In this thesis the corrosion resistance of two types of steel materials were evaluated, Corten A as a representative of WS (weathering steel) and the corrosion resistance of anti-corrosion protection formed by the zinc coating. The different kinetics of corrosive processes was found during the NSS test. WS steel exposed to 400 hours of NSS laboratory test showed growth of the corrosion rate, however, after this period of time there has been a significant decline in this rate. Conversely, when using Zn as anodic protection, the corrosion losses decrease linear up to 300 hours of exposure, but after this time there was a relatively significant linear increase in corrosion rate. During measurements on existing VHV pylons they were measured corrosion decreases of steel and Zn anti-corrosion protection. Normal corrosion rate for weathering steel with 10 m.a-1 and for Zn corrosion loss 1.8 m.a-1 were found. Technical and economic assessment were evaluated using variant of new poles with Zn surface layer and revitalization of existing pylons from WS steel. With regard to all aspects obtained from laboratory tests and economic assessments, friendlier version of revitalization of existing VHV pylons from WS steel using a sufficient corrosion resistance of these steels were found out.

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.

A utilização de filmes de polímeros intrinsecamente condutores (PIC) na proteção contra a corrosão tem se mostrado uma alternativa atraente como prérevestimento, pois estes materiais possuem a característica de proporcionar ou induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis, de modo a desacelerar o processo corrosivo. Neste trabalho foi estudada a possibilidade de obtenção de filmes de PIC sobre aço carbono SAE1006 por eletrossíntese, utilizando os monômeros anilina e 5-amino-1-naftol em meio aquoso KNO3 alcalino. Através da caracterização dos filmes poliméricos, observou-se que os filmes são compactos, homogêneos, uniformes e delgados. Ensaios de eletroatividade mostraram que ambos os filmes possuem pares redox polímero-metal na faixa de potencial em que o substrato metálico é passivável, logo, os filmes são eletroativos. Este comportamento ficou evidente quando as amostras com filmes de PIC foram expostas a soluções ácidas de HCl e H2SO4. O estudo do comportamento eletroquímico via polarização potenciodinâmica mostrou a elevação do potencial de corrosão do aço, confirmando os resultados da eletroatividade. Após caracterização dos filmes de PIC, os corpos de prova foram revestidos com tintas nitrocelulósica, poliuretânica e epoxídica. Os ensaios de aderência mostraram que os filmes de polianilina e poli(5-amino-1-naftol) tem excelente aderência com o substrato metálico e com a tinta. A partir dos ensaios de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica em solução de NaCl, observou-se que os filmes PIC apresentaram bom desempenho quando comparados às amostras somente desengraxadas e fosfatizadas. / The use of intrinsically conducting polymers films (ICP) for corrosion protection have proved to be an attractive alternative as pre-coating, because these materials have the characteristic of providing or inducing the effect of anodic protection in passivable metals aimed at slowing down the corrosion process. This scientific research investigated the possibility of achieving ICP films on SAE1006 carbon steel surface through electrochemical synthesis using the aniline and 5-amino-1-naphthol monomers in alkaline medium, KNO3. Through the characterization of the polymeric films it was found were observed that the primers are compact, homogeneous, uniform and somewhat thick. Electroactivity trials have shown that both films have redox polymer-metal pairs in the potential range where the steel substrate is passivable, therefore the films have conductivity. This behavior was evident when samples with ICP films were exposed to HCl and H2SO4 acid solutions. The study of the electrochemical behavior through potentialdynamic polarization has shown an increase in steel potential corrosion, thus corroborating the electroactivity results. After the characterization of ICP films, samples were coated with nitrocellulose, polyurethane and epoxy paints. The adherence trials have shown that the polyaniline and poly(5-amino-1-naphfthol) films have an excellent adherence to paint as well as to steel substrate. From the polarization potentialdynamics testings and electrochemical impedance spectroscopy in NaCl solution, it was found that the ICP films have positive results when compared with without films samples and phosphatized samples.

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.

A utilização de filmes de polímeros intrinsecamente condutores (PIC) na proteção contra a corrosão tem se mostrado uma alternativa atraente como prérevestimento, pois estes materiais possuem a característica de proporcionar ou induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis, de modo a desacelerar o processo corrosivo. Neste trabalho foi estudada a possibilidade de obtenção de filmes de PIC sobre aço carbono SAE1006 por eletrossíntese, utilizando os monômeros anilina e 5-amino-1-naftol em meio aquoso KNO3 alcalino. Através da caracterização dos filmes poliméricos, observou-se que os filmes são compactos, homogêneos, uniformes e delgados. Ensaios de eletroatividade mostraram que ambos os filmes possuem pares redox polímero-metal na faixa de potencial em que o substrato metálico é passivável, logo, os filmes são eletroativos. Este comportamento ficou evidente quando as amostras com filmes de PIC foram expostas a soluções ácidas de HCl e H2SO4. O estudo do comportamento eletroquímico via polarização potenciodinâmica mostrou a elevação do potencial de corrosão do aço, confirmando os resultados da eletroatividade. Após caracterização dos filmes de PIC, os corpos de prova foram revestidos com tintas nitrocelulósica, poliuretânica e epoxídica. Os ensaios de aderência mostraram que os filmes de polianilina e poli(5-amino-1-naftol) tem excelente aderência com o substrato metálico e com a tinta. A partir dos ensaios de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica em solução de NaCl, observou-se que os filmes PIC apresentaram bom desempenho quando comparados às amostras somente desengraxadas e fosfatizadas. / The use of intrinsically conducting polymers films (ICP) for corrosion protection have proved to be an attractive alternative as pre-coating, because these materials have the characteristic of providing or inducing the effect of anodic protection in passivable metals aimed at slowing down the corrosion process. This scientific research investigated the possibility of achieving ICP films on SAE1006 carbon steel surface through electrochemical synthesis using the aniline and 5-amino-1-naphthol monomers in alkaline medium, KNO3. Through the characterization of the polymeric films it was found were observed that the primers are compact, homogeneous, uniform and somewhat thick. Electroactivity trials have shown that both films have redox polymer-metal pairs in the potential range where the steel substrate is passivable, therefore the films have conductivity. This behavior was evident when samples with ICP films were exposed to HCl and H2SO4 acid solutions. The study of the electrochemical behavior through potentialdynamic polarization has shown an increase in steel potential corrosion, thus corroborating the electroactivity results. After the characterization of ICP films, samples were coated with nitrocellulose, polyurethane and epoxy paints. The adherence trials have shown that the polyaniline and poly(5-amino-1-naphfthol) films have an excellent adherence to paint as well as to steel substrate. From the polarization potentialdynamics testings and electrochemical impedance spectroscopy in NaCl solution, it was found that the ICP films have positive results when compared with without films samples and phosphatized samples.

A utilização de filmes de polímeros intrinsecamente condutores (PIC) na proteção contra a corrosão tem se mostrado uma alternativa atraente como prérevestimento, pois estes materiais possuem a característica de proporcionar ou induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis, de modo a desacelerar o processo corrosivo. Neste trabalho foi estudada a possibilidade de obtenção de filmes de PIC sobre aço carbono SAE1006 por eletrossíntese, utilizando os monômeros anilina e 5-amino-1-naftol em meio aquoso KNO3 alcalino. Através da caracterização dos filmes poliméricos, observou-se que os filmes são compactos, homogêneos, uniformes e delgados. Ensaios de eletroatividade mostraram que ambos os filmes possuem pares redox polímero-metal na faixa de potencial em que o substrato metálico é passivável, logo, os filmes são eletroativos. Este comportamento ficou evidente quando as amostras com filmes de PIC foram expostas a soluções ácidas de HCl e H2SO4. O estudo do comportamento eletroquímico via polarização potenciodinâmica mostrou a elevação do potencial de corrosão do aço, confirmando os resultados da eletroatividade. Após caracterização dos filmes de PIC, os corpos de prova foram revestidos com tintas nitrocelulósica, poliuretânica e epoxídica. Os ensaios de aderência mostraram que os filmes de polianilina e poli(5-amino-1-naftol) tem excelente aderência com o substrato metálico e com a tinta. A partir dos ensaios de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica em solução de NaCl, observou-se que os filmes PIC apresentaram bom desempenho quando comparados às amostras somente desengraxadas e fosfatizadas. / The use of intrinsically conducting polymers films (ICP) for corrosion protection have proved to be an attractive alternative as pre-coating, because these materials have the characteristic of providing or inducing the effect of anodic protection in passivable metals aimed at slowing down the corrosion process. This scientific research investigated the possibility of achieving ICP films on SAE1006 carbon steel surface through electrochemical synthesis using the aniline and 5-amino-1-naphthol monomers in alkaline medium, KNO3. Through the characterization of the polymeric films it was found were observed that the primers are compact, homogeneous, uniform and somewhat thick. Electroactivity trials have shown that both films have redox polymer-metal pairs in the potential range where the steel substrate is passivable, therefore the films have conductivity. This behavior was evident when samples with ICP films were exposed to HCl and H2SO4 acid solutions. The study of the electrochemical behavior through potentialdynamic polarization has shown an increase in steel potential corrosion, thus corroborating the electroactivity results. After the characterization of ICP films, samples were coated with nitrocellulose, polyurethane and epoxy paints. The adherence trials have shown that the polyaniline and poly(5-amino-1-naphfthol) films have an excellent adherence to paint as well as to steel substrate. From the polarization potentialdynamics testings and electrochemical impedance spectroscopy in NaCl solution, it was found that the ICP films have positive results when compared with without films samples and phosphatized samples.

<p>Anodic protection has shown to be a viable method for reducing corrosion rates of stainless steels over a wide range of temperatures and is used to protect equipment in H₂SO₄ manufacturing. While effective at controlling corrosion in H2SO4 manufacturing, Impressed Current Anodic Protection (ICAP) systems have shown to have a number of issues. They require a constant source of current to ensure reliable corrosion protection; are relatively complex systems and expensive to install; improper potential control can lead to loss of corrosion protection; and some issues with cathode fouling and erosion have been reported. Galvanic Coupled Anodic Protection (GCAP) systems have not been widely utilized in industry, but offer some solutions to these issues. GCAP systems have been developed using Pt and Au as the cathode materials for use in H2SO4. Previous work on the oscillatory behaviour of austenitic stainless steels indicates that nickel sulphide (NiS) could be used as cathode material in a GCAP system in concentrated H₂SO₄ to protect stainless steel. The objective of this study was to develop a better understanding of the behaviour of NiS when galvanically coupled to Type 430 stainless steel to determine whether it can be used in a GCAP system. NiS and NiS(Ni) electrodes are able to provide the Icrit needed to passivate Type 430 at anode/cathode ratios of 10:1, while NiS(Ni) electrodes were able to provide the Icrit needed to passivate the Type 430 stainless steel at a ratio of 20:1. In addition it was shown that the NiS(Ni) electrode was able to maintain passivity of the Type 430 stainless steel array using an anode/cathode surface area ratio of 100:1. NiS was shown not to be inert in concentrated H₂SO4 and corrosion rate calculated via Tafel extrapolation and shown to be 0.014 mm/yr at room temperature and 0.128 mm/yr at 60 ºC.</p> / Master of Applied Science (MASc)

The scientific objective of this research program was to determine the feasibility of manufacturing an ionic liquid-based supercapacitor that could operate at temperatures up to 220 °C. A secondary objective was to determine the compatibility of ionic liquids with other cell components (e.g. current collectors) at high temperature and, if required, consider means of mitigating any problems. The industrial motivation for the present work was to develop a supercapacitor capable of working in the harsh environment of deep offshore boreholes. If successful, this technology would allow down-hole telemetry under conditions of mechanical vibration and high temperature. The obstacles, however, were many. All supercapacitor components had to be stable against thermal decomposition up to T ≥ 220 °C. Volatile components had to be eliminated. If possible, the finished device should be able to withstand voltages greater than 4 V, in order to maximise the amount of stored energy. The internal resistance should be as low as possible. Side reactions, particularly faradaic reactions, should be eliminated or suppressed. All liquid components should be gelled to minimise leakage in the event of cell damage. Finally, any emergent problems should be identified.

Made available in DSpace on 2015-03-26T14:01:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2835217 bytes, checksum: b3fc87e9e63a523c32790c1de91c6b8a (MD5) Previous issue date: 2010-06-14 / Most of the Kraft pulp produced in the world come from continuous digesters. Digester corrosion has become a significant topic for the pulp and paper industry since it brought about the need for high expenditures with repairs, replacement of components and upgrade of materials, as well as losses in connection with unplanned outages. Risks to life and property are also significant, as catastrophic failure of pressure bearing equipment may also result. From the Eighties to present days, corrosion problems in many pulp and paper mills around the world have been increasing, for reasons ranging from materials and design aspects of the digesters themselves, to process modifications introduced ever since. The present work examines this scenario, studies the corrosive behavior of continuous digesters in its several forms, and seeks to indicate the main causes. Actual corrosion cases are presented and the main current protective technologies are discussed. Electrochemical testing, metallurgical analyses, corrosivity testing and field inspections are used to support the discussions and conclusions. Highlight is given to the field experience with a type 316 stainless-clad digester, the only known continuous cooker built in such material in the industry, whose prospective corrosion hazards prompted the execution of studies and protective measures that are unique for stainless cooking vessels. The risks to carbon or austenitic stainless steel digesters running on modern cooking processes are demonstrated to be significant. The effectiveness of the main protective technologies, as well as the compatibility among them, was proved. The need to include these technologies in cooking plant retrofit projects was established. / A maior parte da celulose Kraft produzida no mundo provém de digestores contínuos. A corrosão destes digestores tornou-se uma questão relevante para a indústria de celulose, na medida em que trouxe a necessidade de elevados gastos com reparos, substituições de componentes e melhoria de materiais, bem como prejuízos por paralisações imprevistas e prolongadas da produção. O risco ao patrimônio e à vida humana é também considerável, já que há possibilidade real de falhas catastróficas em equipamentos pressurizados. Desde a década de 80 até os dias atuais, os problemas de corrosão em digestores de muitas fábricas de celulose Kraft vêm se acentuando, por razões que vão desde materiais e aspectos construtivos dos próprios digestores até mudanças nos processos desde então introduzidas. O presente trabalho examina este cenário, estuda o comportamento corrosivo dos digestores contínuos em suas diversas formas e procura evidenciar as principais causas. Casos reais de corrosão e proteção são apresentados e as principais tecnologias protetoras atualmente disponíveis são discutidas. Testes eletroquímicos, análises metalúrgicas, testes de corrosividade e inspeções de campo são utilizados para suportar as discussões e conclusões. Destaca-se a experiência com um digestor revestido em aço inoxidável tipo 316,sem similar conhecido, cujos riscos potenciais de corrosão instaram a execução de estudos e a adoção de providências inéditas para digestores em material inoxidável. Os riscos de corrosão dos digestores em aço carbono ou inoxidável austenítico operando com processos atuais são evidenciados como sendo significativos. A eficácia das principais tecnologias protetoras, bem como a compatibilidade entre elas, foi comprovada. A necessidade de inclusão destas tecnologias em projetos de retrofit de cozimento foi estabelecida.