Este trabalho tem como objetivo o estudo de características químicas e de deformação de inclusões não metálicas de aços aplicados na construção mecânica provenientes do processo de lingotamento contínuo, relacionando aspectos de deformação de várias inclusões com as fases apresentadas. As análises referentes às fases presentes foram realizadas por técnicas de mjcroanálise de raios X, e as referentes a suas características de deformabilidade através de ensaios de compressão a quente. Buscou-se comparar os resultados de análises químicas em várias inclusões através do uso de espectrometria por dispersão de comprimento de onda (WDS) com resultados de análises por espectrometria por dispersão de energia (EDS), sendo a última tomada como rotineira e a primeira como técnica de base. Em relação ao mecanismo de deformação, amostras que continham inclusões e que eram provenientes de tarugos brutos de fusão foram submetidas a ensaios de compressão a quente com diferentes graus de deformação final e diferentes velocidades de deformação. Desta forma pode ser gerada uma rotina de análise que possibilitou o agrupamento das inclusões analisadas de acordo com suas características químicas e morfológicas, as quais foram relacionadas com as características de deformação. / The aim of this work is to correlate the chemical and deforrnation characteristics of nonmetallic inclusions presented in structural carbon steels produced by the continuous casting process, with their microestrutural and morphological protile. The microestrutural analyses were carried out by X-ray microanalysis techniques, and the deformation analysis by hot compression tests. The results from chemical analysis by Wavelength Dispersive Spectrometry (WDS) were compared with those obtained by Energy Dispersive Spectrometry (EDS), with the fust one applied as basis analysis and the second as routine analysis. In terms of deforrnation mechanisms, samples with inclusions from continuous casting billets were submitted to hot compression tests with different final deformation degrees and different deforrnation rates. In such way, an anal ysis routine could be obtained, making possible to relte the chemical and morphological features of the inclusions with their deforrnation characteristics.

O principal objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de uma membrana de aço 1010 absorver hidrogênio, quando submetida à corrosão por fresta em meios simulando as condições encontradas entre o aço e o concreto, comumente empregados na construção civil. Além disso, desenvolveu-se uma técnica para confecção de frestas, com áreas e espessuras específicas. No desenvolvimento deste trabalho, foi empregada a técnica de eletropermeação de hidrogênio em membranas de ferro, desenvolvida por Devanathan e Stachursky [1]. O fluxo de hidrogênio permeado foi medido no potencial de corrosão e em diferentes potenciais aplicados. Nos eletrólitos de medida - solução saturada de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) - variou-se o pH da solução e/ou a concentração de íons cloreto (CI-). A variação desses parâmetros teve como objetivo medir o efeito dos mesmos na absorção de hidrogênio em membranas de ferro expostas a frestas com diferentes espessuras. As superfícies das membranas expostas em eletrólitos variando-se o pH entre 12,4 e 6,5 foram examinadas ao microscópio eletrônico de varredura (MEV). Verificou-se, nas condições estudadas, que a nucleação da corrosão por fresta ocorreu após um período de aproximadamente 1 h, provocando também absorção de hidrogênio pelo aço. Maiores concentrações de cloreto produzem maiores taxas de absorção de hidrogênio. A solução contida na fresta sofre isolamento do restante da solução pela formação de um muro de magnetita. Isto explica a pouca influência da espessura da fresta na absorção de hidrogênio (H), para frestas com corrosão já nucleadas. Em valores mais baixos de pH ocorre a dissolução parcial do muro de magnetita e aumento da taxa de absorção de hidrogênio. / The principal aim of this work was to evaluate the absorption of hydrogen of a steel 1010 membrane, submitted to crevice corrosion in mediums simulating the conditions between steel and reinforced concrete in civil engineering. Moreover, a technique was developed to produce crevices with specific areas and widths. During this work, the hydrogen electropermeation technique developed by Devanathan and Stachursky [1] was applied to an iron membrane, The flux of permeated hydrogen was measured at the corrosion potential as well as under potentiostatic polarization. In the eletrolyte which consisted of a saturated calcium hidroxide solution (Ca(OH)2, the pH of the solution and/or the chloride concentration (CI-) were varied. The change of these parameters had the aim to measure their effect on the hydrogen absoption of the iron membrane exposed to crevices with different widths. Scanning electron microscopic examinations were performed with the surfaces of membranes, which had been exposed to saturated Ca(OH)2 solution, the pH of which varied between 12.4 and 6.5. Under the conditions studied in this work, the crevice corrosion usually started after ca. 1 hour. The solution inside the crevice was isolated from the bulk solution due to the formation of a magnetite wall. This probably explains the poor influence of the crevice width on the hydrogen absorption. Partial dissolution of this wall and an increase of the hydrogen absorption rate occurred at lower pH-values.

Made available in DSpace on 2019-04-05T23:03:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-27 / The issues of guillotine cut and in-stock steel rolls selection of metal-mechanic steel industry are approached. An integer linear programming model is introduced, which is divided in two stages: the first one is an optimization model for the lengths of the cutting planes, which is intended to minimize the loss; The second one is the instock steel rolls selection that attains the demands by minimizing the exceeding production. Based on those models, a global model is introduced which involves both optimization stages (lengths of the cutting planes and in-stock selection). In the following, one report some computational results obtained the models in instances from metal-mechanic steel industry. / Neste trabalho é realizada uma abordagem acerca de um problema de corte guilhotinado e seleção em estoque de bobinas de aço que surge na indústria metalmecânica. Para resolução deste problema é proposto um modelo de otimização baseado em programação linear inteira. Este modelo está dividido em duas etapas seqüenciadas: a primeira etapa é um modelo de otimização dos comprimentos dos planos de corte que visam minimizar as perdas; a segunda etapa é um modelo de seleção de bobinas em estoque que atende a demanda, minimizando os excedentes de produção. A partir desses modelos, construiu-se um modelo global que envolve as duas etapas de otimização (comprimentos dos planos de corte e seleção em estoque). Em seguida, são apresentados os resultados computacionais realizados com o modelo proposto na resolução de instâncias reais de uma indústria. Palavra-chave: Programação Linear Inteira, Problemas de Corte Guilhotinado, Bobinas de Aço, Indústria metal-mecânica.

A tremonha é a principal responsável pelo êxito de funcionamento dos silos. Ela desempenha importantes funções nas descargas e nos controles de fluxos dos produtos armazenados. Neste trabalho, estuda-se o comportamento estrutural de tremonhas piramidais de aço através de procedimentos analíticos, numéricos e experimentais. Os ensaios foram realizados em laboratório utilizando-se modelos em escala real para tremonhas não-enrijecidas e enrijecidas. Estes sistemas estruturais estão sujeitos a estados combinados de tensões biaxiais para as chapas e uni-axiais para os enrijecedores. Os resultados demonstraram que as tremonhas não-enrijecidas são viáveis apenas para silos baixos com pequenas relações altura/lado (cargas não muito elevadas). Os métodos analíticos utilizados na prática para o dimensionamento das mesmas são muito conservadores e recomenda-se a utilização de métodos numéricos. Verificou-se que as tremonhas enrijecidas podem proporcionar relativa economia em peso de chapas. Métodos analíticos ou numéricos pela «teoria dos pequenos deslocamentos\" demonstraram ser muito conservadores nos dimensionamentos das chapas. Para este tipo de tremonha, devido à baixa rigidez à flexão das chapas finas. deve-se supor que estas trabalhem, primordialmente, pelo efeito-membrana. Assim, para dimensionamentos mais racionais, propõe-se a utilização do \"método dos grandes deslocamentos\" aplicado às placas. A teoria analítica para o dimensionamento dos enrijecedores proporcionou valores satisfatórios para as seções transversais. De acordo com os ensaios, a princípio, os enrijecedores prescindem de maior rigidez à torção. / The hopper is considered like the main responsible element by the operation of the silos. It fulfills important functions on the discharge and on the flows control of stored products. In this work, the structural behaviour of steel pyramidal hoppers has been studied through of analytical, munerical, and experimental procedures. The essays were realized in laboratory and they had used full-scale models to stiffened and nonstiffened hoppers. These structural systems are subjected to combined states of biaxial stresses to the plates and unixial ones to the stiffeners. The results has showed that the nonstiffened hoppers are viable only to lower silos that present the small relationships height/side (loads aren\'t very higher). The analytical methods that had been used commonly to the design of the both hoppers are considered like very conservative and it has been recommended the use of numerical methods. lt has been showed that the stiffened hoppers can provoke relative economy when the subject is the weight of the plates. Analytical or numerical methods by \"small-deflection theory\" had showed to be very conservative in the design of the plates. For this kind of hopper, it\'s suggested that the work be made, at first, by membrane-effect, because of lower stiffness to the thinner plates flexion. So, to the more rational design, it\'s suggested the use of the \"large-deflection theory\" applied to the plates. The analytical theory to design of the stiffeners brought satisfactory values to the issues, at first, the stiffeners prescind from greater stiffness to the torsion.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2430_1.pdf: 6349489 bytes, checksum: b3b253f5907c131c513dfaac1fc60596 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Pará / O aumento dos riscos industriais, proveniente da utilização de tecnologias mais avançadas e complexas, maior número de insumos, utilização de novos produtos, transporte e armazenagem de grandes quantidades de produtos perigosos, etc., vêm desencadeando um aumento dos riscos de incêndios, explosões e grande liberação de produtos no meio ambiente, fazendo com que as indústrias adotem medidas de contenção de riscos de maneira mais eficaz. Uma avaliação de risco de incêndio mais eficaz é óbvia em acidentes industriais graves que, muitas vezes desnecessariamente, causam a perda de vidas humanas, criam danos ambientais enormes, causam prejuízos materiais ou até mesmo a não continuidade das operações do local. Neste sentido, as recomendações baseadas no desempenho têm um papel importante na avaliação de risco de incêndio, pois analisam os perigos e avaliam os danos provenientes da ocorrência de eventos indesejáveis utilizando métodos e ferramentas de engenharia para projetar edificações com maior segurança. Este trabalho busca aplicar um método de avaliação de risco de incêndio baseado no desempenho. Dentro da estruturação deste método, buscou-se definir o cenário de incêndio e o critério de desempenho a ser utilizado no estudo de caso do trabalho, sendo definido o BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) e a temperatura crítica respectivamente como tais parâmetros. Com o aporte técnico do modelo de BLEVE dinâmico contido no software da empresa Prins Mauritz Laboratory (TNO), conhecido como Effect 8.1.1 , foi possível calcular a radiação térmica liberada da bola de fogo do BLEVE, bem como o tempo para alcançar a temperatura crítica do aço, onde se concluiu, que a radiação térmica liberada durante a bola de fogo de um BLEVE não causa danos à estrutura metálica do pipe-rack, pois a energia irradiada da explosão na estrutura não alcança o tempo suficiente para atingir o valor da temperatura crítica, ou seja, o tempo que a estrutura perderia sua condição de estabilidade

Resumo: Revestimentos híbridos orgânico-inorgânicos preparados pelo processo sol-gel são considerados como uma boa alternativa para a passivação da superfície do aço, em substituição a compostos a base de cromo que apresentam problemas ambientais devido a sua alta toxicidade. Filmes híbridos a base de polisiloxano foram depositados em substratos de aço inoxidável 316L por dip-coating a partir de um sol preparado via catálise ácida com a hidrólise e co-policondensação do tetraetoxi silano (TEOS) e 3- metacriloxipropril trimetoxi silano (MPTS), seguido da polimerização radicalar dos grupos metacrilato. Características estruturais do híbrido a base de polisiloxano foram estudadas por ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C e 29Si, espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios X (XPS), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TG) em função da razão TEOS/MPTS, que variou entre 0 e 2. Os resultados de RMN e TG mostraram para a amostra com razão TEOS/MPTS = 2 um alto grau de polimerização e policondesação maior que 85% e uma estabilidade térmica de até 415 °C. Todos os filmes apresentaram boa adesão e a morfologia foi analisada por microscopia de força atômica (AFM) e microscopia óptica. A eficiência contra a corrosão dos filmes depositados sobre o aço inoxidável foi investigada por XPS, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e curvas potenciodinâmicas de polarização, após a imersão das amostras em meio salino neutro e acidificado. Os resultados mostraram uma eficiente proteção do aço no meio salino. Os efeitos anticorrosivos da incorporação de íons cério IV no híbrido a base de siloxano foram estudados por XPS e testes eletroquímicos que mostraram melhorias na proteção contra a corrosão dos filmes modificados por Ce4+. / Abstract: Organic-inorganic hybrid coatings prepared by the sol-gel process are considered as a good alternative for the passivation of steel surfaces, substituting chromium compounds, which present environmental problems due to their high toxicity. Polysiloxane-based hybrid were deposited on 316L stainless steel substrates by dip-coating in a sol prepared by acid-catalyzed hydrolytic co-polycondensation of tetraethoxysilane (TEOS) and 3-methacryloxy propyltrimethoxysilane (MPTS), followed by radical polymerization of methacrylic moieties. Structural features of the polysiloxane-based hybrids were studied using 13C and 29Si nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA), as a function of the TEOS/MPTS ratio, which ranged between 0 and 2. The NMR and TGA results indicated for the hybrid film with a TEOS/MPTS ratio of 2 a high degree of polymerization and polycondensation, of up to 85% and elevated thermal stability up to 415 °C. All films presented good adhesion and morphological analyses were performed by atomic force microscopy (AFM) and optical microscopy. The efficiency of the corrosion protection of hybrid-coated stainless steel was investigated by XPS, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization curves, after immersion of the samples in a neutral saline and acidified environment. The results have shown an efficient protection of the steel surface in saline solution. The effects of the incorporation of cerium IV ions in polysiloxane-based hybrid were studied by XPS and electrochemical tests and the results indicate the improvement on the protective properties against corrosion of the films modified by Ce4+. / Orientador: Peter Hammer / Coorientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Cecílio Sadao Fugivara / Banca: Pedro Augusto de Paula Nascente / Mestre

Em tribossistemas pode ser necessário o controle do atrito e a minimização do desgaste dos materiais. Dentre as soluções propostas, se encontram tratamentos térmicos e termoquímicos, deposição de filmes finos e formação de revestimentos duplex. O objetivo desse trabalho é entender e comparar como variam a microestrutura, as propriedades mecânicas, o desempenho tribológico e os mecanismos de desgaste em um aço inoxidável martensítico AISI 440B após os tratamentos de i) têmpera e ii) nitretação a plasma pulsada. A caracterização da microestrutura consistiu na identificação das fases por difração de raios - X, observação por microscopia ótica e por MEV-FEG. A caracterização das propriedades mecânicas consistiu em medições de dureza Rockwell C e microdureza Vickers (carga de 100gf). Por fim, o desempenho tribológico e os mecanismos de desgaste foram avaliados através de: a) determinação dos parâmetros de rugosidade por rugosimetria e AFM; b) levantamento das curvas de coeficiente de atrito vs. tempo através do ensaio de desgaste linear cíclico (SRV) sem lubrificação; c) perda de massa dos discos e esferas; d) observação das trilhas de desgaste e das calotas de desgaste por meio de MEV-FEG/EDS; e) levantamento do perfil topográfico da superfície dos discos desgastados e f) profundidade das trilhas através de interferometria ótica. Obteve-se microestrutura da camada nitretada constituída de martensita revenida e nitretos ?\', ? e CrN. A camada nitretada apresentou dureza máxima de 1340 HV0,1 e profundidade de camada NHT de ~100µm. Durante a nitretação a matriz martensítica sofreu revenimento que diminuiu a dureza de 54 HRC (temperado) para 50 HRC. Constatou-se que no tribossistema \"deslizamento a seco entre esfera de AISI 52100 e disco de AISI 440B Temperado\", ocorreram no corpo: i) deformação plástica, ii) abrasão de 3 corpos nas extremidades das trilhas, iii) desgaste oxidativo e iv) delaminação (arrancamento do filme óxido). Já no contra-corpo: i) abrasão suave e ii) adesão de debris óxidos. No tribossistema \"deslizamento a seco de esfera de AISI 52100 contra disco de AISI 440B Nitretado\" ocorreram no corpo: i) microcutting, ii) desgaste oxidativo e iii) delaminação (arrancamento de asperezas e/ou de filme óxido). Já no contra-corpo: i) abrasão severa e ii) adesão de debris óxidos. / In tribosystems to control friction and wear is necessary. Several solutions have been developed over the last few years, such as heat treatments, thermo-chemical treatments, thin films deposition and duplex coatings. The purpose of the present work is to understand how the microstructure, mechanical and tribological properties of AISI 440B vary after being subjected to the following treatments i) quenching, ii) plasma nitriding. The approach to study AISI 440B microstructure consisted of XRD (X-Ray Diffraction), optical microscopy and SEM (Scanning electron microscopy). The approach to study AISI 440B mechanical properties consisted of Rockwell C hardness and Vickers microhardness. Finally, the approach to study AISI 440B tribological performance was: a) surface and roughness observations through contact rugosimetry and AFM, b) friction coefficient vs. time curves through unlubricated reciprocating tribological test (ASTM G133-05), c) disc and sphere mass loss, d) wear track and wear cap observations through SEM-FEG/EDS, e) surface profile and wear track depth through optical interferomety. The nitrided layer presented tempered martensite as well as ?, ? and CrN nitrides. The maximum surface hardness was 1340 HV 0,1 and a case depth of ~100 µm was found. Regarding the wear mechanisms, in the \"dry sliding of AISI 52100 sphere against as-quenched AISI 440B discs\" tribosystem, the wear mechanisms acting in the body were: severe wear with i) severe plastic deformation, ii) 3-body abrasion at the ends of the wear tracks, iii) oxidation, and iv) mild delamination (oxide pull-out). Regarding the counterbody, it was found: i) mild abrasion and ii) oxide adhesion. In the \"dry sliding plasma nitrided AISI 440B against AISI 52100 spheres\" tribosystem the body suffered mild wear with i) oxidation and ii) delamination. The counterbody suffered i) strong abrasion and ii) oxide adhesion.

O presente trabalho consiste de uma análise da influência de parâmetros empregados na etapa de recozimento ultra-rápido contínuo em chapas de aço elétrico de grão nãoorientado totalmente processado, sobre as propriedades magnéticas e metalúrgicas. Os parâmetros estudados foram: taxa de aquecimento e resfriamento, bem como tempo e temperatura de encharque. Foram utilizados três tipos de materiais, com diferentes porcentagens em peso de silício e em duas espessuras distintas de chapas. Corpos-de-prova foram confeccionados para ensaios de simulação de recozimento ultra-rápido contínuo em um simulador termomecânico Gleeble. Os ensaios foram separados em oito grupos para facilitar a análise dos resultados. Para cada grupo, apenas um único parâmetro era variado, mantendo os demais constantes com o objetivo de avaliar a influência de cada parâmetro individualmente no comportamento dos resultados. A caracterização das propriedades consistiu em análise de perdas magnéticas, análise metalográfica e de textura. Por fim, foi realizado um modelamento estatístico para chapas de mesmo material e espessura, no caso 3,22 % de silício e 0,35 mm. As simulações foram realizadas com êxito, onde os ciclos térmicos propostos foram devidamente reproduzidos pelo simulador. As chapas apresentaram microestrutura ferrítica com grãos totalmente recristalizados e de tamanho heterogêneo. A temperatura de encharque foi o parâmetro que exerceu maior influência no tamanho de grão, com grãos crescendo acentuadamente com o aumento da temperatura. Quando ensaiadas com taxas de aquecimento mais rápidas e/ ou tempos de encharque mais longos, as chapas também apresentaram grãos crescentes, porém de maneira menos acentuada. Para taxas de resfriamento de 1 até 25 °C/s, as amostras apresentaram grãos ligeiramente maiores que o tamanho médio encontrado para as resfriadas mais rapidamente. Para os três tipos de aços utilizados, as perdas magnéticas apresentaram comportamento semelhante em relação ao parâmetro temperatura de encharque, com a presença de um valor ótimo para temperaturas em torno de 1040 °C, para as chapas 3,22 % Si e acima de 1060 °C para os demais (2,9 e 3,19 % Si). Tal comportamento foi observado para o material 3,22 % Si em relação ao tempo de encharque, com o valor mínimo de perda magnética quando as chapas foram encharcadas entre 80 e 120 s. Ainda para o mesmo material, a taxa de aquecimento que apresentou menor valor de perda magnética foi a de 400 °C/s, porém seu comportamento não é decisivo. Para taxas de resfriamento inferiores a 25 °C/s, observaram-se os menores valores de perdas magnéticas. Os resultados de textura encontrados nesse trabalho não foram conclusivos. As Funções Orientação Distribuição obtidas (apenas para as chapas de 3,22 % Si e 0,5 mm) indicam texturas de recristalização com a presença de componentes das fibras θ e γ conforme esperado, porém em baixas intensidades. Tal comportamento indica que estes aços possuem a orientação de seus cristais praticamente de maneira aleatória, não exercendo forte relação com as perdas magnéticas encontradas. Finalmente, o modelamento estatístico proposto apresentou resultado satisfatório para o tamanho de grão, porém não para as perdas magnéticas. De acordo com a regressão linear encontrada para o diâmetro médio dos grãos, a temperatura de encharque é o parâmetro mais influente, no entanto ambos tempo e temperatura acarretam no crescimento do grão à medida que aumentam. / The present work is an analysis of ultra-rapid annealing parameters influence on nonoriented fully processed electrical steel sheets in terms of magnetic and metallurgical properties. The experimental parameters were: heating and cooling rate as well as soaking time and temperature. Three materials grade were utilized with different silicon weight percent and sheet thickness. Samples have been made to ultra-rapid continuous annealing simulation tests using a Gleeble thermo mechanical simulator. Tests were separated into eight groups to facilitate the interpretation of the results. In each group, only one parameter has been changed to evaluate the influence of each parameter individually on the results behavior. The properties characterization consisted on magnetic losses, metallographic and texture analysis. Finally a statistics modeling was performed for samples from same material and thickness, in this case 3.22 % silicon content material 0.35 mm thick. Annealing simulations have been successfully carried out, which proposed thermal cycles were properly reproduced by the simulator. Sheets have shown ferritic microstructure with heterogeneous size fully recrystallized grains. Soaking temperature was the most influent parameter in terms of grain size, with increasement in grain size while soaking temperature raises. When samples were tested using higher heating rates and/or longer soaking times, sheets presented again increasing grain size, however less parameters influence was observed. For cooling rates from 1 up to 25 °C/s tests, samples presented grains slightly bigger than the medium size found from samples more rapid cooled. All steel grades presented similar magnetic loss behavior as function of soaking temperature, showing an optimal (minimum) value for temperatures around 1040 °C for 3.22 % Si material samples and above 1060 °C for 2,9 and 3.19 % Si. Such behavior was observed for 3.22 % Si material as function also of soaking time presenting optimum magnetic loss value for samples soaked between 80 and 120 seconds. Still concerning about 3.22 % Si electrical steel, the lowest magnetic loss values were observed for 400 °C/s as heating rate, however its behavior was not decisive, as well as for cooling rates lower than 25 °C/s. The acquired texture results in this work were not conclusive. The obtained Orientation Distributions Functions (only for 3.22 % Si 0.5 mm thick sheets) show recrystallization texture with the presence of θ and γ fibers as expected, but in low intensities. Such behavior leads to conclude that crystals of these steels are practically randomly oriented; and because of that, there was not strong relation to magnetic losses. Finally, the proposed statistics modeling presented satisfactory result for grain size, however not for magnetic losses. According to found linear regression of medium grains diameter, soaking temperature is the most influent parameter, although increasing both soaking time and temperature lead to grain growth.

A Petrobras desenvolveu em São Mateus do Sul uma unidade para processamento do Xisto, a partir da qual são produzidos óleos, gases, nafta, etc. Esta planta possui uma série de equipamentos especialmente projetados para esta aplicação, sendo um dos mais críticos, do ponto de vista de confiabilidade, o forno de radiação, que utiliza tubos de troca térmica confeccionados em aço inoxidável ferrítico ASTM A 268 Gr. 446. Este estudo tem como objetivo avaliar o nível de degradação destes tubos, através da verificação das alterações ocorridas na matriz metálica e em algumas das propriedades mecânicas do material, devido à exposição a temperaturas próximas a 800°C e a um ambiente contendo gás sulfídrico (H2S). Objetiva-se também definir um possível limite de utilização dos tubos, evitando, desta forma, paradas de produção ocasionadas por ruptura dos tubos em operação. Foram estudadas amostras tubos de novos e usados, com o auxílio de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por energia dispersiva de raios X, ensaios de dureza e microdureza, e ensaios de tração à temperatura ambiente e à temperatura de 770°C. Observou-se, que nos tubos novos a matriz apresentava-se totalmente ferrítica, já nos tubos usados, a matriz permanecia predominantemente ferrítica, porém, com precipitação de fases sigma e carbonetos de cromo nos contornos de grãos. Pôde-se observar também a corrosão interna no material, que se iniciava nas fases localizadas nos contornos de grãos e após passava a corroer o restante da matriz, reduzindo desta forma a seção metálica resistente. Verificou-se nos tubos usados, um aumento de dureza e redução da resistência à tração a temperatura ambiente, alterações estas, que são diretamente influenciadas pela precipitação de fases sigma e carbonetos. Em função dos resultados obtidos no ensaio de tração realizado a 770°C, foi possível definir-se um limite para utilização dos tubos do forno, atribuindo este limite a uma espessura mínima capaz de resistir aos esforços existentes. Concluiu-se que somente a precipitação das fases sigma e carbonetos no material analisado não seriam suficientes para provocar a ruptura do material em operação. Atribuiu-se então, como principal causa de deterioração o processo corrosivo que o material está submetido, reduzindo de forma considerável sua secção resistente e promovendo a falha do componente. / The Petrobras developed in São Mateus do Sul a manufacturing unit to process Shale where oil, gas, naphtha, etc., are produced. This plant has a large number of equipments specially designed to this application. The most critical equipment by the point of view of reliability is the radiation furnace, which uses exchange thermic tubes made by ferritic stainless steel ASTM A 268 Gr. 446. The first objective of this study is to evaluate the degradation in these tubes, verifying the modifications in the metallic matrix and in some mechanical properties due to the exposure at high temperatures close to 800°C and a hydrogen sulfide gas environment (H2S). A second objective is to correlate the results to establish a possible residual live to these tubes, avoiding failure and rupture in operation. Samples of new and used tubes were studied, using optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), hardness and micro hardness test, tensile tests at the room temperature and at 770°C. It was observed, that in the new tubes the matrix was totally ferritic, and in the used tubes the matrix remain predominantly ferritic, but with sigma phase and chromium carbide around the grains. It was observed corrosion, which has begun in the area around the grains and after that passed to corrode the remaining matrix, reducing the metallic resistance section. It was verified in the used tubes higher hardness and lower strength at room temperature, changes that were influenced directly by sigma phase and chromium carbide precipitation. After analysis that were obtained from tensile tests carried out at 770°C, for used tubes, it was defined a minimum thickness resistant. It was concluded that just the sigma phase and chromium carbide precipitation, were not sufficient to cause the rupture of the tubes during operation. The main reason to cause fails in these tubes is the corrosive process the tubes were submitted, reducing substantially the resistant section.

No estudo da corrosão interna de oleodutos a comunidade científica tem se voltado apenas para a presença de sais inorgânicos em águas decantadas em tanques e dutos. Objetivando verificar a importância de substâncias orgânicas aquo-solúveis do petróleo na corrosão interna de aços de oleodutos, estudou-se o comportamento do aço API 5L X56 em soluções simuladas da água decantada do petróleo (lixívias), como também em soluções diluídas de sulfato com adições de ácidos naftênicos aquo-solúveis, ácido capróico e também na presença do inibidor DEA (dietanolamina) Verifica-se que os compostos orgânicos presentes nas águas decantadas de oleodutos apresentam comportamento agressivo e que ácidos naftênicos promovem significativamente a despassivação do aço API 5L X56. A morfologia da corrosão do aço API 5L X56, em lixívias e em ácidos naftênicos, inicialmente, está associada à nucleação de pites nas inclusões do material. Aumentando a concentração de ácidos naftênicos, um mecanismo de corrosão uniforme torna-se mais pronunciado, devido à crescente despassivação da matriz ferrítica. A dietanolamina (DEA) foi testada como inibidor de corrosão para o aço API 5L X56 em soluções contendo sulfato e ácido ciclopentanocarboxílico (CPCA). O DEA apresenta bom comportamento inibidor a partir de 100 ppm. No entanto, para aços, baixas concentrações deste inibidor promovem a corrosão localizada associada às inclusões do material. Comprovou-se assim que substâncias orgânicas aquo-solúveis presentes em petróleos ácidos, em especial os ácidos naftênicos aumentam fortemente a corrosão de dutos. / In the study of the internal corrosion of oil pipelines the scientific community has been paying attention only to the presence of inorganic salts in decanted waters (brines) of tanks and pipelines. Aiming to verify the influence of water soluble organic matter from oil on the internal corrosion of pipeline, the behavior of the API 5L X65 steel was studied in simulated decanted waters of oil pipelines and in dilute sulfate solutions with additions of water-soluble naphthenic acids, caproic acid and the inhibitor DEA (diethanolamine). Organic compounds present in decanted waters of oil pipelines show an aggressive behavior and naphthenic acids strongly promote the depassivation of the API 5L X56 steel. The corrosion morphology of API 5L X56 steel, in decanted waters and in naphthenic acids, initially is associated with localized attack, nucleated on sulfide inclusions. Increasing naphthenic acid concentration, the localized attack nucleated on sulfide inclusions turns to a more uniform corrosion form, due to the increasing depassivation of the ferritc matrix. Diethanolamine (DEA) was tested as corrosion inhibitor for API 5L X56 steel in dilute sulfate solutions and in presence of cyclopentanecarboxylic acid (CPCA). DEA shows a good inhibitor effect for concentrations above 100 ppm. However for steel low concentration of DEA promotes localized corrosion associated to inclusions of material. Thus, it was demonstrated that water-soluble organic matter present in crude oils, specially naphthenic acids, strongly increase the internal corrosion of pipelines.