura, corrosão grafítica, e uma combinação desses mecanismos de degradação entre si ou com outros mecanismos.Metals, ceramic materials, glass and ‘cermets’ are used to build several functional items, which in turn are used to carry out industrial processes. Under certain operating conditions of these processes, the degradation of a component's surface can result from many causes. These can include the corrosive nature of the particular process conditions, thermal effects of the process or the environment, the contamination of various elements that become deposited on the surface or infiltrate the material, the deposits formed by the catalytic activity between the material of the components and the fluid process, the galvanic activity between the component material and the process fluid, concentration cell corrosion, crack corrosion, graphitic corrosion, and a combination of these degradation mechanisms with each other or with other mechanisms.

Durante a operação, vários sistemas de processos industriais sofrem degradação nas seções de trabalho do sistema que sofre ataque por várias substâncias químicas e condições. Isso ocorre na indústria do petróleo, corantes, indústria de cosméticos, indústria alimentar, indústria farmacêutica, indústria química e em sistemas fechados, tais como sistemas de refrigeração, sistemas de aquecimento e ar condicionado, e muitos outros. Outros sistemas que são afetados pela degradação da superfície são fornos, caldeiras, motores de combustão interna, sistemas de motor de turbina a gás, foguetes, etc. Em qualquer sistema de processo contínuo ou intermitente, há o risco de degradação da superfície devido à exposição de materiais a determinados produtos químicos e condições. As superfícies expostas ao processo podem se degradar devido ao material degradante propriamente, erosão ou corrosão, ou a degradação pode ser na forma de depósitos que se acumulam no material, afetando o desempenho de um ou outro dentre, por exemplo, eficiência de fluxo através de um tubo. Qualquer tipo de degradação é normalmente referido como “depósitos”. A solução típica para este tipo de depósitos e a melhoria qualitativa do material utilizado para construir o item funcional, seja ele um tubo, um trocador de calor, etc. Por exemplo, um tubo pode ser construído de uma liga de níquel em aço inoxidável, ao invés do aço carbono comum, em uma tentativa de melhorar a durabilidade da sua superfície interna e externa e/ou funcionalidade. Como outro exemplo, tanques utilizados para armazenar diversos materiais químicos podem experimentar depósitos de materiais ou reações sobre a superfície interna do tanque, que podem afetar negativamente a eficiência do processo global. Em outro exemplo, um trocador de calor pode ser feito de uma liga de elevado teor de níquel para permitir que ele suporte operações em altas temperaturas (como no caso de um sistema de turbina a gás de combustível hidrocarboneto) ao mesmo tempo em que também reduz a quantidade de precipitados e depósitos que possam estar ocorrendo devido ao ambiente cáustico em que o trocador de calor é necessário operar. Em outro exemplo, uma válvula de escape para uso em um motor a combustão interna pode ser feita de uma liga especial, em um esforço para reduzir a quantidade de depósitos de carbono que se formam em sua superfície; depósitos de carbono são uma conhecida fonte de problemas operacionais e de emissão para os motores de combustão interna.During operation, various industrial process systems are degraded in the working sections of the system that is attacked by various chemicals and conditions. This occurs in the oil industry, dyes, cosmetics industry, food industry, pharmaceutical industry, chemical industry and in closed systems such as refrigeration systems, heating and air conditioning systems, and many others. Other systems that are affected by surface degradation are furnaces, boilers, internal combustion engines, gas turbine engine systems, rockets, etc. In any continuous or intermittent process system, there is a risk of surface degradation due to the exposure of materials to certain chemicals and conditions. The surfaces exposed to the process can degrade due to the degrading material itself, erosion or corrosion, or the degradation can be in the form of deposits that accumulate in the material, affecting the performance of one or the other, for example, flow efficiency through a tube. Any type of degradation is usually referred to as "deposits". The typical solution for this type of deposits and the qualitative improvement of the material used to build the functional item, be it a tube, a heat exchanger, etc. For example, a tube can be constructed of a nickel alloy in stainless steel, instead of ordinary carbon steel, in an attempt to improve the durability of its internal and external surface and / or functionality. As another example, tanks used to store various chemical materials can experience deposits of materials or reactions on the inner surface of the tank, which can negatively affect the efficiency of the overall process. In another example, a heat exchanger can be made of a high nickel alloy to allow it to withstand high temperature operations (as in the case of a hydrocarbon fuel gas turbine system) while also reducing the amount of precipitates and deposits that may be occurring due to the caustic environment in which the heat exchanger is required to operate. In another example, an exhaust valve for use in an internal combustion engine can be made of a special alloy, in an effort to reduce the amount of carbon deposits that form on its surface; Carbon deposits are a known source of operational and emission problems for internal combustion engines.

Muitos processos industriais utilizam materiais para conter e transportar vários líquidos, polpas fluidas ou vapores, e os materiais podem ser degradados durante o uso. Esses problemas são conhecidos como questões de “garantia de escoamento”, que é o termo da indústria para o crescimento das restrições de fluxo em diversas tubulações, tubos, trocadores de calor, e recipientes de processo, etc. Por exemplo, o interior de uma tubulação utilizada em um processo industrial pode ter sua área efetiva transversal reduzida durante a operação de depósitos de produtos químicos transportados no interior da tubulação durante vários processos. Em outros casos, os elementos vaporoso ou líquido transportado dentro de um trocador de calor pode precipitar o crescimento dos depósitos cristalinos, se as condições favoráveis (temperatura, pressão, presença de elementos catalisadores, etc.) existentes no sistema. Em um exemplo desse problema, os cristais de vários elementos podem crescer durante a operação de processamento de fluidos, porque certas moléculas expostas na superfície do material do interior de um conduto servir para catalisar o crescimento de alguns tipos de fibras na parede interior da conduta. Por exemplo, fibras de carbono crescem no interior de tubos metálicos utilizados para o transporte de etileno, tubos de craqueamento petro-químico, aquecedores de refinaria de petróleo, lâminas de turbina de gás natural, propano e tanques de transporte de GLP, etc. Embora o mecanismo de formação de fibra de carbono não seja totalmente claro, acredita-se que o ferro exposto ou outros átomos na superfície de um tubo de aço ou ferro, por exemplo, numa instalação de processamento de petróleo, podem desempenhar um papel importante na decomposição de hidrocarbonetos que fluem no tubo em carbono. Pelo fato do carbono ter alguma solubilidade no ferro, um tubo de aço ou de ferro pode absorver esse carbono. Quando o material da tubulação fica saturado com carbono, fibras de carbono amorfo começam a crescer rapidamente em temperaturas de processo na faixa de cerca de 400 °C para cerca de 800 °C. Tais depósitos e/ou crescimentos fibrosos afetam o desenvolvimento da camada limite dos fluidos e/ou vapores que passam pelo interior do tubo, e podem induzir uma restrição significativa na capacidade do tubo na transferência de fluidos, vapores ou suspensões. Além disso, um ambiente corrosivo, especialmente devido à presença de água e impurezas ou sais dissolvidos nela, causa corrosão dos tubos metálicos levando ao insucesso. Além disso, sabe-se que os fluidos de processo petroquímicos que fluem através de um tubo metálico numa alta temperatura podem provocar o desgaste do metal no que é conhecido como varrimento metálico, onde a superfície interna do tubo corroída por meio de diversos mecanismos. Por consequinte, existe uma necessidade na arte de uma forma de prevenir ou inibir significativamente o crescimento de fibras de carbono, ao mesmo tempo de inibir o ataque químico de elementos corrosivos sobre o substrato, como aqueles que resultam no varrimento metálico dos componentes dentro de um sistema.Many industrial processes use materials to contain and transport various liquids, fluid pulps or vapors, and the materials can be degraded during use. These problems are known as "flow assurance" issues, which is the industry term for the growth of flow restrictions in various pipes, tubes, heat exchangers, and process containers, etc. For example, the inside of a pipe used in an industrial process may have its effective cross-sectional area reduced during the operation of chemical deposits transported inside the pipe during various processes. In other cases, the vaporous or liquid elements carried inside a heat exchanger can precipitate the growth of crystalline deposits, if the favorable conditions (temperature, pressure, presence of catalyst elements, etc.) exist in the system. In an example of this problem, the crystals of various elements can grow during the fluid processing operation, because certain molecules exposed on the material surface of the interior of a conduit serve to catalyze the growth of some types of fibers on the interior wall of the conduit. For example, carbon fibers grow inside metal tubes used to transport ethylene, petrochemical cracking tubes, oil refinery heaters, natural gas turbine blades, propane and LPG transport tanks, etc. Although the mechanism of carbon fiber formation is not entirely clear, it is believed that exposed iron or other atoms on the surface of a steel or iron pipe, for example, in an oil processing facility, can play an important role in decomposition of hydrocarbons flowing in the carbon tube. Because carbon has some solubility in iron, a steel or iron tube can absorb that carbon. When the pipe material becomes saturated with carbon, amorphous carbon fibers begin to grow rapidly at process temperatures in the range of about 400 ° C to about 800 ° C. Such fibrous deposits and / or growths affect the development of the boundary layer of fluids and / or vapors that pass through the interior of the tube, and can induce a significant restriction on the tube's ability to transfer fluids, vapors or suspensions. In addition, a corrosive environment, especially due to the presence of water and impurities or salts dissolved in it, causes corrosion of the metallic tubes leading to failure. Furthermore, it is known that petrochemical process fluids that flow through a metal tube at a high temperature can cause the metal to wear out in what is known as metal sweeping, where the inner surface of the tube is corroded by various mechanisms. Consequently, there is a need in the art for a way to prevent or significantly inhibit the growth of carbon fibers, while inhibiting the chemical attack of corrosive elements on the substrate, such as those that result in the metallic sweeping of components within a system.

Ao longo das operações industriais, as passagens e câmaras experimentam regularmente depósitos em sua superfície interna causados pela precipitação de fluidos de produção, depósitos agravados pelas altas temperaturas, solidificação da matéria em lenta movimentação das camadas limite, e depósitos que ocorrem por vários outros mecanismos. Alguns componentes, tais como trocadores de calor, podem experimentar depósitos provenientes do fluido processado e do meio de troca de calor, experimentando desse modo a formação de depósitos nas múltiplas superfícies internas. Em alguns casos, mais do que uma superfície interna contata os hidrocarbonetos a serem processados, tal como em um trocador de calor que transfere calor do material processado para o material de alimentação. Outros componentes, tais como tubulações, podem sofrer corrosão em superfícies externas devido ao processo e/ou fatores ambientais. A reparação de tais problemas tem grandes custos associados a ela devido à interrupção da produção, enquanto as seções de um sistema de processo são identificados e, em seguida, limpas, desviadas e/ou substituídas. A indústria do petróleo, por exemplo, tem literalmente milhares de quilômetros de gasodutos conectivos, tubos, coletores, bem como milhares de trocadores de calor e “risers” de processo, etc., que necessitam de manutenção e reparação regulares a grandes custos para a indústria. Por exemplo, desligar uma refinaria de petróleo para reparar e/ou substituir os tubos com fluxos restringidos resulta em perdas de aproximadamente US$ 200.000 a US$ 500.000 por dia perdido de produção.Throughout industrial operations, passageways and chambers regularly experience deposits on their internal surface caused by the precipitation of production fluids, deposits aggravated by high temperatures, solidification of matter in slow movement of the boundary layers, and deposits that occur by various other mechanisms. Some components, such as heat exchangers, can experience deposits from the processed fluid and the heat exchange medium, thereby experiencing the formation of deposits on multiple internal surfaces. In some cases, more than one internal surface contacts the hydrocarbons to be processed, such as in a heat exchanger that transfers heat from the processed material to the feed material. Other components, such as pipes, may corrode on external surfaces due to the process and / or environmental factors. The repair of such problems has high costs associated with it due to the interruption of production, while the sections of a process system are identified and then cleaned, diverted and / or replaced. The oil industry, for example, has literally thousands of kilometers of connective pipelines, tubes, collectors, as well as thousands of heat exchangers and process risers, etc., which require regular maintenance and repair at great costs for industry. For example, shutting down an oil refinery to repair and / or replace pipes with restricted flows results in losses of approximately $ 200,000 to $ 500,000 per lost production day.

Em outro exemplo, nas altas pressões do processo elevadas e em temperaturas acima de 0 °C, gás metano, presente no fluxo petroquímico, pode reagir com a água para formar estruturas de gelo chamadas de hidratos. A formação de hidrato nas linhas de escoamento da corrente de produção na indústria do petróleo também é motivo de grande preocupação. As linhas de escoamento da corrente de produção transportam os fluidos brutos produzidos provenientes da cabeça de poço até uma instalação de processamento. Se uma linha de escoamento é operada na “região de formação de hidratos” (isto é, sob condições nas quais os hidratos possam se formar em uma corrente de petróleo ou de gás), os hidratos podem se depositar na parede interna do tubo e se acumulares até bloquear completamente a linha de escoamento e paralisar o transporte de hidrocarbonetos até a instalação de processamento. As tentativas para evitar a formação de hidratos envolvem injeção de aditivos ao fluido de processo, mas isso pode ser uma solução cara.In another example, at high process pressures and at temperatures above 0 ° C, methane gas, present in the petrochemical flow, can react with water to form ice structures called hydrates. The formation of hydrates in the flow lines of the production stream in the oil industry is also of great concern. The production flow lines carry the raw fluids produced from the wellhead to a processing facility. If a flow line is operated in the “hydrate formation region” (that is, under conditions in which hydrates can form in an oil or gas stream), hydrates can be deposited on the inner wall of the tube and accumulate until completely blocking the flow line and stop the transportation of hydrocarbons to the processing plant. Attempts to prevent hydrate formation involve injecting additives into the process fluid, but this can be an expensive solution.

Pelo fato do problema dos depósitos no interior de tubos e tubos de processo e a consequente redução no fluxo ser tão grande, há uma série de associações do setor que participaram do estudo e aperfeiçoamento de garantia de escoamento em sistemas de processamento de fluidos. Por exemplo, a Gas Technology Institute estima que o custo da reparação dos danos que a formação de hidratos provoca para a indústria é de US $ 100 milhões por ano.Because the problem of deposits inside tubes and process tubes and the consequent reduction in flow is so great, there are a number of industry associations that participated in the study and improvement of flow guarantee in fluid processing systems. For example, the Gas Technology Institute estimates that the cost of repairing the damage that hydrate formation does to the industry is $ 100 million a year.

Os depósitos na superfície interna de um tubo possuem um impacto negativo significativo sobre a capacidade do tubo na transferência de líquidos ou gases, e estes resultados podem variar dependendo da rugosidade da superfície do depósito. Por exemplo, um depósito uniforme de 5% sobre o interior de um tubo de secção circular, pode induzir uma perda de rendimento de 10%, e exigir um aumento de pressão de 30% para manter o fluxo constante. Um depósito irregular de 5% pode aumentar a perda de rendimento para 35% e exigir um aumento de pressão de 140% para manter o fluxo constante. Ver a Introdução, Cordell para Pigging Pipeline, 5 a Edição (ISBN0-901360-33-3).Deposits on the inner surface of a tube have a significant negative impact on the tube's ability to transfer liquids or gases, and these results may vary depending on the surface roughness of the tank. For example, a uniform deposit of 5% on the inside of a tube of circular section, can induce a loss of yield of 10%, and require a pressure increase of 30% to keep the flow constant. An irregular 5% deposit can increase the yield loss to 35% and require a 140% pressure increase to keep the flow steady. See introduction, Cordell to Pigging Pipeline, 5th Edition (ISBN0-901360-33-3).

O crescimento dos depósitos no interior de um tubo pode induzir a depósitos ou crescimentos de se tornar tão grandes a ponto de quase interromper todo o escoamento de fluxo através do tubo, como mostrado na Figura 2. Condições como estas podem ocorrer dentro de poucos meses, ou até mesmo dentro de algumas semanas de operação no caso de certos processos industriais.The growth of deposits inside a tube can induce deposits or growths to become so large as to almost stop all flow of flow through the tube, as shown in Figure 2. Conditions like these can occur within a few months, or even within a few weeks of operation for certain industrial processes.

Em outras aplicações, a incrustação é causada por precipitados formados no interior de regiões delimitadas de um sistema de processo durante a recuperação de petróleo e gás, processamento de alimentos, tratamento de água, ou outros processos industriais. As incrustações mais comuns são sais inorgânicos como sulfato de bário, sulfato de estrôncio e carbonato de cálcio. Em alguns casos as incrustações podem ser em parte orgânica (naftenatos, de base-MEG, etc.). Outras formações de incrustações pode ser compostas de clore to de sódio, carbonato de ferro e hidróxido de magnésio. Incrustações formadas a partir de sulfatos são geralmente devido à mistura de águas quimicamente incompatíveis (como a água do mar e água da formação). Incrustações carbonato resultam da liberação de pressão das águas contendo bicarbonate de sódio a níveis de concentração elevados. A formação de incrustações degrada a eficiência do processo mediante obstrução das telas de areia e da tubulação de produção, mediante provocar falhas em válvulas, bombas, trocadores de calor, e os separadores. A incrustação também podem bloquear os oleodutos.In other applications, scale is caused by precipitates formed within defined regions of a process system during oil and gas recovery, food processing, water treatment, or other industrial processes. The most common incrustations are inorganic salts such as barium sulfate, strontium sulfate and calcium carbonate. In some cases, the incrustations may be partly organic (naphthenates, MEG-based, etc.). Other scale formations may be composed of sodium chloride, iron carbonate and magnesium hydroxide. Inlays formed from sulfates are usually due to the mixture of chemically incompatible waters (such as seawater and formation water). Carbonate fouling results from the release of pressure from waters containing sodium bicarbonate at high concentration levels. The formation of incrustations degrades the efficiency of the process by obstructing the sand screens and the production pipeline, by causing failures in valves, pumps, heat exchangers, and separators. Fouling can also block pipelines.

Além disso, o acúmulo de combustão conhecido como escória ou incrustação geralmente se forma na superfície aquecida pela chama de fornos, caldeiras, tubos de aquecimento, pré-aquecedores e reaquecedores. O grau de acúmulo de combustão depende da qualidade do combustível a ser queimado. O gás natural limpo, por exemplo, produz pouca ou nenhuma acumulação, enquanto que o carvão, um combustível mais “sujo”, gera acúmulo significativo de combustão. Em especial, usinas de energia movidas a carvão experimentam acúmulo de combustão nos vasos aquecedores em contato com os produtos da combustão do carvão. Isso diminui o acúmulo de transferência de calor através da superfície para a substância a ser aquecida e, portanto, perdas de energia. Além disso, tal acúmulo de combustão aumenta a temperatura necessária para induzir a substância a atingir uma temperatura desejada. Essa aumentada temperatura cria tensões no vaso aquecedor, e pode levar à falha do material. Evitar o acúmulo de combustão sobre superfícies aquecidas por chama de um transporte de fluido ou do sistema de processamento pode reduzir o consumo de energia e estender a vida útil do equipamento.In addition, the accumulation of combustion known as slag or encrustation usually forms on the surface heated by the flame of ovens, boilers, heating tubes, preheaters and reheaters. The degree of combustion accumulation depends on the quality of the fuel to be burned. Clean natural gas, for example, produces little or no accumulation, while coal, a “dirtier” fuel, generates significant combustion accumulation. In particular, coal-fired power plants experience accumulation of combustion in heating vessels in contact with coal combustion products. This decreases the accumulation of heat transfer across the surface to the substance to be heated and, therefore, energy losses. In addition, such an accumulation of combustion increases the temperature necessary to induce the substance to reach a desired temperature. This increased temperature creates stresses in the heating vessel, and can lead to material failure. Avoiding the accumulation of combustion on surfaces heated by flame from a fluid transport or the processing system can reduce energy consumption and extend the life of the equipment.

Em algumas aplicações, as superfícies expostas ao fluxo de líquidos podem se tornar degradadas pela natureza do próprio fluido, por exemplo, no caso de transporte e contenção de hidrogênio, que tem o problema associado de fragilização dos materiais expostos.In some applications, surfaces exposed to the flow of liquids can become degraded by the nature of the fluid itself, for example, in the case of hydrogen transport and containment, which has the associated problem of weakening the exposed materials.

Em toda a indústria e tecnologia, sensores detectam os parâmetros operacionais dos diversos processos. Por necessidade, aqueles sensores que habitam no material de processo, estão sujeitos a esses mecanismos de deposição inerente nos processos que eles monitoram. Infelizmente, mesmo o menor grau de incrustação pode afetar a precisão de um sensor, mesmo que o mesmo grau de incrustação tenha apenas um efeito negligenciável sobre o próprio processo. Muitas vezes, o remédio para o depósito no sensor é projetar o sensor e o equipamento de montagem do sensor para a fácil substituição dos sensores sujos. Os sensores representam componentes de alto valor, e a frequente substituição do sensor acrescenta custos significativos, além de perda de produção devido à parada para a substituição do sensor.Across industry and technology, sensors detect the operating parameters of the various processes. By necessity, those sensors that inhabit the process material, are subject to these deposition mechanisms inherent in the processes they monitor. Unfortunately, even the smallest degree of fouling can affect the accuracy of a sensor, even if the same degree of fouling has only a negligible effect on the process itself. Often, the remedy for the deposit on the sensor is to design the sensor and the sensor mounting equipment for easy replacement of dirty sensors. The sensors represent high value components, and the frequent replacement of the sensor adds significant costs, in addition to loss of production due to the stoppage for the replacement of the sensor.

A indústria de processamento de hidrocarbonetos reconhece vários mecanismos distintos para a fixação dos componentes do processo devido às condições únicas de tais processos. Um mecanismo, conhecido como coqueamento, resulta do aquecimento de hi drocarbonetos e extração das frações de ponto de ebulição mais leve provocando condensação térmica das frações mais pesadas. Asfaltenos, alcatrão, material inorgânico, e outros sólidos irão se formar na superfície de várias unidades de processo petroquímico. Em particular, colunas de vácuo, craqueadores catalíticos, coqueadores, quebradores de viscosidade, e qualquer equipamento que lida com frações mais pesadas do óleo em altas temperaturas sofrem da aumulação do coque. Além disso, o ambiente de alta temperatura de um craqueador de etileno causa a polimerização das duplas ligações carbono-carbono, o produto do qual se condensa e forma de coque quando do aquecimento adicional. Quando a alta temperatura desempenha um papel significativo e forma coque de alto peso molecular, o material resultante é chamado coque pirolítico. Em um processo diferente, uma espécie de metal, como ferro ou níquel catalisa a desidrogenação de um hidrocarboneto, levando ao que é conhecido como coque catalítico. Carbono elementar então se deposita no metal, produzindo seu enfraquecimento. Quando o sistema é desligado e resfriado para o descoqueamento ou manutenção, o metal enfraquecido pode rachar ou produzir lascas. Em alguns casos, o metal carburizado pode produzir lascas nas altas temperaturas de processo, resultando no varrimento metálico mencionado acima.The hydrocarbon processing industry recognizes several different mechanisms for fixing process components due to the unique conditions of such processes. One mechanism, known as coking, results from the heating of hydrocarbons and extraction of the lighter boiling point fractions, causing thermal condensation of the heavier fractions. Asphaltenes, tar, inorganic material, and other solids will form on the surface of several petrochemical process units. In particular, vacuum columns, catalytic crackers, coconuts, viscosity breakers, and any equipment that handles heavier fractions of the oil at high temperatures suffer from coke build-up. In addition, the high temperature environment of an ethylene cracker causes the polymerization of the carbon-carbon double bonds, the product from which it condenses and forms a coke upon further heating. When high temperature plays a significant role and forms high molecular weight coke, the resulting material is called pyrolytic coke. In a different process, a kind of metal, such as iron or nickel catalyzes the dehydrogenation of a hydrocarbon, leading to what is known as catalytic coke. Elementary carbon then deposits in the metal, causing it to weaken. When the system is turned off and cooled for decoking or maintenance, the weakened metal can crack or chip. In some cases, carburized metal can produce chips at high process temperatures, resulting in the metal sweep mentioned above.

Além de reduzir a taxa de transferência do processo, o acúmulo de coque diminui a transferência de calor, requerendo temperaturas mais elevadas de processo, consumindo mais energia e rebaixando a vida útil do equipamento. Os depósitos de coque podem induzir aquecimento desigual, obrigando a utilização de temperaturas mais baixas para evitar problemas de segurança. Além disso, a paralisação desses sistemas para a remoção do coque interrompe a produção. Paradas e partidas do sistema provocam tensões térmicas e aumentam a probabilidade de falhas no funcionamento do sistema e falhas do material. A redução do acúmulo do coque pode prolongar a vida útil do equipamento, melhorar o rendimento do processo, reduzir o consumo de energia e das temperaturas de operação, aumentar a segurança, e produzir ligas mais baratas para a produção de equipamentos. Além disso, o aumento da temperatura real do fluxo de processo (não apenas a temperatura do lado de fora dos vasos aquecidos) aumentaria a eficiência do processo e a taxa de transferência. Desse modo, muitas temperaturas de processo estão limitadas pela metalurgia dos tubos do aquecedor. O acúmulo de coque requer que temperaturas mais elevadas sejam aplicadas fora para obter uma determinada temperatura no interior dos tubos.In addition to reducing the process transfer rate, the accumulation of coke decreases the heat transfer, requiring higher process temperatures, consuming more energy and decreasing the life of the equipment. Coke deposits can induce uneven heating, requiring lower temperatures to avoid safety problems. In addition, shutting down these systems to remove coke stops production. System stops and starts cause thermal stresses and increase the probability of system malfunctions and material failures. Reducing coke build-up can extend equipment life, improve process yield, reduce energy consumption and operating temperatures, increase safety, and produce cheaper alloys for equipment production. In addition, increasing the actual temperature of the process flow (not just the temperature outside the heated vessels) would increase process efficiency and throughput. In this way, many process temperatures are limited by the metallurgy of the heater tubes. The accumulation of coke requires that higher temperatures be applied outside to obtain a certain temperature inside the tubes.

Um segundo mecanismo distinto para a formação de depósitos nos equipamentos na indústria de hidrocarbonetos é a corrosão por um ou mais produtos químicos presentes na corrente de processo. Em particular, o sulfeto de hidrogênio (H2S) ataca as superfícies metálicas, provocando a formação de sulfatos de ferro que descarnam das superfícies em contato com o hidrocarboneto, reduzindo a espessura e a resistência do equipamento de processo, obstruindo passagens, e reduzindo potencialmente a atividade dos catalisadores a jusante. A presença de amoníaco (NH3), cloreto de amônio (NH4CI), ou de hidrogênio (H e H2) estimula o ataque corrosivo por H2S. Além disso, ácidos como o ácido clorídrico (HCI), ácidos naftênicos, ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido fluorídrico (HF) provocam ataques corrosivos em diversos pontos nos sistemas de processamento de hidrocarbonetos. Por exemplo, a corrosão por ácidos naftênicos pode ser observada nos equipamentos de processo que lidam com diesel e frações mais pesadas, pois os ácidos naftênicos tendem a ter pontos de ebulição semelhantes às frações de diesel. Corrosão por ácido sulfúrico e ácido fluorídrico ocorre nas unidades de alquilação e componentes associados que empregam esses ácidos. Proteção contra mecanismos corrosivos pode ser encontrada no uso do cromo, níquel e ligas de molibdênio, e pela adição de substâncias ao fluxo de processo, tais como bases para neutralizar o ácido. Ironicamente, o H2S é adicionado nas correntes do processo para reduzir o varrimento metálico e outras formas de deposição; ainda o H2S por si só provoca corrosão. Esse composto também surge durante os processos de hidrodessulfuração, quando tióis e outros compostos organosulfurados naturalmente presentes reagem para formar H2S e hidrocarbonetos dessulfurados. Além disso, os sistemas metálicos que lidam com combustíveis alternativos tais como álcoois incluindo metanol e etanol, têm se mostrados experimentar corrosão. Proteger os equipamentos contra os mecanismos de corrosão pode reduzir os custos operacionais, aumentar a amplitude da execução, prolongar a vida útil de equipamentos, e produzir materiais mais baratos disponíveis para a construção dos equipamentos.A second distinct mechanism for the formation of deposits on equipment in the hydrocarbon industry is corrosion by one or more chemicals present in the process stream. In particular, hydrogen sulphide (H 2 S) attacks metal surfaces, causing the formation of iron sulphates that decay from surfaces in contact with the hydrocarbon, reducing the thickness and strength of process equipment, obstructing passages, and reducing potentially the activity of downstream catalysts. The presence of ammonia (NH 3 ), ammonium chloride (NH 4 CI), or hydrogen (H and H 2 ) stimulates the corrosive attack by H 2 S. In addition, acids such as hydrochloric acid (HCI), naphthenic acids , sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrofluoric acid (HF) cause corrosive attacks at several points in hydrocarbon processing systems. For example, corrosion by naphthenic acids can be seen in process equipment that deal with diesel and heavier fractions, as naphthenic acids tend to have boiling points similar to diesel fractions. Corrosion by sulfuric acid and hydrofluoric acid occurs in the alkylation units and associated components that employ these acids. Protection against corrosive mechanisms can be found in the use of chromium, nickel and molybdenum alloys, and by adding substances to the process flow, such as bases to neutralize the acid. Ironically, H 2 S is added to the process streams to reduce metal sweeping and other forms of deposition; yet H2S alone causes corrosion. This compound also appears during the hydrodesulfurization processes, when thiols and other organosulfur compounds naturally present react to form H 2 S and desulfurized hydrocarbons. In addition, metallic systems that deal with alternative fuels such as alcohols including methanol and ethanol, have been shown to experience corrosion. Protecting equipment against corrosion mechanisms can reduce operating costs, increase the breadth of execution, extend equipment life, and produce cheaper materials available for equipment construction.

À medida que os recursos de petróleo se tornam menos abundantes e mais caros, as fontes renováveis de hidrocarbonetos crescem em importância. O biodiesel, por exemplo, promete um combustível alternativo ao diesel de petróleo, o combustível derivado de petróleo bruto. No entanto, o refino de biodiesel apresenta desafios únicos aos equipamentos de refino. Normalmente, uma base forte como o hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio em álcool digere os triglicérides e os ácidos graxos de cadeia longa provenientes de uma fonte biológica ou renovável, para formar ácidos graxos esterificados (biodiesel) e glicerina. Essa fonte pode ser de milho, soja, dendê, celulose, casca, resíduos de restaurante e até mesmo lixo. O ambiente hostil básico necessário para a reação de digestão pode induzir fraturamento cáustico por estresse, também conhecido como fragilização cáustica. Tratamentos térmicos e ligas à base de níquel podem ser necessárias para evitar rachaduras, a não ser que um meio mais barato ou mais eficiente possa ser encontrado para proteger esse equipamento.As oil resources become less abundant and more expensive, renewable sources of hydrocarbons are growing in importance. Biodiesel, for example, promises an alternative fuel to petroleum diesel, fuel derived from crude oil. However, biodiesel refining presents unique challenges to refining equipment. Normally, a strong base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide in alcohol digests triglycerides and long-chain fatty acids from a biological or renewable source, to form esterified fatty acids (biodiesel) and glycerin. This source can be corn, soybeans, oil palm, cellulose, husk, restaurant waste and even garbage. The basic hostile environment required for the digestion reaction can induce caustic stress fracturing, also known as caustic embrittlement. Heat treatments and nickel-based alloys may be necessary to prevent cracking, unless a cheaper or more efficient means can be found to protect this equipment.

As superfícies contaminadas com resíduos durante a operação do processo, muitas vezes afetam negativamente a eficiência e/ou a funcionalidade do processo em si. Atualmente, a maioria dos métodos de limpeza para remover depósitos em superfícies internas nos sistemas dos tipos acima descritos nas plantas de processo envolvem o uso de uma ou mais das seguintes estratégias:Surfaces contaminated with waste during the operation of the process often negatively affect the efficiency and / or functionality of the process itself. Currently, most cleaning methods for removing deposits on internal surfaces in systems of the types described above in process plants involve the use of one or more of the following strategies:

• solventes químicos tais como querosene ou óleo diesel, ou solventes aromáticos fortes, tais como xileno ou tolueno.• chemical solvents such as kerosene or diesel oil, or strong aromatic solvents, such as xylene or toluene.

• Dispersantes que agem como tensoativos • Reações químicas exotérmicas • Métodos de limpeza mecânica tais como a raspagem ou jateamento • Métodos térmicos de limpeza que envolvem óleo ou diesel aquecidos, ou a aplicação externa de alto calor para quebrar os depósitos de superfície• Dispersants that act as surfactants • Exothermic chemical reactions • Mechanical cleaning methods such as scraping or blasting • Thermal cleaning methods involving heated oil or diesel, or the high-heat external application to break up surface deposits

Estes métodos envolvem um tempo e esforço consideráveis por parte do pessoal de manutenção da unidade industrial de processo, redução da produção ou da transferência de um sistema e produzindo a associada perda das receitas associadas com a unidade industrial.These methods involve considerable time and effort on the part of the maintenance personnel of the industrial process unit, reducing production or transferring a system and producing the associated loss of revenue associated with the industrial unit.

Da mesma forma, nas operações de pulverização de pó metálico, ataque químico ocorre dentro da câmara de pulverização que degrada rapidamente suas superfícies internas. Em outras aplicações tais como processamento de alimentos, bebidas, e sistemas semelhantes de processo fechado, a degradação do material na superfície interna de muitas partes de um sistema de processo ocorre devido ao ataque químico, depósitos de materiais, crescimento fibroso, e outros contaminantes superficiais.Likewise, in metallic powder spraying operations, a chemical attack occurs inside the spray chamber that rapidly degrades its internal surfaces. In other applications such as food processing, beverage, and similar closed process systems, material degradation on the inner surface of many parts of a process system occurs due to chemical attack, material deposits, fibrous growth, and other surface contaminants .

Porções dos sistemas de processamento e transporte de fluidos expostos ao ambiente, especialmente aqueles contendo ferro, também experimentam corrosão oriundos de fatores ambientais. O ataque químico, térmico e galvânico representam mecanismos que levam de incrustações da superfície externa nesses sistemas.Portions of fluid processing and transport systems exposed to the environment, especially those containing iron, also experience corrosion from environmental factors. The chemical, thermal and galvanic attack represent mechanisms that lead to incrustations of the external surface in these systems.

Existe, portanto, a necessidade de uma melhora nos meios de proteger as superfícies em muitos componentes funcionais de uma variedade de contaminantes que se acumulam ou erosão química que ocorre, por meio de diversos mecanismos, durante a operação normal do componente. Um aperfeiçoado tratamento que possa ser aplicado e que forneça uma comprovada resistência à contaminação da superfície pode servir para a melhoria de muitos processos atualmente em uso na indústria. A invenção aqui divulgada atende a essa necessidade.There is, therefore, a need for an improvement in the means of protecting surfaces in many functional components from a variety of contaminants that accumulate or chemical erosion that occurs, through various mechanisms, during the normal operation of the component. An improved treatment that can be applied and that provides proven resistance to surface contamination can serve to improve many processes currently in use in the industry. The invention disclosed here meets this need.

Descrição da InvençãoDescription of the Invention

Diversas modalidades da presente invenção são descritas aqui. Essas modalidades são apenas ilustrações da presente invenção. Numerosas modificações e adaptações da mesma serão facilmente perceptíveis por aqueles usualmente versados na técnica, sem se afastar do espírito e escopo da invenção.Several embodiments of the present invention are described here. These embodiments are only illustrations of the present invention. Numerous modifications and adaptations of the same will be easily perceived by those usually versed in the technique, without departing from the spirit and scope of the invention.

A invenção aqui descrita fornece métodos para proteção de superfícies de equipamento de transporte ou de processo de fluido. Como usado aqui, o processamento termo “sistema de processamento ou de transporte, ou um seu componente” significa qualquer equipamento dentro do qual o fluido (usado aqui para incluir qualquer material que esteja totalmente ou parcialmente em um estado gasoso ou líquido, e inclui sem limitação, líquidos, gases, sistemas de duas fases, sistemas semissólidos, suspensões, etc.) flui ou é armazenado, tais como tubos, tubos, condutas, trocadores de calor, leitos, tanques, reatores, bocais, ciclones, silenciadores, câmaras de combustão, distribuidores de admissão, distribuidores de exaustão, portas, etc., bem como qualquer equipamento dentro da qual uma alteração química ou física ocorra, em que pelo menos um dos componentes participantes na alteração química ou física é um fluido. Métodos da invenção protegem as superfícies dos equipamentos mediante prevenir a degradação, independente de se a degradação ocorre através da deposição do material sobre as superfícies, através da infiltração do material dentro das superfícies, ou através do ataque corrosivo sobre a superfície do material. O método está adaptado para ser usado, em algumas modalidades, em equipamento de processo do fluido, ou partes dele, após a montagem, resultando em interrupção significativamente reduzida ou interferência com a funções protetoras do revestimento por soldas, juntas, ou outras estruturas dentro do equipamento que se criam quando o equipamento é construído ou montado.The invention described here provides methods for protecting surfaces of transport equipment or fluid process. As used herein, the term "processing or transportation system, or a component thereof" means any equipment within which the fluid (used here to include any material that is wholly or partially in a gaseous or liquid state, and includes without limitation, liquids, gases, two-phase systems, semi-solid systems, suspensions, etc.) flow or are stored, such as tubes, pipes, ducts, heat exchangers, beds, tanks, reactors, nozzles, cyclones, mufflers, chambers combustion, intake manifolds, exhaust manifolds, doors, etc., as well as any equipment within which a chemical or physical change occurs, in which at least one of the components participating in the chemical or physical change is a fluid. Methods of the invention protect the surfaces of the equipment by preventing degradation, regardless of whether the degradation occurs through the deposition of the material on the surfaces, through the infiltration of the material inside the surfaces, or through the corrosive attack on the surface of the material. The method is adapted to be used, in some modalities, in fluid process equipment, or parts of it, after assembly, resulting in significantly reduced interruption or interference with the protective functions of the coating by welds, joints, or other structures within the equipment that is created when the equipment is built or assembled.

A presente invenção refere, em alguns aspectos, para a formação de pelo menos um óxido metálico sobre uma superfície interna ou externa de equipamento de transporte ou de processo de fluido. O pelo menos um óxido metálico pode ser formado na superfície mediante (1) colocar pelo menos um composto metálico sobre a superfície e (2) conversão de pelo menos parte do composto metálico na forma de pelo menos um óxido metálico. Compostos metálicos úteis na presente invenção contêm pelo menos um átomo de metal e pelo menos um átomo de oxigênio. Exemplos não limitantes de compostos metálicos úteis incluem carboxilatos metálicos, como alcóxidos metálicos e metais β-dicetonatos. A conversão do composto metálico pode ser realizada por uma grande variedade de métodos, como, por exemplo, aquecer o ambiente em torno do complexo metálico, aquecendo o substrato com o composto metálico, o aquecimento do composto metálico em si, ou uma combinação desses três. Em outras modalidades, a conversão do composto metálico pode ser realizada por catálise.The present invention relates, in some respects, to the formation of at least one metal oxide on an internal or external surface of transport equipment or fluid process. The at least one metal oxide can be formed on the surface by (1) placing at least one metal compound on the surface and (2) converting at least part of the metal compound into the form of at least one metal oxide. Metal compounds useful in the present invention contain at least one metal atom and at least one oxygen atom. Non-limiting examples of useful metal compounds include metal carboxylates, such as metal alkoxides and β-diketonate metals. The conversion of the metallic compound can be carried out by a wide variety of methods, such as, for example, heating the environment around the metallic complex, heating the substrate with the metallic compound, heating the metallic compound itself, or a combination of these three . In other embodiments, the conversion of the metallic compound can be carried out by catalysis.

Algumas modalidades da presente invenção fornecem um método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, compreendendo: montar pelo menos parcialmente o sistema; aplicar pelo menos um composto metálico à superfície; e expor a superfície com o pelo menos um composto metálico aplicado a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico. Em outras modalidades, o sistema de processamento de fluidos ou o transporte está substancialmente montado para formar pelo menos um revestimento de óxido metálico em pelo menos uma superfície do sistema. Em ainda outras modalidades, o sistema de processamento ou de transporte de fluido é totalmente montado antes de formar pelo menos um revestimento de óxido metálico em pelo menos uma superfície do sistema.Some embodiments of the present invention provide a method for forming at least one metal oxide on a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, comprising: at least partially assembling the system; apply at least one metallic compound to the surface; and exposing the surface with at least one metallic compound applied to an environment that will convert at least part of the compound to at least one metallic oxide. In other embodiments, the fluid processing or transport system is substantially assembled to form at least one metal oxide coating on at least one surface of the system. In still other embodiments, the fluid transport or processing system is fully assembled before forming at least one metal oxide coating on at least one surface of the system.

Em algumas modalidades, a invenção se refere a um método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, compreendendo: aplicar uma composição de composto metálico à superfície, onde a composição do composto metálico compreende pelo menos um sal metálico de pelo menos um ácido carboxílico; e expor a superfície com a composição metálica aplicada a um ambiente que irá converter pelo menos uma parte do sal a pelo menos um óxido metálico.In some embodiments, the invention relates to a method for forming at least one metal oxide on a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, comprising: applying a metal compound composition to the surface, where the composition of the metallic compound comprises at least one metal salt of at least one carboxylic acid; and exposing the surface with the metallic composition applied to an environment that will convert at least part of the salt to at least one metal oxide.

Em algumas modalidades, a invenção se refere a um método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, compreendendo: aplicar uma composição de composto metálico à superfície, onde a composição do composto metálico compreende pelo menos um alcóxido metálico, e expor a superfície com a composição metálica aplicada a um ambiente que irá converter pelo menos parte dos alcóxido metálico a pelo menos um óxido metálico.In some embodiments, the invention relates to a method for forming at least one metal oxide on a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, comprising: applying a metal compound composition to the surface, where the composition of the metallic compound comprises at least one metallic alkoxide, and expose the surface with the metallic composition applied to an environment that will convert at least part of the metallic alkoxide to at least one metallic oxide.

Em algumas modalidades, a invenção se refere a um método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, compreendendo: aplicar uma composição de composto metálico à superfície, onde a composição do composto metálico compreende pelo menos um β-dicetonato metálico; e expor a superfície com a composição de composto metálico aplicada em um ambiente que irá converter pelo menos parte do β-dicetonato metálico a pelo menos um óxido metálico.In some embodiments, the invention relates to a method for forming at least one metal oxide on a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, comprising: applying a metal compound composition to the surface, where the composition of the metallic compound comprises at least one metallic β-diketonate; and exposing the surface with the metallic compound composition applied in an environment that will convert at least part of the metallic β-diketonate to at least one metallic oxide.

Em modalidades adicionais, a invenção se refere a um método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, compreendendo: aplicar uma composição de composto metálico à superfície, onde a composição do composto metálico compreende pelo menos um composto de metal de terras raras, e pelo menos um composto de metal de transição; e expor a superfície com a composição metálica aplicada a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico. Em algumas modalidades dos métodos de formar pelo menos um óxido metálico sobre uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, o pelo menos um óxido metálico compreende um revestimento de óxido metálico ou filme de óxido metálico. Um revestimento de óxido metálico ou um filme de óxido metálico, em algumas modalidades, é cristalino, nanocristalino, amorfo, película fina, ou difusa, ou uma combinação de qualquer dos mencionados. Por exemplo, um revestimento de óxido metálico em algumas modalidades da presente invenção pode compreender um filme que contém ambas as regiões nanocristalina e amorfa. Em algumas modalidades, um revestimento de óxido metálico ou filme de óxido metálico, difunde ou penetra pelo menos parcialmente as superfícies de sistema de processamento ou de transporte de fluido impossibilitando assim quaisquer camadas ligantes intermediárias.In further embodiments, the invention relates to a method for forming at least one metal oxide on a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, comprising: applying a metal compound composition to the surface, where the composition of the metallic compound comprises at least one rare earth metal compound, and at least one transition metal compound; and exposing the surface with the metallic composition applied to an environment that will convert at least part of the compound to at least one metal oxide. In some embodiments of the methods of forming at least one metal oxide on a surface of a fluid processing or transport system, the at least one metal oxide comprises a metal oxide coating or metal oxide film. A metal oxide coating or metal oxide film, in some embodiments, is crystalline, nanocrystalline, amorphous, thin, or diffuse, or a combination of any of the above. For example, a metal oxide coating in some embodiments of the present invention can comprise a film that contains both the nanocrystalline and amorphous regions. In some embodiments, a metal oxide coating or metal oxide film, diffuses or at least partially penetrates the surfaces of the processing or fluid transport system, thus preventing any intermediate binding layers.

A invenção, em modalidades adicionais, se refere a um método para formar pelo menos um óxido metálico em uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, compreendendo: aplicar uma composição líquida de composto metálico à superfície, onde a composição líquida do composto metálico compreende uma solução de pelo menos um composto de metal de terras raras e pelo menos um composto de metal de transição, em um solvente, e expor a superfície com o composto líquido aplicado a um ambiente aquecido que irá converter pelo menos alguns dos composto metálico a pelo menos um óxido metálico, formando um revestimento de óxido metálico sobre a superfície.The invention, in additional embodiments, relates to a method for forming at least one metal oxide on a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, comprising: applying a liquid metallic compound composition to the surface, where the liquid composition of the metallic compound comprises a solution of at least one rare earth metal compound and at least one transition metal compound, in a solvent, and expose the surface with the liquid compound applied to a heated environment that will convert at least some of the metal compound to at least one metal oxide, forming a metal oxide coating on the surface.

Como aqui provido, previsto aqui, em algumas modalidades, a camada de óxido metálico pode ser cristalina, nanocristalina, amorfa, de película fina, ou difusa, ou uma combinação de qualquer desses mencionados. Por exemplo, um revestimento de óxido metálico em algumas modalidades da presente invenção pode incluir uma película fina que contém ambas as regiões nanocristalina e amorfa.As provided herein, provided for herein, in some embodiments, the metal oxide layer may be crystalline, nanocrystalline, amorphous, thin-film, or diffuse, or a combination of any of those mentioned. For example, a metal oxide coating in some embodiments of the present invention can include a thin film that contains both the nanocrystalline and amorphous regions.

Em outras modalidades, a invenção se refere a um método para a formação de um revestimento oxidante em uma superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, compreendendo: aplicar uma composição líquida de carboxilato metálico à superfície, onde a composição líquida de carboxilato metálico compreende uma solução de pelo menos um sal de metal de terras raras de um ácido carboxílico e pelo menos um sal de metal de transição de um ácido carboxílico, em um solvente, e expor a superfície com a composição líquida de carboxilato metálico aplicada a um ambiente aquecido que irá converter pelo menos parte do carboxilato metálico a óxidos metálico, formando uma fina camada de revestimento nanocristalino sobre a superfície.In other embodiments, the invention relates to a method for forming an oxidizing coating on an internal surface of a fluid processing or transport system, comprising: applying a liquid composition of metallic carboxylate to the surface, where the liquid composition of Metallic carboxylate comprises a solution of at least one rare earth metal salt of a carboxylic acid and at least one transition metal salt of a carboxylic acid, in a solvent, and expose the surface with the liquid metallic carboxylate composition applied to a heated environment that will convert at least part of the metallic carboxylate to metallic oxides, forming a thin layer of nanocrystalline coating on the surface.

Em algumas modalidades, a invenção se refere a um método para a formação de um revestimento oxidante em uma superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, compreendendo: aplicar uma composição líquida de carboxilato metálico à superfície, onde a composição líquida de carboxilato metálico compreende uma solução de carboxilato de zircônio e pelo menos um sal de metal de transição de um ácido carboxílico, em um solvente, e expor a superfície com a composição líquida de carboxilato metálico aplicada a um ambiente aquecido que irá converter pelo menos alguns dos carboxilato metálico para óxidos metálicos, assim formando uma fina camada de revestimento nanocristalino sobre a superfície.In some embodiments, the invention relates to a method for forming an oxidizing coating on an internal surface of a fluid processing or transport system, comprising: applying a liquid composition of metallic carboxylate to the surface, where the liquid composition of Metallic carboxylate comprises a solution of zirconium carboxylate and at least one transition metal salt of a carboxylic acid, in a solvent, and exposes the surface with the liquid metallic carboxylate composition applied to a heated environment that will convert at least some of the metallic carboxylate for metal oxides, thus forming a thin layer of nanocrystalline coating on the surface.

Em modalidades adicionais, o método da invenção inclui ainda uma etapa de apli car uma solução de organossiloxano-sílica em etanol sobre a camada de óxido formada e expor o substrato revestido a um ambiente que irá remover componentes voláteis da solução sem decomposição das ligações organo-silício. Em algumas modalidades, esta etapa pode ser repetida uma ou mais vezes.In additional embodiments, the method of the invention also includes a step of applying a solution of organosiloxane-silica in ethanol over the formed oxide layer and exposing the coated substrate to an environment that will remove volatile components from the solution without decomposing the organo-bonds. silicon. In some embodiments, this step can be repeated one or more times.

Os diversos revestimentos da presente invenção são formados, em algumas modalidades, através de um método de formar um revestimento oxidante sobre um substrato constituído por:The various coatings of the present invention are formed, in some embodiments, through a method of forming an oxidizing coating on a substrate consisting of:

(a) aplicar uma composição líquida de composto metálico ao substrato, onde a composição líquida do composto metálico compreende uma solução de pelo menos um composto de metal de terras raras e pelo menos um composto de metal de transição, em um solvente, e (b) expor o substrato com a composição líquida de composto metálico aplicada a um ambiente que irá converter pelo menos parte dos composto metálico a óxidos metálicos, formando um revestimento oxidante sobre o substrato.(a) applying a liquid metallic compound composition to the substrate, where the liquid metallic compound composition comprises a solution of at least one rare earth metal compound and at least one transition metal compound, in a solvent, and (b ) expose the substrate with the liquid metallic compound composition applied to an environment that will convert at least part of the metallic compound to metallic oxides, forming an oxidizing coating on the substrate.

Em outras modalidades, a invenção se refere a revestimentos de óxido metálico (e artigos assim revestidos), contendo dois ou mais óxidos metálicos de terras raras e pelo menos um óxido de metal de transição. Outras modalidades da invenção se referem a revestimentos de óxido metálico (e artigos assim revestidos), contendo céria, um segundo óxido de metal de terras raras, e um óxido de metal de transição. Algumas modalidades referem-se revestimentos de óxido metálico (e artigos assim revestidos), contendo ítria, zirconia, e um segundo óxido de metal de terras raras. Em alguns casos, o segundo óxido de metal de terras raras pode incluir platina ou outros elementos catalíticos conhecidos.In other embodiments, the invention relates to metal oxide coatings (and articles thus coated), containing two or more rare earth metal oxides and at least one transition metal oxide. Other embodiments of the invention relate to metal oxide coatings (and articles thus coated), containing ceria, a second rare earth metal oxide, and a transition metal oxide. Some modalities refer to metal oxide coatings (and articles thus coated), containing yttria, zirconia, and a second rare earth metal oxide. In some cases, the second rare earth metal oxide may include platinum or other known catalytic elements.

No caso de superfícies catalíticas, este método permite a redução de custos, reduzindo a quantidade em massa do catalisador. Além disso, ele também permite que uma maior variedade de catalisadores seja aplicada ou como misturas ou em camadas individuais para conseguir resultados mais bem orientados.In the case of catalytic surfaces, this method allows cost savings by reducing the mass quantity of the catalyst. In addition, it also allows a greater variety of catalysts to be applied either as mixtures or in individual layers to achieve better targeted results.

Portanto, algumas modalidades da invenção criam uma camada protetora de óxido metálico sobre uma superfície escolhida para servir como uma profilaxia contra o ataque químico, térmico, iônico, ou de degradação eletrônica. Os revestimentos de óxido metálico de algumas modalidades impedem o crescimento das fibras, formação de cristais de hidrato, e agem como uma profilaxia geral contra o crescimento de todas as matérias que obstruem, interferem ou contaminam o êxito da operação de um sistema fechado.Therefore, some embodiments of the invention create a protective layer of metal oxide on a surface chosen to serve as a prophylaxis against chemical, thermal, ionic, or electronic degradation. Metal oxide coatings of some modalities prevent the growth of fibers, the formation of hydrate crystals, and act as a general prophylaxis against the growth of all materials that obstruct, interfere or contaminate the successful operation of a closed system.

Dessa forma, algumas modalidades da presente invenção fornecem um método para diminuir ou prevenir incrustações da superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, incluindo aplicação de pelo menos um composto metálico à superfície, e expor a superfície com o pelo menos um composto metálico aplicado a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico, onde o pelo menos um óxido metálico é resistente a incrustações.Accordingly, some embodiments of the present invention provide a method for reducing or preventing scale build-up on the surface of a fluid processing or transport system, or part of it, including applying at least one metallic compound to the surface, and exposing the surface with o at least one metallic compound applied to an environment that will convert at least part of the compound to at least one metal oxide, where at least one metal oxide is resistant to fouling.

Outras modalidades da presente invenção fornecem um método para diminuir ou prevenir incrustações na superfície de um sensor, ou de um seu componente, incluindo aplicação de pelo menos um composto metálico à superfície, e expor a superfície com o pelo menos um composto metálico aplicado a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico, onde o pelo menos um óxido metálico é resistente a incrustações.Other embodiments of the present invention provide a method for reducing or preventing scale on the surface of a sensor, or a component thereof, including applying at least one metallic compound to the surface, and exposing the surface with at least one metallic compound applied to a environment that will convert at least part of the compound to at least one metal oxide, where at least one metal oxide is resistant to fouling.

Algumas modalidades da presente invenção fornecem um método para reduzir ou prevenir o acúmulo de coque em uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, incluindo aplicação de pelo menos um composto metálico à superfície, e expor a superfície com o pelo menos um composto metálico aplicado a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico, onde o pelo menos um óxido metálico é resistente ao acúmulo de coque.Some embodiments of the present invention provide a method to reduce or prevent the accumulation of coke on a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, including applying at least one metallic compound to the surface, and exposing the surface with at least one metallic compound applied to an environment that will convert at least part of the compound to at least one metal oxide, where the at least one metal oxide is resistant to coke buildup.

Outras modalidades da presente invenção fornecem um método para reduzir ou prevenir o ataque corrosivo sobre uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, incluindo aplicação de pelo menos um composto metálico à superfície, e expor a superfície com o pelo menos um composto metálico aplicado a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico, onde o pelo menos um óxido metálico é resistente ao ataque corrosivo.Other embodiments of the present invention provide a method to reduce or prevent corrosive attack on a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, including applying at least one metallic compound to the surface, and exposing the surface with o at least one metallic compound applied to an environment that will convert at least part of the compound to at least one metal oxide, where at least one metal oxide is resistant to corrosive attack.

Ainda outras modalidades fornecem métodos para reduzir ou prevenir o acúmulo de combustão em uma superfície aquecida por chama de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, compreendendo: aplicar pelo menos um composto metálico à superfície, e expor a superfície com o pelo menos um composto metálico aplicado a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico, onde o pelo menos um óxido metálico é resistente ao acúmulo de combustão.Still other modalities provide methods to reduce or prevent combustion build-up on a flame-heated surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, comprising: applying at least one metallic compound to the surface, and exposing the surface with at least one metallic compound applied to an environment that will convert at least part of the compound to at least one metal oxide, where the at least one metal oxide is resistant to the accumulation of combustion.

Modalidades adicionais fornecem métodos para reduzir ou prevenir a incrustação de pelo menos uma superfície metálica de um sistema de motor a combustão ou de um seu componente, compreendendo a aplicação de pelo menos um composto metálico à superfície, e expor a superfície com o pelo menos um metal composto aplicado a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico, onde o pelo menos um óxido metálico é resistente a incrustações.Additional modalities provide methods to reduce or prevent the fouling of at least one metallic surface of a combustion engine system or a component thereof, comprising applying at least one metallic compound to the surface, and exposing the surface with at least one compound metal applied to an environment that will convert at least part of the compound to at least one metal oxide, where at least one metal oxide is resistant to fouling.

Em algumas modalidades, o pelo menos um óxido metálico é operável para tornar uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido com ele tratado resistente à degradação ou incrustação por um período de pelo menos dias ou semanas. Em outra modalidade, o pelo menos um óxido metálico é operável para tornar uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido assim tratado resistente à degradação ou incrustação por um período de pelo menos meses ou anos.In some embodiments, at least one metal oxide is operable to render a surface of a processing or fluid transport system treated with it resistant to degradation or fouling for a period of at least days or weeks. In another embodiment, at least one metal oxide is operable to render a surface of a processing or fluid transport system so treated resistant to degradation or fouling for a period of at least months or years.

Algumas modalidades da invenção proporcionam um aprimorado tratamento de superfície resistente à corrosão através da criação de uma estrutura de granulação nanocristalina de materiais de base zircônia ou materiais de base cério, ou tratamentos de superfície de outras composições elementares nanocristalinas com microestruturas que servem para isolar o substrato do ataque químico, térmico ou galvânico.Some embodiments of the invention provide an improved surface treatment resistant to corrosion by creating a nanocrystalline granulation structure of zirconia-based materials or cerium-based materials, or surface treatments of other elemental nanocrystalline compositions with microstructures that serve to isolate the substrate chemical, thermal or galvanic attack.

Modalidades adicionais fornecem um meio de baixo custo para formar um revestimento útil de material cerâmico de base zircônia-céria em um substrato, o revestimento possuindo uma microestrutura nanocristalina.Additional modalities provide a low cost means to form a useful coating of ceramic material based on zirconia-ceria on a substrate, the coating having a nanocrystalline microstructure.

Algumas modalidades da tecnologia vai evitar corrosão eletroquímica, inibindo o fluxo de elétrons ou íons para dentro ou a partir da superfície do substrato e de ou para dentro da corrente de fluido de processo.Some modalities of the technology will prevent electrochemical corrosion by inhibiting the flow of electrons or ions into or from the surface of the substrate and from or into the stream of process fluid.

Modalidades adicionais da invenção produzem um revestimento denso de óxido metálico que não sofre de fissuras devido a tensões térmicas.Additional embodiments of the invention produce a dense metal oxide coating that does not suffer from cracking due to thermal stresses.

Algumas modalidades produzem um revestimento de óxido metálico que não sofre com rachaduras devido ao seu método de fabricação.Some modalities produce a metal oxide coating that does not suffer from cracking due to its manufacturing method.

Em modalidades adicionais, pelo menos uma camada de óxido metálico se torna uniforme e sem rachaduras ou orifícios desde uma ampliação de cerca de 100x até cerca de 1000x.In additional embodiments, at least one layer of metal oxide becomes uniform and without cracks or holes from a magnification of about 100x to about 1000x.

Algumas modalidades fornecem um revestimento de óxido metálico compreendendo apenas um óxido metálico. Outras modalidades fornecem um revestimento de óxido metálico compreendendo apenas dois óxidos metálicos. Ainda outras modalidades fornecem um revestimento de óxido metálico com apenas três óxidos metálicos. Em ainda outras modalidades, o revestimento de óxido metálico é composto por quatro ou mais óxidos metálicos.Some embodiments provide a metal oxide coating comprising only a metal oxide. Other embodiments provide a metal oxide coating comprising only two metal oxides. Still other modalities provide a metal oxide coating with only three metal oxides. In still other embodiments, the metal oxide coating is composed of four or more metal oxides.

A presente invenção, em alguns casos, também fornece um método de baixo custo para a criação de um revestimento de óxido metálico que serve para proteger uma superfície do ataque químico, térmico e/ou galvânico. A presente invenção também fornece um meio para difundir as superfícies selecionadas com ingredientes químicos selecionados através de um processo que não requer os danosos ciclos a altas temperaturas, em diversas modalidades.The present invention, in some cases, also provides a low-cost method for creating a metal oxide coating that serves to protect a surface from chemical, thermal and / or galvanic attack. The present invention also provides a means to diffuse selected surfaces with selected chemical ingredients through a process that does not require the damaging cycles at high temperatures, in a variety of ways.

No entanto, outras modalidades da presente invenção fornecem revestimentos resistentes à corrosão de organossiloxano-sílica sobre o revestimento de óxido metálico para dar utilidade prolongada para os substratos, quando tais substratos têm a tendência de corrosão em ambientes aquosos, com ou sem adição de sais e outras impurezas dissolvidas na água.However, other embodiments of the present invention provide corrosion resistant coatings of organosiloxane-silica on the metal oxide coating to give prolonged utility to the substrates, when such substrates tend to corrode in aqueous environments, with or without the addition of salts and other impurities dissolved in water.

Modalidades adicionais da invenção proporcionam um meio para formar um revestimento de óxido metálico no interior de um sistema fechado depois que ele é montado, dando uma cobertura profilática em todas as superfícies expostas ao processo selecionado, incluindo as áreas soldadas, juntas flangeadas, etc. Modalidades adicionais fornecem um sistema de processamento ou de transporte de fluido que compreendem pelo menos uma superfície compreendendo pelo menos um revestimento de óxido metálico, em que o sistema tem um tamanho grande.Additional embodiments of the invention provide a means to form a metal oxide coating within a closed system after it is assembled, providing a prophylactic cover on all surfaces exposed to the selected process, including welded areas, flanged joints, etc. Additional embodiments provide a fluid processing or transport system that comprises at least one surface comprising at least one metal oxide coating, the system having a large size.

Algumas modalidades da invenção podem ser implementadas de modo que os revestimentos de óxido metálico sejam formados nos componentes de um sistema de processamento de fluidos antes de sua montagem, por exemplo, a um tubo ou trocador de calor em seu local de fabrico original. Desta forma, revestimentos em massa de óxidos metálicos podem ser formados de forma mais automatizada nessas modalidades, proporcionando assim uma cobertura na maior parte da superfície interna de um sistema ao mesmo tempo em que ainda proporcionando um menor mas selecionado nível de proteção contra a degradação da superfície, isto é, deixando as áreas soldadas no campo não cobertas, o que pode ser adequado para algumas aplicações. Em outras modalidades, apenas certas superfícies dentro de um sistema podem ser revestidas para a desejada performance, sela ela para proteção superficial contra degradação, atividade catalítica, ou uma combinação dessas.Some embodiments of the invention can be implemented so that metal oxide coatings are formed on the components of a fluid processing system prior to assembly, for example, to a tube or heat exchanger at its original manufacturing site. In this way, mass coatings of metal oxides can be formed in a more automated way in these modalities, thus providing a coverage in most of the internal surface of a system while still providing a lower but selected level of protection against degradation of the system. that is, leaving the welded areas in the field uncovered, which may be suitable for some applications. In other embodiments, only certain surfaces within a system can be coated for the desired performance, sealing it for surface protection against degradation, catalytic activity, or a combination of these.

Por conseguinte, modalidades adicionais da presente invenção fornecem artigos de fabricação adaptáveis para proporcionar uma superfície de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele, onde a superfície compreende pelo menos um óxido metálico. Em algumas dessas modalidades, pelo menos parte do óxido metálico está presente como uma camada difusa.Therefore, additional embodiments of the present invention provide articles of manufacture adaptable to provide a surface of a fluid processing or transport system, or a part thereof, where the surface comprises at least one metal oxide. In some of these modalities, at least part of the metal oxide is present as a diffuse layer.

Algumas modalidades desta invenção fornecem um processo para aplicar um tratamento superficial para a superfície interna de um sistema de processo industrial ou uma parte dele tal que a erosão, corrosão, ou o acúmulo de detritos ou uma combinação dos mesmos seja satisfatoriamente resistida por parte do tratamento de superfície e da superfície subjacente, resultando em um melhor desempenho do sistema de processamento de fluidos industrial ou seus componentes.Some embodiments of this invention provide a process for applying a surface treatment to the inner surface of an industrial process system or a part of it such that erosion, corrosion, or the accumulation of debris or a combination thereof is satisfactorily resisted by the treatment. surface and underlying surface, resulting in better performance of the industrial fluid processing system or its components.

Outras modalidades da invenção fornece um método de formar um revestimento de óxido metálico que fica bem aderido às superfícies internas selecionadas de sistema de processo industrial.Other embodiments of the invention provide a method of forming a metal oxide coating that adheres well to the selected internal surfaces of the industrial process system.

Ainda outras modalidades da invenção fornecem um método de formar um revestimento de óxido metálico no interior de um sistema fechado de tubulação, onde o revestimento tem uma espessura de 5 micra ou menos.Still other embodiments of the invention provide a method of forming a metal oxide coating within a closed piping system, where the coating has a thickness of 5 microns or less.

Modalidades adicionais da invenção fornecem um meio econômico para formar um revestimento de óxido metálico superfícies internas selecionadas de um sistema de processo industrial.Additional embodiments of the invention provide an economical means to form a metal oxide coating on internal surfaces selected from an industrial process system.

Ainda outras modalidades fornecem um método de formar um revestimento de óxi do metálico em pelo menos um componente de um sistema de processo industrial antes da montagem.Still other embodiments provide a method of forming an oxide coating of the metal on at least one component of an industrial process system prior to assembly.

Modalidades adicionais fornecem um método de formar um revestimento de óxido metálico em pelo menos um componente de um sistema de processo industrial que tenha estado em serviço, no qual a superfície interna do componente, por exemplo, um cano ou tubo, foram limpos com qualquer método adequado de limpeza de superfícies internas dos componentes do sistema de processos industriais, tais como solvente de lavagem, jateamento, raspagem, condicionamento, mecânica e/ou polimento químico, granalha, limpeza a vapor, e métodos similares.Additional modalities provide a method of forming a metal oxide coating on at least one component of an industrial process system that has been in service, in which the component's internal surface, for example, a pipe or tube, has been cleaned with any method suitable for cleaning internal surfaces of components of the industrial process system, such as washing solvent, blasting, scraping, conditioning, mechanical and / or chemical polishing, shot blasting, steam cleaning, and similar methods.

Ainda modalidades adicionais da invenção fornecem um método de formar um revestimento de óxido metálico em pelo menos uma porção de um sistema de processo de montagem industrial, de modo que as áreas soldadas, flanges e variados pontos de concentração no âmbito do sistema recebam o revestimento.Still further embodiments of the invention provide a method of forming a metal oxide coating on at least a portion of an industrial assembly process system, so that welded areas, flanges and various concentration points within the system receive the coating.

Outras modalidades adicionais fornecem um método de formar um revestimento de óxido metálico em pelo menos uma porção de um sistema de processo de montagem industrial, após todas as operações de soldagem da montagem, brasagem, e processos similares de união estarem concluídas, quando assim se desejar, para eliminar a degradação que ocorre quando os componentes com revestimentos pré-existentes são unidos com processos de junção em temperaturas elevadas. Por exemplo, a criação de uma junta soldada em um tubo com um tratamento convencional de superfície resulta geralmente na degradação do tratamento convencional de superfície em zonas limítrofes da área soldada, reduzindo ou eliminando a eficácia do tratamento convencional de superfície.Other additional embodiments provide a method of forming a metal oxide coating on at least a portion of an industrial assembly process system, after all assembly welding, brazing, and similar joining processes are completed, when desired , to eliminate the degradation that occurs when components with pre-existing coatings are joined with joining processes at elevated temperatures. For example, the creation of a welded joint in a tube with a conventional surface treatment generally results in the degradation of the conventional surface treatment in areas bordering the welded area, reducing or eliminating the effectiveness of conventional surface treatment.

Outras modalidades da invenção fornecem um método de formação de múltiplas camadas de pelo menos um óxido metálico em pelo menos uma porção de um sistema de processo de montagem industrial.Other embodiments of the invention provide a method of forming multiple layers of at least one metal oxide in at least a portion of an industrial assembly process system.

Algumas modalidades da presente invenção fornecem um método para a formação de pelo menos um óxido metálico sobre a superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de fluidos ou de um seu componente, que compreende:Some embodiments of the present invention provide a method for forming at least one metal oxide on the inner surface of a fluid processing or transport system or component, comprising:

colocar pelo menos um “pig” o mais próximo da superfície interna;place at least one “pig” as close to the inner surface;

aplicar pelo menos um composto metálico na superfície interna com o pelo menos um “pig”; e converter pelo menos parte do composto metálico a pelo menos um óxido metálico.apply at least one metallic compound on the internal surface with at least one “pig”; and converting at least part of the metallic compound to at least one metallic oxide.

Em outras modalidades, o processo de colocação, aplicação e conversão pode ser repetido, formando pelo menos um óxido metálico em mais de uma camada. Ainda em outras modalidades, vários métodos podem ser usados para aplicar pelo menos um composto metálico à superfície interna, adicionalmente aos métodos que empregam pelo menos um “pig”, formando novamente pelo menos um óxido metálico em mais de uma camada. Assim, em certas modalidades, a presente invenção se refere a processos de aplicação de uma composição escolhida para as superfícies selecionadas de um sistema de processo industrial, utilizando em seguida um método de conversão para converter a formulação a um revestimento útil de superfície.In other modalities, the process of placement, application and conversion can be repeated, forming at least one metal oxide in more than one layer. In yet other modalities, several methods can be used to apply at least one metallic compound to the internal surface, in addition to methods that employ at least one “pig”, again forming at least one metallic oxide in more than one layer. Thus, in certain embodiments, the present invention relates to processes for applying a chosen composition to the selected surfaces of an industrial process system, then using a conversion method to convert the formulation to a useful surface coating.

Em algumas modalidades de métodos da presente invenção, pelo menos, um óxido metálico ou revestimento de óxido metálico é formado em um ambiente inerte, incluindo um ambiente onde não há oxigênio, ou não exista oxigênio substancialmente presente. Em outras modalidades, pelo menos, um óxido metálico ou revestimento de óxido metálico é formada em um ambiente aeróbico.In some embodiments of methods of the present invention, at least a metal oxide or metal oxide coating is formed in an inert environment, including an environment where there is no oxygen, or substantially no oxygen is present. In other embodiments, at least a metal oxide or metal oxide coating is formed in an aerobic environment.

Os sistemas industriais de processamento e/ou transporte de fluido operáveis para serem tratados com óxidos metálicos incluindo revestimentos de óxidos metálicos, de acordo com algumas modalidades da invenção, incluem sem limitação refinarias de petróleo, fábricas de processamento petroquímico, instalações de transporte e armazenamento de petróleo tais como oleodutos, tanques de óleo, veículos de transporte de combustível e tanques e bombas de combustível em postos de abastecimento, sensores, unidades industriais de fabricação e produtos químicos, sistemas de armazenamento e transporte de fluidos de uso aeronáutico e aeroespaciais, sistemas de processamento de alimentos e laticínios, motores a combustão, motores a turbina, e motores de foguetes.Industrial fluid processing and / or transport systems operable to be treated with metal oxides including metal oxide coatings, according to some embodiments of the invention, include without limitation oil refineries, petrochemical processing plants, transportation and storage facilities for petroleum such as pipelines, oil tanks, fuel transport vehicles and fuel tanks and pumps at filling stations, sensors, industrial manufacturing units and chemicals, storage and transport systems for aeronautical and aerospace fluids, food and dairy processing, combustion engines, turbine engines, and rocket engines.

Breve Descrição dos DesenhosBrief Description of Drawings

Aspectos, características e vantagens adicionais da presente invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada das modalidades apresentadas a seguir.Additional aspects, characteristics and advantages of the present invention will become evident from the detailed description of the modalities presented below.

A Figura 1, adaptada a partir da Figura 6 de Patente US. No. 5230842, mostra um conjunto de “pig” útil em algumas modalidades da presente invenção para o depósito de pelo menos um composto metálico sobre a superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de fluidos.Figure 1, adapted from Figure 6 of US Patent. No. 5230842, shows a pig assembly useful in some embodiments of the present invention for depositing at least one metallic compound on the inner surface of a fluid processing or transport system.

A Figura 2 mostra uma fotografia de uma secção transversal de um tubo sem tratamento revelando um crescimento cristalino que restringe o fluxo através do tubo.Figure 2 shows a photograph of a cross section of an untreated tube revealing crystalline growth that restricts the flow through the tube.

A Figura 3 mostra uma fotografia de um cupom de aço sem revestimento após uma exposição de uma hora a Aqua Regia.Figure 3 shows a photograph of an uncoated steel coupon after an hour of exposure to Aqua Regia.

A Figura 4 mostra uma fotografia de um cupom de aço revestido com “Zircon” depois de uma hora exposto a Aqua Regia.Figure 4 shows a photograph of a steel coupon coated with “Zircon” after an hour exposed to Aqua Regia.

A Figura 5 mostra uma fotografia de um cupom de aço revestido com “Glass”, após uma hora exposto a Aqua Regia.Figure 5 shows a photograph of a steel coupon coated with “Glass”, after one hour exposed to Aqua Regia.

A Figura 6 mostra uma fotografia de um cupom de aço revestido com “YSZ” depois de uma hora exposto a Aqua Regia.Figure 6 shows a photograph of a steel coupon coated with “YSZ” after an hour exposed to Aqua Regia.

A Figura 7 mostra uma fotografia de um cupom de aço revestido com “Argila”, após uma hora exposto a Aqua Regia.Figure 7 shows a photograph of a steel coupon coated with “Clay”, after one hour exposed to Aqua Regia.

A Figura 8 mostra micrografias TEM em ampliação de cerca de dois milhões de x de um substrato de aço com um revestimento de óxido Y/Zr, em seção transversal.Figure 8 shows TEM micrographs in magnification of about two million x of a steel substrate with a Y / Zr oxide coating, in cross section.

Descrição DetalhadaDetailed Description

Como usado aqui, o termo “metal de terras raras” inclui os metais da série de lantanídeos da Tabela Periódica, incluindo lantânio. O termo “metal de transição” inclui metais dos Grupos 3-12 da Tabela Periódica (mas exclui os metais de terras raras). O termo “óxido metálico” particularmente como usado em conjunto com os termos acima inclui qualquer óxido que se forma ou seja preparado a partir do metal, independentemente dele ser naturalmente ocorrente ou não. Os átomos “metálicos” dos óxidos metálicos da presente invenção não são necessariamente limitados aos elementos que prontamente formam fases metálica em forma pura. “Compostos Metálicos” incluem substâncias como as moléculas que compreendem pelo menos um átomo de metal e pelo menos um átomo de oxigênio. OS compostos metálicos podem ser convertidos em óxidos metálicos mediante exposição a um ambiente adequado durante uma adequada quantidade de tempo.As used here, the term "rare earth metal" includes the metals in the periodic table lanthanide series, including lanthanum. The term "transition metal" includes metals from Groups 3-12 in the Periodic Table (but excludes rare earth metals). The term "metal oxide" particularly as used in conjunction with the above terms includes any oxide that forms or is prepared from metal, regardless of whether it is naturally occurring or not. The "metallic" atoms of the metal oxides of the present invention are not necessarily limited to the elements that readily form metallic phases in pure form. "Metallic Compounds" include substances such as molecules that comprise at least one metal atom and at least one oxygen atom. Metallic compounds can be converted to metal oxides upon exposure to a suitable environment for an appropriate amount of time.

Quando usados neste documento, a “deposição de fase” inclui qualquer processo de revestimento em um substrato que é seguido de exposição do substrato e/ou do material de revestimento, a um ambiente que provoca uma mudança de fase, tanto no material de revestimento, em um ou mais componentes do material de revestimento, ou do próprio substrato. A mudança de fase pode ser uma mudança de fase física, como por exemplo, uma mudança de líquido para sólido, ou de uma fase cristal para outra, ou de amorfa para cristalina ou vice-versa. “Adaptável para fornecer” indica a capacidade de disponibilizar. Por exemplo, um “artigo adaptável para proporcionar uma superfície de sistema de processamento ou de transporte de fluido” é um artigo, tal como um cano, que tem uma superfície que está ou pode ser montada em um sistema deste tipo usando etapas de fabricação, construção, e/ou montagem.When used in this document, “phase deposition” includes any coating process on a substrate that is followed by exposure of the substrate and / or the coating material, to an environment that causes a phase change, both in the coating material, in one or more components of the coating material, or of the substrate itself. The phase change can be a physical phase change, for example, a change from liquid to solid, or from one crystal phase to another, or from amorphous to crystalline or vice versa. “Adaptable to deliver” indicates the ability to deliver. For example, an "article adaptable to provide a processing or fluid transport system surface" is an article, such as a pipe, that has a surface that is or can be assembled in such a system using manufacturing steps, construction, and / or assembly.

Em algumas modalidades da invenção, um dispositivo conhecido como um “pig” é usado. Um “pig” compreende quaisquer aspectos e características adequadas. Um “pig” compreende um corpo e, opcionalmente, uma ou mais escovas, bicos de pulverização, estruturas absorventes, tais como espumas poliméricas e esponjas, estabilizadores, copos hidráulica, rodas de acionamento hidráulico e/ou trilhas, rodas mecanicamente orientada e/ou trilhas, dispositivos de conversão tais como emissores de IR, e assim por diante. Em algumas modalidades, o “pig” pode atuar para distribuir o pelo menos um composto metálico sobre a superfície a ser tratada. Em outras modalidades, o “pig” funciona como um plugue móvel, contendo um volume do pelo menos um composto metálico, para desse modo distribuí-lo à superfície. Em ainda outras modalidades, o “pig” funciona como um conversor móvel, fazendo com que pelo menos parte do composto metálico se converta a pelo menos um óxido metálico.In some embodiments of the invention, a device known as a "pig" is used. A “pig” comprises any suitable features and characteristics. A “pig” comprises a body and, optionally, one or more brushes, spray nozzles, absorbent structures, such as polymeric foams and sponges, stabilizers, hydraulic cups, hydraulic drive wheels and / or tracks, mechanically oriented wheels and / or tracks, conversion devices such as IR emitters, and so on. In some modalities, the “pig” can act to distribute at least one metallic compound on the surface to be treated. In other modalities, the “pig” works as a mobile plug, containing a volume of at least one metallic compound, in order to distribute it on the surface. In still other modalities, the “pig” works as a mobile converter, causing at least part of the metallic compound to convert to at least one metallic oxide.

Em certas modalidades, um “pig” é ou compreende uma esponja. Esponjas apropriadas incluem, mas não se limitam a, espumas de células abertas, espumas de células fechadas, esponjas com um diâmetro superior ao diâmetro interno de uma tubulação a ser tratada, e esponjas compreendendo poliuretano, poliéster, polietileno, álcool polivinílico, celulose, esponja natural e combinações desses mencionados. Costuma-se usar “pigs” que sejam razoavelmente densos e relativamente incompressíveis, e que possuam um diâmetro que seja talvez cinco por cento maior que o diâmetro interno de um tubo a ser tratado com o “pig”. No entanto, se esse “pig” é danificado durante a sua passagem através da tubulação, o “pig” pode perder sua capacidade de formar uma vedação suficiente para permitir que o “pig” seja empurrado através da tubulação. Os requerentes descobriram de modo inesperado que a utilização de uma esponja altamente compressível como o “pig” proporciona numerosas vantagens sobre os “pigs” menos compressíveis. Algumas dessas vantagens, uma ou mais das quais precisam estar presentes numa dada modalidade da presente invenção, incluem:In certain embodiments, a “pig” is or comprises a sponge. Suitable sponges include, but are not limited to, open cell foams, closed cell foams, sponges larger than the inner diameter of a pipe to be treated, and sponges comprising polyurethane, polyester, polyethylene, polyvinyl alcohol, cellulose, sponge natural and combinations of those mentioned. It is customary to use “pigs” that are reasonably dense and relatively incompressible, and that have a diameter that is perhaps five percent larger than the inside diameter of a tube to be treated with the “pig”. However, if that “pig” is damaged during its passage through the pipe, the “pig” may lose its ability to form a sufficient seal to allow the “pig” to be pushed through the pipe. Applicants have unexpectedly discovered that the use of a highly compressible sponge such as "pig" provides numerous advantages over less compressible "pigs". Some of these advantages, one or more of which need to be present in a given embodiment of the present invention, include:

• esponjas altamente compressíveis são mais capazes de manobrar com as “orelhas de mula”, que são inserções a 90 graus de um tubo entrando em um outro, e outras geometrias difíceis de tubo tais como cotovelos e curvas-U. Em alguns casos, uma esponja compressível pode navegar uma U-curva que aparece muito próximo à flange de lançamento do “pig”, ao passo que um “pig” rígido não pode construir o impulso necessário para ultrapassar a curva-U. Os “pigs” rígidos frequentemente ficam presos e se destroem quando navegando em geometrias difíceis de tubulações.• highly compressible sponges are better able to maneuver with “mule ears”, which are 90-degree inserts from one tube into another, and other difficult tube geometries such as elbows and U-curves. In some cases, a compressible sponge can navigate a U-curve that appears very close to the launching flange of the “pig”, whereas a rigid “pig” cannot build the momentum necessary to overcome the U-curve. Rigid pigs often get stuck and destroy themselves when navigating difficult pipe geometries.

• esponjas altamente compressíveis podem tratar tubos com diâmetros internos diferentes. Um “pig” menos compressível passando de um menor diâmetro para um maior diâmetro pode perder sua capacidade de formar um selo, e podem ficar presos na porção mais larga da tubulação. Uma esponja altamente compressíveis possuindo substancial “deflexão” ou resiliência, pode se expandir para contatar plenamente toda a superfície interna da parte mais larga do tubo, e é menos passível de perder sua capacidade de selagem.• highly compressible sponges can treat tubes with different internal diameters. A less compressible pig moving from a smaller diameter to a larger diameter can lose its ability to form a seal, and can become trapped in the widest portion of the pipe. A highly compressible sponge having substantial "deflection" or resilience, can expand to fully contact the entire inner surface of the widest part of the tube, and is less likely to lose its sealing ability.

• Uma esponja altamente compressível, tal como uma esponja de espuma de células abertas, pode absorver um líquido de tratamento, e depois aplicar o líquido na superfície interna de uma tubulação. Por outro lado, um “pig” não compressível requer que uma quantidade do líquido de tratamento seja colocada no tubo antes do “pig”. Isso pode provocar confusão, ou pode requerer mais um “pig” para conter o líquido de tratamento.• A highly compressible sponge, such as an open cell foam sponge, can absorb a treatment liquid, and then apply the liquid to the inside surface of a pipe. On the other hand, a non-compressible “pig” requires that a quantity of the treatment liquid be placed in the tube before the “pig”. This can cause confusion, or it may require another "pig" to contain the treatment liquid.

• Uma esponja não precisa ter uma forma particular, ao passo que um “pig” é geralmente fabricados com uma certa forma de modo a poder viajar através de um tubo. Esta vantagem permite economia de custos, além da maior capacidade de manobras como mencionado acima.• A sponge does not need to have a particular shape, whereas a “pig” is usually manufactured in a certain way so that it can travel through a tube. This advantage allows cost savings, in addition to the greater maneuverability as mentioned above.

Em modalidades adicionais, um pacote de raspagem compreende um primeiro “pig” e um segundo “pig”, e uma quantidade de líquido de revestimento que compreende pelo menos um composto metálico. Outras modalidades incluem um ou mais “pigs” adicionais ou outros componentes posicionados entre o primeiro “pig” e o segundo “pig”. Em algumas modalidades, o primeiro “pig” atua como um elemento de vedação dentro de um cano ou tubo e um segundo “pig” é posicionado dentro de uma seção escolhida de um tubo a uma distância atrás do primeiro “pig” de tal forma que um volume fica definido pela seção traseira do primeiro “pig”, as paredes internas do tubo, e o segmento frontal do segundo “pig”. Esse volume definido pode ser preenchido com o líquido de revestimento e o segundo “pig” construído de forma que à medida que o par de “pigs” é transportado ao longo da extensão do tubo, uma fina película do líquido é deixada vazar pelo “pig” acompanhante (segundo) e desse modo o líquido se torna distribuído sobre a superfície interna do tubo.In additional embodiments, a scraping package comprises a first "pig" and a second "pig", and an amount of coating liquid comprising at least one metallic compound. Other modalities include one or more additional "pigs" or other components positioned between the first "pig" and the second "pig". In some embodiments, the first “pig” acts as a sealing element within a pipe or tube and a second “pig” is positioned within a chosen section of a tube at a distance behind the first “pig” in such a way that a volume is defined by the rear section of the first “pig”, the inner walls of the tube, and the front segment of the second “pig”. This defined volume can be filled with the coating liquid and the second “pig” is constructed so that as the pair of “pigs” is transported along the length of the tube, a thin film of the liquid is allowed to leak through the “pig” ”Companion (second) and in this way the liquid becomes distributed over the inner surface of the tube.

Em algumas implementações da invenção o “pig” acompanhante pode ser construído com uma superfície externa sendo composta de um material absorvente, por exemplo, espuma de uretano, de modo que o “pig” acompanhante (segundo) serve como um esfregão que aplica o líquido na superfície interna das paredes internas do tubo. Nesta implementação da invenção o volume de líquido que reside entre o primeiro “pig” e o segundo “pig” serve como um reservatório para manter o “pig” acompanhante saturado com a formulação líquida tal que o molhamento da superfície interna das paredes internas do tubo se realiza de forma contínua no transcurso de um comprimento selecionado dentro do tubo.In some implementations of the invention the accompanying “pig” can be constructed with an external surface being composed of an absorbent material, for example, urethane foam, so that the accompanying “pig” (second) serves as a mop that applies the liquid on the inner surface of the inner walls of the tube. In this implementation of the invention the volume of liquid that resides between the first “pig” and the second “pig” serves as a reservoir to keep the accompanying “pig” saturated with the liquid formulation such that the wetting of the inner surface of the inner walls of the tube it is performed continuously over a selected length within the tube.

Em algumas modalidades da invenção, a força motriz para o movimento do pacote de raspagem pode ser fornecido por ar ou por outra pressão de gás fornecida atrás do “pig” de acompanhamento, tirando vantagem do fato de que o líquido de revestimento residente entre os dois “pigs” é um líquido incompressível e desse modo a pressão do gás que atua sobre o “pig” acompanhante (segundo) será transferida para o primeiro “pig” (líder) e, contanto que a pressão de gás mais a frente do “pig” líder (primeiro) seja suficientemente menor que a pressão de gás que pressiona no lado traseiro do “pig” acompanhante (segundo), o movimento irá ocorrer de modo que o pacote de raspagem se movimenta no sentido da zona de menor pressão de gás dentro do tubo. Em algumas modalidades, a pressão de gás que pressiona contra o “pig” acompanhante pode precisar ser maior que a pressão de gás à frente do “pig” líder por um valor de até 4,14 MPa (600 psi) em alguns casos para promover a movimentação do pacote de raspagem. Em outras modalidades, a pressão do gás pode ser fornecido usando quaisquer métodos adequados, como, por exemplo, um ou mais dos compressores, ventiladores, bombas, reações químicas, combustão e assim por diante.In some embodiments of the invention, the driving force for the movement of the scraping package can be provided by air or by another gas pressure supplied behind the accompanying pig, taking advantage of the fact that the resident coating liquid between the two “Pigs” is an incompressible liquid and thus the pressure of the gas acting on the accompanying “pig” (second) will be transferred to the first “pig” (leader) and, as long as the gas pressure beyond the “pig” Leader (first) is sufficiently less than the gas pressure pressing on the rear side of the accompanying “pig” (second), the movement will occur so that the scraping pack moves towards the lower gas pressure zone inside the tube. In some embodiments, the gas pressure that presses against the accompanying “pig” may need to be greater than the gas pressure in front of the leading “pig” by up to 4.14 MPa (600 psi) in some cases to promote moving the scraping pack. In other embodiments, gas pressure can be supplied using any suitable methods, such as, for example, one or more of the compressors, fans, pumps, chemical reactions, combustion and so on.

Em outras modalidades da invenção, a força motriz para o pacote de raspagem pode ser fornecido com gás inerte ou mistura gasosa comprimida tal que as superfícies internas molhadas do sistema de tubulação fiquem pelo menos parcialmente impedidas de oxidação, uma vez molhadas com o líquido de revestimento . Em algumas modalidades, o gás inerte ou mistura gasosa pode ser aquecido a uma temperatura escolhida suficiente para converter pelo menos uma parte do líquido de revestimento que molha as superfícies internas do tubo em um revestimento de óxido metálico.In other embodiments of the invention, the driving force for the scraping package can be provided with inert gas or compressed gas mixture such that the wet internal surfaces of the piping system are at least partially prevented from oxidation, once wet with the coating liquid . In some embodiments, the inert gas or gas mixture can be heated to a temperature chosen sufficient to convert at least part of the coating liquid that wets the inner surfaces of the tube into a metal oxide coating.

Em outras modalidades da invenção um gás inerte, pode ser introduzido no sistema de tubulação depois de ter sido molhada com o revestimento líquido, mas antes do aquecimento de ainda uma porção das paredes da tubulação. O gás inerte, em algumas modalidades, controla a oxidação das superfícies do tubo molhado à medida que a temperatura deles é aumentada.In other embodiments of the invention, an inert gas can be introduced into the piping system after it has been wetted with the liquid coating, but before heating a portion of the pipe walls. The inert gas, in some modalities, controls the oxidation of the surfaces of the wet tube as their temperature is increased.

Em outras modalidades da invenção, a força motriz para o pacote de raspagem pode ser fornecido por pressão hidráulica fornecida para as seções mais traseiras do “pig” acompanhante, a referida pressão hidráulica sendo suficientemente maior que a pressão, seja gás ou hidráulica, que existe à frente do “pig” líder, e promovendo assim o desejado movimento no pacote de raspagem. Em ainda outras modalidades, as forças de atrito que existem entre os “pigs” e as paredes internas do tubo irão determinar a quantidade de pressão, seja gasosa ou hidráulica, que será necessária para movimentar o pacote de raspagem através da tubulação na velocidade desejada.In other embodiments of the invention, the driving force for the scraping package can be provided by hydraulic pressure supplied to the rear sections of the accompanying pig, said hydraulic pressure being sufficiently higher than the pressure, whether gas or hydraulic, that exists in front of the leading pig, and thus promoting the desired movement in the scraping package. In still other modalities, the frictional forces that exist between the “pigs” and the inner walls of the tube will determine the amount of pressure, whether gaseous or hydraulic, that will be needed to move the scraping package through the pipe at the desired speed.

Em algumas modalidades da invenção, uma cabeça de pulverização podem ser fornecidas em um ou ambos os “pigs” através do qual o material de revestimento pode ser aplicado à superfície interna do tubo. Em algumas interações desta modalidade, a pressão necessária para descarregar o material de revestimento pode ser fornecido por um recipiente de pressão provido no pacote de raspagem, como ensinado na Patente US. No. 4774905, que é incorporado por referência na sua totalidade.In some embodiments of the invention, a spray head can be provided in one or both "pigs" through which the coating material can be applied to the inner surface of the tube. In some interactions of this modality, the pressure required to discharge the coating material can be provided by a pressure vessel provided in the scraping package, as taught in the US Patent. No. 4774905, which is incorporated by reference in its entirety.

Em outras modalidades, a pressão necessária para descarregar o material de revestimento pode ser fornecido pela pressão motriz, seja hidráulica ou gasosa, que pode ser usada para empurrar o pacote de raspagem através do sistema de tubulação. Nessas modalidades, a pressão motriz que está atuando sobre o “pig” acompanhante será fisicamente transferida por consequência para o material de revestimento residente entre os dois elementos de raspagem, pressurizando desse modo o material líquido de revestimento dentro desse reservatório definido. Essa pressão pode ser usada para forçar o material líquido de revestimento através de um ou mais bicos de pulverização para aplicar o material de revestimento de superfícies internas do tubo. Em algumas modalidades onde a pressão motriz é maior do que o necessário para uma eficiente pulverização do material líquido de revestimento, um regulador de pressão já conhecido pode ser provido entre o reservatório de material de revestimento sob pressão e a(s) cabeça(s) de pulverização que limita a pressão de alimentação do líquido para a cabeça de pulverização a um nível desejado, por exemplo, 689,5 kPa(100 psi).In other embodiments, the pressure required to discharge the coating material can be provided by the driving pressure, whether hydraulic or gaseous, which can be used to push the scraping package through the piping system. In these modalities, the driving pressure that is acting on the accompanying “pig” will be physically transferred to the resident coating material between the two scraping elements, thereby pressurizing the liquid coating material within that defined reservoir. This pressure can be used to force the liquid coating material through one or more spray nozzles to apply the coating material to internal surfaces of the tube. In some embodiments where the motive pressure is higher than necessary for an efficient spraying of the liquid coating material, a known pressure regulator can be provided between the pressure coating material reservoir and the head (s) spray that limits the liquid supply pressure to the spray head to a desired level, for example, 689.5 kPa (100 psi).

Em algumas modalidades, o material líquido de revestimento pode ser fornecido por uma linha de alimentação ligada a um dos elementos de raspagem de tal forma que um ou ambos os elementos de raspagem permaneçam saturados com o material líquido de revestimento e uma quantidade desejada de líquido seja dispersa a superfície interna da tubulação. Nesta interação, a linha de alimentação pode ter discos de guia providos ao longo de seu comprimento para impedir a linha de tocar as superfícies internas do tubo e desse modo restringir a movimentação da linha.In some embodiments, the liquid coating material may be supplied by a feed line connected to one of the scraping elements such that one or both scraping elements remain saturated with the liquid coating material and a desired amount of liquid is disperses the inner surface of the pipe. In this interaction, the feed line may have guide discs provided along its length to prevent the line from touching the inner surfaces of the tube and thereby restrict the movement of the line.

Em outras modalidades, o material líquido de revestimento pode ser fornecido por uma linha de alimentação ligado a um dos elementos de raspagem tal que pelo menos um bico de pulverização fornecidos com o conjunto de “pigs” possa receber uma quantidade suficiente de líquido de revestimento para dispersar uma desejada quantidade de líquido sobre a superfície escolhida do tubo.In other embodiments, the liquid coating material can be supplied by a feed line connected to one of the scraping elements such that at least one spray nozzle provided with the set of “pigs” can receive a sufficient amount of coating liquid to disperse a desired amount of liquid over the chosen surface of the tube.

Ainda em outras modalidades, o material líquido de revestimento pressurizado pode ser fornecido por uma linha de alimentação conectada a pelo menos um “pig” provido de um bico de pulverização para a aplicação do material líquido de revestimento à superfície escolhida de um sistema de processo industrial, onde a força motriz para o movimento do dispositivo de raspagem é fornecida por um motor atuador hidráulico que aciona os dispositivos de tração, tais como rodas, o referido atuador capturando uma parcela da pressão do líquido da linha de alimentação antes do material de revestimento ser aspergido a partir do bocal de aspersão fornecido, a referida pressão hidráulica sendo provida à montante da cabeça da linha de alimentação através de meios conhecidos tais como bombas, compressores ou similares. Em algumas modalidades, a pressão que é usada para alimentar o bico de pulverização é interrompida antes de ser expulsa do bico e sua energia de pressão é usada para movimentar o “pig” para frente usando rodas acionadas por um motor hidráulico.In still other embodiments, the pressurized liquid coating material can be supplied by a supply line connected to at least one “pig” provided with a spray nozzle for the application of the liquid coating material to the chosen surface of an industrial process system. , where the driving force for the movement of the scraping device is provided by a hydraulic actuator motor that drives the traction devices, such as wheels, said actuator capturing a portion of the liquid pressure from the supply line before the coating material is sprinkled from the supplied spray nozzle, said hydraulic pressure being provided upstream of the supply line head by known means such as pumps, compressors or the like. In some embodiments, the pressure that is used to feed the spray nozzle is stopped before being expelled from the nozzle and its pressure energy is used to move the pig forward using wheels driven by a hydraulic motor.

Em algumas modalidades da invenção, um único “pig” pode ser puxado através de uma tubulação por uma linha de alimentação que transfere suficiente material líquido de revestimento ao “pig” tal que o material absorvente do “pig” permanece saturado a um nível que deixa uma sub bem molhada sobre as paredes internas do tubo, a referida linha de alimentação também sendo suficientemente forte para fornecer a necessária força de impulsão para movimentar o “pig” ao longo da extensão do tubo ou do sistema de tubulações.In some embodiments of the invention, a single “pig” can be pulled through a pipe through a supply line that transfers sufficient liquid coating material to the “pig” such that the “pig” absorbent material remains saturated at a level that leaves a very wet sub on the inner walls of the tube, said supply line also being strong enough to provide the necessary pusher force to move the “pig” along the length of the tube or the piping system.

Ainda em outras modalidades da invenção, um único “pig” pode ser puxado através de uma tubulação por uma linha de alimentação que transfere suficiente material líquido de revestimento para o “pig” e alimenta um dispositivo de spray fornecido no “pig” que atomiza o material líquido de revestimento e o direciona para as paredes internas do tubo, a referida linha de alimentação sendo também suficientemente forte para fornecer a necessária força de impulsão para movimentar o “pig” ao longo da extensão do sistema de tubo ou tubulação.In still other embodiments of the invention, a single “pig” can be pulled through a pipe through a supply line that transfers enough liquid coating material to the “pig” and feeds a spray device provided in the “pig” that atomizes the liquid coating material and directs it to the inner walls of the tube, said supply line being also strong enough to provide the necessary driving force to move the pig along the length of the tube or pipe system.

Em algumas modalidades da invenção, as guias podem ser fornecidas em pontos selecionados ao longo do tubo de alimentação para manter o tubo de alimentação centrado no plano da seção transversal da tubulação. Em algumas interações desta modalidade, a guia que centraliza o tubo de alimentação pode ser construída usando conhecidas guias de mola de aço, discos rígidos, ou qualquer outro meio conhecido por aqueles usualmente versados na técnica.In some embodiments of the invention, guides can be provided at selected points along the feed tube to keep the feed tube centered in the plane of the pipe cross section. In some interactions of this modality, the guide that centers the feeding tube can be constructed using known steel spring guides, hard disks, or any other means known to those usually skilled in the art.

Em algumas modalidades da invenção do revestimento líquido, compreendendo pelo menos um composto metálico pode ser aplicada à superfície interna de um tubo e, em seguida, expondo a superfície molhada a um ambiente que irá converter pelo menos parte do composto a pelo menos um óxido metálico, por exemplo, através da elevação da temperatura da superfície molhada a uma temperatura desejada através de meios conhecidos.In some embodiments of the liquid coating invention, comprising at least one metallic compound can be applied to the inner surface of a tube and then exposing the wet surface to an environment that will convert at least part of the compound to at least one metal oxide , for example, by raising the temperature of the wetted surface to a desired temperature by known means.

O termo alquila, tal como aqui utilizado, refere-se a um hidrocarboneto saturado de cadeia reta, ramificada ou cíclica, ou uma combinação dos mesmos, incluindo Ci a C24, metila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, isobutila, t-butila, n-pentila, ciclopentila, isopentílico, neopentila, n-hexila, isohexila, cicloexila, 3-metilpentila, 2,2-dimetilbutila, 2,3dimetilbutila, heptila, octila, nonil, e decila.The alkyl term, as used herein, refers to a straight chain saturated hydrocarbon or branched or cyclic, or a combination thereof, including Ci to C 24, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, n-pentyl, cyclopentyl, isopentyl, neopentyl, n-hexyl, isohexyl, cyclohexyl, 3-methylpentyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3dimethylbutyl, heptila, octyl, nonil, and decila.

O termo alcoxila, como aqui utilizado, refere-se a um hidrocarboneto saturado de cadeia reta, ramificada ou cíclica, ou uma combinação dos mesmos, incluindo a a C24, metila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, isobutila, t-butila, n-pentila, ciclopentila, isopentílico, neopentila, n-hexila, isoexila, cicloexila, 3-metilpentil decil, 2,2-dimetilbutila, 2,3dimetilbutila, heptila, octila, nonilfenol, e em que o hidrocarboneto contém um único átomo de oxigênio ligado que pode se ligar ou estar ligado a um outro átomo ou molécula.The term alkoxyl, as used herein, refers to a straight, branched or cyclic saturated hydrocarbon, or a combination thereof, including aa C 2 4, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl , t-butyl, n-pentyl, cyclopentyl, isopentyl, neopentyl, n-hexyl, isohexyl, cyclohexyl, 3-methylpentyl decyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3dimethylbutyl, heptila, octyl, nonylphenol, and in which the hydrocarbon contains a single atom of bonded oxygen that can bind or be bound to another atom or molecule.

Os termos alquenila e alquinila, como usado neste documento, referem-se a hidrocarbonetos de cadeia reta, ramificada, ou cíclica com pelo menos uma ligação dupla ou tripla, respectivamente. Alquenila e alquinila incluem, mas não se limitam a, hidrocarbonetos Ci a C24.The terms alkenyl and alkynyl, as used herein, refer to straight, branched, or cyclic hydrocarbons with at least one double or triple bond, respectively. Alkenyl and alkynyl include, but are not limited to, Ci to C 24 hydrocarbons.

O termo arila ou aromáticos, tal como aqui utilizado, refere-se à molécula hidrocarboneto de anel monocíclico ou bicíclico possuindo duplas ligações conjugadas em torno do anel. Em algumas modalidades, a molécula de anel tem de 5 a 12 membros, mas não se limita a estes. O anel pode estar não substituído ou substituído com um ou mais substituintes iguais ou diferentes selecionados de forma independente, em que os substituintes são selecionados a partir de radicais alquila, alquenila, alquinila, alcoxila, hidroxiia e radicais amino e átomos de halogênio. Arila inclui, por exemplo, naftila não substituída ou substituída e fenila não substituída ou substituída.The term aryl or aromatics, as used herein, refers to the monocyclic or bicyclic ring hydrocarbon molecule having double conjugated bonds around the ring. In some embodiments, the ring molecule has 5 to 12 members, but is not limited to these. The ring may be unsubstituted or substituted with one or more identical or different substituents selected independently, wherein the substituents are selected from alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, hydroxy and amino radicals and halogen atoms. Aryl includes, for example, unsubstituted or substituted naphthyl and unsubstituted or substituted phenyl.

O termo heteroarila como aqui utilizado refere-se a uma molécula de hidrocarboneto aromático de anel monocíclico ou bicíclico possuindo pelo menos um heteroátomo selecionado entre O, N, P e S como um membro do anel, e o anel está não substituído ou substituído com um ou mais substituintes iguais ou diferentes, independentemente selecionados de alquila, alquenila, alquinila, hidroxi, alcoxila, amino, alquilamino, dialquilamino, tiol, alquil tio, =0=NH, =PH, =S, e átomos de halogênio. Em algumas modalidades, a molécula do anel tem de 5 a 12 membros, mas não se limita a estes.The term heteroaryl as used herein refers to a monocyclic or bicyclic ring aromatic hydrocarbon molecule having at least one heteroatom selected from O, N, P and S as a member of the ring, and the ring is unsubstituted or replaced with a or more identical or different substituents, independently selected from alkyl, alkenyl, alkynyl, hydroxy, alkoxy, amino, alkylamino, dialkylamino, thiol, alkyl thio, = 0 = NH, = PH, = S, and halogen atoms. In some embodiments, the ring molecule has 5 to 12 members, but is not limited to these.

O termo hidrocarboneto se refere a moléculas que contêm carbono e hidrogênio.The term hydrocarbon refers to molecules that contain carbon and hydrogen.

“Iguais ou “diferentes”, quando descreve três ou mais substituintes por exemplo, indica combinações em que (a) todos os substituintes são iguais, (b) todos os substituintes são diferentes, e (c) alguns substituintes são iguais, mas diferentes dos outros substituintes.“Equal or“ different ”, when describing three or more substituents for example, indicates combinations in which (a) all substituents are equal, (b) all substituents are different, and (c) some substituents are the same, but different from other substituents.

Compostos metálicos apropriados que formam óxidos metálicos incluem substâncias como as moléculas que contêm pelo menos um átomo de metal e pelo menos um átomo de oxigênio. Em algumas modalidades, os compostos metálicos que formam óxidos metálicos incluem carboxilatos metálicos, alcóxidos metálicos e metal-β dicetonatos.Suitable metal compounds that form metal oxides include substances such as molecules that contain at least one metal atom and at least one oxygen atom. In some embodiments, metallic compounds that form metallic oxides include metallic carboxylates, metallic alkoxides and metal-β dicetonates.

A. Carboxilatos MetálicosA. Metallic carboxylates

Os sais metálicos de ácidos carboxílicos úeis na presente invenção podem ser produzidos a partir de quaisquer ácidos carboxílicos adequados de acordo com métodos conhecidos na arte. Por exemplo, a Patente U.S. No. 5.952.769 para Budaragin revela adequados ácidos carboxílicos e métodos de produção de sais metálicos de ácidos carboxílicos, entre outros lugares, nas colunas 5-6. A divulgação da Patente U.S. No. 5952769 é aqui incorporada por referência. Em algumas modalidades, o carboxilato metálico pode ser selecionado a partir de sais metálicos de ácido 2-hexanóico. Além disso, adequados carboxilatos metálicos podem ser adquiridos de empresas fornecedoras de produtos químicos. Por exemplo, 2-etilexanoato de cério(lll), estearato de magnésio(ll), cicloexanobutirato de manganês(ll), e metacrilato de zinco(ll) são disponíveis da Sigma-Aldrich, de St. Louis, MO. Veja Catálogo Aldrich, 2005-2006. Carboxilatos metálicos adicionais estão disponíveis, por exemplo, da Alfa Aesar de Ward Hill, MA.The metal salts of carboxylic acids useful in the present invention can be produced from any suitable carboxylic acids according to methods known in the art. For example, U.S. Patent No. 5,952,769 to Budaragin discloses suitable carboxylic acids and methods of producing metal salts of carboxylic acids, among other places, in columns 5-6. U.S. Patent No. 5,952,769 is hereby incorporated by reference. In some embodiments, metallic carboxylate can be selected from metallic salts of 2-hexanoic acid. In addition, suitable metal carboxylates can be purchased from chemical suppliers. For example, cerium 2-ethylexanoate (ll), magnesium stearate (ll), manganese cyclohexanobutyrate (ll), and zinc methacrylate (ll) are available from Sigma-Aldrich, St. Louis, MO. See Aldrich Catalog, 2005-2006. Additional metal carboxylates are available, for example, from Alfa Aesar of Ward Hill, MA.

A composição de carboxilato metálico, em algumas modalidades da presente invenção, compreende um ou mais sais metálicos de um ou mais ácidos carboxílicos (“carboxilato metálico”). Adequados carboxilatos metálicos para uso na presente invenção incluem pelo menos um átomo de metal e pelo menos um radical carboxilato -OC(O)R ligado ao pelo menos um átomo metálico. Como dito acima, carboxilatos metálicos podem ser produzidos por uma variedade de métodos conhecidos por aqueles usualmente versados na técnica. Exemplos não limitantes dos métodos para a produção de carboxilato metálico são mostrados nos esquemas de reação seguintes:The metallic carboxylate composition, in some embodiments of the present invention, comprises one or more metallic salts of one or more carboxylic acids ("metallic carboxylate"). Suitable metal carboxylates for use in the present invention include at least one metal atom and at least one carboxylate radical -OC (O) R attached to at least one metal atom. As stated above, metallic carboxylates can be produced by a variety of methods known to those usually skilled in the art. Non-limiting examples of methods for the production of metallic carboxylate are shown in the following reaction schemes:

nRCOOH + Me -> (RCOO)nMen+ + 0,5nH2 (para metais alcalinos terrosos, metais alcalinos, e tálio).nRCOOH + Me -> (RCOO) n Me n + + 0.5nH 2 (for alkaline earth metals, alkali metals, and thallium).

nRCOOH + Men+(0H)n -»· (RCOO)nMen+ + nH20 (para praticamente todos os metais que possuem um hidróxido sólido).nRCOOH + Me n + (0H) n - »· (RCOO) nMe n + + nH20 (for practically all metals that have a solid hydroxide).

nRCOOH + Men+(CO3)0,5n -> (RCOO)nMen+ + 0,5nH2O + 0,5nCO2 (para metais alcalinos terrosos, metais alcalinos, e tálio).nRCOOH + Me n + (CO3) 0.5n -> (RCOO) nMe n + + 0.5nH2O + 0.5nCO 2 (for alkaline earth metals, alkali metals, and thallium).

nRCOOH + Men+(X)n/m -> (RCOO)nMen+ + n/mHmX (extração líquida, utilizável para- praticamente todos os metais que possuem sais no estado sólido).nRCOOH + Me n + (X) n / m -> (RCOO) nMe n + + n / mHmX (liquid extraction, usable for- practically all metals that have solid salts).

Nos esquemas de reação mencionados, X é um ânion com um carga negativa m, tal como, por exemplo, ânion haleto, ânion sulfato, ânion carbonato, ânion fosfato, entre outros, n é um inteiro positivo, e Me representa um átomo de metal.In the reaction schemes mentioned, X is an anion with a negative charge m, such as, for example, halide anion, sulfate anion, carbonate anion, phosphate anion, among others, n is a positive integer, and Me represents a metal atom .

R em esquemas de reação mencionados pode ser selecionado a partir de uma ampla variedade de radicais. Adequados ácidos carboxílicos para uso na produção de carboxilatos metálicos incluem, por exemplo:R in the mentioned reaction schemes can be selected from a wide variety of radicals. Suitable carboxylic acids for use in the production of metal carboxylates include, for example:

Ácidos monocarboxílicos:Monocarboxylic acids:

Ácidos monocarboxílicos onde R é hidrogênio ou radicais hidrocarbonetos não ramificados, tais como, por exemplo, HCOOH - fórmico, CH3COOH - acético, CH3CH2COOH propiônico, CH3CH2CH2COOH (C4H8O2)- butírico, C5H10O2 - valérico, C6H12O2 - capróico, C7Hi4 - enântico; adicionais: ácidos caprílico, pelargônico, undecanóico, dodecanóico, tridecílico, mirístico, pentadecílico, palmítico, margárico, esteárico, e nonadecílico;Monocarboxylic acids where R is hydrogen or unbranched hydrocarbon radicals, such as, for example, HCOOH - formic, CH 3 COOH - acetic, CH 3 CH 2 COOH propionic, CH 3 CH 2 CH 2 COOH (C 4 H 8 O 2 ) - butyric, C 5 H 10 O 2 - valeric, C 6 H 12 O 2 - capróico, C 7 Hi 4 - enantico; additional: caprylic, pelargonic, undecanoic, dodecanoic, tridecylic, myristic, pentadecyl, palmitic, marginal, stearic, and nonadecyl acids;

Ácidos monocarboxílicos onde R é um radical hidrocarboneto ramificado, tal como, por exemplo, (CH3)2CHCOOH - isobutírico, (CH3)2CHCH2COOH - 3-metil butanóico, (CH3)3CCOOH - trimetilacético, incluindo VERSATIC 10 (nome comercial), que é uma mistura de isômeros ácidos carboxílicos sintéticos saturados, derivados de uma estrutura C10 altamente ramificada;Monocarboxylic acids where R is a branched hydrocarbon radical, such as, for example, (CH 3 ) 2 CHCOOH - isobutyric, (CH 3 ) 2 CHCH 2 COOH - 3-methyl butanoic, (CH 3 ) 3 CCOOH - trimethylacetic, including VERSATIC 10 (trade name), which is a mixture of saturated synthetic carboxylic acid isomers, derived from a highly branched C 10 structure;

Ácidos monocarboxílicos em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado contendo uma ou mais ligações duplas, como, por exemplo, CH2=CHCOOH acrílico, CH3CH=CHCOOH - crotônico, CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH - oleico, CH3CH=CHCH=CHCOOH - hexa-2,4-dienóico, (CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCOOH - 3,7dimetilocta-2,6-dienóico, CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH - linoleico, adicionais: further: angélico, tíglico e elaídico;Monocarboxylic acids where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing one or more double bonds, such as, for example, CH 2 = acrylic CHCOOH, CH 3 CH = CHCOOH - crotonic, CH 3 (CH 2 ) 7 CH = CH ( CH 2 ) 7 COOH - oleic, CH 3 CH = CHCH = CHCOOH - hexa-2,4-dienoic, (CH 3 ) 2 C = CHCH 2 CH 2 C (CH 3 ) = CHCOOH - 3,7 dimethylocta-2,6 -dienic, CH 3 (CH 2 ) 4 CH = CHCH 2 CH = CH (CH 2 ) 7 COOH - linoleic, additional: further: angelic, tíglico and elaídico;

Ácidos monocarboxílicos em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado contendo uma ou mais ligações triplas, como, por exemplo, CH = CCOOH - propiólico, CH3C=CCOOH - tetrolico, CH3(CH2)4C=CCOOH - oct-2-inóico, e ácidos estearólicos;Monocarboxylic acids in which R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing one or more triple bonds, such as, for example, CH = CCOOH - propiol, CH 3 C = CCOOH - tetrol, CH 3 (CH 2 ) 4 C = CCOOH - oct-2-inoic, and stearolic acids;

Ácidos monocarboxílicos em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado contendo uma ou mais ligações duplas e uma ou mais ligações triplas;Monocarboxylic acids where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing one or more double bonds and one or more triple bonds;

Ácidos monocarboxílicos em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado contendo uma ou mais ligações duplas e uma ou mais ligações triplas e um ou mais grupos de arila;Monocarboxylic acids where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing one or more double bonds and one or more triple bonds and one or more aryl groups;

ácidos Monoidroximonocarboxílicos em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém um substituinte hidroxila, tais como, por exemplo, HOCH2COOH - glicólico, CH3CHOHCOOH - láctico, C6H5CHOHCOOH - amidálico e ácidos 2-hidroxibutírico;Monohydroxymonocarboxylic acids where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing a hydroxyl substituent, such as, for example, HOCH 2 COOH - glycolic, CH 3 CHOHCOOH - lactic, C 6 H 5 CHOHCOOH - amidalic and 2-hydroxybutyric acids;

Ácidos diidroximonocarboxílicos em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém dois substituintes hidroxila, tais como, por exemplo, (HO)2CHCOOH - ácido 2,2-diidroxiacético;Dihydroxymonocarboxylic acids where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing two hydroxyl substituents, such as, for example, (HO) 2 CHCOOH - 2,2-dihydroxyacetic acid;

Ácidos dioxicarboxílicos, em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém dois átomos de oxigênio cada um ligado a dois átomos de carbono adjacentes, como, por exemplo, C6H3(OH)2COOH - benzóico dihidroxila, C6H2(CH3)(OH)2COOH - orselinatos; mais: ácidos caféico e pipérico;Dioxicarboxylic acids, where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing two oxygen atoms each attached to two adjacent carbon atoms, such as, for example, C 6 H 3 (OH) 2 COOH - dihydroxyl benzoic, C 6 H 2 (CH 3 ) (OH) 2 COOH - orselinates; plus: caffeic and piperic acids;

Ácidos aldeído-carboxílicos, em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém um grupo aldeído, como, por exemplo, CHOCOOH - ácido glioxálico;Aldehyde-carboxylic acids, where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical that contains an aldehyde group, such as, for example, CHOCOOH - glyoxalic acid;

Ácidos ceto-carboxílicos, em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém um grupo cetona, como, por exemplo, CH3COCOOH - pirúvico, CH3COCH2COOH - acetoacético e CH3COCH2CH2COOH - ácidos Levulínicos;Keto-carboxylic acids, where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing a ketone group, such as CH 3 COCOOH - pyruvic, CH 3 COCH 2 COOH - acetoacetic and CH 3 COCH 2 CH 2 COOH - acids Levulins;

Ácidos carboxílicos monoaromáticos, em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém um substituinte arila, como, por exemplo, ácidos C6H5COOH - benzóico, C6H5CH2COOH - fenilacético, C6H5CH(CH3)COOH - 2fenilpropanóico, 06Η5ΟΗ=ΟΗΟΟΟΗ - 3-fenilacrílico e C6H5C=CCOOH - 3-fenil-propiólico;Monoaromatic carboxylic acids, where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing an aryl substituent, such as C 6 H 5 COOH - benzoic acids, C 6 H 5 CH 2 COOH - phenylacetic, C 6 H 5 CH (CH 3 ) COOH - 2-phenylpropanoic, 0 6 Η 5 ΟΗ = ΟΗΟΟΟΗ - 3-phenylacrylic and C 6 H 5 C = CCOOH - 3-phenyl-propiol;

Ácidos multicarboxílicos:Multicarboxylic acids:

Ácidos dicarboxílicos saturados, em que R é um hidrocarboneto ramificado ou não ramificados saturados radical que contém um grupo ácido carboxílico, como, por exemplo, HOOC-COOH - oxálico, HOOC-CH2-COOH - malônico, HOOC(CH2)2-COOH - succínico, HOOC(CH2)3COOH - glutárico, HOOC(CH2)4-COOH - adípico; adicionais: ácidos pimélico, subérico, azeláico, e sebácico;Saturated dicarboxylic acids, where R is a branched or unbranched saturated hydrocarbon radical containing a carboxylic acid group, such as HOOC-COOH - oxalic, HOOC-CH 2 -COOH - malonic, HOOC (CH 2 ) 2 - COOH - succinic, HOOC (CH 2 ) 3 COOH - glutaric, HOOC (CH 2 ) 4 -COOH - adipic; additional: pyelic, suberic, azelaic, and sebacic acids;

Ácidos dicarboxílicos insaturados, em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém um grupo ácido carboxílico e pelo menos uma ligação múltipla carbono-carbono, como, por exemplo, HOOC-CH=CH-COOH - fumárico; mais: ácidos maleico, citracônico, mesacônico e itacônico;Unsaturated dicarboxylic acids, where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing a carboxylic acid group and at least one carbon-carbon multiple bond, such as, for example, HOOC-CH = CH-COOH - fumaric; plus: maleic, citraconic, mesaconic and itaconic acids;

Ácidos carboxílicos aromáticos polibásicos, em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém pelo menos um grupo aromático e pelo menos um grupo ácido carboxílico, como, por exemplo, C6H4(COOH)2 - ftálico (isoftálico, tereftálico ) e C6H3(COOH)3 - ácido benzil-tri-carboxílico;Polybasic aromatic carboxylic acids, where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing at least one aromatic group and at least one carboxylic acid group, such as, for example, C 6 H 4 (COOH) 2 - phthalic (isophthalic, terephthalic ) and C 6 H 3 (COOH) 3 - benzyl-tri-carboxylic acid;

Ácidos carboxílicos polibásicos saturados, em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado que contém pelo menos um grupo ácido carboxílico, como, por exemplo, ácido etileno diamina Ν,Ν’-diacético, e ácido etilenodiaminotetracético (EDTA);Saturated polybasic carboxylic acids, where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing at least one carboxylic acid group, such as, for example, ethylene diamine Ν, Ν’-diacetic acid, and ethylene diaminetetraacetic acid (EDTA);

Oxiácidos polibásicos:Polybasic oxyacids:

Oxiácidos polibásicos, em que R é um radical hidrocarboneto ramificado ou não ramificado contendo pelo menos um substituinte hidroxila e pelo menos um grupo ácido car boxílico, como, por exemplo, HOOC-CHOH-COOH - tartrônico, HOOC-CHOH-CH2-COOH málico, HOOC-C(OH)=CH-COOH - oxaloacético, HOOC-CHOH-CHOH-COOH - tartárico e HOOC-CH2-C(OH)COOH-CH2COOH - ácido cítrico.Polybasic oxyacids, where R is a branched or unbranched hydrocarbon radical containing at least one hydroxyl substituent and at least one carboxylic acid group, such as HOOC-CHOH-COOH - tartronic, HOOC-CHOH-CH 2 -COOH malic, HOOC-C (OH) = CH-COOH - oxaloacetic, HOOC-CHOH-CHOH-COOH - tartaric and HOOC-CH 2 -C (OH) COOH-CH 2 COOH - citric acid.

Em algumas modalidades, o ácido monocarboxílico compreende um ou mais ácidos carboxílicos possuindo a fórmula I abaixo: R°-C(R”)(R’)-COOH(I) onde:In some embodiments, monocarboxylic acid comprises one or more carboxylic acids having the formula I below: R ° -C (R ") (R ') - COOH (I) where:

R° é selecionado de H ou grupos alquila Ci a C24; eR ° is selected from H or C 1 to C 24 alkyl groups; and

R’ e R” são cada independentemente selecionado dentre H e grupos alquila Ci a C24;R 'and R ”are each independently selected from H and C 1 to C 24 alkyl groups;

onde os grupos alquila de R°, R’ e R” são opcionalmente e independentemente substituídos com um ou mais substituintes, os quais são iguais ou diferentes, selecionados de radicais hidroxila, alcoxila, amino, e arila, e átomos de halogênio.where the alkyl groups of R °, R 'and R ”are optionally and independently substituted with one or more substituents, which are the same or different, selected from hydroxyl, alkoxy, amino, and aryl radicals, and halogen atoms.

Alguns ácidos carboxílicos alfa ramificados adequados possuem tipicamente um peso molecular médio na faixa de 130-420. Em algumas modalidades, os ácidos carboxílicos têm um peso molecular médio na faixa de 220-270. Os ácidos carboxílicos também podem ser uma mistura de ácidos carboxílicos terciários e quaternários de ácidos fórmula I. Ácidos VIK também podem ser usados. Ver Patente U.S. No. nas colunas 6, II. 12-51.Some suitable alpha branched carboxylic acids typically have an average molecular weight in the range of 130-420. In some embodiments, carboxylic acids have an average molecular weight in the range of 220-270. Carboxylic acids can also be a mixture of tertiary and quaternary carboxylic acids of formula I acids. VIK acids can also be used. See U.S. Patent No. in columns 6, II. 12-51.

Um ou outro de um único ácido carboxílico ou uma mistura de ácidos carboxílicos pode ser usado para formar a composição carboxilato metálico. Em algumas modalidades, uma mistura de ácidos carboxílicos é usado. Em ainda outras modalidades, a mistura contém ácido 2-etilexanóico onde R° é H, R” é C2H5 e R’ é C4H9 na fórmula (I) acima. Em algumas modalidades, este ácido é 0 ácido de mais baixo ponto de ebulição contido na mistura. Quando uma mistura de carboxilatos metálicos é utilizada, a mistura tem uma faixa mais ampla de temperatura de evaporação, tornando mais provável que a temperatura de evaporação da mistura irá se sobrepor à temperatura de decomposição do carboxilato metálico, permitindo a formação de uma camada sólida de óxido metálico. Além disso, o possibilidade de utilizar uma mistura de carboxilatos evita a necessidade e os custos de purificação de um ácido carboxílico individual.Either one of a single carboxylic acid or a mixture of carboxylic acids can be used to form the metal carboxylate composition. In some embodiments, a mixture of carboxylic acids is used. In still other embodiments, the mixture contains 2-ethylexanoic acid where R ° is H, R ”is C 2 H 5 and R 'is C 4 H 9 in the formula (I) above. In some embodiments, this acid is the lowest boiling point acid contained in the mixture. When a mixture of metal carboxylates is used, the mixture has a wider evaporation temperature range, making it more likely that the evaporation temperature of the mixture will overlap with the decomposition temperature of the metal carboxylate, allowing the formation of a solid layer of metallic oxide. In addition, the possibility of using a mixture of carboxylates avoids the need and costs of purifying an individual carboxylic acid.

Para aquelas modalidades da presente invenção que envolvem uma composição de limpeza que compreenda um ou mais ácidos carboxílicos, qualquer dos ácidos carboxílicos acima pode ser apropriado, sozinho ou em combinação.For those embodiments of the present invention that involve a cleaning composition comprising one or more carboxylic acids, any of the above carboxylic acids may be appropriate, alone or in combination.

B. ALCÓXIDOS METÁLICOSB. METALLIC ALKOXIDS

Alcóxidos metálicos adequados para utilização na presente invenção incluem pelo menos um átomo de metal e pelo menos um radical alcóxido -OR2 ligado ao pelo menos um átomo de metal. Alcóxidos metálicos incluem aqueles de fórmula II:Metal alkoxides suitable for use in the present invention include at least one metal atom and at least one -OR 2 alkoxide radical attached to at least one metal atom. Metal alkoxides include those of formula II:

M(OR2)z(II)M (OR 2 ) z (II)

Em que M é um átomo de metal de valência z+;Where M is a valence metal atom z + ;

z é um inteiro positivo, como, por exemplo, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8;z is a positive integer, such as 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8;

R2 podem ser iguais ou diferentes e são independentemente selecionados de radicais alquila não substituída e substituída, alquenila não substituída e substituída, alquenila não substituída e substituída, alquinila não substituída e substituída, heteroarila não substituída e substituída, e arila não substituída e substituída, onde os radicais alquila, alquenila, alquinila, heteroarila e arila substituídos estão substituído com um ou mais substituintes iguais ou diferentes, independentemente selecionados de radicais halogênio, hidroxila, alcoxila, amino, heteroarila, e radicais arila.R 2 can be the same or different and are independently selected from radicals unsubstituted and substituted alkyl, unsubstituted and substituted alkenyl, unsubstituted and substituted alkenyl, unsubstituted and substituted alkynyl, unsubstituted and substituted heteroaryl, and unsubstituted and substituted aryl, where the alkyl, alkenyl, alkynyl, heteroaryl and aryl substituted radicals are substituted with one or more identical or different substituents, independently selected from halogen, hydroxyl, alkoxyl, amino, heteroaryl, and aryl radicals.

Em algumas modalidades, z é selecionado de 2, 3 e 4.In some modalities, z is selected from 2, 3 and 4.

Alcóxidos metálicos estão disponíveis a partir Alfa-Aesar e Gelest, Inc., de Morrisville, PA. Alcóxidos lantanídeos tais como aqueles de Ce, Nd, Eu, Dy, Er e são comercializados por Kojundo Chemical Co., Saitama, no Japão, bem como alcóxidos de Al, Zr e Hf, entre outros. Ver, por exemplo, http://www.kojundo.co.jp/English/Guide/material/lanthagen.html.Metal alkoxides are available from Alfa-Aesar and Gelest, Inc., of Morrisville, PA. Lanthanide alkoxides such as those from Ce, Nd, Eu, Dy, Er and are marketed by Kojundo Chemical Co., Saitama, Japan, as well as Al, Zr and Hf alkoxides, among others. See, for example, http://www.kojundo.co.jp/English/Guide/material/lanthagen.html.

Exemplos de alcóxidos metálicos úteis em modalidades da presente invenção incluem metóxidos, etóxidos, propóxidos, isopropóxidos e butóxidos e seus isômeros. Os substituintes alcóxidos em um dado átomo de metal são iguais ou diferentes. Assim, por exemplo, dietóxido dimetóxido metal, metóxido diisopropoxido t-butóxido metálico e alcóxidos metálicos similares podem ser usados. Adequados substituintes alcóxidos também podem ser selecionados a partir de:Examples of metal alkoxides useful in embodiments of the present invention include methoxides, ethoxides, propoxides, isopropoxides and butoxides and their isomers. The alkoxide substituents on a given metal atom are the same or different. Thus, for example, metal dimethoxide diethoxide, diisopropoxide t-butoxide methoxide and similar metal alkoxides can be used. Suitable alkoxide substituents can also be selected from:

1. alcoóis da série alifáticos provenientes de metílico até dodecílico incluindo ramificado e isoestruturado.1. aliphatic series alcohols from methyl to dodecyl including branched and isostructured.

2. Alcoóis da série aromáticos: álcool benzílico - C6H5CH2OH; álcool etílico-fenil C8Hi0O, álcool fenil-propil - C9H12O, e assim por diante.2. Aromatic series alcohols: benzyl alcohol - C 6 H 5 CH 2 OH; ethyl alcohol-phenyl C 8 Hi 0 O, phenyl-propyl alcohol - C9H12O, and so on.

Alcóxidos metálicos úteis na presente invenção pode ser feito de acordo com vários métodos conhecidos na arte. Um método inclui a conversão de iodetos metálicos para o alcóxido metálico na presença do álcool e sua correspondente base. Por exemplo:Metal alkoxides useful in the present invention can be made according to various methods known in the art. One method includes the conversion of metal iodides to metal alkoxide in the presence of alcohol and its corresponding base. For example:

MXZ zHOR2 M(0R2)z + zHX em que M, R2, e z são como definido anteriormente para a fórmula II, e X é um ânion haleto.MX Z zHOR 2 M (0R 2 ) z + zHX where M, R 2 , and z are as previously defined for formula II, and X is a halide anion.

C. METAL β-DICETONATOSC. METAL β-DICETONATES

Metal β-dicetonatos adequados para uso na presente invenção contêm pelo menos um átomo de metal e pelo menos uma β-dicetona da fórmula III como um ligante:Metal β-diketonates suitable for use in the present invention contain at least one metal atom and at least one β-diketone of formula III as a binder:

Figure BRPI0911680A2_D0001

em queon what

R3, R4, R5 e R6 são iguais ou diferentes e são independentemente selecionados de hidrogênio, grupos alquila não substituído e substituído, alcoxila não substituído e substituído, alquenila não substituído e substituído, alquinila substituído e não substituído, heteroarila não substituído e substituído, arila substituído e não substituído, grupos ácido carboxílico, grupos éster possuindo alquila não substituído e substituído, e combinações desses mencionados, em que substituídos radicais alquila, alcoxila, alquenila, alquinila, heteroarila, e os radicais arila estão substituídas com um ou mais substituintes iguais ou diferentes, independentemente selecionados de átomos de halogênio, radicais hidroxila, alcoxila , aminoácidos, heteroarila, e radicais arila.R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same or different and are independently selected from hydrogen, unsubstituted and substituted alkyl groups, unsubstituted and substituted alkoxy, unsubstituted and substituted alkenyl, substituted and unsubstituted alkynyl, unsubstituted heteroaryl and substituted, substituted and unsubstituted aryl, carboxylic acid groups, ester groups having unsubstituted and substituted alkyl, and combinations thereof mentioned, in which alkyl, alkoxy, alkenyl, alkynyl, heteroaryl radicals are substituted, and aryl radicals are substituted with one or more equal or different substituents, independently selected from halogen atoms, hydroxyl, alkoxy radicals, amino acids, heteroaryl, and aryl radicals.

É entendido que a β-dicetona da fórmula III pode assumir diferentes configurações isoméricas e eletrônicos antes e enquanto quelatado ao átomo de metal. Por exemplo, a βdicetona livre podem apresentar isomeria enolato. Além disso, a β-dicetona não podem manter estritas duplas ligações carbono-oxigênio quando a molécula está ligada átomo de metal.It is understood that the β-diketone of formula III can assume different isomeric and electronic configurations before and while chelated to the metal atom. For example, free β-diketone may show isomerism enolate. In addition, β-diketone cannot maintain strict carbon-oxygen double bonds when the molecule is attached to the metal atom.

Exemplos de β-dicetonas úteis em modalidades da presente invenção incluem acetilacetona, trifluoroacetilacetona, hexafluoracetilacetona, 2,2,6,6-tetrametil-3,5heptanediona, 6,6,7,7,8,8,8-heptafluor-2,2-dimetil-3,5-octanodiona, acetoacetato de etila, acetoacetato de 2-metoxietila, benzoiltrifluoracetona, pivaloiltrifluoracetona, ácido benzoilpirúvico, e metil-2,4-dioxo-4-fenilbutanoato.Examples of β-diketones useful in embodiments of the present invention include acetylacetone, trifluoroacetylacetone, hexafluoracetylacetone, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5heptanedione, 6,6,7,7,8,8,8-heptafluor-2, 2-dimethyl-3,5-octanedione, ethyl acetoacetate, 2-methoxyethyl acetoacetate, benzoyltrifluoracetone, pivaloyltrifluoracetone, benzoylpyruvic acid, and methyl-2,4-dioxo-4-phenylbutanoate.

Outros ligantes são possíveis no metal β-dicetonatos úteis na invenção presente, tais como, por exemplo, alcóxidos tais como -OR2, como definido anteriormente, e os radicais dienila, tal como, por exemplo, 1,5-ciclooctadieno e norbornadienoOther binders are possible in the metal β-diketonates useful in the present invention, such as, for example, alkoxides such as -OR 2 , as defined above, and dienyl radicals, such as, for example, 1,5-cyclooctadiene and norbornadiene

Metal β-dicetonatos úteis na presente invenção pode ser feito de acordo com qualquer método conhecido na técnica, β-dicetonas são conhecidos como agentes quelantes para metais, facilitando a síntese da dicetonato a partir de sais metálicos facilmente disponíveis.Metal β-diketonates useful in the present invention can be made according to any method known in the art, β-diketones are known as metal chelating agents, facilitating the synthesis of diketonate from easily available metal salts.

Metal β-dicetonatos estão disponíveis a partir de Alfa-Aesar e Gelest, Inc. Além disso, Strem Chemicals, Inc. de Newburyport, MA, comercializa uma grande variedade de metal β-dicetonatos na Internet, no http://www.strem .com// código template.ghc?directcvdindex.Metal β-diketonates are available from Alfa-Aesar and Gelest, Inc. In addition, Strem Chemicals, Inc. of Newburyport, MA, markets a wide variety of metal β-diketonates on the Internet at http: //www.strem .com // code template.ghc? directcvdindex.

Em algumas modalidades da invenção, portas podem ser providas dentro nas superfícies externas de um componente incluso de um sistema industrial, por exemplo, nas paredes de um tubo, as referidas portas proporcionando um meio para a aplicação de um líquido no qual a pressão dentro do tubo a ser revestido é reduzida até um nível suficiente para produzir vaporização pelo menos parcial do líquido quando ele é aplicado nas partes internas do tubo, de modo que a parte vaporizada do líquido se condensa na superfície in terna do tubo e fornece uma superfície bem molhada. Em algumas modalidades, múltiplas portas de aplicação para a entrega do material líquido de revestimento para o interior em baixa pressão de um tubo podem ser providas ao longo da extensão de um composição de um tubo, por exemplo, e um selecionado fluido entregue a cada porta por meio de conhecidos distribuidores, tubulações, ou outros meios de transferência de fluido tal que suficiente material líquido seja aplicado ao interior do tubo e parcialmente ou totalmente vaporizado onde a condensação dos vapores do material de revestimento por sobre as superfícies internas do tubo para estabelecer um desejado revestimento sobre as superfícies internas do tubo. Em algumas interações dessa modalidade, os orifícios existentes providos em um sistema para a colocação de termopar pode ser usado, termprariamente ou permanentemente, como portas de introdução através das quais um material de revestimento pode ser introduzido ao interior de um sistema selado, o referido material de revestimento sendo em seguida pelo menos parcialmente vaporizado por meio de uma redução na pressão existente dentro do sistema selado.In some embodiments of the invention, doors can be provided inside the external surfaces of an included component of an industrial system, for example, in the walls of a pipe, said doors providing a means for the application of a liquid in which the pressure within the tube to be coated is reduced to a level sufficient to produce at least partial vaporization of the liquid when it is applied to the inner parts of the tube, so that the vaporized part of the liquid condenses on the inner surface of the tube and provides a well-wetted surface . In some embodiments, multiple application ports for delivering liquid liner material to the interior at low pressure of a tube can be provided along the length of a tube composition, for example, and a selected fluid delivered to each port by means of known distributors, pipes, or other means of transferring fluid such that sufficient liquid material is applied to the inside of the tube and partially or totally vaporized where the condensation of the vapors of the coating material over the inner surfaces of the tube to establish a desired coating on the inner surfaces of the tube. In some interactions of this modality, the existing orifices provided in a thermocouple placement system can be used, either thermally or permanently, as introduction doors through which a coating material can be introduced into a sealed system, said material of coating being then at least partially vaporized by means of a reduction in the pressure existing within the sealed system.

Em algumas modalidades da invenção, molhar a superfície interna do tubo é seguido por uma fase de secagem onde o calor é fornecido para as superfícies utilizando métodos adequados para realizar a conversão de pelo menos uma porção do líquido entregue em um óxido metálico de revestimento. Como descrito, os métodos adequados para a conversão de pelo menos uma porção do pelo menos um composto metálico em pelo menos um óxido metálico incluem, mas não se limitam a, lavagem do sistema molhado ou componente dele com o gás a alta temperatura, aquecimento por indução das paredes do sistema ou componente, aquecimento com um ou mais lasers, emissores de microondas, emissores de infravermelho, ou plasma; exposição a chama, por exemplo, das paredes exteriores do sistema ou componente, expondo o sistema ou componente molhado à energia térmica de uma ou mais reações exotérmicas, e combinações desses mencionados.In some embodiments of the invention, wetting the inner surface of the tube is followed by a drying phase where heat is supplied to the surfaces using suitable methods to perform the conversion of at least a portion of the liquid delivered to a metallic coating oxide. As described, suitable methods for converting at least a portion of at least one metallic compound to at least one metal oxide include, but are not limited to, washing the wet system or component thereof with the gas at high temperature, heating by induction of system or component walls, heating with one or more lasers, microwave emitters, infrared emitters, or plasma; exposure to flame, for example, from the outer walls of the system or component, exposing the wet system or component to the thermal energy of one or more exothermic reactions, and combinations of those mentioned.

Em algumas modalidades da invenção, um flexitubo de alimentação pode ser provido ao longo da extensão do lado interno de um tubo onde o tubo de alimentação tem pequenos orifícios providos em seu exterior que levam ao seu interior tal que quando a pressão dentro do tubo é maior que a pressão fora do tubo, o fluido ou os gases contidos no tubo são provocados a se movimentaram desde o interior do tubo de alimentação até o espaço intersticial entre a superfície externa do tubo e a superfície interna do tubo tal que pelo menos uma parcela do fluido se condensa por sobre a superfície interna do tubo. Em algumas modalidades da invenção a pressão dentro do espaço intersticial entre o flexitubo e a parede interna do tubo pode ser dotada com um nível de vácuo suficiente tal que qualquer líquido no interior do flexitubo será extraído para o espaço intersticial e, em seguida, depositado sobre as superfícies internas do tubo. Pelo menos uma parcela desse fluido que sai do tubo flexível irá se anexar propriamente à superfície interna do tubo e assim pode ser con vertido a um revestimento de óxido metálico através de algum processo secundário, como secagem em ar desidratado, aquecendo a superfície molhada para um selecionado temperatura, expondo o revestimento líquido à luz ultravioleta, etc.In some embodiments of the invention, a supply flexitube can be provided along the extension of the inner side of a tube where the supply tube has small holes provided on its exterior that lead to its interior such that when the pressure inside the tube is greater that the pressure outside the tube, the fluid or gases contained in the tube are caused to move from the inside of the supply tube to the interstitial space between the outer surface of the tube and the inner surface of the tube such that at least a portion of the fluid condenses over the inner surface of the tube. In some embodiments of the invention, the pressure within the interstitial space between the flexitube and the inner wall of the tube can be provided with a sufficient vacuum level such that any liquid inside the flexitube will be drawn into the interstitial space and then deposited on the inner surfaces of the tube. At least a portion of that fluid coming out of the flexible tube will attach itself properly to the inner surface of the tube and thus can be converted to a metal oxide coating through some secondary process, such as drying in dehydrated air, heating the wet surface to a temperature, exposing the liquid coating to ultraviolet light, etc.

Em algumas modalidades da invenção, um revestimento pode ser formado no interior de um tubo ou passagem através da utilização de um bocal de pulverizador alimentado por uma mangueira flexível. Por exemplo, uma composição que compreende pelo menos um composto metálico é fornecida a uma pressão suficiente para conseguir uma aplicação uniforme da composição na superfície interna da passagem, tal como mediante dispersão por um ou mais bicos de pulverização fixos a pelo menos um “pig”. Em seguida, o pelo menos um composto metálico pode ser convertido a um revestimento sobre as superfícies internas da passagem através de um processo de aquecimento provido por um emissor infravermelho que é colocado dentro da passagem bem próximo da área molhada.In some embodiments of the invention, a coating can be formed inside a tube or passage through the use of a spray nozzle fed by a flexible hose. For example, a composition comprising at least one metallic compound is supplied at a pressure sufficient to achieve uniform application of the composition to the internal surface of the passage, such as by dispersion through one or more spray nozzles attached to at least one "pig" . Then, at least one metallic compound can be converted to a coating on the internal surfaces of the passage through a heating process provided by an infrared emitter that is placed inside the passage very close to the wetted area.

Em algumas modalidades, pelo menos, um emissor de IR é montado em um “pig”, que também suporta um bico de pulverização e um meio para manter o bico de pulverização e emissor de IR centrado na passagem. Esses meios incluem, em algumas modalidades, guias tais como dedos flexíveis ou outras estruturas adequadas para a centralização de dispositivos dentro das passagens, tais como aqueles familiares para aqueles usualmente versados na técnica.In some embodiments, at least one IR emitter is mounted on a “pig”, which also supports a spray nozzle and a means for keeping the spray nozzle and IR emitter centered in the passage. These means include, in some embodiments, guides such as flexible fingers or other structures suitable for centralizing devices within passages, such as those familiar to those usually skilled in the art.

Em algumas implementações, tais guias transitam contra as paredes internas da passagem “a montante” do bocal de pulverização de modo que o contato das guias com as paredes internas da passagem do não retira a composição da superfície interna do tubo.In some implementations, such guides transit against the inner walls of the “upstream” passage of the spray nozzle so that the contact of the guides with the inner walls of the spray passage does not remove the composition from the inner surface of the tube.

Em algumas implementações, pelo menos um emissor de IR está localizado a jusante do bico de pulverização de modo que as gotas da pulverização da composição são totalmente dispersas e em contato com a parede interior da passagem da prévia à radiação eletromagnética, o emissor de IR ficando bem próximo da superfície e, assim, fornece um meio para reduzir a quantidade de spray carregado pelo ar que pode manter contato com o emissor de IR propriamente. Em algumas modalidades, o pelo menos um emissor de IR está localizado sobre o mesmo “pig” como um ou mais bicos de pulverização. Em outras modalidades, o pelo menos um emissor de IR está localizado em um “pig” outro que os “pig” que compreende um ou mais bocais de pulverização.In some implementations, at least one IR emitter is located downstream of the spray nozzle so that the spray droplets of the composition are fully dispersed and in contact with the interior wall of the passage from the previous to the electromagnetic radiation, the IR emitter becoming very close to the surface and thus provides a means to reduce the amount of spray carried by the air that can maintain contact with the IR emitter itself. In some embodiments, at least one IR emitter is located on the same “pig” as one or more spray nozzles. In other embodiments, the at least one IR emitter is located in a “pig” other than the “pig” that comprises one or more spray nozzles.

Em algumas modalidades uma alimentação de um gás inerte, pode ser fornecida para criar uma atmosfera não-oxidante para o processo de aquecimento do líquido de conversão e do material subjacente tal que a oxidação da parede interna da passagem seja reduzida ou eliminada.In some embodiments, a feed of an inert gas can be provided to create a non-oxidizing atmosphere for the process of heating the conversion liquid and the underlying material such that oxidation of the inner wall of the passage is reduced or eliminated.

Em algumas modalidades, o bocal pulverizador é alimentado com líquido sob pressão através de uma linha flexível, o emissor de IR é alimentado com energia elétrica através de fios elétricos adequados.In some embodiments, the spray nozzle is fed with liquid under pressure through a flexible line, the IR emitter is supplied with electrical energy through suitable electrical wires.

Em algumas modalidades, as guias e o(s) bocal(s) de pulverização podem ser localizados a montante do emissor de IR e a alimentação de líquido pode ser fornecida por um cano ou tubo que se estende para fora a partir da montagem através do sistema de tubulação e para fora até um reservatório com uma bomba de fluidos e também pode ter um fio de alimentação de energia elétrica que se estende para fora da montagem através do sistema de tubulação e até uma fonte elétrica adequada para os requisitos de potência do emissor de IR e dos outros dispositivos montados ao conjunto.In some embodiments, the guides and the spray nozzle (s) can be located upstream of the IR emitter and the liquid supply can be provided by a pipe or tube that extends outward from the assembly through the piping system and out to a reservoir with a fluid pump and can also have an electrical power cord that extends out of the assembly through the piping system and up to an electrical source suitable for the power requirements of the emitter IR and other devices mounted to the assembly.

Em outras modalidades da invenção, uma composição líquida compreendendo pelo menos um composto metálico pode ser aplicada às superfícies selecionadas de um sistema de fluxo de fluidos utilizando um “pig” motorizado que é equipado com pelo menos um bico de pulverização e uma ou mais unidades de dispositivos de tração onde o “pig” motorizado é movimentado através de um sistema de tubulação e borrifa a composição no interior do tubo. Em algumas modalidades, a composição pode ser fornecida através de um reservatório provido dentro do conjunto de “pig”. Meios de prover pressão ao bocal também são fornecidos através de formas conhecidas, tais como pressão do ar armazenado, bombas elétricas, ou similar, e a força motriz para a unidade de tração é fornecida a partir da pressão do ar armazenado, bombas elétricas, ou similar. Nesta implementação, o “pig” pode viajar em uma direção escolhida com a cabeça de pulverização a ser, na sua extremidade posterior, deixando assim uma aplicação, sem interrupção da composição líquida na superfície escolhida do sistema de tubulação em que viajou. Em algumas interações do presente modalidade, o “pig” pode ser movido através de uma corda ou cabo ligado ao conjunto de “pig” em um ponto selecionado.In other embodiments of the invention, a liquid composition comprising at least one metallic compound can be applied to the selected surfaces of a fluid flow system using a motorized “pig” that is equipped with at least one spray nozzle and one or more spray units. traction devices where the motorized “pig” is moved through a piping system and sprays the composition inside the tube. In some embodiments, the composition can be supplied through a reservoir provided within the “pig” set. Means of providing pressure to the nozzle are also provided in known ways, such as stored air pressure, electric pumps, or the like, and the driving force for the drive is provided from the stored air pressure, electric pumps, or similar. In this implementation, the “pig” can travel in a chosen direction with the spray head to be, at its rear end, thus leaving an application, without interrupting the liquid composition on the chosen surface of the piping system in which it traveled. In some interactions of the present modality, the “pig” can be moved through a rope or cable connected to the “pig” set at a selected point.

Em outras modalidades, a força motriz para mover o conjunto de “pigs” através do sistema para aplicar uma composição à superfície interna da zona(s) de passagem pode ser fornecida pela tensão aplicada às linhas de alimentação líquida, fios de alimentação elétrica, cabo separado de resistência suficiente para puxar a montagem, ou uma combinação desses mencionados. A tensão é fornecida por meio conhecido, em algumas modalidades, tais como um motor elétrico acionado por um dispositivo carretei montado fora do sistema de tubulação e controlado através de meios conhecidos para fornecer a desejada velocidade de trânsito da montagem “pig” ao mesmo tempo em que fornecendo o material líquido de revestimento nua desejada taxa de aplicação ao longo da extensão da linha de alimentação e fornecendo qualquer fluxo de corrente elétrica necessário numa voltagem escolhida através de opcionais fios de alimentação elétrica que percorrem desde o dispositivo carretei até a montagem. Em algumas implementações desta modalidade, o conjunto de revestimento pode primeiro passar para um local selecionado dentro de uma tubulação de passagem, ou sistema de tubulação através da utilização de pressão gasosa atuando contra um dispositivo de raspagem ligado ao conjunto de revestimento tal que o dispositivo de raspagem atua co mo um plugue parcial ou completo da seção transversal do tubo e, quando a pressão é aplicada ao interior do tubo a montante do dispositivo de raspagem, a diferença na pressão entre as partes a montante e partes a jusante com respeito ao dispositivo de raspagem provoca sua movimentação no sentido da zona de mais baixa pressão. Desta forma, o dispositivo de raspagem e a montagem de revestimento anexa, que podem incorporar guias, bocal pulverizador, e emissor de IR, ou uma combinação dos mesmos, podem ser transferidos para um local selecionado dentro do sistema de tubulação e depois recolhidos utilizando a tensão provida por sobre pelo menos uma das linhas ou cabos de alimentação.In other embodiments, the driving force to move the set of “pigs” through the system to apply a composition to the internal surface of the passage zone (s) can be provided by the voltage applied to the liquid supply lines, electrical supply wires, cable separated from enough strength to pull the assembly, or a combination of those mentioned. Voltage is supplied by known means, in some embodiments, such as an electric motor driven by a reel device mounted outside the piping system and controlled by known means to provide the desired transit speed of the “pig” assembly at the same time. that providing the desired liquid coating material at the desired application rate along the length of the supply line and providing any necessary electrical current flow at a voltage chosen through optional electrical supply wires that run from the reel device to the assembly. In some implementations of this modality, the casing assembly may first pass to a selected location within a passage piping, or piping system through the use of gas pressure acting against a scraping device connected to the casing assembly such that the scraping acts as a partial or complete plug of the pipe cross section and, when pressure is applied to the inside of the pipe upstream of the scraping device, the difference in pressure between the upstream and downstream parts with respect to the scraping device scraping causes it to move towards the lowest pressure zone. In this way, the scraping device and the attached coating assembly, which may incorporate guides, spray nozzle, and IR emitter, or a combination thereof, can be transferred to a selected location within the piping system and then collected using the voltage provided by at least one of the power lines or cables.

Em algumas modalidades da invenção, pode haver uma fase de vaporização criada depois que o material líquido de revestimento é aplicado à superfície interna do tubo onde as superfícies molhadas são expostas a uma pressão ambiente próxima ou menor que a pressão de vapor do material líquido de revestimento, resultando em mudança de fase de pelo menos parte dos materiais líquidos de revestimento da fase líquida para a fase de vapor, seguido por um aumento da pressão absoluta no sistema fazendo com que pelo menos uma parte do material vaporosa fase de revestimento, para se condensar sobre pelo menos parte das superfícies internas dos tubos, o referido processo ajudando muito na distribuição uniforme do material de revestimento sobre as superfícies internas do tubo. Em algumas implementações desta modalidade, a vaporização de pelo menos parte do material líquido de revestimento pode ser alcançada através da utilização de um sistema de bomba de vácuo que é conectado de modo fluido ao volume interior um sistema de tubulação e deixado a evacuar o volume interior criado pelas superfícies internas do tubo e os correspondentes selos ou plugues que possam estar providos em quaisquer extremidades ou portas abertas dentro do sistema de tubulação. Em implementações adicionais desta modalidade, a redução da pressão local no interior de um sistema de tubulação e sua restauração completa ou parcial à pressão do ambiente pode ser alcançado através de sistemas de controle conhecidos usando uma ou mais bombas de vácuo, ou através da utilização de portas e válvulas operadas através de meios manuais, semi-automáticos ou automáticos conhecidos por aqueles usualmente versados na técnica do controle do processo industrial. Em algumas modalidades, o vácuo necessário pode ser feito por qualquer um de uma variedade de sistemas de produção de vácuo conhecidos que incluem, mas não se limitam a, bombas, sopradores, sistemas de arraste molecular, sistemas turbo-moleculares, processos de criossorção, bomba de pulverização catódica de íons, e similares.In some embodiments of the invention, there may be a vaporization phase created after the liquid coating material is applied to the inner surface of the tube where the wet surfaces are exposed to an ambient pressure close to or less than the vapor pressure of the liquid coating material , resulting in phase change of at least part of the liquid coating materials from the liquid phase to the vapor phase, followed by an increase in absolute pressure in the system causing at least a part of the vaporous material coating phase to condense over at least part of the inner surfaces of the tubes, said process greatly helping in the uniform distribution of the coating material over the inner surfaces of the tube. In some implementations of this modality, vaporization of at least part of the liquid coating material can be achieved through the use of a vacuum pump system that is fluidly connected to the interior volume by a piping system and left to evacuate the interior volume created by the inner surfaces of the tube and the corresponding seals or plugs that may be provided at any open ends or ports within the piping system. In additional implementations of this modality, the reduction of local pressure inside a piping system and its complete or partial restoration to ambient pressure can be achieved through known control systems using one or more vacuum pumps, or through the use of doors and valves operated by manual, semi-automatic or automatic means known to those usually versed in the technique of industrial process control. In some embodiments, the required vacuum can be made by any of a variety of known vacuum production systems that include, but are not limited to, pumps, blowers, molecular entrainment systems, turbo-molecular systems, cryosorption processes, ion sputtering pump, and the like.

Em algumas interações desta modalidade a redução da pressão no interior do tubo pode ser provida através de uma redução na temperatura do sistema de tubulação enquanto o sistema está completamente selado, tirando vantagem da redução natural na pressão e volume que irá ocorrer à medida que um sistema selado é deixado resfriar e os gases internos contraem de acordo com a Lei dos Gases Ideais, expressa como,In some interactions of this modality, the pressure reduction inside the tube can be provided through a reduction in the temperature of the piping system while the system is completely sealed, taking advantage of the natural reduction in pressure and volume that will occur as a system sealed is allowed to cool and the internal gases contract in accordance with the Ideal Gas Law, expressed as,

PV=nRT onde:PV = nRT where:

P = pressãoP = pressure

V= volume n = número de moles do gásV = volume n = number of moles of gas

R= constante dos gases (8,314 m3.Pa.K’1mol'1)R = gas constant (8,314 m 3 .Pa.K ' 1 mol' 1 )

T - temperatura tal que uma redução na temperatura de uma selecionada quantidade molar do gás dentro de um sistema selado irá resultar no rebaixamento de sua pressão absoluta, proporcional à redução na temperatura.T - temperature such that a reduction in the temperature of a selected molar quantity of the gas within a sealed system will result in the reduction of its absolute pressure, proportional to the reduction in temperature.

Nesta implementação de uma modalidade, a alta temperatura usada para converter o material líquido de revestimento a um tratamento de superfície utilizável também pode ser usado para criar o vácuo necessário para a dispersão do próximo ciclo de aplicação do revestimento mediante primeiramente aquecer o sistema de tubulação utilizando um adequado meio de aquecimento, por exemplo, um forno, em seguida, selando as extremidades do tubo e quaisquer portas, capturando o ar ambiente dentro do tubo ao longo da extensão de seu comprimento, em seguida deixando o tubo e ao ar contido a resfriar até uma desejada temperatura em que a contração do ar capturado dentro do tubo selado pode induzir a pressão a cair até níveis desejados, então a introdução de um material líquido de revestimento através de portas ou passagens escolhidas pode resultar na vaporização do líquido. Em algumas interações desta modalidade, a evacuação adicional pode ser necessária para se atingir os níveis de vácuo desejado.In this implementation of a modality, the high temperature used to convert the liquid coating material to a usable surface treatment can also be used to create the vacuum required for the dispersion of the next coating application cycle by first heating the piping system using a suitable heating medium, for example, an oven, then sealing the ends of the tube and any ports, capturing the ambient air inside the tube along the length of its length, then leaving the tube and the air contained to cool to a desired temperature at which the contraction of the air captured within the sealed tube can induce the pressure to drop to desired levels, then the introduction of a liquid coating material through chosen ports or passages can result in vaporization of the liquid. In some interactions of this modality, additional evacuation may be necessary to achieve the desired vacuum levels.

Em algumas modalidades, a baixa pressão que se desenvolve dentro do sistema de tubulação selada pode precisar de ser sangrados para evitar que o nível de pressão caia abaixo de um nível selecionado, que pode induzir tensões indesejadas ou outros problemas relacionados com a vácuo a serem impostos ao sistema de tubulação. Em algumas interações desta modalidade, o tubo pode ser preenchido com um gás selecionado, tais como um gás inerte, antes da vedação e operação de resfriamento de modo que o material líquido de revestimento, uma vez introduzido no sistema de tubulação, seja vaporizado em uma atmosfera outra que a do ar normal dentro do tubo. Em uma iteração desta modalidade, um gás inerte, tal como por exemplo nitrogênio, pode ser usado para preencher totalmente ou parcialmente no tubo, e proporcionar uma atmosfera inerte para a vaporização do material líquido de revestimento tal que a subsequente operação de aquecimento resulta na conversão do material líquido na forma de um revestimento com as desejadas características. Em outras interações desta modalidade, um gás redutor, tal como hidrogênio, pode ser introduzido no sistema de tubulação antes do resfriamento e injeção do material líquido de revestimento, tal que a subsequente operação de aquecimento resulta na conversão do material líquido na forma de um revestimento com as desejadas características. Em algumas interações desta modalidade, o processo de aquecimento pode ser conseguido usando métodos conhecidos, como o aquecimento externo via indução, aquecimento interno com fluxo de gases ou líquidos na temperatura escolhida, através de emissões de microondas, por meio de chamas no exterior ou no interior do sistema, e métodos similares.In some embodiments, the low pressure that develops within the sealed piping system may need to be bled to prevent the pressure level from falling below a selected level, which can induce unwanted stresses or other vacuum related problems to be imposed to the piping system. In some interactions of this modality, the tube can be filled with a selected gas, such as an inert gas, before sealing and cooling operation so that the liquid coating material, once introduced into the piping system, is vaporized in a atmosphere other than normal air inside the tube. In an iteration of this modality, an inert gas, such as nitrogen, can be used to completely or partially fill the tube, and provide an inert atmosphere for vaporization of the liquid coating material such that the subsequent heating operation results in the conversion of the liquid material in the form of a coating with the desired characteristics. In other interactions of this modality, a reducing gas, such as hydrogen, can be introduced into the piping system before cooling and injection of the liquid coating material, such that the subsequent heating operation results in the conversion of the liquid material in the form of a coating. with the desired characteristics. In some interactions of this modality, the heating process can be achieved using known methods, such as external heating via induction, internal heating with gas or liquid flow at the chosen temperature, through microwave emissions, by means of flames outside or in system, and similar methods.

Em uma modalidade da invenção, um sistema de tubulação pode ser revestido com o uso da deposição de vapor de um material de revestimento, primeiramente selando um segmento selecionado de um sistema de tubulação ou componente, em seguida evacuando o volume interno do sistema de tubulação selado até um selecionado nível de vácuo, em seguida, mediante a introdução de uma formulação líquida composta do material de revestimento desejado, a referida formulação líquida se torna vaporizada à medida que é introduzida ao volume interno evacuado do sistema de tubulação em que quantidade suficiente de líquido é permitida a passar para o interior volume do sistema de tubulação para atingir saturação total ou parcial dos gases remanescentes no volume interno, em seguida, através da introdução de um gás selecionado, por exemplo, o nitrogênio, a pressão dentro do sistema de tubos fechados é permitida subir a um nível selecionado, resultando na condensação do material de revestimento em fase de vapor na forma de um material de revestimento em fase líquida, a referida condensação resultando no molhamento uniforme das superfícies internas do sistema selado. Em algumas implementações dessa modalidade, o processo de condensação é seguido pelo aquecimento dessas superfícies molhadas a uma temperatura suficiente para converter pelo menos uma porção do pelo menos um composto metálico em pelo menos um revestimento de óxido metálico.In one embodiment of the invention, a piping system can be coated using the vapor deposition of a coating material, first sealing a selected segment of a piping system or component, then evacuating the internal volume of the sealed piping system to a selected vacuum level, then, by introducing a liquid formulation composed of the desired coating material, said liquid formulation becomes vaporized as it is introduced to the internal volume evacuated from the piping system in which sufficient amount of liquid it is allowed to pass inwards the volume of the piping system to achieve full or partial saturation of the gases remaining in the internal volume, then through the introduction of a selected gas, for example nitrogen, the pressure within the closed pipe system allowed to rise to a selected level, resulting in condensation of the ma vapor-phase coating material in the form of a liquid-phase coating material, said condensation resulting in uniform wetting of the internal surfaces of the sealed system. In some implementations of this modality, the condensation process is followed by heating these wet surfaces to a temperature sufficient to convert at least a portion of the at least one metallic compound into at least one metal oxide coating.

Em algumas interações desta modalidade, várias camadas de revestimento de óxido metálico semelhantes ou diferentes podem ser conseguidas com repetidos ciclos de vaporização e pelo processo de condensação acima descrito. Em outras interações desta modalidade, camadas adicionais de material de revestimento podem ser aplicadas a uma superfície escolhida usando uma combinação de métodos conhecidos para realizar a construção do revestimento final desejado, por exemplo, a aspersão do pelo menos um composto metálico e em seguida a sua conversão a pelo menos um óxido metálico pode ser seguida pela deposição de vapor de um subsequente filme que pode ser seguido por camadas adicionais usando um selecionado método de aplicação descrito dentro desse pedido ou utilizando um método alternativo como desejado.In some interactions of this modality, several layers of similar or different metal oxide coating can be achieved with repeated vaporization cycles and by the condensation process described above. In other interactions of this modality, additional layers of coating material can be applied to a chosen surface using a combination of known methods to carry out the construction of the desired final coating, for example, the spraying of at least one metallic compound and then its Conversion to at least one metal oxide can be followed by the vapor deposition of a subsequent film which can be followed by additional layers using a selected application method described within that application or using an alternative method as desired.

Em algumas modalidades, o método da invenção pode incluir uma pré-aplicação de etapa de limpeza antes da aplicação da composição. Nessas modalidades, a invenção envolve a aplicação de um ou mais materiais de limpeza, que pode estar em fase de vapor, líquido, semi-sólido, ou uma combinação destes, a pelo menos uma parte das superfícies do sistema final, seguido por um lavagem e secagem a uma temperatura de secagem. A técni ca de limpeza pode ser do tipo usado para limpar as superfícies antes do revestimento, eletrodeposição, pintura, ou tratamentos de superfície similar. A etapa de limpeza pré-inscrição pode também incluir uma operação de decapagem utilizando produtos químicos conhecidos e processo para preparar a(s) superfície(s) para o revestimento.In some embodiments, the method of the invention may include a pre-application of the cleaning step before applying the composition. In these embodiments, the invention involves the application of one or more cleaning materials, which can be in the vapor, liquid, semi-solid phase, or a combination of these, to at least part of the surfaces of the final system, followed by a wash and drying at a drying temperature. The cleaning technique can be of the type used to clean surfaces before coating, electroplating, painting, or similar surface treatments. The pre-registration cleaning step may also include a pickling operation using known chemicals and a process for preparing the surface (s) for the coating.

Certas modalidades empregam uma composição de limpeza que compreende um ou mais ácidos. Outras modalidades empregam uma composição de limpeza que compreende um ou mais ácidos carboxílicos. Em modalidades adicionais, um ou mais “pigs” contatam uma composição de limpeza sendo colocado em comunicação de lançamento com o tubo a ser tratado. Em seguida, o(s) “pig(s)” Então o “pig” (s) é conduzido através do tubo, permitindo a composição de limpeza manter contato e desse modo limpar o interior do tubo. Opcionalmente, “pigs” iguais ou diferentes passam através do tubo mais de uma vez, contatando a superfície interna do tubo com a mesma ou diferente composição de limpeza. Por exemplo, uma primeira composição de limpeza pode ser um ácido, e uma segunda composição de limpeza pode ser água ou uma base suave para neutralizar o ácido. Opcionalmente, a(s) composição de limpeza é removida por qualquer método adequado, como, por exemplo, uma lavagem com líquido, como água, ar seco, e/ou nitrogênio, e/ou por aquecer o ambiente no interior do tubo para expulsar a(s) composição de limpeza. Em uma modalidade, o ambiente dentro do tubo contatado com uma composição de limpeza é aquecido a cerca de 400 °C até cerca de 427 °C em presença de nitrogênio, resfriado, e purgado com nitrogênio ou ar seco. O aquecimento pode ser feito na presença de nitrogênio, em certos casos, para limitar a reação da superfície com oxigênio e/ou água na temperatura de aquecimento. A composição de limpeza é substancialmente removida quando qualquer quantidade ou resíduo restante possa não interferir com o uso do tubo ou o tratamento posterior (tal como a formação de óxido metálico) do tubo.Certain embodiments employ a cleaning composition that comprises one or more acids. Other embodiments employ a cleaning composition that comprises one or more carboxylic acids. In additional modalities, one or more "pigs" contact a cleaning composition being placed in launch communication with the tube to be treated. Then the "pig (s)" Then the "pig" (s) is guided through the tube, allowing the cleaning composition to maintain contact and thereby clean the inside of the tube. Optionally, the same or different pigs pass through the tube more than once, contacting the inner surface of the tube with the same or different cleaning composition. For example, a first cleaning composition can be an acid, and a second cleaning composition can be water or a mild base to neutralize the acid. Optionally, the cleaning composition (s) is removed by any suitable method, such as, for example, washing with liquid, such as water, dry air, and / or nitrogen, and / or by heating the environment inside the tube to expel the cleaning composition (s). In one embodiment, the environment within the tube contacted with a cleaning composition is heated to about 400 ° C to about 427 ° C in the presence of nitrogen, cooled, and purged with nitrogen or dry air. Heating can be done in the presence of nitrogen, in certain cases, to limit the reaction of the surface with oxygen and / or water at the heating temperature. The cleaning composition is substantially removed when any amount or residue remaining may not interfere with the use of the tube or the subsequent treatment (such as metal oxide formation) of the tube.

Em outra modalidade, esponjas esféricas são embebidas com uma composição de limpeza e individualmente passadas através de um tubo a ser limpo e removidas na outra extremidade do tubo, impulsionadas por ar comprimido. Após uma, duas, três, quatro ou mais passagens, o tubo é selado, lavado com nitrogênio e aquecido para remover a composição de limpeza. Após resfriamento, o tubo pode ser limpo adicionalmente, ou uma composição de revestimento pode contatar o interior do tubo de acordo com outras modalidades da presente invenção aqui divulgadas.In another embodiment, spherical sponges are soaked with a cleaning composition and individually passed through a tube to be cleaned and removed at the other end of the tube, driven by compressed air. After one, two, three, four or more passes, the tube is sealed, flushed with nitrogen and heated to remove the cleaning composition. After cooling, the tube can be cleaned additionally, or a coating composition can contact the inside of the tube in accordance with other embodiments of the present invention disclosed herein.

Desse modo, algumas modalidades fornecem um método para limpar a superfície interna de uma tubulação, compreendendo:In this way, some modalities provide a method for cleaning the inner surface of a pipe, comprising:

colocação de um primeiro “pig” o mais próximo da superfície interna do tubo, onde o primeiro “pig” é uma esponja compressível com diâmetro em um estado não comprimido a pelo menos cerca de 1,4 vezes o maior diâmetro interno do tubo;placing a first “pig” as close to the inner surface of the tube, where the first “pig” is a compressible sponge with a diameter in an uncompressed state at least about 1.4 times the largest inner diameter of the tube;

aplicação de uma primeira composição de limpeza na superfície interna com o pri meiro “pig”, limpando desse modo a superfície interna, onde a primeira composição de limpeza compreende um ácido carboxílico; e remover substancialmente a primeira composição de limpeza da superfície interna.applying a first cleaning composition to the internal surface with the first "pig", thereby cleaning the internal surface, where the first cleaning composition comprises a carboxylic acid; and substantially removing the first cleaning composition from the inner surface.

Em outras modalidades, o método anterior inclui ainda, antes de remover substancialmente a primeira composição de limpeza,In other embodiments, the prior method also includes, before substantially removing the first cleaning composition,

Colocar um segundo “pig” o mais próximo da superfície interna do tubo; e aplicar uma segunda composição de limpeza na superfície interna com o segundo “pig”.Place a second “pig” as close to the inner surface of the tube; and apply a second cleaning composition to the inner surface with the second “pig”.

onde remover substancialmente a primeira composição de limpeza também substancialmente remove a segunda composição de limpeza.where substantially removing the first cleaning composition also substantially removes the second cleaning composition.

O diâmetro, neste caso, refere-se ao diâmetro relativo à seção transversal da tubulação a ser tratada. Assim, um “pig” de forma oblonga ou em forma de projétil tem um diâmetro relativamente ao diâmetro interno do tubo, considerando a orientação que o “pig” vai adotar dentro do tubo. O diâmetro, em geral, pode ser qualquer diâmetro adequado que permita ao “pig” manter uma vedação no tubo, tal que um fluido tal como o ar comprimido possa impulsionar o “pig” ao longo da extensão da tubulação. Em alguns casos, o diâmetro da esponja compressível é de cerca de 1,4 vezes, cerca de 2 vezes, ou cerca de 3,5 vezes o diâmetro máximo interno do tubo a ser tratado. Os diâmetros se referem a esponja em um estado não comprimido. Em certas modalidades, a esponja compressível é esférica em um estado não comprimido.The diameter, in this case, refers to the diameter relative to the cross section of the pipe to be treated. Thus, an oblong or projectile-shaped “pig” has a diameter relative to the inner diameter of the tube, considering the orientation that the “pig” will adopt inside the tube. The diameter, in general, can be any suitable diameter that allows the pig to maintain a seal in the tube, such that a fluid such as compressed air can propel the pig along the length of the pipe. In some cases, the diameter of the compressible sponge is about 1.4 times, about 2 times, or about 3.5 times the maximum internal diameter of the tube to be treated. The diameters refer to the sponge in an uncompressed state. In certain embodiments, the compressible sponge is spherical in an uncompressed state.

Algumas outras modalidades empregam uma composição de limpeza que compreende um ou mais ácidos carboxílicos. Em modalidades adicionais, a composição de limpeza compreende ácido acético, ácido fórmico, ácido propiônico, ácido 2-etilexanóico, ou uma combinação de dois ou mais desses mencionados. Em modalidades ainda mais, a primeira composição de limpeza consiste essencialmente de ácido 2-etilexanóico. Quando da descrição de uma primeira e segunda composição de limpeza, a segunda composição de limpeza pode ser igual ou diferente da primeira composição de limpeza.Some other embodiments employ a cleaning composition that comprises one or more carboxylic acids. In additional embodiments, the cleaning composition comprises acetic acid, formic acid, propionic acid, 2-ethylexanoic acid, or a combination of two or more of those mentioned. In even more embodiments, the first cleaning composition consists essentially of 2-ethylexanoic acid. When describing a first and second cleaning composition, the second cleaning composition can be the same or different from the first cleaning composition.

Modalidades adicionais fornecem um método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou de um seu componente, incluindo:Additional modalities provide a method for the formation of at least one metal oxide on an internal surface of a processing or transport system for an industrial fluid or component, including:

colocar pelo menos um primeiro “pig” o mais próximo da superfície interna do sistema de processamento ou de transporte de fluido industrial ou seus componentes;place at least one first “pig” as close to the internal surface of the processing or transport system for industrial fluid or its components;

aplicar pelo menos uma composição de limpeza na superfície interna com o pelo menos um primeiro “pig”;apply at least one cleaning composition to the internal surface with at least one first “pig”;

remover substancialmente a pelo menos uma composição de limpeza da superfície interna, colocando pelo menos um segundo “pig” o mais próximo da superfície interna do sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou o seu componente;substantially removing at least one cleaning composition from the internal surface, placing at least one second "pig" as close to the internal surface of the processing or transportation system of an industrial fluid or its component;

aplicar pelo menos um composto metálico à superfície interna com o pelo menos um segundo “pig”; e converter pelo menos parte do composto metálico a pelo menos um óxido metálico.apply at least one metallic compound to the internal surface with at least one second “pig”; and converting at least part of the metallic compound to at least one metallic oxide.

Ainda outras modalidades da presente invenção empregam pelo menos duas aplicações dos compostos metálicos iguais ou diferentes na superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial, tais como um tubo, onde duas temperaturas diferentes são usadas. Assim, certas modalidades fornecem um método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou de um seu componente, compreendendo:Still other embodiments of the present invention employ at least two applications of the same or different metallic compounds on the internal surface of an industrial fluid processing or transport system, such as a tube, where two different temperatures are used. Thus, certain modalities provide a method for the formation of at least one metal oxide on an internal surface of a processing or transport system for an industrial fluid or its component, comprising:

Colocar pelo menos um primeiro “pig” o mais próximo do sistema de processamento ou de transporte de fluido industrial ou seu componentes;Place at least one first “pig” as close to the processing or transport system for industrial fluid or its components;

aplicar pelo menos um primeiro composto metálico à superfície interna com o pelo menos um primeiro “pig”;apply at least one first metallic compound to the internal surface with at least one first “pig”;

aquecer o ambiente da superfície interior a uma temperatura variando de cerca de 400 °C até cerca de 427 °C;heating the interior surface environment to a temperature ranging from about 400 ° C to about 427 ° C;

colocar pelo menos um segundo “pig” o mais próximo da superfície interna do sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou seus componentes;place at least one second “pig” as close to the internal surface of the processing or transport system as an industrial fluid or its components;

aplicar pelo menos um segundo composto metálico à superfície interna com o pelo menos um segundo “pig”;apply at least a second metallic compound to the internal surface with at least a second “pig”;

onde o pelo menos um primeiro composto metálico e o pelo menos um segundo composto metálico são os são iguais ou diferentes; e aquecer o ambiente da superfície interna a uma temperatura variando de cerca de 438 °C até aproximadamente 604 °C, formando pelo menos um óxido metálico na superfície interna.where the at least one first metallic compound and at least one second metallic compound are the same or different; and heating the environment of the inner surface to a temperature ranging from about 438 ° C to approximately 604 ° C, forming at least one metal oxide on the inner surface.

Algumas modalidades da presente invenção fornecem um método para diminuir ou prevenir incrustações sobre uma superfície de um sensor, ou de um seu componente. Outras modalidades oferecem um sensor que compreende pelo menos uma superfície compreendendo pelo menos um óxido metálico. Em modalidades adicionais, a pelo menos uma superfície do sensor compreende pelo menos um óxido metálico, em que pelo menos parte do pelo menos um óxido metálico está presente em um revestimento difuso. Os sensores podem conter mais de uma parte, incluindo mas não limitado ao(s) elemento sensor, montagem de estruturas, e meios de avaliação de resposta tais como, por exemplo, circuitos elétricos que possam estar em um revestimento de proteção. Cada uma dessas partes possuem superfícies que possam se beneficiar de um revestimento de óxido metálico; uma ou mais dessas superfícies pode estar revestida de acordo com a invenção. Sensores que aparecem nas modalidades da presente invenção incluam, mas não se limitam a, visores, por exemplo, um vidro de visualização em uma caldeira, termopares, dispositivos de resistência térmica (RTDs), sensores de pressão, sensores de vazão e de fluxo mássico, sensores da velocidade do ar, sensores piezoelétricos, sensores de combustão foto-ótica, cromatógrafos de alta temperatura, sensores óticos, sensores UV, sensores infra-vermelhos, sensores de campo eletromagnético, sensores de onda eletromagnética, sensores de radiação, sensores químicos tóxicos, analisadores de gás, sensores de oxigênio, sensores de nitrogênio, sensores de NOx , sensores de SOx, sensores de CO2, os sensores de CO, sensores da fuligem na exaustão do diesel, outros sensores de fuligem, sensores de H2S e sensores de umidade, entre outros. Cuidados devem ser tomados para que a aplicação do composto metálico e a conversão a pelo menos um óxido metálico sejam conseguidas de modo a evitar danos ao sensor, ou evitar inibir a operação do sensor. Os danos podem ser minimizados ou evitados, em algumas modalidades, por meio da conversão em uma temperatura mais baixa, ou sem substancialmente aquecer a superfície. Alternativamente, em outras modalidades, elementos não sensíveis na superfície podem receber pelo menos um revestimento de óxido metálico antes do(s) elemento sensível ser montado dentro do sensor.Some embodiments of the present invention provide a method for reducing or preventing fouling on a sensor surface, or a component thereof. Other embodiments offer a sensor comprising at least one surface comprising at least one metal oxide. In additional embodiments, the at least one surface of the sensor comprises at least one metal oxide, wherein at least part of the at least one metal oxide is present in a diffuse coating. Sensors may contain more than one part, including but not limited to the sensor element (s), assembly of structures, and means of evaluating response such as, for example, electrical circuits that may be in a protective coating. Each of these parts has surfaces that can benefit from a metal oxide coating; one or more of these surfaces can be coated according to the invention. Sensors that appear in the modalities of the present invention include, but are not limited to, displays, for example, a viewing glass in a boiler, thermocouples, thermal resistance devices (RTDs), pressure sensors, flow and mass flow sensors , air speed sensors, piezoelectric sensors, photo-optical combustion sensors, high temperature chromatographs, optical sensors, UV sensors, infrared sensors, electromagnetic field sensors, electromagnetic wave sensors, radiation sensors, toxic chemical sensors , gas analyzers, oxygen sensors, nitrogen sensors, NOx sensors, SOx sensors, CO 2 sensors, CO sensors, soot sensors in diesel exhaust, other soot sensors, H 2 S sensors and humidity sensors, among others. Care must be taken that the application of the metallic compound and the conversion to at least one metal oxide are achieved in order to avoid damage to the sensor, or to avoid inhibiting the operation of the sensor. Damage can be minimized or avoided, in some modalities, by converting to a lower temperature, or without substantially heating the surface. Alternatively, in other embodiments, non-sensitive elements on the surface can receive at least a metal oxide coating before the sensitive element (s) is mounted inside the sensor.

Algumas modalidades da presente invenção proporcionam um revestimento de óxido metálico em uma superfície que está sujeita a formação de coque. Tais superfícies incluem, mas não se limitam a uma ou mais superfícies de:Some embodiments of the present invention provide a metal oxide coating on a surface that is subject to coke formation. Such surfaces include, but are not limited to one or more surfaces of:

Os aquecedores, trocadores de calor, torre de vácuo, e os tubos que contatam as frações mais pesadas em uma unidade de petróleo bruto ou de uma unidade de vácuo;The heaters, heat exchangers, vacuum tower, and the tubes that contact the heaviest fractions in a crude oil unit or a vacuum unit;

o forno, os tubos do aquecedor, saídas do forno, e tubos de uma unidade de craqueamento de etileno;the furnace, heater tubes, furnace outlets, and tubes from an ethylene cracking unit;

os aquecedores, tubos de aquecimento, fundos do fracionador, fundos do extrator, trocadores de calor, e tubos de uma unidade de coqueamento retardado ou um quebrador de viscosidade;the heaters, heating tubes, fractionator bottoms, extractor bottoms, heat exchangers, and tubes from a delayed coking unit or a viscosity breaker;

as pernas de imersão do ciclone e os defletores separadores do reator, a linha aérea do reator, a linha de retorno do catalisador esgotado, a admissão do regenerador de catalisador, e as bandejas superior e inferior do fracionador de uma unidade de craqueamento catalítico fluido;the cyclone immersion legs and the reactor separating deflectors, the overhead line of the reactor, the exhausted catalyst return line, the inlet of the catalyst regenerator, and the upper and lower fractionator trays of a fluid catalytic cracking unit;

os aquecedores, tubos de aquecimento, reatores, tubos do produto, tubulações de transferência de catalizador, e tubos em uma unidade de reforma catalítica de leito fixo; e os reatores, aquecedores, trocadores de calor, e canos de uma unidade de geração de gás de síntese.the heaters, heating tubes, reactors, product tubes, catalyst transfer tubes, and tubes in a fixed bed catalytic reform unit; and the reactors, heaters, heat exchangers, and pipes of a syngas generation unit.

Outras modalidades fornecem um revestimento de óxido metálico em uma superfície que está sujeita a ataque corrosivo por uma ou mais espécies presentes no fluxo de processo. Tais superfícies incluem, mas não se limitam a uma ou mais superfícies de:Other modalities provide a metal oxide coating on a surface that is subject to corrosive attack by one or more species present in the process flow. Such surfaces include, but are not limited to one or more surfaces of:

os fornos, torres, separadores, refervedores, trocadores de calor, e canos de uma unidade de petróleo bruto ou de uma unidade de vácuo;the furnaces, towers, separators, coolers, heat exchangers, and pipes of a crude oil unit or a vacuum unit;

os fracionadores, separadores, compressores, trocadores de calor, e tubos de uma unidade de coqueamento retardado;the fractionators, separators, compressors, heat exchangers, and tubes of a delayed coking unit;

um fracionador e tubulações daí provenientes de uma unidade de craqueamento catalítico fluido;a fractionator and pipes from there a fluid catalytic cracking unit;

nos tambores extratores, tubos, compressores, refervedores, e trocadores de calor de uma unidade de recuperação de produtos leves do craqueamento catalítico;in the extracting drums, tubes, compressors, coolers, and heat exchangers of a recovery unit for light products from catalytic cracking;

os trocadores de calor, separadores de produto, desbutanizador, condensadores de sobrecarga, tambores de sobrecarga, e tubos de uma unidade de reforma catalítica contínua;the heat exchangers, product separators, de-buterizer, overhead condensers, overhead drums, and tubes from a continuous catalytic reform unit;

os reatores, aquecedores, lavadores de água, separadores, compressores de reciclo de hidrogênio, separadores, trocadores de calor, bombas e tubulações de uma unidade de hidrotratamento, hidrodessulfuração, ou hidrocraqueamento;reactors, heaters, water washers, separators, hydrogen recycling compressors, separators, heat exchangers, pumps and pipes from a hydrotreating, hydrodesulphurization, or hydrocracking unit;

as bandejas, tubos, bombas, e os fundos de uma unidade de alquilação por ácido sulfúrico, incluindo as superfícies externas dos tubos que possam estar confinadas em isolamento;the trays, tubes, pumps, and the bottom of a sulfuric acid alkylation unit, including the outer surfaces of the tubes that may be confined in isolation;

o decantador, regenerador ácido, vaporizador, fracionador ácido, refervedor, separadores, condensadores, recicladores, trocadores de calor, defluorizadores, tratadores de KOH, bombas e tubulações de uma unidade de alquilacao de HF ou ácido sulfúrico; e o reator, separador, bombas e tubulações de uma unidade de refino de biodiesel.the decanter, acid regenerator, vaporizer, acid fractionator, cooler, separators, condensers, recyclers, heat exchangers, defluorizers, KOH treaters, pumps and pipes of an HF or sulfuric acid alkylation unit; and the reactor, separator, pumps and pipes of a biodiesel refining unit.

Aquele usualmente versado na técnica irá notar que mais de um mecanismo pode operar para degradar a mesma superfície. Assim, as modalidades anteriores não sugerem mecanismos exclusivos para qualquer tipo de superfície.One usually skilled in the art will notice that more than one mechanism can operate to degrade the same surface. Thus, the previous modalities do not suggest exclusive mechanisms for any type of surface.

Ainda outras modalidades da presente invenção fornecem métodos para reduzir ou prevenir o acúmulo de combustão em uma superfície aquecida por chama de um sistema de processamento ou de transporte de fluido, ou uma parte dele. Esse acúmulo de combustão pode ser de qualquer material que os depósitos nas superfícies, incluindo, por exemplo, escória, incrustação, coque, fuligem, e combinações desses mencionados. Uma superfície aquecida por chama inclui qualquer superfície exposta a combustão de combustível e seus produtos, como, por exemplo, as superfícies expostas ao fogo, fumaça, fuligem e/ou gases de combustão, mesmo que essa superfície não é contatado diretamente por um chama. Tais superfícies incluem, mas não limitado a, interior de fornos, pré-aquecedores, refervedores e chaminés; exteriores das caldeiras, os tubos do aquecedor, e reatores chama-aquecido, condutas de combustível, bem como, válvulas, ventiladores, queimadores, dispositivos de controle de combustão, condutos de cinzas e como próxima à área de combustão. Uma superfície aquecida por chama não inclui necessariamente processo fluido entrar em contato com superfícies. Para ilustrar, é contemplado que o calor é transferido a partir da superfície aquecida por chama através da parede do vaso reacional para a superfície de contato com o fluido de processo. Assim, uma parede do vaso em geral tem duas superfícies, a superfície aquecida por chama e a superfície de contato com o fluido de processo.Still other embodiments of the present invention provide methods for reducing or preventing combustion build-up on a flame-heated surface of a fluid processing or transport system, or a part of it. This combustion build-up can be of any material that deposits on surfaces, including, for example, slag, scale, coke, soot, and combinations thereof. A flame-heated surface includes any surface exposed to combustion of fuel and its products, such as, for example, surfaces exposed to fire, smoke, soot and / or combustion gases, even if that surface is not contacted directly by a flame. Such surfaces include, but are not limited to, interior furnaces, preheaters, coolers and chimneys; boiler exteriors, heater tubes, and flame-heated reactors, fuel ducts, as well as, valves, fans, burners, combustion control devices, ash ducts and as close to the combustion area. A flame-heated surface does not necessarily include a fluid process coming into contact with surfaces. To illustrate, it is contemplated that heat is transferred from the flame-heated surface through the reaction vessel wall to the contact surface with the process fluid. Thus, a vessel wall generally has two surfaces, the flame-heated surface and the contact surface with the process fluid.

Modalidades adicionais fornecem métodos para reduzir ou prevenir a incrustação de pelo menos uma superfície metálica de um sistema de motor a combustão, ou uma parte dele. Sistemas de motores a combustão incluem, mas não se limitam a, os motores de combustão interna, motores a dois tempos, motores a quatro tempos, motores a gasolina, motores diesel, motores turbo-propulsados, motores a jato, turbinas a gás e motores de foguete. As superfícies metálicas utilizadas incluem, mas não se limitam a, jato, turbo, turbofan, ram jet, scram jet, e superfícies de motores a turbina incluindo admissão, compressor, turbina, palhetas, recuperadores, pós-queimadores, bocal, superfícies de vetor de empuxo, e componentes de fornecimento de combustível; superfícies internas de motores a combustão incluem pistões, rotores, cilindros, carcaças, anéis de pistão, juntas, segmentos, cabeçotes de cilindros, cabeçotes de válvulas, pé de válvula, sedes de válvulas, faces de válvulas, componentes do trem de válvula, carnes, varetas impulsoras, seguidores de carnes, balanceiros, molas de válvulas, guias de válvulas, câmaras de combustão, cárteres, componentes do sistema de admissão, componentes do ‘supercharger’, coletores de escape, tubos de escape do gás de recirculação e válvulas, componentes turbocompressor, componentes do conversor catalítico, tubos de exaustão, injetores de combustível, e bomba de combustível; e superfícies de motores de foguetes incluindo admissão, sistemas de entrega de combustível, zonas de combustão de combustível, e as superfícies do vetor de empuxo. Em algumas modalidades, a camada de óxido metálico da superfície metálica de um sistema de motor a combustão é um revestimento oxidante. Em modalidades adicionais, o revestimento de óxido metálico ainda compreende pelo menos um metal. Os metais que podem ser desejados, tais como para fins catalíticos, por exemplo, incluem, mas não se limitam a platina, paládio, ródio, níquel, ouro, cério, prata, zinco, chumbo, rênio rutênio, e combinações de dois ou mais dos mesmos.Additional modalities provide methods to reduce or prevent the fouling of at least one metallic surface of a combustion engine system, or a part of it. Combustion engine systems include, but are not limited to, internal combustion engines, two-stroke engines, four-stroke engines, gasoline engines, diesel engines, turbo-propelled engines, jet engines, gas turbines and engines rocket. The metal surfaces used include, but are not limited to, jet, turbo, turbofan, ram jet, scram jet, and turbine engine surfaces including intake, compressor, turbine, vanes, stoves, afterburners, nozzle, vector surfaces thrust, and fuel supply components; internal surfaces of combustion engines include pistons, rotors, cylinders, housings, piston rings, gaskets, segments, cylinder heads, valve heads, valve feet, valve seats, valve faces, valve train components, meats , impeller rods, meat followers, rockers, valve springs, valve guides, combustion chambers, crankcases, intake system components, supercharger components, exhaust manifolds, recirculating gas exhaust pipes and valves, turbocharger components, catalytic converter components, exhaust pipes, fuel injectors, and fuel pump; and rocket engine surfaces including intake, fuel delivery systems, fuel combustion zones, and the thrust vector surfaces. In some embodiments, the metal oxide layer on the metal surface of a combustion engine system is an oxidizing coating. In additional embodiments, the metal oxide coating still comprises at least one metal. Metals that may be desired, such as for catalytic purposes, for example, include, but are not limited to, platinum, palladium, rhodium, nickel, gold, cerium, silver, zinc, lead, ruthenium rhenium, and combinations of two or more of the same.

Ainda outras modalidades fornecem um sistema de processamento ou de transporte de fluido que compreende pelo menos uma superfície compreendendo pelo menos um revestimento de óxido metálico, em que o sistema tem um tamanho grande. Um tamanho grande é útil para os processos comerciais de incrustação. Os sistemas industriais de processamento ou o transporte de líquidos incluem, mas não estão limitados às refinarias de petróleo; sub-sistemas de refinaria de petróleo tais como unidades de cru, unidades atmosféricas, unidades de vácuo, coqueadores retardados, craqueadores catalíticos fluidos, craqueamento catalítico de leito fixo, reformadores catalíticos contínuos, reformadores de nafta, hidrotratadores, hidrocraqueadores, alquiladores incluindo alquiladores de ácido sulfúrico e alquiladores de HF, tratadores amina, unidades de recuperação de enxofre, separadores de água ácida, unidades de isomerização e unidades de reforma por hidrogênio; unidades industriais de tratamento de água, sistemas de refrigeração de água tais como aqueles encontrados nas unidades industriais de fabricação e unidades de produção de energia; unidades de dessalinização; e sistemas de processamento encontrados na fabricação de corantes, fabricação de cosméticos, processamento de alimentos, fabricação de produtos químicos, fabricação de produtos farmacêuticos e semelhantes.Still other embodiments provide a fluid processing or transport system that comprises at least one surface comprising at least one metal oxide coating, the system having a large size. A large size is useful for commercial fouling processes. Industrial systems for processing or transporting liquids include, but are not limited to, oil refineries; oil refinery subsystems such as crude units, atmospheric units, vacuum units, delayed coking devices, fluid catalytic crackers, fixed bed catalytic cracking, continuous catalytic reformers, naphtha reformers, hydrotreaters, hydrocrackers, alkylators including acid alkylators sulfuric and HF alkylators, amine treaters, sulfur recovery units, acid water separators, isomerization units and hydrogen reform units; industrial water treatment units, water cooling systems such as those found in industrial manufacturing units and energy production units; desalination units; and processing systems found in the manufacture of dyes, the manufacture of cosmetics, the processing of foods, the manufacture of chemicals, the manufacture of pharmaceuticals and the like.

Em algumas modalidades, a superfície do sistema de processamento ou de transporte de fluido para receber um revestimento de óxido metálico, de acordo com a presente invenção tem uma superfície maior do que cerca de 9,29 m2 (100 ft2). Em outras modalidades, a superfície varia entre área de cerca de 9,29 m2 (100 ft2) até cerca de 46,45 m2 (500 ft2), entre cerca de 46,45 m2 (500 ft2) a cerca de 92,90 m2 (1000 ft2), entre cerca de 92,90 m2 (1000 ft2) até cerca de 929,03 m2 (10.000 ft2), entre cerca de 929,03 m2 (10.000 ft2), até cerca 1858,06 m2 (20.000 ft2), entre cerca de 1858,06 m2 (20.000 ft2) até cerca de entre os cerca de 20.000 metros quadrados para cerca de 4645,17 m2 (50.000 ft2), entre cerca de 4645,17 m2 (50.000 ft2) até cerca de 9290,34 m2 (100.000 ft2), entre cerca de 9290,34 m2 (100.000 ft2) até cerca de 92903,40 m2 (1.000.000 ft2), entre cerca de 929034,21 m2 (10.000.000 ft2) até cerca de 2,59 km2 (1 milha2), entre cerca de 2,59 km2 (1 milha2) até cerca de 12,95 km2 (5 milhas2), entre cerca de 12,95 km2 (5 milhas2) até cerca de 25,90 km2 (10 milhas2), ou maior que 25,90 km2 (10 milhas2).In some embodiments, the surface of the fluid processing or transport system for receiving a metal oxide coating in accordance with the present invention has a surface greater than about 9.29 m 2 (100 ft 2 ). In other modalities, the surface varies from an area of about 9.29 m 2 (100 ft 2 ) to about 46.45 m 2 (500 ft 2 ), between about 46.45 m 2 (500 ft 2 ) to about 92.90 m 2 (1000 ft 2 ), between about 92.90 m 2 (1000 ft 2 ) to about 929.03 m 2 (10,000 ft 2 ), between about 929.03 m 2 (10,000 ft 2 ), up to about 1858.06 m 2 (20,000 ft 2 ), between about 1858.06 m 2 (20,000 ft 2 ) up to about 20,000 square meters to about 4645.17 m 2 (50,000 ft 2 ), between about 4645.17 m 2 (50,000 ft 2 ) to about 9290.34 m 2 (100,000 ft 2 ), between about 9290.34 m 2 (100,000 ft 2 ) to about 92903.40 m 2 (1,000,000 ft 2 ), between about 929034,21 m 2 (10,000,000 ft 2 ) up to about 2.59 km 2 (1 mile 2 ), between about 2.59 km 2 (1 mile 2 ) up to about 12.95 km 2 (5 miles 2 ), between about 12.95 km 2 (5 miles 2 ) up to about 25.90 km 2 (10 miles 2 ), or greater than 25.90 km 2 (10 miles 2 ).

A superfície a ser tratada de acordo com a invenção também pode ser pré-tratada, em outras modalidades, antes da aplicação da composição. Em alguns casos, a superfície pode ser submetida a corrosão química de acordo com os métodos conhecidos, por exemplo, com uma lavagem ácida compreendendo ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico, ácido carboxílico, ou uma combinação de dois ou mais do mesmo, ou com uma lavagem basica compreendendo hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio, por exemplo. Em outros casos, a superfície pode ser mecanicamente usinada ou polida, com ou sem o auxílio de um ou mais agentes do tipo reagentes químicos, abrasivos e agentes de polimento, para tornar a superfície mais áspera, ou mais suave. Em ainda outros casos, a superfície pode ser pré-tratada, como por cementação, nitretação, pintura, revestimento a pó, eletrodeposição, ou anodização. Películas delgadas de cromo, estanho e outros elementos, isoladamente ou em combinação, podem ser depositadas, em algumas modalidades. Métodos para depositar filmes finos são bem conhecidos e incluem deposição de vapor químico, deposição física de vapor, epitaxia de feixe molecular, aspersão de plasma, galvanoplastia, impregnação de íons, e outros.The surface to be treated according to the invention can also be pre-treated, in other embodiments, before applying the composition. In some cases, the surface may be subjected to chemical corrosion according to known methods, for example, with an acid wash comprising nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, carboxylic acid, or a combination of two or more same, or with a basic wash comprising sodium hydroxide or potassium hydroxide, for example. In other cases, the surface can be mechanically machined or polished, with or without the aid of one or more agents such as chemical reagents, abrasives and polishing agents, to make the surface rougher, or smoother. In still other cases, the surface can be pre-treated, such as by carburizing, nitriding, painting, powder coating, electroplating, or anodizing. Thin films of chromium, tin and other elements, alone or in combination, can be deposited in some modalities. Methods for depositing thin films are well known and include chemical vapor deposition, physical vapor deposition, molecular beam epitaxy, plasma spray, electroplating, ion impregnation, and others.

Em algumas modalidades da presente invenção, um composto metálico compreende um átomo de metal de transição. Em outras modalidades, um composto metálico compreende um átomo de metal de terra rara. Em modalidades adicionais, a composição do composto metálico compreende uma pluralidade de compostos metálicos. Em algumas modalidades, uma pluralidade de compostos metálicos compreende pelo menos um composto de metal de terras raras e pelo menos um composto de metal de transição, enquanto que em outras modalidades, uma pluralidade de compostos metálicos outros que pelo menos um composto de metal de terras raras e pelo menos uma composto de metal de transição. Carboxilatos metálicos, alcóxidos metálicos e metal-β dicetonatos podem ser selecionados para algumas modalidades da presente invenção.In some embodiments of the present invention, a metallic compound comprises a transition metal atom. In other embodiments, a metallic compound comprises a rare earth metal atom. In additional embodiments, the composition of the metallic compound comprises a plurality of metallic compounds. In some embodiments, a plurality of metallic compounds comprises at least one rare earth metal compound and at least one transition metal compound, while in other embodiments, a plurality of metal compounds other than at least one earth metal compound rare and at least one transition metal compound. Metal carboxylates, metal alkoxides and metal-β dicetonates can be selected for some embodiments of the present invention.

Em modalidades adicionais, uma mistura de compostos de metal compreende um composto metálico como seu principal componente, e um ou mais compostos metálicos adicionais, que podem funcionar como aditivos estabilizadores. Aditivos estabilizadores, em algumas modalidades, incluem compostos metálicos trivalentes. Compostos metálicos trivalentes incluem, mas não se limitam a, cromo, ferro, manganês, níquel e compostos. Uma composição de composto metálico, em algumas modalidades, compreende tanto compostos de cério e compostos de cromo.In additional embodiments, a mixture of metal compounds comprises a metallic compound as its main component, and one or more additional metallic compounds, which can function as stabilizing additives. Stabilizing additives, in some embodiments, include trivalent metallic compounds. Trivalent metallic compounds include, but are not limited to, chromium, iron, manganese, nickel and compounds. A metallic compound composition, in some embodiments, comprises both cerium compounds and chromium compounds.

Em algumas modalidades, o composto metálico que é o principal componente da composição de composto metálico contém uma quantidade de metal que varia de cerca de 65 a cerca de 97%, em peso, ou a partir de cerca de 80 a cerca de 87% em peso do peso total de metal na composição. Em outras modalidades, a quantidade do metal que forma o componente principal da composição de composto metálico varia de cerca de 90 a cerca de 97% em peso do metal total presente na composição. Em ainda outras modalidades, a quantidade do metal que forma o principal componente da composição de composto metálico varia na faixa de cerca de 97 a cerca de 100% em peso do metal total presente na composição.In some embodiments, the metallic compound which is the main component of the metallic compound composition contains an amount of metal ranging from about 65 to about 97% by weight, or from about 80 to about 87% by weight. weight of the total weight of metal in the composition. In other embodiments, the amount of the metal that forms the main component of the metal compound composition ranges from about 90 to about 97% by weight of the total metal present in the composition. In still other embodiments, the amount of the metal that forms the main component of the metallic compound composition ranges from about 97 to about 100% by weight of the total metal present in the composition.

Os compostos metálicos que podem funcionar como aditivos de estabilização, em algumas modalidades, podem estar presentes em quantidades tais que a quantidade total do metal em compostos metálicos que são os aditivos estabilizantes seja de pelo menos 3% em peso, em relação ao total peso do metal na composição do composto metálico. Isto pode ser alcançado em algumas modalidades, usando um único aditivo estabilizador ou vários aditivos de estabilização, desde que o peso total do metal nos aditivos de estabilização seja maior do que 3%. Em outras modalidades, a quantidade do metal de estabilização é inferior a 3% em relação ao peso total de metal na composição do composto metálico. Em ainda outras modalidades, o peso total do metal nos aditivos de estabilização varia de cerca de 3% até cerca de 35% em peso. Em ainda outras modalidades, o peso total do metal nos aditivos de estabilização varia de cerca de 3 a cerca de 30% em peso, em relação ao peso total do metal na composição do composto metálico. Em outras modalidades, a faixa de peso total para o metal nos aditivos de estabilização varia de cerca de 3 a cerca de 10% em peso. Em algumas modalidades, a faixa de peso total para o metal nos aditivos de estabili zação é de cerca de 7 a cerca de 8%, em peso, em relação ao peso total do metal na composição do composto metálico. Ainda outras modalidades fornecem o metal de estabilização numa quantidade maior que cerca de 35% em peso em relação ao peso total do metal na composição do composto metálico.The metallic compounds that can function as stabilizing additives, in some embodiments, may be present in amounts such that the total amount of the metal in metallic compounds that are the stabilizing additives is at least 3% by weight, in relation to the total weight of the metal in the composition of the metallic compound. This can be achieved in some embodiments, using a single stabilizing additive or several stabilizing additives, as long as the total weight of the metal in the stabilizing additives is greater than 3%. In other embodiments, the amount of the stabilizing metal is less than 3% of the total metal weight in the composition of the metallic compound. In still other embodiments, the total weight of the metal in the stabilizing additives ranges from about 3% to about 35% by weight. In still other embodiments, the total weight of the metal in the stabilizing additives ranges from about 3 to about 30% by weight, relative to the total weight of the metal in the composition of the metallic compound. In other embodiments, the total weight range for the metal in the stabilizing additives ranges from about 3 to about 10% by weight. In some embodiments, the total weight range for the metal in the stabilizing additives is about 7 to about 8%, by weight, relative to the total weight of the metal in the composition of the metallic compound. Still other embodiments provide the stabilizing metal in an amount greater than about 35% by weight relative to the total weight of the metal in the composition of the metallic compound.

A quantidade de metal na composição do composto metálico, de acordo com algumas modalidades, varia de cerca de 20 a cerca de 150 gramas de metal por quilograma de composição do composto metálico. Em outras modalidades, a quantidade de metal na composição do composto metálico varia desde cerca de 30 a cerca de 50 gramas de metal por quilograma de composição do composto metálico. Em modalidades adicionais, a composição pode conter compostos de metal desde cerca de 30 até cerca de 40 gramas do metal por kg de composição. Quantidades de metal menores que 20 gramas de metal por kg da composição do composto metálico ou maiores que cerca de 150 g de metal por kg da composição do composto metálico também podem ser usadas.The amount of metal in the composition of the metallic compound, according to some modalities, varies from about 20 to about 150 grams of metal per kilogram of composition of the metallic compound. In other embodiments, the amount of metal in the metal compound composition ranges from about 30 to about 50 grams of metal per kilogram of metal compound composition. In additional embodiments, the composition can contain metal compounds from about 30 to about 40 grams of the metal per kg of composition. Amounts of metal less than 20 grams of metal per kg of the metal compound composition or greater than about 150 g of metal per kg of the metal compound composition can also be used.

O composto metálico pode estar presente em qualquer composição adequada. Pó muito finamente dividido, nanopartículas, solução, suspensão, composição multi-fase, gel, vapor, aerossóis e colar, entre outros, são possíveis.The metallic compound can be present in any suitable composition. Very finely divided powder, nanoparticles, solution, suspension, multi-phase composition, gel, steam, aerosols and paste, among others, are possible.

A composição de composto metálico pode também incluir nanopartículas na faixa de tamanho médio inferior a 100 nm e sendo composto de uma variedade de elementos ou a combinação destas, por exemplo, AI2O3, CeO2, Ce2O3, TiO2, ZrO2 e outros. Em alguns casos, as nanopartículas podem ser divididas, aglomeradas, ou uma mistura de nanopartículas dispersas e aglomeradas. As nanopartículas podem ter aplicada a elas uma carga negativa ou positiva, para ajudar na dispersão. Além disso, agentes de dispersão, tais como ácidos conhecidos ou agentes modificadores de superfície podem ser usados. A presença de nanopartículas pode diminuir a porosidade do revestimento final; o nível de porosidade geralmente diminui com o aumento da quantidade e diminuição do tamanho das nanopartículas inclusas. A porosidade do revestimento também pode ser influenciada pela aplicação de camadas de revestimento adicionais de acordo com o processo da invenção; a porosidade geralmente diminui com um crescente número de camadas. Em algumas modalidades, as nanopartículas podem ser primeiramente misturadas com um líquido e, em seguida, misturada com a composição do composto; este método fornece um meio para criar uma dispersão fina de um primeiro líquido que mantém a sua dispersão quando misturado com um segundo líquido segundo ou terceiro líquido. Por exemplo, as nanopartículas de elementos selecionados, óxidos, moléculas, ou ligas podem ser dispersos em um primeiro líquido e, após uma qualidade desejada de dispersão ser alcançado, as nanopartículas no primeiro líquido podem ser misturadas com a composição líquida do composto metálico antes da exposição da composição final a um ambiente que irá converter pelo menos uma porção do composto metálico(s) em óxido metálicos. O resultado pode ser um filme mais denso, com reduzida sítios porosos.The metallic compound composition may also include nanoparticles in the average size range less than 100 nm and being composed of a variety of elements or a combination thereof, for example, AI 2 O 3 , CeO 2 , Ce 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 and others. In some cases, nanoparticles can be divided, clustered, or a mixture of dispersed and clustered nanoparticles. The nanoparticles may have applied a negative or positive charge to them to aid dispersion. In addition, dispersing agents, such as known acids or surface modifying agents can be used. The presence of nanoparticles can decrease the porosity of the final coating; the level of porosity generally decreases with increasing quantity and decreasing the size of the included nanoparticles. The porosity of the coating can also be influenced by the application of additional coating layers according to the process of the invention; porosity generally decreases with an increasing number of layers. In some embodiments, the nanoparticles can first be mixed with a liquid and then mixed with the composition of the compound; this method provides a means to create a fine dispersion of a first liquid that maintains its dispersion when mixed with a second or third liquid. For example, nanoparticles of selected elements, oxides, molecules, or alloys can be dispersed in a first liquid and, after a desired quality of dispersion is achieved, the nanoparticles in the first liquid can be mixed with the liquid composition of the metallic compound before exposing the final composition to an environment that will convert at least a portion of the metallic compound (s) into metal oxides. The result can be a denser film, with reduced porous sites.

A aplicação da composição de composto metálico pode ser realizada por vários processos, incluindo os de imersão, pulverização, lavagem, deposição de vapor, impressão, litografia, rolar, girar revestimento, escovação, raspagem (por exemplo, com um “pig” de tecido ou outro material absorvente que contenha a composição do composto metálico e ser puxado através do equipamento), trem de “pigs” (em que a composição do composto metálico, presa entre dois ou mais “pigs”, é empurrada por um sistema de ar comprimido, por exemplo), ou qualquer outro meio que permite a composição do composto metálico a manter contato com as partes desejadas da superfície a ser tratada. Neste sentido, a composição do composto metálico pode ser líquida, e pode também incluir um solvente. O solvente opcional pode ser um hidrocarboneto e suas misturas. Em algumas modalidades, o solvente pode ser selecionado de ácidos carboxílicos, tolueno, xileno, benzeno, alcanos, como por exemplo, propano, butano, isobutano, hexano, heptano, octano e decano; álcoois, tais como metanol, etanol, n -propanol, isopropanol, n-butanol e isobutanol, aguarrás mineral; βdicetonas, como acetilacetona; cetonas como acetona; hidrocarbonetos aromáticos de alto teor parafínico; e combinações de dois ou mais destes mencionados. Algumas modalidades empregam solventes que não contenham água ou água em quantidades traço ou maiores, enquanto outras modalidades empregam água como solvente. Em algumas modalidades, a composição de composto metálico compreende ainda pelo menos um ácido carboxílico. Algumas modalidades não empregam solventes na composição do composto metálico. Outras modalidades não empregam ácidos carboxílicos na composição do composto metálico.The application of the metallic compound composition can be carried out by several processes, including those of immersion, spraying, washing, vapor deposition, printing, lithography, rolling, rotating coating, brushing, scraping (for example, with a fabric pig) or other absorbent material containing the composition of the metallic compound and being pulled through the equipment), train of “pigs” (in which the composition of the metallic compound, trapped between two or more “pigs”, is pushed by a compressed air system , for example), or any other means that allows the composition of the metallic compound to maintain contact with the desired parts of the surface to be treated. In this regard, the composition of the metallic compound can be liquid, and can also include a solvent. The optional solvent can be a hydrocarbon and mixtures thereof. In some embodiments, the solvent can be selected from carboxylic acids, toluene, xylene, benzene, alkanes, such as, for example, propane, butane, isobutane, hexane, heptane, octane and decane; alcohols, such as methanol, ethanol, n -propanol, isopropanol, n-butanol and isobutanol, mineral turpentine; βdicetones, such as acetylacetone; ketones like acetone; high paraffinic aromatic hydrocarbons; and combinations of two or more of these mentioned. Some modalities use solvents that do not contain water or water in trace amounts or greater, while other modalities use water as a solvent. In some embodiments, the metallic compound composition further comprises at least one carboxylic acid. Some modalities do not use solvents in the composition of the metallic compound. Other modalities do not use carboxylic acids in the composition of the metallic compound.

A composição do composto metálico pode ser aplicada em algumas modalidades em que a composição tem uma temperatura inferior a cerca de 250 °C. Essa composição também pode ser aplicada ao substrato em modalidades adicionais numa temperatura inferior a cerca de 50 °C. Em outras modalidades, a composição líquida de composto metálico, é aplicada ao substrato, na temperatura ambiente. Ainda em outras modalidades, essa composição é aplicada a uma temperatura superior a cerca de 250 °C.The composition of the metallic compound can be applied in some embodiments in which the composition has a temperature below about 250 ° C. This composition can also be applied to the substrate in additional embodiments at a temperature below about 50 ° C. In other embodiments, the liquid metallic compound composition is applied to the substrate at room temperature. In still other embodiments, this composition is applied at a temperature greater than about 250 ° C.

Em seguida da aplicação, o pelo menos um composto metálico é pelo menos parcialmente convertido a pelo menos um óxido metálico. Em algumas modalidades o pelo menos um composto metálico é totalmente convertido a pelo menos um óxido metálico.Following application, the at least one metal compound is at least partially converted to at least one metal oxide. In some embodiments, at least one metallic compound is fully converted to at least one metallic oxide.

Ambientes adequados para a conversão do pelo menos um composto metálico em pelo menos um óxido metálico incluem vácuo, vácuo parcial, a pressão atmosférica, a pressão alta igual a vários ambientes de alta pressão igual a várias centenas de atmosferas, gases inertes e gases reativos, como gases compreendendo oxigênio, incluindo o oxigênio puro, ar, ar seco, e as misturas de oxigênio em várias proporções, com um ou mais outros gases como o nitrogênio, dióxido de carbono, hélio, neônio e argônio, bem como o hidrogênio, misturas de hidrogênio em várias relações com um ou mais outros gases como nitrogê47 nio, dióxido de carbono, hélio, neônio e argônio, também de outros gases, tais como, por exemplo , nitrogênio, NH3, hidrocarbonetos, H2S, PH3, cada um isoladamente ou em combinação com vários gases, e ainda de outros gases que podem ou não ser inertes no ambiente da conversão. Em algumas modalidades, um ambiente adequado para a conversão do pelo menos um composto metálico em pelo menos um óxido metálico é livre ou substancialmente livre de oxigênio.Suitable environments for converting at least one metallic compound to at least one metal oxide include vacuum, partial vacuum, atmospheric pressure, high pressure equal to several high pressure environments equal to several hundred atmospheres, inert gases and reactive gases, as gases comprising oxygen, including pure oxygen, air, dry air, and oxygen mixtures in various proportions, with one or more other gases such as nitrogen, carbon dioxide, helium, neon and argon, as well as hydrogen, mixtures of hydrogen in various relationships with one or more other gases such as nitrogen, carbon dioxide, helium, neon and argon, as well as other gases, such as, for example, nitrogen, NH 3 , hydrocarbons, H 2 S, PH 3 , each individually or in combination with various gases, and other gases that may or may not be inert in the conversion environment. In some embodiments, an environment suitable for converting at least one metallic compound to at least one metallic oxide is free or substantially free of oxygen.

O ambiente pode ser aquecido em relação às condições ambientais, em algumas modalidades. Em outras modalidades, o ambiente pode incluir espécies reativas que induzam ou catalisem a conversão do composto metálico ao óxido metálico, como, por exemplo, a hidrólise ácido-catalisada de alcóxidos metálicos. Em ainda outras modalidades, o composto metálico é induzido a se converter ao óxido metálico pelo uso de aquecimento por indução, lasers, emissão de microondas, ou plasma, conforme explicado abaixo.The environment can be heated in relation to environmental conditions, in some modalities. In other embodiments, the environment may include reactive species that induce or catalyze the conversion of the metallic compound to the metal oxide, such as, for example, the acid-catalyzed hydrolysis of metal alkoxides. In still other modalities, the metallic compound is induced to convert to metal oxide by the use of induction heating, lasers, microwave emission, or plasma, as explained below.

O ambiente de conversão pode ser realizado de várias maneiras. Por exemplo, um forno convencional pode ser usado para trazer o substrato revestido a uma temperatura superior a aproximadamente 250 °C durante um determinado período de tempo. Em algumas modalidades, o ambiente do substrato revestido é aquecido a uma temperatura superior a aproximadamente 400 °C, mas menos do que cerca de 450 °C ou menor do que cerca de 500 °C, por um período de tempo selecionado. Em outras modalidades, o ambiente do substrato revestido é aquecido a uma temperatura variando de cerca de 400 °C para cerca de 650 °C. Em modalidades adicionais, o ambiente é aquecido a uma temperatura variando de cerca de 400 °C para cerca de 550 °C. Em modalidades ainda mais, o ambiente é aquecido a uma temperatura que varia de cerca de 550 °C para cerca de 650 °C, de cerca de 650 °C para cerca de 800 °C, ou a partir de cerca de 800 °C para aproximadamente 1000 °C. Em uma modalidade, o ambiente é aquecido a uma temperatura de até cerca de 425 °C ou 450 °C. Dependendo do tamanho dos componentes e/ou equipamentos, tubulações, etc., o prazo pode ser prorrogado até que uma suficiente conversão de uma quantidade desejada do composto metálico aos óxidos metálicos tenha sido conseguida.The conversion environment can be accomplished in several ways. For example, a conventional oven can be used to bring the coated substrate to a temperature greater than approximately 250 ° C over a period of time. In some embodiments, the coated substrate environment is heated to a temperature above about 400 ° C, but less than about 450 ° C or less than about 500 ° C, for a selected period of time. In other embodiments, the coated substrate environment is heated to a temperature ranging from about 400 ° C to about 650 ° C. In additional embodiments, the room is heated to a temperature ranging from about 400 ° C to about 550 ° C. In even more embodiments, the environment is heated to a temperature ranging from about 550 ° C to about 650 ° C, from about 650 ° C to about 800 ° C, or from about 800 ° C to approximately 1000 ° C. In one embodiment, the room is heated to a temperature of up to about 425 ° C or 450 ° C. Depending on the size of the components and / or equipment, pipes, etc., the deadline can be extended until a sufficient conversion of a desired amount of the metallic compound to the metal oxides has been achieved.

Em algumas aplicações, a oxidação da superfície a ser tratada não é desejada. Nestes casos, uma atmosfera inerte pode ser fornecida no ambiente de conversão para evitar uma tal oxidação. No caso de aquecimento do componente em um forno convencional, um nitrogênio ou atmosfera de argônio pode ser utilizado, entre outros gases inertes, para evitar ou reduzir a oxidação da superfície, antes ou durante o processo de conversão.In some applications, oxidation of the surface to be treated is not desired. In these cases, an inert atmosphere can be provided in the conversion environment to avoid such oxidation. In the case of heating the component in a conventional oven, a nitrogen or argon atmosphere can be used, among other inert gases, to prevent or reduce surface oxidation, before or during the conversion process.

O ambiente de conversão também pode ser criado usando aquecimento por indução através de meios familiares para aqueles hábeis na arte de aquecimento por indução. Alternativamente, o ambiente de conversão pode ser feita utilizando um laser aplicado à superfície por tempo suficiente para permitir que pelo menos parte do composto metálico a converter aos óxidos metálicos. Em outras aplicações, o ambiente de conversão pode ser criado usando uma fonte de luz infra-vermelha, que pode chegar a temperaturas suficientes para converter pelo menos parte dos compostos metálicos aos óxidos metálicos. Algumas modalidades podem empregar um dispositivo de emissão de microondas para induzir pelo menos parte do composto metálico a converter. Ainda outras modalidades empregam um plasma para proporcionar o ambiente para converter o composto metálico em óxido metálico. No caso de aquecimento por indução, aquecimento por microondas, lasers, plasmas e outros métodos de aquecimento podem produzir os desejados níveis de níveis de calor em um curto espaço de tempo, por exemplo, dentro de segundos, 1 minuto, 10 minutos, 20 minutos, 30 minutos, 40 minutos , ou uma hora. Assim, em algumas modalidades, o ambiente de conversão podem ser criados sem o uso de um ambiente de gases inertes, permitindo assim a conversão deve ser feito ao ar livre, fora de um sistema fechado devido ao tempo reduzido para os compostos indesejáveis para desenvolver na superfície do material na presença de ar ambiente.The conversion environment can also be created using induction heating by means familiar to those skilled in the art of induction heating. Alternatively, the conversion environment can be made using a laser applied to the surface long enough to allow at least part of the metal compound to convert to metal oxides. In other applications, the conversion environment can be created using an infrared light source, which can reach temperatures sufficient to convert at least part of the metallic compounds to the metal oxides. Some embodiments may employ a microwave emission device to induce at least part of the metallic compound to be converted. Still other embodiments employ a plasma to provide the environment for converting the metallic compound to metallic oxide. In the case of induction heating, microwave heating, lasers, plasmas and other heating methods can produce the desired levels of heat levels in a short time, for example, within seconds, 1 minute, 10 minutes, 20 minutes , 30 minutes, 40 minutes, or an hour. Thus, in some modalities, the conversion environment can be created without the use of an inert gas environment, thus allowing the conversion to be done outdoors, outside a closed system due to the reduced time for undesirable compounds to develop in the surface of the material in the presence of ambient air.

O gás acima do composto metálico sobre a superfície pode ser aquecido, em algumas modalidades, para converter o composto metálico do óxido metálico. O aquecimento pode ser conseguido através da introdução de gases a alta temperatura de processo, que são alimentados através do sistema montado de transporte ou de processamento de fluido, em que as juntas, soldas, conexões e uma ou mais superfícies internas do sistema de tratamento ou de processamento de fluido se tornam recobertas com um filme delgado protetor do(s) desejado(s) óxidos metálicos. Este gás de alta temperatura pode ser produzido por um forno convencional, serpentinas de aquecimento por indução, trocadores de calor, fornos de processo industrial, reações exotérmicas, emissão de microondas ou outro método adequado de aquecimento.The gas above the metallic compound on the surface can be heated, in some embodiments, to convert the metallic compound from the metallic oxide. Heating can be achieved by introducing gases at high process temperatures, which are fed through the assembled fluid transport or processing system, where the joints, welds, connections and one or more internal surfaces of the treatment system or fluid processing systems are coated with a thin protective film of the desired metal oxide (s). This high temperature gas can be produced by a conventional oven, induction heating coils, heat exchangers, industrial process ovens, exothermic reactions, microwave emission or another suitable heating method.

Se houver elementos do sistema de processo e componentes ou superfícies montadas sobre as quais não seja desejado ter camada nanocristalina aplicada (por exemplo, leitos fluidizados, superfícies catalíticas, etc.), estas podem ser temporariamente contornadas usando conhecidos métodos de tubulações, válvulas, portas, etc., durante uma ou mais etapas do método da invenção, seja durante a aplicação de uma composição nas superfícies internas ou durante a fase de alta temperatura de conversão, ou uma combinação dos dois. Da mesma forma, áreas que são para serem mantidas livres do revestimento da invenção podem ser preservadas com máscaras utilizando métodos conhecidos na arte antes da aplicação da composição do método e de sua conversão usando alguma fonte térmica ou de energia.If there are elements of the process system and components or mounted surfaces on which it is not desired to have a nanocrystalline layer applied (for example, fluidized beds, catalytic surfaces, etc.), these can be temporarily bypassed using known methods of pipes, valves, ports , etc., during one or more steps of the method of the invention, either during the application of a composition on the internal surfaces or during the high temperature conversion phase, or a combination of the two. Likewise, areas that are to be kept free of the coating of the invention can be preserved with masks using methods known in the art before applying the composition of the method and converting it using any thermal or energy source.

Em outras aplicações, a composição do composto metálico pode ser aplicada nas áreas escolhidas de um componente ou sistema e um elemento de aquecimento por indução pode ser passado bem próximo da área de interesse para criar o ambiente de conversão. Em algumas aplicações, a superfície interna de um componente pode não ser visível através da linha de observação, mas um sensor de indução mantido bem próximo das superfícies internas ou externas do componente pode permitir suficiente calor a ser desenvolvido nas superfícies molhadas que estão sendo tratadas com os compostos metálicos tal que os óxidos desejados são formados por um método de aquecimento indireto. Esta técnica também pode ser possível usando o aquecimento por infravermelho proveniente do interior ou exterior de um componente, aquecimento por chama, ou outros métodos conhecidos de aquecimento onde o material do componente pode ser trazido até a desejada temperatura para assegurar a conversão dos compostos metálicos aos óxidos. A utilização deste método de aquecimento indireto também pode ser usado com uma atmosfera escolhida que pode ser fornecida próxima às superfícies molhadas do tubo ou componente, tal que uma atmosfera inerte feita de argônio, como um exemplo, que pode servir para impedir a formação de óxidos indesejáveis sobre a superfície do material a ser tratada.In other applications, the composition of the metallic compound can be applied to the chosen areas of a component or system and an induction heating element can be passed very close to the area of interest to create the conversion environment. In some applications, the internal surface of a component may not be visible through the observation line, but an induction sensor kept very close to the internal or external surfaces of the component can allow sufficient heat to be developed on the wet surfaces being treated with metal compounds such that the desired oxides are formed by an indirect heating method. This technique may also be possible using infrared heating from the inside or outside of a component, flame heating, or other known methods of heating where the component material can be brought to the desired temperature to ensure conversion of the metallic compounds to the oxides. The use of this indirect heating method can also be used with a chosen atmosphere that can be supplied close to the wet surfaces of the tube or component, such as an inert atmosphere made of argon, as an example, which can serve to prevent the formation of oxides undesirable effects on the material surface to be treated.

Em outras aplicações, múltiplas camadas podem ser desejadas tal que proteção adicional da superfície do material seja provida. Para reduzir o tempo entre as aplicações do revestimento da invenção, métodos de resfriamento podem ser usados após cada ciclo de aquecimento para trazer as superfícies até as temperaturas requeridas antes das subsequentes aplicações dos compostos metálicos. Tais métodos de resfriamento podem ser utilizados os quais são conhecidos na arte, tais como pulverização de água, purga com vapor frio através do interior do sistema, métodos de resfriamento por evaporação, e outros.In other applications, multiple layers may be desired such that additional protection of the material surface is provided. To reduce the time between applications of the coating of the invention, cooling methods can be used after each heating cycle to bring the surfaces to the required temperatures before subsequent applications of the metallic compounds. Such cooling methods can be used which are known in the art, such as spraying water, purging with cold steam through the interior of the system, evaporative cooling methods, and the like.

Composições representativas de revestimentos que foram descobertos serem adequados nas modalidades da presente invenção incluem, mas não se limitam a:Representative compositions of coatings that have been found to be suitable in the embodiments of the present invention include, but are not limited to:

ZrO2 por exemplo, de 0 a 90% em pesoZrO 2 for example, from 0 to 90% by weight

CeO2, por exemplo, de 0 a 90% em pesoCeO 2 , for example, from 0 to 90% by weight

CeO2-Zr)2 onde CeO2 é de cerca de 10 a 90% em pesoCeO 2 -Zr) 2 where CeO 2 is about 10 to 90% by weight

Y2O3 zircônia estabilizado por ítria onde Y é de cerca de 1 a 50% em molY 2 O 3 yttria stabilized zirconia where Y is about 1 to 50 mol%

TiO2 por exemplo, de 0 a 90% em peso Fe2O3 por exemplo, de 0 a 90% em peso NiO por exemplo, de 0 a 90% em peso AI2O3 por exemplo, de 0 a 90% em peso SiO2 y2o3 TiO 2 for example, from 0 to 90% by weight Fe 2 O 3 for example, from 0 to 90% by weight NiO for example, from 0 to 90% by weight AI 2 O 3 for example, from 0 to 90% in SiO 2 y 2 o 3 weight

Cr2O3 Cr 2 O 3

Mo2O3 Mo 2 O 3

HfO2 HfO 2

La2O3 La 2 O 3

Pr2O3 Nd2O3 Pr 2 O 3 Nd 2 O 3

Sm2O3 Sm 2 O 3

Eu2O3 I 2 O 3

Gd2O3 Gd 2 O 3

Tb2O3 Dy2O3 Tb 2 O 3 Dy 2 O 3

Ho2O3 Ho 2 O 3

Er2O3 Er 2 O 3

Tm2O3 Tm 2 O 3

Yb2O3 Yb 2 O 3

Lu2O3 Lu 2 O 3

As misturas destas composições também são adequadas para uso na invenção.Mixtures of these compositions are also suitable for use in the invention.

Óxidos dos seguintes elementos também podem ser usados em modalidades da presente invenção: lítio, berílio, sódio, magnésio, alumínio, silício, potássio, cálcio, Escândio, Titânio, vanádio, cromo, manganês, ferro, cobalto, níquel , cobre, zinco, gálio, germânio, arsênio, bromo, rubídio, estrôncio, ítrio, zircônio, nióbio, molibdênio, Tecnécio, rutênio, ródio, paládio, antimônio, telúrio, prata, cádmio, índio, estanho, Césio bário, lantânio , cério, praseodímio, neodímio, Promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, háfnio, tântalo, tungstênio, rênio, ósmio, irídio, platina, ouro, mercúrio, tálio, chumbo , bismuto, rádio, actínio, tório, Protactínio, Urânio, netúnio, plutônio, amerício, cúrio, Berquélio, califórnio, einsteinium, Férmio, mendelévio, nobélio, e laurêncio. Óxidos que contenham mais de um dos elementos que precedem, e óxidos contendo elementos adicionalmente aos elementos supracitados, também pode ser usado em modalidades da presente invenção. Por exemplo, SrTiO3 e MgAI2O4 estão incluídos. Esses materiais são susceptíveis de formar, pelo menos, em pequenas quantidades quando compostos metálicos apropriados sejam utilizados, dependendo das condições do processo de conversão. Em algumas modalidades, a razão molar de compostos metálicos depositados sobre a superfície corresponde a uma proporção molar de óxidos metálicos após a conversão.Oxides of the following elements can also be used in embodiments of the present invention: lithium, beryllium, sodium, magnesium, aluminum, silicon, potassium, calcium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, arsenic, bromine, rubidium, strontium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, technetium, ruthenium, rhodium, palladium, antimony, tellurium, silver, cadmium, indium, tin, barium cesium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium , Promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, mercury, thallium, lead, bismuth, radio, actinium , Thorium, Protactinium, Uranium, Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Californium, Einsteinium, Fermium, Mendelius, Nobelium, and Laurence. Oxides containing more than one of the preceding elements, and oxides containing elements in addition to the aforementioned elements, can also be used in embodiments of the present invention. For example, SrTiO 3 and MgAI 2 O 4 are included. These materials are likely to form at least in small amounts when appropriate metallic compounds are used, depending on the conditions of the conversion process. In some embodiments, the molar ratio of metallic compounds deposited on the surface corresponds to a molar proportion of metallic oxides after conversion.

A invenção refere-se, em algumas modalidades, a revestimentos difusos e filmes finos (e artigos assim revestidos), contendo pelo menos um óxido metálico de terras raras, e pelo menos um óxido de metal de transição. Como usado aqui, “difuso” significa que as moléculas de óxido metálico, as nanopartículas, nanocristais, domínios maiores, ou mais de um dos precedentes, têm penetrado no substrato. A difusão de óxidos metálicos pode variar de concentração desde raras inclusões intersticiais no substrato, até a formação de materiais que contêm quantidades significativas de óxido metálico. Uma película fina é entendida indicar uma camada, não importa quão fina, composta substancialmente de óxido metálico. Em algumas modalidades, uma película fina tem presente material muito pouco ou nenhum substrato, enquanto que em outras modalidades, uma película fina compreende átomos, moléculas, as nanopartículas, ou domínios maiores de ingredientes do substrato. Em algumas modalidades, pode ser possível distinguir entre as porções difusas e filmes finos. Em outras modalidades, podem existir um gradiente em que se torna difícil observar um limite entre a camada difusa e o filme fino. Além disso, algumas modalidades podem apresentar apenas um de uma camada difusa e uma película fina. Ainda outras modalidades incluem filmes finos em que uma ou mais espécies migraram do substrato para o filme fino. Os termos “camada de óxido metálico” e “superfície compreende pelo menos um óxido metálico” inclui todas as possibilidades, incluindo revestimentos difusos, filmes finos, empilhado de filmes finos, e combinações desses mencionados.The invention relates, in some embodiments, to diffuse coatings and thin films (and articles thus coated), containing at least one rare earth metal oxide, and at least one transition metal oxide. As used here, “diffuse” means that metal oxide molecules, nanoparticles, nanocrystals, larger domains, or more than one of the preceding ones, have penetrated the substrate. The diffusion of metal oxides can vary in concentration from rare interstitial inclusions in the substrate, to the formation of materials that contain significant amounts of metal oxide. A thin film is understood to indicate a layer, no matter how thin, composed substantially of metal oxide. In some embodiments, a thin film has very little or no substrate material present, while in other embodiments, a thin film comprises atoms, molecules, nanoparticles, or larger domains of substrate ingredients. In some embodiments, it may be possible to distinguish between diffuse portions and thin films. In other embodiments, there may be a gradient in which it is difficult to see a boundary between the diffuse layer and the thin film. In addition, some modalities may have only a diffuse layer and a thin film. Still other modalities include thin films in which one or more species have migrated from the substrate to the thin film. The terms "metal oxide layer" and "surface comprises at least one metal oxide" include all possibilities, including diffuse coatings, thin films, stacked thin films, and combinations thereof.

Como foi explicado aqui, o revestimento difuso de algumas modalidades da invenção proporciona maior desempenho, em parte, porque penetra a superfície do substrato revestido a uma profundidade fornecendo uma boa ancoragem para o material que está sendo revestido, sem necessidade de camadas intermediárias de ligação. Em algumas modalidades, a camada difusa penetra no substrato a uma profundidade de menos de cerca de 100 Angstrons. Em outras modalidades, a camada difusa penetra de cerca de 100 Angstrons a cerca de 200 Angstrons, de cerca de 200 Angstrons a cerca de 400 Angstrons, de aproximadamente 400 Angstrons a cerca de 600 Angstrons, e mais do que cerca de 600 Angstrons e, em algumas modalidades de cerca de 200 Angstrons a cerca de 600 Angstrons. Este revestimento difuso permite filmes muito mais finos [em algumas modalidades cerca 0,1-1 micra de espessura (ou cerca de 0,5 micron, quando cerca de 6 camadas são usadas)] a serem aplicado, e ainda podem garantir uma proteção equivalente ao proporcionado pelo revestimento convencional ou película fina tecnologias. Este, por sua vez, permite películas mais finas ou revestimentos a ser estabelecida, reduzindo significativamente o custo das matérias inerentes ao substrato. Dessa forma, algumas modalidades da presente invenção fornecem uma fina película com a espessura de cerca de 5 nm. Outras modalidades fornecem uma película fina com a espessura de cerca de 10 nm. Ainda outras modalidades fornecem uma película fina com a espessura de cerca de 20 nm. Ainda outras modalidades fornecem uma película fina com a espessura de cerca de 100 nm. Outras modalidades fornecem uma película fina com uma espessura inferior a cerca de 25 micra. Ainda outras modalidades fornecem uma película fina com uma espessura inferior a cerca de 20 micra. Ainda outras modalidades fornecem uma película fina com uma espessura inferior a cerca de 10 micra. No entanto, outras modalidades fornecem uma película fina com uma espessura inferior a cerca de 5 micra. Algumas modalidades fornecem uma película fina com uma espessura inferior a cerca de 2,5 micra. Mesmo outras modalidades fornecem uma película fina com uma espessura inferior a 1 micron.As explained here, the diffuse coating of some embodiments of the invention provides greater performance, in part, because it penetrates the surface of the coated substrate to a depth providing good anchorage for the material being coated, without the need for intermediate bonding layers. In some embodiments, the diffuse layer penetrates the substrate to a depth of less than about 100 Angstrons. In other embodiments, the diffuse layer penetrates from about 100 Angstrons to about 200 Angstrons, from about 200 Angstrons to about 400 Angstrons, from approximately 400 Angstrons to about 600 Angstrons, and more than about 600 Angstrons and, in some modalities from about 200 Angstrons to about 600 Angstrons. This diffuse coating allows for much thinner films [in some embodiments about 0.1-1 micron thick (or about 0.5 microns, when about 6 layers are used)] to be applied, and can still provide equivalent protection to that provided by conventional coating or thin film technologies. This, in turn, allows for thinner films or coatings to be established, significantly reducing the cost of materials inherent to the substrate. Thus, some embodiments of the present invention provide a thin film with a thickness of about 5 nm. Other modalities provide a thin film about 10 nm thick. Still other embodiments provide a thin film about 20 nm thick. Still other embodiments provide a thin film about 100 nm thick. Other modalities provide a thin film with a thickness of less than about 25 microns. Still other embodiments provide a thin film less than about 20 microns thick. Still other embodiments provide a thin film less than about 10 microns thick. However, other embodiments provide a thin film less than about 5 microns thick. Some modalities provide a thin film with a thickness of less than about 2.5 microns. Even other modalities provide a thin film less than 1 micron thick.

Em algumas modalidades da invenção, o revestimento de óxido metálico pode conter outras espécies, como, por exemplo, espécies que tenham migrado do substrato para o revestimento de óxido metálico. Em outras modalidades, as outras espécies podem ser provenientes do ambiente no qual o pelo menos um composto metálico é convertido. Por e xemplo, a conversão pode ser realizada em um ambiente em que outras espécies são fornecidos através de métodos de deposição de vapor conhecida. Ainda outras modalidades fornecem outras espécies presentes no interior ou derivado do composto metálico, pelo menos, um ou composição compreendendo o composto. Apropriado outras espécies incluem átomos metálicos, compostos metálicos incluindo os átomos de metais, tais como óxidos, carburetos, nitretos, sulfetos, fosfetos, e suas misturas, e assim por diante. A inclusão de outras espécies pode ser realizada por meio do controle das condições durante a conversão, como a utilização de um ambiente selecionado durante o processo de conversão de calor, por exemplo, um vácuo parcial ou uma atmosfera contendo O2, N2, NH3, um ou mais hidrocarbonetos, H2S , alquiltióis, PH3, ou uma combinação dos mesmos.In some embodiments of the invention, the metal oxide coating may contain other species, such as, for example, species that have migrated from the substrate to the metal oxide coating. In other embodiments, the other species may come from the environment in which at least one metallic compound is converted. For example, conversion can be carried out in an environment in which other species are supplied through known vapor deposition methods. Still other embodiments provide other species present within or derived from the metallic compound, at least one or composition comprising the compound. Suitable other species include metal atoms, metal compounds including metal atoms, such as oxides, carbides, nitrides, sulfides, phosphides, and mixtures thereof, and so on. The inclusion of other species can be accomplished by controlling conditions during conversion, such as using a selected environment during the heat conversion process, for example, a partial vacuum or an atmosphere containing O 2 , N 2 , NH 3 , one or more hydrocarbons, H 2 S, alkylthiols, PH 3 , or a combination thereof.

Algumas modalidades da presente invenção fornecem revestimentos de óxido metálico que são substancialmente livres de outras espécies. Por exemplo, pequenas quantidades de carburetos podem formar ao longo de óxidos de lado quando, por exemplo, carboxilatos metálicos são convertidos, se não são tomadas medidas especiais para eliminar o carbono da ligantes carboxilatos. Assim, a conversão de compostos metálicos na presença de gás oxigênio, ar ou oxigênio misturado com outros gases, reduz ou elimina a formação de carbureto em algumas modalidades da presente invenção. Além disso, o aquecimento rápido do ambiente de conversão, como, por exemplo, com aquecimento por indução, aquecimento por microondas, lasers, plasmas e outros métodos de aquecimento que podem produzir os níveis de calor necessária em um curto espaço de tempo, reduz ou elimina a formação de outras espécies, em outras modalidades. Pelo menos uma técnica de aquecimento rápido é utilizado em combinação com uma atmosfera contendo oxigênio em ainda outras modalidades.Some embodiments of the present invention provide metal oxide coatings that are substantially free from other species. For example, small amounts of carbides can form along side oxides when, for example, metal carboxylates are converted, if special measures are not taken to remove carbon from the carboxylate binders. Thus, the conversion of metallic compounds in the presence of oxygen gas, air or oxygen mixed with other gases, reduces or eliminates the formation of carbide in some embodiments of the present invention. In addition, the rapid heating of the conversion environment, for example, with induction heating, microwave heating, lasers, plasmas and other heating methods that can produce the necessary heat levels in a short time, reduces or eliminates the formation of other species, in other modalities. At least one rapid heating technique is used in combination with an oxygen-containing atmosphere in yet other embodiments.

Modalidades adicionais empregam várias etapas de aquecimento para reduzir ou eliminar a formação de outras espécies. Por exemplo, a formação de metal duro pode ser diminuída durante a formação do óxido metálico em algumas modalidades de aplicação de uma composição de precursor de metal contendo um composto carboxilato metálico a uma superfície, sujeitando a superfície a um cozimento a baixa temperatura a cerca de 250 °C sob vácuo introduzindo ar e mantendo a temperatura, e em seguida aumentando a temperatura para cerca de 420 °C sob vácuo ou atmosfera inerte para converter o carboxilato metálico no óxido metálico. Sem querer estar limitado pela teoria, acredita-se que o cozimento a baixa temperatura remove a maior parte, senão toda, do ligante, resultando em uma película de óxido substancialmente livre de carbureto metálico.Additional modalities employ several heating steps to reduce or eliminate the formation of other species. For example, the formation of carbide can be reduced during the formation of metal oxide in some modalities of applying a metal precursor composition containing a metallic carboxylate compound to a surface, subjecting the surface to low temperature cooking at about 250 ° C under vacuum by introducing air and maintaining the temperature, and then increasing the temperature to about 420 ° C under vacuum or inert atmosphere to convert the metal carboxylate to the metal oxide. Without wishing to be bound by theory, it is believed that low-temperature cooking removes most, if not all, of the binder, resulting in an oxide film substantially free of metal carbide.

Ainda outras modalidades empregam mais de uma camada para alcançar pelo menos uma camada substancialmente, sem outras espécies. Por exemplo, em algumas modalidades, uma camada base de pelo menos um óxido metálico é formada por pelo menos um carboxilato metálico sob atmosfera inerte. Uma tal camada base pode conter carburetos metálicos, devido à presença inicial dos ligantes carboxilatos. Além disso, como uma camada base podem apresentar uma boa aderência e resistência, por exemplo, quando a superfície é composta por uma liga de aço carbono. Então, um ou mais compostos metálicos subsequentes são repetidamente aplicados e convertidos em uma atmosfera contendo oxigênio, por exemplo, e as camadas subseqüentes do óxido metálico se formam substancialmente sem carburetos metálicos. Em algumas modalidades, seis ou mais camadas são formadas na camada base.Still other modalities employ more than one layer to reach at least one layer substantially, without other species. For example, in some embodiments, a base layer of at least one metal oxide is formed by at least one metal carboxylate under an inert atmosphere. Such a base layer may contain metal carbides, due to the initial presence of the carboxylate binders. In addition, as a base layer they can exhibit good adhesion and resistance, for example, when the surface is composed of a carbon steel alloy. Then, one or more subsequent metallic compounds are repeatedly applied and converted into an oxygen-containing atmosphere, for example, and the subsequent layers of the metal oxide form substantially without metal carbides. In some embodiments, six or more layers are formed in the base layer.

Além disso, o efeito de quaisquer inadequações em física, química ou propriedades cristalográficas (particularmente no que diz respeito às diferenças nos coeficientes de expansão térmica) pode ser minimizado pelo uso de materiais de revestimento muito finos e os filmes resultantes. Além disso, a estrutura de pequenos cristalitos do filme (3-6 nanômetros, em algumas modalidades) aumenta a força Hall-Petc.h na estrutura do filme de forma significativa.In addition, the effect of any inadequacies in physics, chemistry or crystallographic properties (particularly with respect to differences in thermal expansion coefficients) can be minimized by the use of very thin coating materials and the resulting films. In addition, the structure of the film's small crystallites (3-6 nanometers, in some embodiments) increases the Hall-Petc.h strength in the film structure significantly.

Em algumas modalidades, a presente invenção fornece métodos de reduzir as diferenças nos coeficientes de expansão térmica entre um substrato e um revestimento de óxido metálico proximal ao substrato. Em algumas modalidades, os métodos de redução das diferenças nos coeficientes de expansão térmica entre um substrato e pelo menos um óxido metálico compõem a interposição de uma camada difusa entre o substrato e o óxido metálico. Interposição este revestimento compreende aplicar difundida pelo menos um composto metálico ao substrato e, em seguida, pelo menos parcialmente converter o composto metálico de pelo menos um de pelo menos um óxido metálico.In some embodiments, the present invention provides methods of reducing the differences in the thermal expansion coefficients between a substrate and a metal oxide coating proximal to the substrate. In some modalities, the methods of reducing the differences in the thermal expansion coefficients between a substrate and at least one metal oxide make up the interposition of a diffuse layer between the substrate and the metal oxide. Interposition This coating comprises spreading at least one metallic compound to the substrate and then at least partially converting the metallic compound from at least one of at least one metal oxide.

A estabilidade térmica do revestimento de óxido metálico pode ser testada, em algumas modalidades, expondo o material revestido a choque térmico. Por exemplo, uma superfície com um revestimento de óxido metálico pode ser observada, como por microscopia. Em seguida, a superfície pode ser exposta a um choque térmico, como por rápido aquecimento ou de resfriamento rápido. O rápido resfriamento pode ser induzido mediante, por exemplo, mergulhar a superfície na temperatura ambiente ou em temperaturas mais altas dentro de nitrogênio líquido, mantendo a superfície sob nitrogênio líquido por um tempo, e depois remover a superfície do nitrogênio líquido. A superfície é então observada novamente, para procurar sinais de delaminação, fissuras, ou outro modo de degradação do revestimento devidos ao choque térmico. O teste de choque térmico pode ser repetido para ver quantos ciclos de choque de um dado revestimento de óxido metálico pode suportar antes da observação de eventual existência de um determinado grau de degradação. Desse modo, em algumas modalidades da presente invenção, o pelo menos um revestimento de óxido metálico resiste a pelo menos cinco, pelo menos dez, pelo menos vinte e cinco, pelo menos cinqüenta, ou pelo menos cem ciclos de choque térmico desde a temperatura ambiente até a temperatura do nitrogênio líquido.The thermal stability of the metal oxide coating can be tested, in some modalities, by exposing the coated material to thermal shock. For example, a surface with a metal oxide coating can be observed, as by microscopy. Then, the surface may be exposed to a thermal shock, such as by rapid heating or rapid cooling. Rapid cooling can be induced by, for example, immersing the surface at room temperature or at higher temperatures into liquid nitrogen, keeping the surface under liquid nitrogen for a while, and then removing the surface from liquid nitrogen. The surface is then observed again, looking for signs of delamination, cracks, or other degradation of the coating due to thermal shock. The thermal shock test can be repeated to see how many shock cycles of a given metal oxide coating can withstand before observing the possible existence of a certain degree of degradation. Thus, in some embodiments of the present invention, the at least one metal oxide coating resists at least five, at least ten, at least twenty-five, at least fifty, or at least one hundred cycles of thermal shock from room temperature down to the temperature of liquid nitrogen.

Os grãos nanocristalinos resultantes de algumas modalidades dos métodos da presente invenção têm uma dimensão média ou diâmetro de menos de cerca de 50 nm. Em algumas modalidades, grãos nanocristalinos de óxido metálico têm um tamanho médio variando de cerca de 1 nm a 40 nm ou cerca de 5 nm a 30 nm. Em outra modalidade, grãos nanocristalinos tem um tamanho médio variando de cerca de 10 nm a 25 nm. Em modalidades adicionais, grãos nanocristalinos têm uma dimensão média de menos de cerca de 10 nm ou menos cerca de 5 nm.The nanocrystalline grains resulting from some embodiments of the methods of the present invention have an average size or diameter of less than about 50 nm. In some embodiments, nanocrystalline metal oxide grains have an average size ranging from about 1 nm to 40 nm or about 5 nm to 30 nm. In another embodiment, nanocrystalline grains have an average size ranging from about 10 nm to 25 nm. In additional embodiments, nanocrystalline grains have an average size of less than about 10 nm or less than about 5 nm.

Em outras modalidades, a invenção se refere a revestimentos de óxido metálico (seja filme, difundida fina, ou ambos os filmes difusa e fino) e artigos compreendendo tais revestimentos, em que os revestimentos contêm dois ou mais óxidos metálicos de terras raras e pelo menos um transição de óxidos metálicos. Outras modalidades da invenção se referem a revestimentos de óxido metálico (ou objetos que os contenham), contendo céria, um segundo óxido de metal de terras raras, e um óxido de metal de transição. Algumas modalidades referem-se revestimentos de óxido metálico (ou objetos que os contenham), contendo ítrio, zircônio, e um segundo óxido de metal de terras raras. Em alguns casos, o segundo óxido de metal de terras raras pode incluir platina ou outro conhecido elementos catalisadores.In other embodiments, the invention relates to metal oxide coatings (either film, diffused thin, or both diffuse and thin films) and articles comprising such coatings, where the coatings contain two or more rare earth metal oxides and at least a transition of metal oxides. Other embodiments of the invention relate to metal oxide coatings (or objects containing them), containing ceria, a second rare earth metal oxide, and a transition metal oxide. Some modalities refer to coatings of metallic oxide (or objects that contain them), containing yttrium, zirconium, and a second rare earth metal oxide. In some cases, the second rare earth metal oxide may include platinum or other known catalyst elements.

Em algumas modalidades, o composto metálico aplicadas na superfície compreende um composto de cério, e o revestimento de óxido metálico compreende óxido de cério (ou céria). Em outras modalidades, o composto metálico aplicadas na superfície compreende um composto de zircônio, e o revestimento de óxido metálico compreende zircônia. Em ainda outras modalidades, uma solução que compreende tanto um composto de cério e um composto de zircônio é aplicada, e o revestimento de óxido metálico resultante compreende céria e zircônia. Em alguns casos, a zircônia formados pelo processo da invenção compreende grãos de cristal com uma dimensão média de cerca de 3-9 nm, e a céria formada pelo processo da invenção compreende grãos de cristal com uma dimensão média de cerca de 9-18 nm . A zircônia nanoestruturada pode ser estabilizada em algumas modalidades com ítria ou qualquer outra espécie de estabilização sozinha ou em combinação. Em ainda outras modalidades, o revestimento de óxido metálico compreende zircônia, ítria ou alumina, cada uma isoladamente ou em combinação com uma ou ambas das outras.In some embodiments, the metallic compound applied to the surface comprises a cerium compound, and the metal oxide coating comprises cerium (or ceria) oxide. In other embodiments, the metallic compound applied to the surface comprises a zirconium compound, and the metal oxide coating comprises zirconia. In still other embodiments, a solution comprising both a cerium compound and a zirconium compound is applied, and the resulting metal oxide coating comprises ceria and zirconia. In some cases, the zirconia formed by the process of the invention comprises crystal grains with an average dimension of about 3-9 nm, and the ceria formed by the process of the invention comprises crystal grains with an average dimension of about 9-18 nm . Nanostructured zirconia can be stabilized in some modalities with yttria or any other kind of stabilization alone or in combination. In still other embodiments, the metal oxide coating comprises zirconia, yttria or alumina, each alone or in combination with one or both of the others.

Em modalidades adicionais, o método da invenção inclui ainda uma etapa de aplicar uma composição de silicone organossiloxano, sobre o revestimento de óxido formada e expor o substrato revestido a um ambiente que irá remover componentes voláteis da composição, sem decomposição ligações organo-silício. Além disso, outros tratamentos podem ser realizados após a formação de uma camada de óxido. Como foi explicado aqui, revestimentos de óxido metálico adicional, que pode ser o mesmo ou diferentes, podem ser adicionados. Em algumas modalidades, o óxido metálico(s) podem ser gravados e polidos, carbu rado, nitretado, pintadas, pó revestido, chapeado, ou anodizado. Em algumas modalidades, o pelo menos um óxido metálico serve como uma camada adesiva em pelo menos uma camada adicional. Tais revestimentos adicionais não precisam ser formados de acordo com a presente invenção. Algumas modalidades oferecem um revestimento de ligação óxido metálico que permite um revestimento adicional que possa não aderir também à superfície na ausência da camada ligante. Além disso, o substrato pode ser submetido a um tratamento térmico, antes ou depois de um revestimento de óxido metálico ser formado sobre o substrato. Por exemplo, um substrato possuindo um revestimento de óxido metálico, de acordo com a presente invenção pode ser recozidas em altas temperaturas para reforçar o substrato. Em outro exemplo, um substrato pode ser mantido próximo ao zero absoluto, antes ou depois de um revestimento de óxido metálico ser formado sobre o substrato. Temperaturas adequadas de tratamento térmico variam de cerca de OK a vários milhares de K, e incluem as temperaturas do hidrogênio líquido, hélio, néon líquido, argônio líquido, criptônio líquido, xenônio líquido, radônio líquido, nitrogênio líquido, oxigênio líquido, do ar liquefeito e de gelo seco, e temperaturas obtidas por misturas, azeótropos e vapores desses e de outros materiais.In additional embodiments, the method of the invention further includes a step of applying an organosiloxane silicone composition over the formed oxide coating and exposing the coated substrate to an environment that will remove volatile components from the composition, without decomposing organo-silicon bonds. In addition, other treatments can be performed after the formation of an oxide layer. As explained here, additional metal oxide coatings, which can be the same or different, can be added. In some embodiments, the metal oxide (s) can be etched and polished, carburized, nitrided, painted, powder coated, plated, or anodized. In some embodiments, the at least one metal oxide serves as an adhesive layer in at least one additional layer. Such additional coatings need not be formed in accordance with the present invention. Some embodiments offer a metal oxide bonding coating that allows for an additional coating that may not adhere to the surface in the absence of the bonding layer. In addition, the substrate can be subjected to heat treatment, before or after a metal oxide coating is formed on the substrate. For example, a substrate having a metal oxide coating in accordance with the present invention can be annealed at high temperatures to reinforce the substrate. In another example, a substrate can be kept close to absolute zero, either before or after a metal oxide coating is formed on the substrate. Adequate heat treatment temperatures range from about OK to several thousand K, and include temperatures of liquid hydrogen, helium, liquid neon, liquid argon, liquid krypton, liquid xenon, liquid radon, liquid nitrogen, liquid oxygen, liquefied air and dry ice, and temperatures obtained by mixtures, azeotropes and vapors of these and other materials.

Os métodos da presente invenção podem ser usados durante ou após a fabricação de um determinado componente de um sistema de processamento ou de transporte de fluidos. Por exemplo, uma ou mais camadas de óxido pode ser aplicada a uma seção de tubo à medida em que está sendo fabricado, ou após a tubulação estar montada em um sistema de processamento ou de transporte de fluidos. Além disso, em algumas modalidades, os métodos da presente invenção podem ser incorporados em etapas de fabricação convencional. Por exemplo, depois de tubos serem soldados, muitas vezes são submetidos a um tratamento térmico para aliviar as tensões introduzidas pelo processo de soldagem. Em algumas modalidades da presente invenção, pelo menos um composto metálico é aplicado após a soldagem e antes desse tratamento térmico. Nestas modalidades, aquele um tratamento térmico converte pelo menos um composto metálico em pelo menos um óxido metálico e alivia as tensões decorrentes da solda.The methods of the present invention can be used during or after the manufacture of a particular component of a processing or fluid transport system. For example, one or more layers of oxide can be applied to a section of pipe as it is being manufactured, or after the pipe is assembled in a fluid processing or transport system. In addition, in some embodiments, the methods of the present invention can be incorporated into conventional manufacturing steps. For example, after tubes are welded, they are often subjected to heat treatment to relieve the stresses introduced by the welding process. In some embodiments of the present invention, at least one metallic compound is applied after welding and before this heat treatment. In these modalities, a heat treatment converts at least one metallic compound into at least one metallic oxide and relieves the stresses arising from the weld.

O processo da invenção pode permitir a utilização de revestimentos em uma grande variedade de materiais, incluindo a aplicação de revestimentos de CeO2 e ZrO2 par materiais cerâmicos e/ou metais sólidos anteriormente não possíveis de serem revestidos com esses materiais. Algumas modalidades da presente invenção fornecem um processo de temperatura relativamente baixa, que não prejudicam ou distorcem muitos substratos, não produzem materiais aquosos tóxicos ou corrosivos, e podem ser aplicados no local, ou “no campo” sem a aquisição de bens de equipamento caros.The process of the invention can allow the use of coatings on a wide variety of materials, including the application of CeO 2 and ZrO 2 coatings for ceramic materials and / or solid metals previously not possible to be coated with these materials. Some embodiments of the present invention provide a relatively low temperature process, which do not harm or distort many substrates, do not produce toxic or corrosive aqueous materials, and can be applied on-site or "in the field" without purchasing expensive equipment.

Além disso, a natureza dos limites intersticiais resultante de estruturas nanocristalinas da invenção em várias modalidades podem se compor de ingredientes selecionados de modo a aumentar a condutividade iônica, enquanto diminui a condutividade eletrônica, ou pode ser composta de ingredientes selecionados de modo a aumentar a condutividade mista do material, ou modificar sua porosidade. De forma semelhante, muitas outras propriedades podem ser alteradas através da seleção criteriosa de ingredientes diversos, que são formulados, como parte da composição de composto metálico da invenção.In addition, the nature of the interstitial boundaries resulting from nanocrystalline structures of the invention in various modalities may consist of selected ingredients in order to increase ionic conductivity, while decreasing electronic conductivity, or may be composed of selected ingredients in order to increase conductivity. mixed material, or modify its porosity. Similarly, many other properties can be changed through the careful selection of diverse ingredients, which are formulated, as part of the metallic compound composition of the invention.

Em algumas modalidades da presente invenção, um substrato que compreende pelo menos uma parte da estrutura de um componente é colocado dentro de uma câmara de vácuo e a câmara é evacuada. Opcionalmente, o substrato pode ser aquecido ou resfriado, por exemplo, com gás introduzidos na câmara ou por um fluido de transferência de calor que flui através da estrutura do substrato de montagem. Se um gás é introduzido, o cuidado deve ser tomado para que ele não vai alterar o substrato de uma forma não intencional, como por oxidação de uma superfície quente contendo ferro por um gás contendo oxigênio. O gás introduzido opcionalmente pode ser evacuado uma vez que o substrato atinja a temperatura desejada. Vapor de um ou mais compostos de metal, como 2-hexanoato de cério(lll), entra na câmara de vácuo e se deposita no substrato. Um volume específico de uma composição de fluido que contém o composto metálico pode fornecer uma quantidade específica de compostos para a superfície do substrato no interior da câmara de vácuo, dependendo do tamanho da câmara e outros fatores. Opcionalmente, um gás selecionado é ventilado para dentro da câmara e enche a câmara de vácuo até uma pressão escolhida, em um exemplo, igual a uma atmosfera. A câmara é aquecida a uma temperatura suficiente para converter pelo menos parte do composto a óxidos, por exemplo, 450 °C, durante uma quantidade determinada de tempo suficiente para o processo de conversão, por exemplo, de 30 minutos. Neste exemplo, forma-se uma camada de óxido de cério sobre o substrato. Opcionalmente, o processo pode ser repetido quantas vezes desejar, formando uma camada mais espessa de óxido de cério sobre o substrato. Em algumas modalidades, o componente pode ser resfriado em relação à temperatura ambiente, como, por exemplo, na temperatura do nitrogênio líquido, para auxiliar o processo de deposição. Em outras modalidades, uma atmosfera redutora pode ser usada para converter pelo menos uma parte dos óxidos metálicos ao metal.In some embodiments of the present invention, a substrate comprising at least a part of a component's structure is placed inside a vacuum chamber and the chamber is evacuated. Optionally, the substrate can be heated or cooled, for example, with gases introduced into the chamber or by a heat transfer fluid that flows through the structure of the mounting substrate. If a gas is introduced, care must be taken that it will not alter the substrate in an unintended manner, such as by oxidizing a hot surface containing iron by a gas containing oxygen. The optionally introduced gas can be evacuated once the substrate reaches the desired temperature. Vapor from one or more metal compounds, such as cerium 2-hexanoate (III), enters the vacuum chamber and settles on the substrate. A specific volume of a fluid composition containing the metallic compound can provide a specific amount of compounds for the surface of the substrate inside the vacuum chamber, depending on the size of the chamber and other factors. Optionally, a selected gas is vented into the chamber and fills the vacuum chamber to a chosen pressure, in one example, equal to an atmosphere. The chamber is heated to a temperature sufficient to convert at least part of the compound to oxides, for example, 450 ° C, for a specified amount of time sufficient for the conversion process, for example, 30 minutes. In this example, a layer of cerium oxide is formed on the substrate. Optionally, the process can be repeated as many times as desired, forming a thicker layer of cerium oxide on the substrate. In some embodiments, the component can be cooled in relation to room temperature, such as, for example, the temperature of liquid nitrogen, to assist the deposition process. In other embodiments, a reducing atmosphere can be used to convert at least part of the metal oxides to the metal.

Em outras modalidades, o substrato pode incluir um ou mais polímeros, tais como cloreto de polivinila. O substrato de polímero podem ser mantidos em temperaturas mais baixas suficientes para evitar a degradação do substrato durante o processo de aquecimento, por exemplo, a temperatura do nitrogênio líquido, enquanto o composto metálico converte ao óxido devido a qualquer técnica que aqueça o composto metálico, mas não o substrato a um grau significativo. Exemplos de técnicas de aquecimento, tais como lâmpadas de flash, lasers, e aquecimento por microondas. Além disso, os materiais que se degradam por exposição a altas temperaturas podem ser mantidas em temperaturas mais baixas usando as mesmas técnicas. Por exemplo, vidros, metais de fusão em baixas temperaturas, policarbo * patos, e substratos semelhantes podem ser mantidos em baixas temperaturas enquanto o pelo menos um composto metálico é convertido a pelo menos um óxido metálico.In other embodiments, the substrate can include one or more polymers, such as polyvinyl chloride. The polymer substrate can be kept at lower enough temperatures to avoid degradation of the substrate during the heating process, for example, the temperature of liquid nitrogen, while the metallic compound converts to the oxide due to any technique that heats the metallic compound, but not the substrate to a significant degree. Examples of heating techniques, such as flash lamps, lasers, and microwave heating. In addition, materials that degrade on exposure to high temperatures can be kept at lower temperatures using the same techniques. For example, glass, low temperature fusion metals, polycarbonate * ducks, and similar substrates can be kept at low temperatures as long as at least one metallic compound is converted to at least one metallic oxide.

Quando usados neste documento em referência aos gases de processo usado para realizar o processo da invenção, o termo “temperatura alta” significa uma temperatura suficientemente elevada para converter o composto metálico em óxido metálico, geralmente na faixa de cerca de 200 °C a cerca de 1000 °C, como, por exemplo, de cerca de 200 °C a cerca de 400 °C, ou de cerca de 400 °C a cerca de 500 °C, de cerca de 500 °C a 650 °C, de cerca de 650 °C a cerca de 800 °C, ou de cerca de 800 °C a aproximadamente 1000 °C. Gases de processo em temperaturas ainda maiores podem ser usados, de modo que, quando o gás é passado através do Processo de gases a temperaturas ainda mais elevadas podem ser utilizadas, de modo que, quando o gás é passado através do sistema de transporte ou de processamento de fluido durante o processo de algumas modalidades da invenção, a temperatura do gás de saída do sistema fique dentro da faixa dada acima.When used in this document in reference to the process gases used to carry out the process of the invention, the term "high temperature" means a temperature high enough to convert the metal compound to metal oxide, generally in the range of about 200 ° C to about 1000 ° C, such as from about 200 ° C to about 400 ° C, or from about 400 ° C to about 500 ° C, from about 500 ° C to 650 ° C, about 650 ° C to about 800 ° C, or from about 800 ° C to approximately 1000 ° C. Process gases at even higher temperatures can be used, so that when the gas is passed through the Process gases at even higher temperatures can be used, so that when the gas is passed through the transport system or from fluid processing during the process of some embodiments of the invention, the temperature of the gas leaving the system falls within the range given above.

Uma dada modalidade da invenção aqui descrita pode envolver um ou mais dos vários conceitos básicos. Por exemplo, um conceito refere-se a um tratamento de superfície, que de modo geral atende às propriedades técnicas acima descritas e pode ser fabricada a um baixo custo. Outro conceito refere-se a um método para formar uma película protetora de óxido sobre a superfície de um metal. Outro conceito refere-se a um processo de duas etapas adaptado para formar uma camada profilática em superfícies internas de um transporte de fluido ou sistema de processamento. Outro conceito refere-se a criação de filmes finos de zircônia nanocristalino sobre superfícies de resistir crescimento fibroso de carbono e outros elementos. Outro conceito está relacionado a um meio para aplicar um revestimento protetor a um conjunto de diversos componentes através de um processo para aquecer um sistema fechado como um método de cura para o revestimento.A given embodiment of the invention described herein may involve one or more of the various basic concepts. For example, a concept refers to a surface treatment, which generally meets the technical properties described above and can be manufactured at low cost. Another concept concerns a method for forming a protective oxide film on the surface of a metal. Another concept refers to a two-step process adapted to form a prophylactic layer on the internal surfaces of a fluid transport or processing system. Another concept refers to the creation of thin films of nanocrystalline zirconia on surfaces to resist fibrous growth of carbon and other elements. Another concept is related to a means to apply a protective coating to a set of various components through a process to heat a closed system as a curing method for the coating.

Em algumas modalidades da invenção, um revestimento oxidante podem ser formado sobre um substrato pela aplicação de uma composição líquida de composto metálico ao substrato através de um processo de imersão, pulverização, deposição de vapor, raspagem, escovação, ou qualquer outro meio conhecido de aplicação de um líquida a uma superfície interna de um conduto, ou equipamentos de processo. Esta composição líquida de composto metálico compreende pelo menos um sal de metal de terra rara de um ácido carboxílico e pelo menos um sal de metal de transição de um ácido carboxílico, em um solvente, em algumas modalidades. A superfície, uma vez molhado com a composição é, então, expostos a um ambiente aquecido que irá converter pelo menos parte dos compostos metálicos de óxidos metálicos, formando um revestimento oxidante sobre o substrato.In some embodiments of the invention, an oxidizing coating can be formed on a substrate by applying a liquid metallic compound composition to the substrate through a process of dipping, spraying, vapor deposition, scraping, brushing, or any other known means of application from a liquid to an internal surface of a conduit, or process equipment. This liquid metallic compound composition comprises at least one rare earth metal salt of a carboxylic acid and at least one transition metal salt of a carboxylic acid, in a solvent, in some embodiments. The surface, once wetted with the composition, is then exposed to a heated environment that will convert at least part of the metal compounds to metal oxides, forming an oxidizing coating on the substrate.

Os revestimentos de óxido metálico resultantes do processo de conversão, tais como filmes finos de materiais nanocristalinos, são aplicados a substratos material para formar uma ou mais finas camadas de proteção. Outras aplicações dos compostos metálicos, se guida da exposição de conversão ambiente (por exemplo, aquecendo a superfície através dos meios descritos acima) podem ser feitas para criar múltiplas camadas de filmes finos de óxidos empilhados uns sobre os outros.The metal oxide coatings resulting from the conversion process, such as thin films of nanocrystalline materials, are applied to material substrates to form one or more thin layers of protection. Other applications of the metallic compounds, following exposure to ambient conversion (for example, heating the surface using the means described above) can be made to create multiple layers of thin oxide films stacked on top of each other.

O processo pode ser usado para criar uma estrutura que compreende uma nanocristalinos contendo molécula de oxigênio para as aplicações escolhidas. Alternativamente, a estrutura resultante nanocristalinos podem compreender um composto metálico contendo um metal, cerâmica, ou um ‘cermet’.The process can be used to create a structure that comprises a nanocrystalline containing oxygen molecule for the chosen applications. Alternatively, the resulting nanocrystalline structure can comprise a metallic compound containing a metal, ceramic, or a 'cermet'.

Um benefício para algumas modalidades da invenção é a capacidade de aplicar a composição de composto metálico de um sistema montado e, em seguida, para liberar gases de alta temperatura, através do sistema para atingir o processo de conversão, resultando em uma camada bem dispersas de óxido metálico no todas as superfícies internas. Isso é especialmente benéfico para sistemas de tubos soldados, trocadores de calor, e componentes similares que utilizam soldagem para as suas montagens, a referida soldagem tipicamente destruindo quaisquer tratamentos de superfície aplicados aos tubos, trocadores de calor ou outras partes antes da soldagem. As condições de alta temperatura do processo de soldagem tendem a destruir todos os revestimentos de proteção. A invenção fornece uma maneira de criar um revestimento de óxido metálico final abrangendo todas as partes do sistema de processo, criando uma camada protetora para juntas soldadas e igualmente para os componentes internos.A benefit for some embodiments of the invention is the ability to apply the metallic compound composition to an assembled system and then to release high temperature gases through the system to achieve the conversion process, resulting in a well-dispersed layer of metal oxide on all internal surfaces. This is especially beneficial for welded pipe systems, heat exchangers, and similar components that use welding for their assemblies, said welding typically destroying any surface treatments applied to pipes, heat exchangers or other parts before welding. The high temperature conditions of the welding process tend to destroy all protective coatings. The invention provides a way to create a final metal oxide coating covering all parts of the process system, creating a protective layer for welded joints and also for internal components.

Para criar um filme menos porosa fina, para algumas modalidades, o material pode ser adicionado ao fluido de base para atuar como material de carga. Desta forma, a porosidade do revestimento acabado é alterada com a inclusão de selecionados elementos nanopartículas na composição líquida do composto metálico antes da exposição a um ambiente que irá converter pelo menos uma porção do composto metálico(s) em óxidos metálicos. O resultado é um filme fino mais denso.To create a thin, less porous film, for some embodiments, the material can be added to the base fluid to act as the filler material. In this way, the porosity of the finished coating is changed with the inclusion of selected nanoparticles elements in the liquid composition of the metallic compound before exposure to an environment that will convert at least a portion of the metallic compound (s) into metal oxides. The result is a thinner, denser film.

Em algumas aplicações, onde é desejável reduzir um óxido metálico a um metal puro, o substrato tratado pode ser exposto a um agente redutor, como o hidrogênio ou outro agente conhecido de redução através de meios conhecidos para a redução de óxido. Por exemplo, o hidrogênio 7% em argônio aquecido a 350 °C pode ser usado para formar platina em certas modalidades. Outros metais que podem ser desejada, como para fins catalíticos, por exemplo, incluem mas não se limitam a platina, paládio, ródio, níquel, ouro, cério, prata, zinco, chumbo, rênio rutênio, e combinações de duas ou mais da mesma.In some applications, where it is desirable to reduce a metal oxide to a pure metal, the treated substrate can be exposed to a reducing agent, such as hydrogen or another known reducing agent, through known means for reducing oxide. For example, 7% hydrogen in argon heated to 350 ° C can be used to form platinum in certain embodiments. Other metals that may be desired, such as for catalytic purposes, for example, include but are not limited to platinum, palladium, rhodium, nickel, gold, cerium, silver, zinc, lead, ruthenium rhenium, and combinations of two or more of the same .

Tal como descrito acima, o método da invenção pode ser usado para fornecer revestimentos profiláticos para superfícies internas de sistemas de transporte ou de processamento de fluidos, e tem utilidade particular na área de sistemas de transporte ou de processamento de fluidos nas indústrias de petróleo e gás natural, onde a incrustação de carbono, corrosão e fragilização pelo hidrogênio são problemas particulares em tubulações e equipamentos de processamento. Por exemplo, o revestimento com a céria ou zircônia estabilizada com ítria, ou uma combinação de céria e zircônia irá reduzir significativamente a incrustação de carbono em superfícies de aço expostos ao petróleo e outros hidrocarbonetos em temperaturas de cerca de 570 °C, com efeito de proteção contra qualquer efetiva ou mensurável deposição de carbono. Superfícies de aço não revestidas expostas a condições similares se tornam suficientemente sujas com carbono de modo a exigir limpeza após cerca de 18 meses de serviço. A inibição de incrustações de carbono ocorre durante a exposição a petróleo ou outros hidrocarbonetos em temperaturas tão elevadas quanto 900 °C. Melhora similar na incrustação irá ocorrer em sistemas de processamento de fluido usado para processar o gás natural.As described above, the method of the invention can be used to provide prophylactic coatings for internal surfaces of transport or fluid processing systems, and is of particular use in the field of transport or fluid processing systems in the oil and gas industries. natural, where carbon encrustation, corrosion and hydrogen embrittlement are particular problems in piping and processing equipment. For example, coating with yttria-stabilized ceria or zirconia, or a combination of ceria and zirconia will significantly reduce carbon fouling on steel surfaces exposed to oil and other hydrocarbons at temperatures of around 570 ° C, with effect of protection against any effective or measurable carbon deposition. Uncoated steel surfaces exposed to similar conditions become sufficiently soiled with carbon to require cleaning after about 18 months of service. Inhibition of carbon scale occurs during exposure to oil or other hydrocarbons at temperatures as high as 900 ° C. Similar improvement in fouling will occur in fluid processing systems used to process natural gas.

Além da proteção contra incrustações de carbono, o método da invenção fornece proteção contra incrustações e outros problemas de corrosão encontrados frequentemente em operações de processamento químico ou hidrocarbonetos em várias modalidades. Por exemplo, o método da invenção fornece uma barreira parcial ou total contra a intrusão de hidrogênio em um substrato de metal, reduzindo a superfície do substrato e da degradação por meio desse mecanismo conhecido, em algumas modalidades. Em particular, o método da invenção fornece uma barreira eficaz contra o ataque corrosivo em modalidades posteriores. Porque o revestimento de superfície resultante fornece uma barreira eficaz entre o material do equipamento de processo (normalmente de metal, como ferro ou de aço) e do ambiente (por exemplo, petróleo cru, hidrocarbonetos craqueados, ou fluxo de gás natural), e outras reações eletroquímicas entre do metal e o fluxo do processo são efetivamente reduzida ou impedida em ainda outras modalidades. Isto é particularmente importante para sistemas de tubulações em aço inox, onde as altas temperaturas envolvidas na soldagem do aço induz o cromo (o principal elemento passivação em aço inoxidável) a migrar para as fronteiras de grãos, criando um acoplamento galvânico entre áreas de alto Cr e áreas de baixo Cr, que pode levar a ataque corrosivo. Como o método da invenção permite a aplicação do revestimento após a solda ter sido formado (e qualquer dano a alta temperatura ocorreu) em algumas modalidades, as áreas do sistema adjacente à solda são isoladas da exposição ao ambiente potencialmente corrosivo do fluido que está sendo processado.In addition to protection against carbon scale, the method of the invention provides protection against scale and other corrosion problems frequently encountered in chemical or hydrocarbon processing operations in various modalities. For example, the method of the invention provides a partial or total barrier against the intrusion of hydrogen into a metal substrate, reducing the surface of the substrate and degradation by means of this known mechanism, in some embodiments. In particular, the method of the invention provides an effective barrier against corrosive attack in later embodiments. Because the resulting surface coating provides an effective barrier between the material of process equipment (usually metal, such as iron or steel) and the environment (for example, crude oil, cracked hydrocarbons, or natural gas flow), and others Electrochemical reactions between the metal and the process flow are effectively reduced or prevented in yet other modalities. This is particularly important for stainless steel piping systems, where the high temperatures involved in steel welding induce chromium (the main passivation element in stainless steel) to migrate to the grain boundaries, creating a galvanic coupling between areas of high Cr and low Cr areas, which can lead to corrosive attack. As the method of the invention allows the application of the coating after the weld has been formed (and any high temperature damage has occurred) in some embodiments, the areas of the system adjacent to the weld are isolated from exposure to the potentially corrosive environment of the fluid being processed .

A exposição a certos tipos de soldadura, corrosão galvânica, e, mais importantemente ao sulfeto de hidrogênio (frequentemente encontrado no petróleo e correntes de processo de gás natural) pode introduzir hidrogênio na estrutura cristalina do equipamento metálico de processo, levando à fragilização e rachaduras. O método da invenção, por prevenir a exposição dos metal a qualquer sulfeto de hidrogênio ou hidrogênio contido no fluxo de processo, pode reduzir ou eliminar essa forma de ataque em certas modalidades da presente invenção.Exposure to certain types of welding, galvanic corrosion, and most importantly to hydrogen sulfide (often found in petroleum and natural gas process currents) can introduce hydrogen into the crystalline structure of metal process equipment, leading to embrittlement and cracking. The method of the invention, by preventing exposure of the metals to any hydrogen sulfide or hydrogen contained in the process flow, can reduce or eliminate this form of attack in certain embodiments of the present invention.

Outros sistemas podem ser também protegidos contra as várias formas de incrus tação. Os trocadores de calor que podem ser protegidos de acordo com várias modalidades da presente invenção incluem qualquer tipo de trocador de calor. Os trocadores de calor conhecidos transferem energia térmica, seja para propósitos e aquecimento ou de resfriamento, por exemplo, entre gases, entre gás e um líquido, entre um líquido e um sólido, e entre um gás e um sólido. Trocadores de calor para sistemas de duas fases, semissólidos, pasta e lamas fluidas são também conhecidos. Os trocadores de calor incluem, por exemplo, unidades de aquecimento de óleo em refinarias, torres de resfriamento, radiadores de uso automotivo, sistemas HVAC tais como condicionadores de ar, torres de energia solar, geotérmica colheitadeiras, unidades de refrigeração, e assim por diante.Other systems can also be protected against various forms of encrustation. Heat exchangers that can be protected according to various embodiments of the present invention include any type of heat exchanger. Known heat exchangers transfer thermal energy, either for heating and cooling purposes, for example, between gases, between gas and a liquid, between a liquid and a solid, and between a gas and a solid. Heat exchangers for two-phase, semi-solid, slurry and sludge systems are also known. Heat exchangers include, for example, oil heating units in refineries, cooling towers, automotive radiators, HVAC systems such as air conditioners, solar power towers, geothermal harvesters, cooling units, and so on. .

Os materiais que podem ser protegidos contra incrustações de acordo com a presente invenção incluem qualquer material que possa receber um revestimento protetor de óxido metálico. Esses materiais incluem, por exemplo, metais, materiais cerâmicos, vidros e ‘cermets’, bem como compostos e polímeros que possam suportar as condições do processo de conversão do carboxilato metálico em óxido metálico. Os metais que podem ser protegidas incluem, mas não se limitam a, substancialmente metais puros, ligas e aços, tais como, por exemplo, aços de baixa liga, aços ao carbono, aço inoxidável, aço inoxidável série 300, aço inox série 400, ligas de base níquel, aços de alto teor de cromo, e aços de alto teor de molibdênio.Materials that can be protected against fouling in accordance with the present invention include any material that can receive a protective metal oxide coating. Such materials include, for example, metals, ceramic materials, glass and cermets, as well as compounds and polymers that can withstand the conditions of the process of converting metallic carboxylate to metallic oxide. Metals that can be protected include, but are not limited to, substantially pure metals, alloys and steels, such as, for example, low alloy steels, carbon steels, stainless steel, 300 series stainless steel, 400 series stainless steel, nickel-based alloys, high chromium steels, and high molybdenum steels.

Os produtos industriais e comerciais que podem ser protegidos de acordo com a presente invenção não são limitados. Refinaria de petróleo; processamento petroquímico; transporte e armazenamento de petróleo, tais como oleodutos, navios petroleiros, veículos de transporte de combustível e depósitos de gás combustível e estação de bombas, sensores, fabricação de produtos químicos industriais, armazenamento e transporte, sistemas de fluidos automotivos, incluindo sistemas de combustível, sistemas de lubrificação, radiadores, aquecedores e refrigeradores de ar, sistemas de frenagem, e quebra, direção assistida, transmissões, sistemas hidráulicos e sistemas similares; sistemas de armazenamento e transporte de fluidos de uso aeronáuticos e aeroespacial incluindo sistemas de combustíveis e sistemas hidráulicos; e sistemas de processo de alimentos e laticínios; motores a combustão, motores de turbina, e motores de foguetes; entre tantos outros, podem se beneficiar da presente invenção.Industrial and commercial products that can be protected according to the present invention are not limited. Oil refinery; petrochemical processing; transport and storage of oil, such as pipelines, oil tankers, fuel transport vehicles and fuel gas tanks and pump station, sensors, manufacturing of industrial chemicals, storage and transportation, automotive fluid systems, including fuel systems, lubrication systems, radiators, air heaters and coolers, braking systems, and breakage, power steering, transmissions, hydraulic systems and similar systems; aeronautical and aerospace fluid storage and transport systems including fuel systems and hydraulic systems; and food and dairy process systems; combustion engines, turbine engines, and rocket engines; among many others, can benefit from the present invention.

EXEMPLOSEXAMPLES

Exemplo 1Example 1

Cinco cupons de 5,08 cm x 5,08 cm (2” x 2”) de aço SS304 com acabamento (McMaster-Carr) foram individualmente designados “não revestidos”, “zircônia”, “vidro”, YSZ”, e “argila”. Essas composições imitam materiais quimicamente e termicamente inertes pelos mesmos nomes conhecidos na natureza e na indústria, em um modo inventivo. Uma vasta gama de materiais similares podem sugerir composições adicionais para serem usadas co mo modalidades da presente invenção. Ao cupom “não revestido” foi não foi dado nenhum revestimento, para funcionar como controle. Cada um dos outros cupons foram revestidos por um lado, com as seguintes composições de acordo com modalidades da presente invenção:Five 5.08 cm x 5.08 cm (2 "x 2") coupons in finished SS304 steel (McMaster-Carr) were individually designated "uncoated", "zirconia", "glass", YSZ ", and" clay". These compositions imitate chemically and thermally inert materials by the same names known in nature and industry, in an inventive way. A wide range of similar materials may suggest additional compositions for use with the modalities of the present invention. The “uncoated” coupon was not given any coating to function as a control. Each of the other coupons was coated on one side, with the following compositions according to the modalities of the present invention:

Zircão: 2-etilexanoato de zircônio (Peso 28%p da composição final, Alfa Aesar), silício 2-etilexanoato de silício (33,5% em peso, Alfa Aesar) e 2-etilexanoato de cromo (1%p, Alfa Aesar) foram misturadas em ácido 2-etilexanóico (peso de 37,5%p, Alfa-Aesar), e a composição foi revestida por rotação por sobre a superfície do substrato de aço.Zircon: zirconium 2-ethylexanoate (Weight 28% w of the final composition, Alfa Aesar), silicon silicon 2-ethylexanoate (33.5% by weight, Alfa Aesar) and chromium 2-ethylexanoate (1% w, Alfa Aesar ) were mixed in 2-ethylexanoic acid (weight 37.5% w, Alfa-Aesar), and the composition was coated by rotation over the surface of the steel substrate.

Vidro: 2-etilexanoato de silício (Peso 74%p, Alfa Aesar), 2-etilexanoato de sódio (5,2%p, Alfa Aesar), 2-etilexanoato de cálcio (11%p, Alfa Aesar) e 2-etilexanoato de cromo (1,4% em peso, Alfa Aesar) foram misturadas em ácido 2-etilexanóico (8,4%p, Alfa Aesar), e a composição foi revestida por rotação por sobre a superfície do substrato de aço.Glass: silicon 2-ethylexanoate (Weight 74% w, Alfa Aesar), sodium 2-ethylexanoate (5.2% w, Alfa Aesar), calcium 2-ethylexanoate (11% w, Alfa Aesar) and 2-ethylexanoate chromium (1.4% by weight, Alfa Aesar) were mixed in 2-ethylexanoic acid (8.4% w, Alfa Aesar), and the composition was coated by rotation over the surface of the steel substrate.

YSZ: 2-etilexanoato de ítrio em pó (2,4%p, Alfa Aesar) foi dissolvido em ácido 2etilexanóico com agitação a 75-80 °C durante uma hora (60%p, Alfa Aesar). Uma vez a composição tenha resfriada até a temperatura ambiente, 2-etilexanoato de zircônio (36,6% em peso., Alfa Aesar) e 2-etilexanoato de cromo (1%p, Alfa Aesar) foram misturados. A composição foi revestida por rotação por sobre a superfície do substrato de aço.YSZ: Yttrium 2-ethylexanoate powder (2.4% w, Alfa Aesar) was dissolved in 2-ethylexanoic acid with stirring at 75-80 ° C for one hour (60% w, Alfa Aesar). Once the composition has cooled to room temperature, zirconium 2-ethylexanoate (36.6% by weight, Alfa Aesar) and chromium 2-ethylexanoate (1% w, Alfa Aesar) were mixed. The composition was coated by rotation over the surface of the steel substrate.

Argila: 2-etilexanoato de alumínio (15%p, Alfa Aesar), 2-etilexanoato de silício (45%p, Alfa Aesar) e 2-etilexanoato de cromo (2% em peso, Alfa Aesar) foram misturadas em ácido 2-etilexanóico. Esta composição foi manualmente esfregada na superfície do substrato, devido à viscosidade da composição. A composição aparentemente reagiu com a umidade no ar e começou a se solidificar, tornando difícil a aplicação.Clay: Aluminum 2-ethylexanoate (15% w, Alfa Aesar), silicon 2-ethylexanoate (45% w, Alfa Aesar) and chromium 2-ethylexanoate (2% by weight, Alfa Aesar) were mixed in 2- ethylexanoic. This composition was manually rubbed onto the substrate surface due to the viscosity of the composition. The composition apparently reacted with moisture in the air and began to solidify, making application difficult.

Os cupons de aço revestidos foram colocados em um forno a vácuo e evacuado para cerca de 20-60 millitorr. Os cupons foram aquecidos a 450 °C, e depois deixados para esfriar até a temperatura ambiente. O processo de depósito e de aquecimento foi repetido para aplicar oito revestimentos da composição adequada em cada cupom.The coated steel coupons were placed in a vacuum oven and evacuated to about 20-60 millitorr. The coupons were heated to 450 ° C, and then left to cool to room temperature. The deposit and heating process was repeated to apply eight coatings of the appropriate composition to each coupon.

Cada cupom revestido foi montado em uma célula de ensaio com um cilindro de vidro (2,54 cm (Tj de diâmetro interno x 2,86 cm (1,125”) fixado na parte revestida do cupom. Uma junta de borracha formou uma vedação entre o cilindro de vidro e o cupom. Aqua Regia foi preparada a partir de HNO3 (1 parte, vol., 70% estoque , # 33260, Alfa Aesar) e HCI (3 partes, vol., Estoque -37%, # 33257, Alfa Aesar), vertida em cilindro de vidro, e deixada contatar o cupom por uma hora. Em seguida, o cupom foi retirado, lavado e fotografado. As fotografias dos cupons testadas aparecem nas Figuras 3-7.Each coated coupon was mounted in a test cell with a glass cylinder (2.54 cm (Tj internal diameter x 2.86 cm (1.125 ”) attached to the coated part of the coupon. A rubber seal formed a seal between the glass cylinder and coupon. Aqua Regia was prepared from HNO 3 (1 part, vol., 70% stock, # 33260, Alfa Aesar) and HCI (3 parts, vol., Stock -37%, # 33257, Alpha Aesar), poured into a glass cylinder, and allowed to contact the coupon for an hour, then the coupon was removed, washed and photographed. The photos of the tested coupons appear in Figures 3-7.

Aqua Regia, assim chamada porque ela é conhecida por dissolver metais nobres como ouro e platina, gravou quimicamente de forma bastante o cupom de aço inox não revestido. Ver a Figura 3. O cupom de zircão, ao contrário, permanece em grande parte mostrando apenas pequenos pontos. Ver a Figura 4. O cupom de vidro também continua em grande parte não atacado, mostrando características dissimuladas do tipo arranhões. Ver Figura 5. O cupom YSZ mostra ataque significativo. Ver a Figura 6. O cupom Argila também mostra o ataque, embora menos grave do que aquele do cupom não revestido. Ver a Figura 7.Aqua Regia, so called because it is known to dissolve noble metals like gold and platinum, chemically etched the uncoated stainless steel coupon quite chemically. See Figure 3. The zircon coupon, in contrast, remains largely showing only small dots. See Figure 4. The glass coupon also remains largely unattached, showing concealed scratch-like features. See Figure 5. The YSZ coupon shows a significant attack. See Figure 6. The Clay coupon also shows the attack, although less severe than that of the uncoated coupon. See Figure 7.

Em uma escala de 0 a 10, com 0 representando corrosão severa e 10 representando uma proteção completa, os revestimentos apresentaram os seguintes desempenhos:On a scale of 0 to 10, with 0 representing severe corrosion and 10 representing complete protection, the coatings showed the following performances:

Cupom Coupon Performance Performance Não revestido Uncoated 0 0 Zircão Zircon 8 8 vidro glass 7-8 7-8 YSZ YSZ 0-1 0-1 Argila Clay 0-1 0-1

A observação dos cupons de zircão e vidro em ampliações de 100x a 1000x antes da exposição a Aqua Regia revelou revestimentos uniformes, principalmente amorfos. A observação do cupom YSZ nessas ampliações mesmo revelou um revestimento de superfície possuindo uma estrutura cristalina. A observação do cupom argila revelou cobertura desigual, provavelmente devido à reação catalisada pela umidade e solidificação prematura. A preparação e aplicação da composição de argila em um ambiente de umidade e/ou livre de oxigênio pode melhorar as características e performance do revestimento.The observation of the zircon and glass coupons in magnifications from 100x to 1000x before exposure to Aqua Regia revealed uniform coatings, mainly amorphous. The observation of the YSZ coupon in these extensions even revealed a surface coating with a crystalline structure. The observation of the clay coupon revealed uneven coverage, probably due to the reaction catalyzed by moisture and premature solidification. The preparation and application of the clay composition in a moisture and / or oxygen-free environment can improve the characteristics and performance of the coating.

Estes resultados demonstram proteção de um substrato de aço em um ambiente altamente corrosivo pelos revestimentos elaborados em conformidade com a presente invenção. Estes resultados também demonstram experiências simples para testar revestimentos de óxido metálico para avaliar como eles poderíam se desempenhar em um determinado ambiente.These results demonstrate protection of a steel substrate in a highly corrosive environment by coatings designed in accordance with the present invention. These results also demonstrate simple experiments to test metal oxide coatings to assess how they could perform in a given environment.

Experiências semelhantes podem ser feitos em outros ambientes para determinar como revestimentos de óxido metálico pode realizar nesses ambientes. Aquele usualmente versado na técnica vai reconhecer que as composições que não tiveram um bom desempenho contra a Aqua Regia podem ter bons desempenhos em outros ambientes. Por exemplo, acredita-se que a camada de YSZ reduz ou impede o acúmulo de coque. Além disso, o desempenho de uma composição depende, em parte, das condições de aplicação e da conversão. Por exemplo, a composição de argila é esperada para um bom desempenho se for aplicada e convertida em um ambiente adequado, como discutido acima.Similar experiments can be done in other environments to determine how metal oxide coatings can perform in those environments. Those usually versed in the technique will recognize that compositions that have not performed well against Aqua Regia can perform well in other environments. For example, the YSZ layer is believed to reduce or prevent the accumulation of coke. In addition, the performance of a composition depends, in part, on the conditions of application and conversion. For example, the clay composition is expected to perform well if applied and converted into a suitable environment, as discussed above.

Exemplo 2Example 2

A Figura 8 mostra uma micrografia TEM em ampliação de aproximadamente dois milhões x de um substrato de aço inoxidável SS304 (104) com oito camadas de uma composição de ítria/zircônia (102). A figura ilustra uma camada difusa, rotuladas de intercalação óxido-substrato (106). Nesse exemplo, o revestimento difundido é de cerca de 10 nm de espessura. O TEM também mostra planos cristalinos, indicando a natureza nanocristalina da ítria/zircônia.Figure 8 shows a TEM micrograph in magnification of approximately two million x of an SS304 stainless steel substrate (104) with eight layers of an yttria / zirconia composition (102). The figure illustrates a diffuse layer, labeled oxide-substrate intercalation (106). In this example, the diffused coating is about 10 nm thick. TEM also shows crystalline planes, indicating the nanocrystalline nature of yttria / zirconia.

Exemplo 3Example 3

As superfícies internas de contato com o óleo de uma caldeira para uma coluna de destilação fracionada de petróleo são limpas e em seguida molhadas com uma composição bem agitada contendo 2-etilexanoato de cério(lll) (203 g; todos os pesos são por quilograma da composição final), acetilacetonato de cromo(lll) (10,1 g) e nanopartículas de óxido de cério(IV) (10,0 g, 10-20 nm, Aldrich) em ácido 2-etilexanóico (777 g). A composição é aplicada aos tubos da caldeira através da inserção de um “pig” ao primeiro tubo de caldeira, adicionando uma alíquota da composição ao tubo, e colocando um segundo “pig” tal que o primeiro “pig” e o segundo “pig” contenham substancialmente a alíquota. Em seguida, nitrogênio comprimido é introduzido por trás do segundo “pig” e a pressão é aumentada acima de 1 atm, até que o pacote de raspagem se movimente. A pressão é mantida constante até que o pacote de raspagem surja do outro lado da caldeira, e a superfície interna do tubo fique molhada com a composição. Vapor a 500 °C aquece a caldeira da forma habitual durante 30 minutos e em seguida, a caldeira é deixada para esfriar. Um revestimento de óxido de cério substancialmente não poroso estabilizado por óxido de cromo se forma sobre as superfícies da caldeira que contatam o óleo.The internal oil-contact surfaces of a boiler for a fractionated petroleum distillation column are cleaned and then wetted with a well stirred composition containing cerium 2-ethylexanoate (lll) (203 g; all weights are per kilogram of final composition), chromium acetylacetonate (III) (10.1 g) and cerium (IV) oxide nanoparticles (10.0 g, 10-20 nm, Aldrich) in 2-ethylexanoic acid (777 g). The composition is applied to the boiler tubes by inserting a “pig” into the first boiler tube, adding an aliquot of the composition to the tube, and placing a second “pig” such that the first “pig” and the second “pig” substantially contain the rate. Then, compressed nitrogen is introduced behind the second “pig” and the pressure is increased above 1 atm, until the scraping package moves. The pressure is kept constant until the scraping package appears on the other side of the boiler, and the inner surface of the tube is wet with the composition. Steam at 500 ° C heats the boiler in the usual way for 30 minutes and then the boiler is left to cool. A coating of substantially non-porous chromium oxide stabilized by chromium oxide forms on the surfaces of the boiler that contact the oil.

Exemplo 4Example 4

Sob uma atmosfera de nitrogênio saturada em etanol, superfícies que contatam leite de um pasteurizador deleite são molhadas com uma composição bem agitada contendo (IV) etóxido de titânio(IV) em etanol (500 g, 20% Ti, Aldrich) e etanol seco (500 g), utilizando um “pig”, como mostrado na Figura 1. Depois que o “pig” é removido do pasteurizador, nitrogênio seco aquecido a 450 °C faz uma purga através do pasteurizador por quinze minutos, e o pasteurizador é deixado a esfriar sob fluxo de nitrogênio até a temperatura ambiente. A análise irá revelar uma camada de dióxido de titânio sobre as superfícies do pasteurizador que têm contato com o leite.Under an atmosphere of nitrogen saturated in ethanol, surfaces that contact milk from a treat pasteurizer are wetted with a well stirred composition containing (IV) titanium (IV) ethoxide in ethanol (500 g, 20% Ti, Aldrich) and dry ethanol ( 500 g), using a “pig”, as shown in Figure 1. After the “pig” is removed from the pasteurizer, dry nitrogen heated to 450 ° C purges through the pasteurizer for fifteen minutes, and the pasteurizer is left to cool under nitrogen flow to room temperature. The analysis will reveal a layer of titanium dioxide on the surfaces of the pasteurizer that have contact with the milk.

Exemplo 5Example 5

Um coletor limpo para gases de escape de automóvel é mergulhado em um banho agitado contendo uma primeira composição que contém de 2,2,6,6-tetrametil-3,5heptanedionato de zircônio(IV) (459 g), e 2,2,6,6-tetrametil-3 ,5-heptanedionato de ítrio(lll) (72,9 g), e hexanos (1 kg) tal que a composição contata as superfícies internas e externas. Opcionalmente, as aberturas podem ser obturadas de modo que a primeira composição não contate com as superfícies internas. O coletor é removido da composição, suspenso, e girado para permitir que os excesso da composição caia dentro do banho. A radiação microondas irradia as superfícies externas por dez minutos, e o revestimento de zircônia estabiliza do por ítria se forma sobre a parte externa do coletor. As superfícies de contato com o escape do coletor são purgadas com uma segunda composição contendo 2,2,6,6-tetrametil-3,5heptanedionato de zircônio(IV) (459 g), 2,2,6,6-tetrametil-3,5-heptanedionato de ítrio (III) (72,9 g), acetilacetonato de platina(ll) (1,01 g) e hexanos (1 kg), e a composição é drenado do coletor. Gás argônio aquecido a 450 °C é transmitido através do interior do coletor por 30 minutos. Em seguida, o gás argônio contendo 7% de hidrogênio aquecido a 350 °C atravessa o interior do coletor por 30 minutos. Um revestimento de zircônia estabilizada com ítria se formará na superfície interna do coletor. A superfície interna também vai conter sítios de platina metálica para catalisar a oxidação do combustível hidrocarboneto parcialmente queimado. Além disso, um revestimento de zircônia estabilizada com ítria irá se formar para proteger da corrosão o exterior do coletor. Opcionalmente, o distribuidor pode ser resfriado até a temperatura ambiente e em seguida lentamente baixado em um banho de nitrogênio por algum tempo.A clean automobile exhaust collector is immersed in an agitated bath containing a first composition containing 2,2,6,6-tetramethyl-3,5 zirconium (IV) heptanedionate (459 g), and 2,2, Yttrium 6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate (ll) (72.9 g), and hexanes (1 kg) such that the composition contacts the internal and external surfaces. Optionally, the openings can be closed so that the first composition does not contact the internal surfaces. The collector is removed from the composition, suspended, and rotated to allow excess composition to fall into the bath. Microwave radiation radiates the external surfaces for ten minutes, and the zirconia stabilized by yttrium coating forms on the outside of the collector. The collector exhaust contact surfaces are purged with a second composition containing 2,2,6,6-tetramethyl-3,5 zirconium (IV) heptanedionate (459 g), 2,2,6,6-tetramethyl-3 , Yttrium (III) 5-heptanedionate (72.9 g), platinum (ll) acetylacetonate (1.01 g) and hexanes (1 kg), and the composition is drained from the collector. Argon gas heated to 450 ° C is transmitted through the interior of the collector for 30 minutes. Then, the argon gas containing 7% hydrogen heated to 350 ° C passes through the interior of the collector for 30 minutes. A yttria-stabilized zirconia coating will form on the inner surface of the collector. The internal surface will also contain metallic platinum sites to catalyze the oxidation of partially burned hydrocarbon fuel. In addition, a yttria stabilized zirconia coating will form to protect the collector exterior from corrosion. Optionally, the dispenser can be cooled to room temperature and then slowly lowered into a nitrogen bath for some time.

Exemplo 6Example 6

A superfície interna dos tubos de um coqueador descarnado foram limpas e revestidas como a seguir. Um “pig” mecânico foi passado através dos tubos, impulsionado por água, para raspar resíduos de carbono das partes internas dos tubos. Um compressor de ar equipado com um secador de ar sopra ar seco através dos tubos úmidos de um dia para o outro numa pressão de 1.034 kPa (150 psi) e um volume de cerca de 4,5 m3 (160 pés cúbicos) padrão por minuto. Em seguida, foi introduzido gás nitrogênio nas tubulações e o coqueador foi aquecido gradualmente para s coker foi aquecida gradualmente para 398,9 °C426,7 °C (750-800 °F) para secar ainda mais os tubos, e em seguida deixados gradualmente para esfriar.The inner surfaces of the tubes of a stripped coqueador were cleaned and coated as follows. A mechanical “pig” was passed through the tubes, driven by water, to scrape carbon residues from the inner parts of the tubes. An air compressor equipped with an air dryer blows dry air through the wet tubes overnight at a pressure of 1,034 kPa (150 psi) and a volume of about 4.5 m 3 (160 cubic feet) standard per minute. Then, nitrogen gas was introduced into the pipes and the coker was heated gradually to s coker, it was gradually heated to 398.9 ° C426.7 ° C (750-800 ° F) to further dry the tubes, and then gradually left to cool.

Esponjas de aproximadamente 1 kg de polietileno de células abertas possuindo um diâmetro de polietileno de células de dois quilos aberto esponjas com um diâmetro de 21,6 cm a 35,6 cm (8,5” a 14”) foram espremidas com a mão (com luva de proteção) e imersas em uma composição compreendendo 2-etilexanoato de zircônio (IV) (85% mol) e 2etilexanoato de cério (III ) (15% mol), e deixadas a absorver a composição. Com base na estimativa de que um litro da composição cobre aproximadamente 200 m2 de superfície interna do tubo, o volume do composto foi medido antes e após o contato da esponja com a composição. Uma esponja embebida foi então introduzida em um lançador de “pig” com 7,62 cm (3”) de diâmetro, que estava conectada por um flange aos tubos para ser tratados no lado efluente do processo. Os tubos a serem tratados continham diâmetros variados na faixa de 7,62 cm (3”) a 10,16 cm (4”), e também incluíram “orelhas de mula”, inserções a 90° de um tubo entrando em outro. As orelhas de mula fornecem um desafio particular a certos “pigs” de corpo rígido, tornando alguns sistemas muito difíceis para a passagem de um “pig” ao longo da sua extensão. Na extremidade oposta do tubo (entrada ao processo), um lança dor de “pigs” receptores foi anexado, e uma mangueira foi disposta para passar qualquer efluente fluido (gás e/ou líquido) através e separador de água ventilado para a atmosfera. O lançador de “pigs” com a esponja embebida foi selado, e ar comprimido de um compressor capaz de 4,5 m3 a 45,30 m3 (160 a 1600 ft3) e pressão de 413,7 kPa (60 psi) a 1.034 kPa (160 psi) de pressão levou a esponja embebida do lançador de “pig”, através dos tubos, e para dentro do lançador de recepção de “pig” numa velocidade variando de 6,10 m/s (20 ft/s) a 38,10 m/s (125 ft/s). Após a esponja ser recuperada, o tubo foi selado e purgado com gás nitrogênio. Os queimadores fo coqueador foram acionados um a um como é usual para o coqueador para evitar que os tubos aquecessem muito rapidamente, numa taxa máxima de aquecimento de 121,1 °C/h a (250 °F/h) até cerca de 437,8 °C/h (850 °F/h) até uma temperatura máxima de 593,4 °C (1100 °F). Em seguida, os queimadores foram desligados um por um para esfriar lentamente o coequador de modo a novamente proteger as tubulações na forma usual. Quando os tubos de refrigeração baixaram para 121,1 °C (250 °F), uma outra esponja embebida com a composição de revestimento foi passada através dos tubos da mesma maneira, seguido por uma purga de nitrogênio, aquecimento e resfriamento. Cada esponja recuperada foi observado quanto a umidade, danos e limpeza, indicando a tubulação estava sendo completamente molhada e limpa totalmente à medida que a esponja passava através dela.Sponges of approximately 1 kg of open cell polyethylene having a cell polyethylene diameter of two kilograms open sponges with a diameter of 21.6 cm to 35.6 cm (8.5 ”to 14”) were squeezed by hand ( with protective glove) and immersed in a composition comprising zirconium (IV) 2-ethylexanoate (85 mol%) and cerium (III) 2-ethylexanoate (15 mol%), and allowed to absorb the composition. Based on the estimate that one liter of the composition covers approximately 200 m 2 of the inner surface of the tube, the volume of the compound was measured before and after contact of the sponge with the composition. An embedded sponge was then introduced into a 7.62 cm (3 ") diameter pig launcher, which was connected by a flange to the tubes to be treated on the effluent side of the process. The tubes to be treated contained diameters ranging from 7.62 cm (3 ") to 10.16 cm (4"), and also included "mule ears", 90 ° insertions of one tube entering another. Mule ears provide a particular challenge to certain rigid-bodied pigs, making some systems very difficult for a pig to pass along its length. At the opposite end of the tube (inlet to the process), a receiver “pigs” launcher was attached, and a hose was arranged to pass any fluid effluent (gas and / or liquid) through and ventilated water separator into the atmosphere. The pig launcher with the soaked sponge was sealed, and compressed air from a compressor capable of 4.5 m 3 to 45.30 m 3 (160 to 1600 ft 3 ) and pressure of 413.7 kPa (60 psi) at 1,034 kPa (160 psi) of pressure it took the sponge soaked from the “pig” launcher, through the tubes, and into the “pig” receiving launcher at a speed ranging from 6.10 m / s (20 ft / s ) at 38.10 m / s (125 ft / s). After the sponge was recovered, the tube was sealed and purged with nitrogen gas. The coking burners were fired one by one as usual for the coking to prevent the tubes from heating up too quickly, at a maximum heating rate of 121.1 ° C / ha (250 ° F / h) to about 437.8 ° C / h (850 ° F / h) up to a maximum temperature of 593.4 ° C (1100 ° F). Then, the burners were turned off one by one to slowly cool the mixer in order to again protect the pipes in the usual way. When the cooling tubes dropped to 121.1 ° C (250 ° F), another sponge soaked with the coating composition was passed through the tubes in the same way, followed by a nitrogen purge, heating and cooling. Each recovered sponge was observed for moisture, damage and cleanliness, indicating the tubing was being thoroughly wetted and cleaned thoroughly as the sponge passed through it.

Como dito anteriormente, as modalidades detalhadas da presente invenção são aqui divulgadas; todavia, é para ser entendido que as modalidades apresentadas são meramente representativas da invenção e podem ser materializadas em diversas formas. Será apreciado que muitas modificações e outras variações que serão percebidas por aqueles usualmente versados na técnica estão dentro do âmbito de aplicação da presente invenção de acordo com as reivindicações apresentadas adiante, sem se afastar das orientações, espírito e escopo pretendido para a invenção. Além disso, a descrição apresentada das diversas modalidades não necessariamente implicam em exclusão. Por exemplo, “algumas” modalidades podem incluir todo ou parte de “uma outra” e “outras mais” modalidades dentro do escopo dessa invenção. Adicionalmente, “um” pode significar “um e mais que um”, ele não significa “um e apenas um” no sentido da exclusão de itens duplicados ou de itens adicionais.As stated earlier, the detailed embodiments of the present invention are disclosed herein; however, it is to be understood that the modalities presented are merely representative of the invention and can be materialized in several forms. It will be appreciated that many modifications and other variations that will be perceived by those of ordinary skill in the art are within the scope of the present invention in accordance with the claims presented below, without departing from the orientations, spirit and scope intended for the invention. In addition, the description presented of the different modalities does not necessarily imply exclusion. For example, "some" modalities may include all or part of "another" and "other more" modalities within the scope of that invention. Additionally, "one" can mean "one and more than one", it does not mean "one and only one" in the sense of excluding duplicate items or additional items.

Claims (30)

REIVINDICAÇÕES 1. Método para limpar a superfície interna de uma tubulação, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:1. Method for cleaning the inner surface of a pipe, FEATURED by the fact that it comprises: colocar um primeiro “pig” o mais próximo da superfície interna do tubo, onde o primeiro “pig” é uma esponja compressível com diâmetro em um estado não comprimido de pelo menos cerca de 1,4 vezes o maior diâmetro interno do tubo;place a first “pig” as close to the inner surface of the tube, where the first “pig” is a compressible sponge with a diameter in an uncompressed state of at least about 1.4 times the largest inner diameter of the tube; aplicar uma primeira composição de limpeza na superfície interna com o primeiro “pig”, limpando desse modo a superfície interna, onde a primeira composição de limpeza compreende um ácido carboxílico; e remover substancialmente a primeira composição de limpeza da superfície interna.applying a first cleaning composition to the internal surface with the first "pig", thereby cleaning the internal surface, where the first cleaning composition comprises a carboxylic acid; and substantially removing the first cleaning composition from the inner surface. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a esponja compressível é esférica em um estado não comprimido.2. Method according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the compressible sponge is spherical in an uncompressed state. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a esponja compressível tem um diâmetro em um estado não comprimido de pelo menos cerca de 2 vezes o maior diâmetro interno do tubo.3. Method according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the compressible sponge has a diameter in an uncompressed state of at least about 2 times the largest internal diameter of the tube. 4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a esponja compressível tem um diâmetro em um estado não comprimido de pelo menos cerca de 3,5 vezes o maior diâmetro interno do tubo.4. Method according to claim 3, CHARACTERIZED by the fact that the compressible sponge has a diameter in an uncompressed state of at least about 3.5 times the largest internal diameter of the tube. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira composição de limpeza compreende ácido acético, ácido fórmico, ácido propiônico, ácido 2-etilexanóico, ou uma combinação de dois ou mais desses mencionados.5. Method according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the first cleaning composition comprises acetic acid, formic acid, propionic acid, 2-ethylexanoic acid, or a combination of two or more of those mentioned. 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira composição de limpeza consiste essencialmente de ácido 2-etilexanóico.6. Method according to claim 5, CHARACTERIZED by the fact that the first cleaning composition consists essentially of 2-ethylexanoic acid. 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que remover substancialmente a primeira composição de limpeza compreende o aquecimento do ambiente interno do tubo.7. Method according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that substantially removing the first cleaning composition comprises heating the internal environment of the tube. 8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o aquecimento é realizado na presença de nitrogênio, e na substancial ausência de oxigênio.8. Method, according to claim 7, CHARACTERIZED by the fact that the heating is carried out in the presence of nitrogen, and in the substantial absence of oxygen. 9. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o aquecimento é a uma temperatura de cerca de 400 °C a 427 °C.9. Method according to claim 7, CHARACTERIZED by the fact that the heating is at a temperature of about 400 ° C to 427 ° C. 10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende:10. Method, according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that it additionally comprises: antes de remover substancialmente a primeira composição de limpeza, colocar um segundo “pig” o mais próximo da superfície interna do tubo; e aplicar uma segunda composição de limpeza na superfície interna com o segundo “pig”.before substantially removing the first cleaning composition, place a second “pig” as close to the inner surface of the tube; and apply a second cleaning composition to the inner surface with the second “pig”. onde a remoção substancial da primeira composição de limpeza também remove substancialmente a segunda composição de limpeza.where substantial removal of the first cleaning composition also substantially removes the second cleaning composition. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo “pig” é uma esponja compressível com diâmetro em um estado não comprimido de pelo menos cerca de 1,4 vezes o maior diâmetro interno do tubo.11. Method according to claim 10, CHARACTERIZED by the fact that the second “pig” is a compressible sponge with a diameter in an uncompressed state of at least about 1.4 times the largest internal diameter of the tube. 12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda composição de limpeza é a mesma que a primeira composição de limpeza.12. Method according to claim 10, CHARACTERIZED by the fact that the second cleaning composition is the same as the first cleaning composition. 13. Método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou de um seu componente, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:13. Method for the formation of at least one metal oxide on an internal surface of a system for processing or transporting an industrial fluid or its component, CHARACTERIZED by the fact that it comprises: colocar pelo menos um primeiro “pig” o mais próximo da superfície interna do sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou de um seu componente;place at least one first “pig” as close to the internal surface of the processing or transport system as an industrial fluid or a component thereof; aplicar pelo menos uma composição de limpeza na superfície interna com o pelo menos um primeiro “pig”;apply at least one cleaning composition to the internal surface with at least one first “pig”; remover substancialmente a pelo menos uma composição de limpeza da superfície interna;substantially removing at least one cleaning composition from the inner surface; colocar pelo menos um segundo “pig” o mais próximo da superfície interna do sistema de processamento ou de transporte do fluido industrial ou de um seu componente;place at least one second “pig” as close to the internal surface of the processing or transport system of the industrial fluid or a component thereof; aplicar pelo menos um composto metálico na superfície interna com o pelo menos um segundo “pig”; e converter pelo menos parte do pelo menos um composto metálico a pelo menos um óxido metálico.apply at least one metallic compound on the internal surface with at least one second “pig”; and converting at least part of the at least one metallic compound to at least one metal oxide. 14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um primeiro “pig” é uma esponja única compressível que possui, em um estado não comprimido, uma forma esférica e um diâmetro de pelo menos cerca de 1,4 vezes o maior diâmetro interno do tubo.14. Method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that the at least one first “pig” is a single compressible sponge that has, in an uncompressed state, a spherical shape and a diameter of at least about 1 , 4 times the largest internal diameter of the tube. 15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a esponja compressível tem um diâmetro em um estado não comprimido de pelo menos cerca de 2 vezes o maior diâmetro interno do tubo.15. Method, according to claim 14, CHARACTERIZED by the fact that the compressible sponge has a diameter in an uncompressed state of at least about 2 times the largest internal diameter of the tube. 16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a esponja compressível tem um diâmetro em um estado não comprimido de pelo menos cerca de 3,5 vezes o maior diâmetro interno do tubo.16. Method according to claim 15, CHARACTERIZED by the fact that the compressible sponge has a diameter in an uncompressed state of at least about 3.5 times the largest internal diameter of the tube. 17. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma composição de limpeza compreende um ácido carboxílico.17. Method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that the at least one cleaning composition comprises a carboxylic acid. 18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma composição de limpeza compreende ácido acético, ácido fórmico, ácido propiônico, ácido 2-etilexanóico, ou uma combinação de dois ou mais desses mencionados.18. Method according to claim 17, CHARACTERIZED by the fact that the at least one cleaning composition comprises acetic acid, formic acid, propionic acid, 2-ethylexanoic acid, or a combination of two or more of those mentioned. 19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma composição de limpeza consiste essencial mente de ácido 2-etilexanóico.19. Method according to claim 18, CHARACTERIZED by the fact that the at least one cleaning composition consists essentially of 2-ethylexanoic acid. 20. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que remover substancialmente a pelo menos uma composição de limpeza compreende o aquecimento do ambiente interno do tubo.20. Method according to claim 13, CHARACTERIZED in that substantially removing at least one cleaning composition comprises heating the internal environment of the tube. 21. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o aquecimento é realizado na presença de nitrogênio, e na substancial ausência de oxigênio.21. Method, according to claim 20, CHARACTERIZED by the fact that the heating is carried out in the presence of nitrogen, and in the substantial absence of oxygen. 22. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o aquecimento é a uma temperatura de cerca de 400 °C até cerca de 427 °C.22. Method according to claim 20, CHARACTERIZED by the fact that the heating is at a temperature of about 400 ° C to about 427 ° C. 23. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um óxido metálico compreende pelo menos dois óxidos de metais de terras raras.23. Method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that the at least one metal oxide comprises at least two rare earth metal oxides. 24. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um óxido metálico compreende céria.24. Method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that the at least one metal oxide comprises ceria. 25. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um óxido metálico compreende ítria e zircônia.25. Method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that the at least one metal oxide comprises yttria and zirconia. 26. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um óxido metálico compreende de céria e zircônia.26. Method, according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that the at least one metal oxide comprises ceria and zirconia. 27. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um óxido metálico compreende ítria, zircônia, alumina, ou uma combinação de dois ou mais destes mencionados.27. Method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that the at least one metal oxide comprises yttria, zirconia, alumina, or a combination of two or more of these mentioned. 28. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um óxido metálico é escolhido a partir de ZrO2, CeO2, Y2O3, TiO2, Fe2O3, NiO, AI2O3, Cr2O3, Mo2O3, HfO2, La2O3, Pr2O3, Nd2O3, Sm2O3, Eu2O3, Gd2O3, Tb2O3, Dy2O3, Ho2O3, Er2O3, Tm2O3, Yb2O3, Lu2O3, e combinações de dois ou mais destes mencionados.28. Method according to claim 13, CHARACTERIZED by the fact that at least one metal oxide is chosen from ZrO 2 , CeO 2 , Y 2 O 3 , TiO 2 , Fe 2 O 3 , NiO, AI 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Mo 2 O 3 , HfO 2 , La 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Lu 2 O 3 , and combinations of two or more of these mentioned. 29. Método para a formação de pelo menos um óxido metálico em uma superfície interna de um sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou de um seu componente, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:29. Method for the formation of at least one metal oxide on an internal surface of a system for processing or transporting an industrial fluid or its component, CHARACTERIZED by the fact that it comprises: colocar pelo menos um primeiro “pig” o mais próximo da superfície interna do sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou de um seu componente;place at least one first “pig” as close to the internal surface of the processing or transport system as an industrial fluid or a component thereof; aplicar pelo menos um primeiro composto metálico na superfície interna com o pelo menos um primeiro “pig”;apply at least one first metallic compound on the internal surface with at least one first “pig”; aquecer o ambiente interno da superfície a uma temperatura variando de cerca de 400 °C até cerca de 427 °C;heating the internal environment of the surface to a temperature ranging from about 400 ° C to about 427 ° C; colocar o pelo menos um segundo “pig” o mais próximo da superfície interna do sistema de processamento ou de transporte de um fluido industrial ou de um seu componente;place at least one second “pig” as close to the inner surface of the processing or transportation system as an industrial fluid or component; aplicar o pelo menos um segundo composto metálico na superfície interna com o pelo menos um segundo “pig”, onde o pelo menos um primeiro composto metálico e o pelo menos um segundo composto metálico são iguais ou diferentes; e , aquecer o ambiente da superfície interna a uma temperatura variando de cerca deapplying at least a second metallic compound on the inner surface with at least a second "pig", where the at least one first metallic compound and at least one second metallic compound are the same or different; and, heat the environment of the inner surface to a temperature ranging from about 5 438 °C até cerca de 604 °C, formando desse modo pelo menos um óxido metálico na superfície interna.5 438 ° C to about 604 ° C, thereby forming at least one metal oxide on the inner surface. 30. Método, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou ambas as etapas de aquecimento são realizadas na presença de nitrogênio e na substancial ausência de oxigênio.30. Method, according to claim 29, CHARACTERIZED by the fact that one or both heating steps are carried out in the presence of nitrogen and in the substantial absence of oxygen.
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