Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In machining processes, cutting fluids when properly chosen and applied, may reflect benefits for the manufacture of parts and components. The fluid properties are essential so that it facilitates the machining process and reach as close as possible to the cutting edge, lubricating the chip/tool interface. The fluid can be a major problem for the environment and health of the operator. For this reason, several scientific and technological studies are constantly developed to investigate the performance and environmentally friendly alternative to machining operations. This work studies the effect of vegetable oils (sunflower, canola, soybean, corn and babassu) as cutting fluids applied as MQF - minimal amount of fluid in the machining forces for the drilling process of ABNT 1045 carbon steel, compared with application of fluid in abundance (overhead cooling), dry machining and commercial oil LB2000 as MQF, for different cutting conditions. It was studied the effect of cutting speed, feed rate and length of the hole. At lower feed rates the best results were obtained with canola oil followed by sunflower at higher feed rates. / Na usinagem, os fluidos de corte, quando escolhidos e aplicados apropriadamente, poderão refletir em benefícios durante os processos de fabricação. O método de aplicação do fluido selecionado deve permitir que o fluido de corte alcance o mais próximo possível da aresta de corte, lubrificando a interface cavaco/ferramenta. As propriedades do fluido são fundamentais para que ele facilite o processo de usinagem. No entanto, o fluido poderá representar grande problema para o meio ambiente e saúde do operador. Por este motivo, vários estudos de cunho científico e tecnológico são constantemente desenvolvidos para investigar o desempenho e alternativas para operações de usinagem. Uma das alternativas seria a utilização de um fluido menos agressivo ao operador e ao meio ambiente. Este trabalho estuda o efeito dos óleos vegetais (girassol, canola, soja, milho e babaçu) como fluidos de corte aplicados na forma Mínima Quantidade de Fluido (MQF), nas forças de usinagem, torque e vida da ferramenta para o processo de furação do aço ABNT 1045, comparados com aplicação de fluido em abundância (jorro), utilizando-se o óleo sintético VONDER, usinagem a seco e óleo comercial LB2000 na forma MQF, para diferentes condições de corte. Foram variadas a velocidade de corte, o avanço e a profundidade do furo. Para utilização de análise estatística, foram utilizados dois níveis, para cada uma das variáveis de corte, com repetição. Os resultados expressam que o melhor desempenho foi do óleo de canola para avanços menores, e o de girassol para avanços maiores. / Doutor em Engenharia Mecânica

No presente trabalho se estuda a correlação de diferentes parâmetros de sinais de Ruído Magnético de Barkhausen (RMB) e de fluxo magnético com o comportamento elastoplástico em chapas de aço carbono, visando à aplicação dos resultados como técnica de Ensaio Não-Destrutivo. Comprovou-se que o comportamento de parâmetros como a energia (RMBenegia), o valor quadrático médio(RMBrms) e a envolvente dos sinais de RMB com os diferentes estados elastoplásticos do material resultou fortemente dependente da anisotropia de laminação, quantidade de Carbono e fases, gerados no processo de produção das chapas. Como novidade introduziu-se o parâmetro chamado de Área em baixo da curva da distribuição de pulsos do sinal de Barkhausen. A evolução deste parâmetro com a deformação identificou com boa aproximação a região de transição elasto-plástica do material. Harmônicos não lineares (HNL) do fluxo magnético apresentaram uma melhor correlação com a anisotropia do que com os estados elasto-plásticos do material, mas com alta dependência ao acoplamento sonda-amostra. Enquanto que o RMB apresentou elevados níveis de reprodutibilidade. Propriedades mecânicas e comportamentos característicos de ensaios de tração em regime discreto e contínuo foram reproduzidos e identificados com um alto grau de aproximação pelo RMB e os HNL. Outros métodos magnéticos e não magnéticos usados neste trabalho não apresentaram níveis altos de sensibilidade às mudanças microestruturais devido às deformações elasto-plásticas no material, no entanto o RMB e os HNL identificaram tais mudanças microestruturais dando margem a novas soluções nos campos de ensaio e inspeção não-destrutivos. / The present work studies the relationship between different parameters of the Magnetic Barkhausen Noise (MBN) and non-linear harmonics of the magnetic flux signals (NLH) with the elastic-plastic behavior in carbon steel plates, in an effort to use the results as a non-destructive testing technique. MBN parameters such as the envelope of the MBN signal, and the scalar parameters MBNenergy, MBNrms were found to be highly dependent on the lamination processes, carbon content and phases originated during the fabrication of the samples. A new parameter entitled area under the MBN jump distribution was defined. The behavior of this parameter as strain evolved provided a good approximation of the elastic-plastic transition region. Non-linear harmonics offered a good correlation with both anisotropy and the elasticplastic states of the material, nevertheless depending heavily on the sensor coupling with the sample surface, while at the same time MBN provided good reproducibility. The characteristic behavior as well as the mechanical properties obtained from discrete and continuous tensile strength tests were reproduced by both MBN and HNL. Other magnetic and non-magnetic methods did not show the same level of sensibility to microstructure changes due to elastic-plastic strains when compared to the results obtained using MBN and HNL, giving room to new solutions in the nondestructive inspection and testing fields.

O objetivo deste trabalho foi formular e otimizar uma mistura de quatro substâncias atóxicas como inibidores de corrosão para o aço carbono ABNT 1005 em meio de água de resfriamento industrial. As substâncias estudadas foram o molibdato de sódio, o tungstato de sódio, a ftalocianina de cobre e um tensoativo polimérico a base de silano de peso molecular 17.000 g.mol-1. As técnicas usadas neste estudo foram medidas de potencial de corrosão, espectroscopia de impedância eletroquímica e curva de polarização anódicas e catódicas. O tratamento dos resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica foi feito por meio da modelagem com circuitos elétricos equivalentes, que permitiu quantificar parâmetros como resistência a transferência e carga (Rtc) e capacitância dupla camada elétrica, (Cdl). Para caracterizar a superfície do metal foram obtidas imagens por microscopia eletrônica de varredura, onde foi comprovada a alteração da superfície pela presença das substâncias estudadas. Pelas curvas de polarização foi verificado que todas as substâncias estudadas se comportam como inibidores de corrosão anódicos no meio estudado, isto é, diminuem a velocidade de dissolução do metal na presença de maiores concentrações. O uso de um projeto fatorial completo, do tipo 24 foi decisivo para identificar os principais efeitos e interações entre as substâncias; sendo que os mais importantes foram devidos à presença de molibdato e tungstato de sódio, ou seja, a presença destas duas substâncias aumentou a resistência à transferência de carga do aço carbono no meio estudado. Em seguida, a análise estatística do projeto fatorial composto permitiu estimar a concentração ótima para a mistura de molibdato e tungstato de sódio; como o ponto de máximo da função superfície de resposta obtida. A concentração ótima estimada de molibdato e de tungstato de sódio foi de 3,6 x10-3M e 3,5x10-3M respectivamente. Finalmente, foi feita a avaliação ao longo de um período de tempo de 88 horas que permitiu identificar que o melhor comportamento da Rtc e da Cdl foi entre 48 e 72 horas de imersão. / The aim of this investigation is to obtain the optimum formulation of four nontoxics substances tested as corrosion inhibitors for ABNT 1005 carbon steel in watercooling systems. The studied substances were: sodium molybdate, sodium tungstate, copper phthalocyanine and a modified copolymer of polyoxialkylene and polidimethysiloxane. Electrochemical techniques as corrosion potential, impedance spectroscopy (EIS) and potenciodynamic anodic and cathodic polarization curves were used. Electrochemical impedance spectroscopy results were fitted through equivalent electric circuit modeling that allowed quantifying parameters like: the charge transfer resistance (Rtc) and double layer capacitance (Cdl) among others. In order to characterize the metal surface, scanning electronic microscopy images were obtained. These images allowed to evidence the surface alteration resulted from the addition of the studied inhibitors. Using polarization curves were verified that all substances studied behave as anodic corrosion inhibitors, this is, metal dissolution rate decrease when higher inhibitors concentrations were added. By applying a 24 design of experiments (DOE) were possible to identify the main effects and interactions between the substances (entry variables) on the charge transfer resistance (response variable). The main effects and interactions were obtained due to the presence of sodium molybdate and sodium tungstate; the Rtc got higher values as result of the presence of sodium molybdate and sodium tungstate. As a next step, using a design of experiments with central point was allowed to estimate the optimum concentration of sodium molybdate and sodium tungstate as result of the maximum of response surface obtained from statistic analysis in a wider range of concentrations. The optimum concentration estimated was 3,6x10-3M and 3,5x10-3M from sodium molybdate and sodium tungstate respectively. Finally it was done an immersion time evaluation until 88 hours using the optimum inhibitors concentration; the best performance of de Rtc and Cdl were between 48 and 72 hours of immersion.

Este trabalho apresenta os estudos das principais etapas que envolvem o uso do silano bis-trietoxisililetano (BTSE) na proteção contra a corrosão de laminados de aço carbono que são: o tratamento alcalino, a hidrólise do silano e a cura dos filmes obtidos. Através da técnica de análise espectroscópica na região do infravermelho foi possível obter os espectros de absorção do silano BTSE em concentrações da ordem de 2% em solução aquo-etanólica. O acompanhamento em função do tempo, da transmitância da banda na região de 1067 cm-1, que se refere às ligações hidrolisáveis do silano BTSE (Si-OEt), possibilitou estabelecer as condições ideais de hidrólise do silano BTSE em soluções aquo-etanólica, que se dá por volta de 40 minutos em pH=4. Os estudo das reações de hidrólise do silano BTSE neste tipo de solução possibilitou verificar também que as reações de hidrólise não ocorrem em uma única etapa. Através do planejamento fatorial de experimentos e da espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) foi possível medir a impedância real (Z') dos filmes protetivos desenvolvidos sobre superfícies limpas de aço pré-tratadas com soluções alcalinas em diferentes condições. A análise estatística dos dados obtidos, através do software MINITAB13, permitiu concluir que concentrações moderadas da solução alcalina de NaOH, da ordem de 2,5% e o tempo de imersão do aço nesta solução, da ordem de 10 minutos, contribuem de maneira positiva para aumentar o grau de proteção dos filmes obtidos. Concentrações mais elevadas da solução alcalina não deram bons resultados, devido a menor proteção conferida pelo filme de passivação formado sobre a superfície do aço. Através de EIS foi possível medir também a impedância real de filmes protetivos obtidos em diferentes condições de cura. Verificou-se que o aumento da temperatura de cura exerce um efeito positivo no grau de proteção passando por um ponto ótimo ao redor de 140ºC. Foi realizado o tratamento dos dados de impedância através do software ZVIEW2 e um circuito elétrico equivalente e o respectivo modelo físico para representar o filme de BTSE sobre o aço foi proposto. / This work presents the studies of the main stages involving the use of the silane bis-1,2-(triethoxysilyl)ethane (BTSE) in the protection against corrosion of rolled carbon steel (SCR), which are the steel alkaline treatment, the silane hydrolysis and the cure of the obtained films. Using the infrared spectroscopy technique it was possible to obtain the absorption spectrum of the BTSE silane in concentrations of 2% in aquo-ethanolic solutions. The monitoring of the transmittance in the region of 1067 cm-1, that refers to the hydrolysable groups of the BTSE silane (Si-OEt), made it possible to establish the ideal hydrolysis conditions of the BTSE silane in aquo-ethanolic solutions that happens for 40 minutes in pH=4. The results of the hydrolysis of the BTSE silane allowed to also to verify that the hydrolysis takes place in multiple steps. The factorial design of experiments and the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) allowed to measure the real impedance (Z') of the protective films developed on steel surface pre-treated with alkaline solutions in different conditions. The statistical analysis of the obtained data using MINITAB13 software allowed to conclude that moderate concentrations of the alkaline solution of NaOH (2,5% w/v) and 10 minutes of immersion time of the steel sample contribute in a positive way to increase the degree of protection of the obtained films. Higher concentrations of the alkaline solution did not give good results, due to minor protective characteristics of the formed film. EIS was also used to measure the real impedance of protective films obtained in different curing conditions. It was verified that higher curing temperatures exert a positive effect in the protection degree showing an optimum point around of 140ºC. The treatment of the impedance data by ZVIEW2 software and an equivalent electric circuit and the respective physical model to represent the film of BTSE on the steel were proposed.

Neste trabalho foram investigadas as propriedades magnéticas (curva de histerese e ruído Barkhausen) de alguns aços (ABNT 1045, 1050 e 1548) cujas superfícies foram endurecidas por indução. O objetivo era de desenvolver um ensaio não-destrutivo para determinar a espessura da camada endurecida, assim evitando a necessidade de realizar medidas (destrutivas) de microdureza. Medidas da susceptibilidade magnética mostraram um pico (ferrita) em torno de 800 A/m e outro (martensita) em torno de 3500 A/m. Assim procuramos correlacionar a amplitude do pico de ferrita com a espessura da camada dura na superfície. Para esta finalidade foram desenvolvidos sensores para medir ruído Barkhausen e um filtro para o processamento do sinal. Foi possível correlacionar medidas de microdureza com algumas características observadas nas medições magnéticas, como, por exemplo, a amplitude do sinal de ruído Barkhausen e o campo magnético do pico do sinal Barkhausen. Deste modo, encontrou-se uma relação entre a amplitude do ruído Barkhausen e a espessura da camada superficial. Seria desejável complementar essas medidas com outras e sugestões para uma continuação do trabalho são detalhadas. / This work investigates the magnetic properties (hysteresis loop and Barkhausen noise) in some steels (ABNT 1045, 1050 and 1548) whose surfaces had been hardened by induction. The goal was to develop a non-destructive test procedure to determine the thickness of the hardened layer, thus avoiding the need to perform (destructive) measurements of the microhardness. Measurements of the magnetic susceptibility showed a peak (ferrite) around 800 A / m and other (martensite) at around 3500 A / m. Therefore, a correlation was sought between the peak amplitude of ferrite with the thickness of hard layer on the surface. For this purpose sensors were developed to measure Barkhausen noise as well as a filter for signal processing. It was possible to correlate measurements of microhardness with some features observed in magnetic measurements, for example, the amplitude of the Barkhausen noise and magnetic field of peak Barkhausen signal. Thus, a relationship was found between the amplitude of the Barkhausen noise and the thickness of the surface layer. It would be desirable to supplement these with other measurements and suggestions for further work are detailed.

This work was carried out aiming the study of the corrosion effect by the water produced, which is associate to the production of oil, mainly in wells in mature fields, such as the UN-SEAL. It is noteworthy that this water is known in the petroleum industry as water produced. The sample of produced water used was of the production field of Siririzinho I on-shore in Sergipe, which showed in its physicalchemical analysis, high levels of salinity among other compounds, which makes it an extremely aggressive corrosion for materials used in the petroleum industry. In this research the materials used in this work were the carbon steel ASTM A283 Gr C, the stainless steel ASTM A240 type 316L with and without coating of hard chrome and the duplex stainless steel ASTM A890 Gr 1B. The sample used had chemical compositions issued by manufacturers according to ASTM, in addition, microhardness tests and metallographic tests with the use of optical microscopy were used to characterize these materials. For the study of effect of the water produced attack in the materials, was designed and built a test circuit, which allowed the insertion of samples for monitoring and data collected of mass and thickness parameters , and the monitoring visual corrosion during the test. The samples were machined in two geometric shapes (rectangular plate and disk) to enable and facilitate the testing of weight and thickness measurement by applying the ultrasound technique and of the depth measurement. From the collected data was possible to calculate by established criteria using the standard NACE RP 0775, the rate of uniform corrosion by mass loss and by its development the rate of corrosion by thickness loss, that is the same form used for the calculation of corrosion rate by pit in agreement with the standard Petrobras N- 2364. By comparing the corrosion rates obtained in the study, can better evaluate the possible perspectives of application of the materials in contact with the corrosive fluid. / Este trabalho foi desenvolvido objetivando o estudo do efeito da corrosão por meio da água que está associada à produção do petróleo, principalmente em poços de campos maduros, como é o caso da UN-SEAL. Ressalta-se que esta água é conhecida na indústria do petróleo como água produzida. A amostra da água produzida utilizada foi a do campo de produção de Siririzinho I do ativo de produção de Sergipe Terra que apresentou em sua análise físico-química, altos teores de salinidade dentre outros compostos que a torna um meio extremamente agressivo à corrosão para os materiais utilizados na indústria do petróleo. Nesta pesquisa os materiais estudados foram os aços: carbono ASTM A283 Gr. C, o inox ASTM A240 tipo 316L sem e com revestimento de cromo duro e o inox duplex ASTM A890 Gr. 1B. As amostras utilizadas possuíam suas composições químicas emitidas pelos fabricantes de acordo com a norma ASTM, além disto, ensaios de microdureza e ensaios metalográficos com o uso da microscopia óptica foram utilizados na caracterização destes materiais. Para o estudo do efeito do ataque da água produzida nos materiais, foi projetado e construído um circuito de teste, o qual permitiu a inserção de corpos de prova para monitoramento e coleta de dados dos parâmetros de massa e de espessura, além do acompanhamento visual da corrosão ao longo do teste. Os corpos de prova foram usinados em duas formas geométricas (disco e placa retangular) de modo a permitir e facilitar a realização dos ensaios de medição de massa, medição de espessura através do ultra-som e da medição de profundidade. De posse dos dados coletados foi possível calcular através de critérios estabelecidos pela norma NACE RP 0775, a taxa de corrosão uniforme por perda de massa e por seu desenvolvimento a taxa de corrosão por perda de espessura, que é a mesma forma utilizada para o cálculo da taxa de corrosão por pites segundo a norma Petrobras N-2364. Através das taxas de corrosão obtidas no estudo, pode-se avaliar quais as possíveis perspectivas de aplicação dos materiais em contato com o fluido corrosivo.

A corrosão é um fenômeno de interface que deteriora um metal através de reações químicas ou eletroquímicas, sendo caracterizada como um processo espontâneo, onde os materiais são transformados do estado metálico para uma forma combinada, decorrente da interação dos compostos metálicos com as substâncias do meio que estão inseridos. Como os prejuízos oriundos de processos corrosivos são elevados (estimativas mostram que os valores variam em torno de 3% a 4% do PIB de uma nação), estudos que minimizem estes processos são de vital importância econômica. Nos últimos anos, diversas pesquisas foram realizadas com o intuito de estudar superfícies hidrofóbicas e super-hidrofóbicas devido à sua função de autolimpeza, baixa aderência de contaminantes e proteção contra os efeitos corrosivos. Estudos recentes propõem a utilização de ácidos carboxílicos como percussores à formação destas camadas protetoras, sendo que melhores resultados foram obtidos utilizando ácidos carboxílicos de cadeias longas (acima de 11 carbonos). O ácido n-tetradecanóico (CH3(CH2)12COOH) pode ser utilizado sobre cobre e, após 10 dias de imersão em solução alcoólica de 0,06 mol/L, uma película super-hidrofóbica é formada sob o substrato, porém as características superficiais do metal são afetadas e uma camada esverdeada de carboxilato de cobre é formada. O presente trabalho, além de comprovar o efeito protetor desta camada superhidrofóbica formada, propôs a utilização do ácido n-tetradecanóico em um tratamento superficial, de forma a atuar como uma película protetora contra processos corrosivos, considerando curtos períodos de imersão em solução de ácido mirístico de forma a preservar as características superficiais do metal utilizado e torná-lo comercialmente e esteticamente mais atrativo. Os metais avaliados foram: cobre, latão e aço carbono. As técnicas eletroquímicas empregadas para a avaliação da película formada foram: curva de polarização, resistência de polarização linear (Rp) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Medidas de ângulo de contato foram realizadas a fim de comprovar a viii hidrofobicidade do filme formado e espectroscopia de infravermelho e Raman, além da difratometria de raios X, a fim de caracterizar sua composição química. Melhores resultados foram obtidos para cobre, onde os ensaios comprovaram um aumento da hidrofobicidade da superfície metálica à medida que se aumentava o tempo de imersão dos corpos-de-prova em solução alcoólica 0,06 mol/L de ácido ntetradecanóico, atingindo valores de 116,1o e 149,8o após, respectivamente, 12 horas e 5 dias de imersão. Além disso, através de medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica, também foi avaliado o grau de proteção da película hidrofóbica formada com relação ao substrato puro, sendo observado um aumento na proteção da superfície após 12 horas de imersão. / Corrosion is an interface phenomenon that deteriorates a metal by chemical or electrochemical reactions. It is characterized as a spontaneous process, where materials are transformed from the metallic state to a combined form. As corrosive processes damages are high (estimates show that the values vary around 3% to 4% of a nation GDP), studies that minimize corrosion reactions are of vital economic importance. Recently, several studies were performed in order to study hydrophobic and superhydrophobic layers due to its self-cleaning function, low adherence of contaminants and protection against corrosive effects. Recent studies propose the use of carboxylic acids as precursors to the formation of such protective layers, with best results being obtained using long chain carboxylic acids (up to 11 carbons). Over copper, the usage of n-tetradecanoic acid (CH3(CH2)12COOH) has showed good results after 10 days immersion in 0.06 mol/L ethanolic solution. Experimental results proved that the super hydrophobic surface could improve significantly the corrosion resistance of copper, although the surfaces have been strongly modified and a green oxidation layer (which is a copper carboxylate) has been formed over the etched copper surface. Besides proving the protective effect of the super-hydrophobic layer formed, this work also studied the use of n-tetradecanoic acid as a temporary protective layer, considering short immersion periods. In this way, the metal surface characteristics were preserved. The metals studied were: copper, brass and carbon steel. The electrochemical techniques employed for evaluation of the formed film were: polarization curves, linear polarization resistance (Rp) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Contact angle measurements were performed to prove the hydrophobicity of the film and X-ray diffraction, Raman and Infrared spectroscopy were also utilized to characterize its composition. x Test samples of these metals were immersed, at ambient temperature, in 0.06 mol/L of n-tetradecanoic ethanolic solution, for different immersion periods, in order to monitor the formation of the protective layer and its hydrophobicity. Furthermore, in order to study the formation and persistence of the formed film, electrochemical tests were also performed in 3.5 wt. % NaCl solution. The results obtained for copper demonstrate an increase of the metal surface hydrophobicity for longer immersion time in 0.06 mol/L n-tetradecanoic acid solution, reaching values of 116.1o and 149.8o after, respectively, 12 hours and 5 days of immersion. Furthermore, the degree of protection of hydrophobic film was also evaluated by electrochemical impedance spectroscopy measurements and the best results were obtained for 12hs of immersion.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabiana.pdf: 2501575 bytes, checksum: b413c76cbd0d8f3250c20636044c304e (MD5) Previous issue date: 2013-07-11 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / The biodiesel tends to undergo changes in its composition over time making it corrosive. The materials in diesel engines are vulnerable to corrosion, especially aluminum, copper, cast iron and steel. In this study we evaluated the corrosion of carbon steel ABNT 1020 immersed in soy biodiesel (B100) and blends B4 and B5 using the technique of electrochemical impedance spectroscopy. To achieve a result more effectively, we used samples from microemulsions B100, B4 and B5 as a way to reduce the high resistivity of biodiesel. It was found with using this technique the exposed steel microemulsions of biodiesel and mixtures presented impedance modulus of about 3.75 (MEB4), 3.87 (MEB5) and 3.90 (MEB100) ohm.cmˉ¹, on low frequency (10ˉ¹ Hz), showing good corrosion resistance, especially for MEB100, which was also confirmed by the results of corrosiveness to copper and optical microscopy. / O biodiesel tende a sofrer alterações na sua composição ao longo do tempo tornando-se corrosivo. Os materiais presentes nos motores a diesel são vulneráveis à corrosão, principalmente o alumínio, o cobre, o ferro fundido e o aço. Neste trabalho avaliou-se a corrosão do aço carbono ABNT 1020 imerso em biodiesel de soja (B100) e misturas B4 e B5com uso da técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica. Para uma resposta mais eficaz foram utilizadas amostras de microemulsões de B100, B4 e B5 como forma de diminuir a alta resistividade do biodiesel. Verificou-se através dessa técnica que o aço exposto às microemulsões de biodiesel e misturas apresentou módulo de impedância de aproximadamente 3,75 (MEB4), 3,87 (MEB5) e 3,90 (MEB100) ohm.cmˉ¹, em baixa frequência (10ˉ¹ Hz), revelando boa resistência à corrosão, principalmente para a MEB100, o que também foi confirmado pelos resultados de corrosividade ao cobre e da microscopia ótica.

O processo de lingotamento contínuo de produtos planos de aço tem sido alvo de incessantes estudos devido a sua importância na produção de bobinas laminadas a partir de placas, para um grupo muito diversificado de clientes, dentre os quais, destacam-se as indústrias automobilística e de eletrodomésticos (\"linha branca\"), que têm se mostrado muito exigentes. No entanto, por tratar-se de aços desoxidados ao alumínio, é comum a ocorrência de formação de um depósito de óxido de alumínio (alumina), no interior do tubo submerso do processo de lingotamento contínuo, o que diminui seu diâmetro interno, levando à restrição de passagem do aço líquido pelo seu interior, provocando a perda de produtividade devido à necessidade de se reduzir a velocidade de lingotamento e até mesmo a contaminação do aço com inclusões de alumina, principalmente naqueles seqüenciais com um elevado tempo de lingotamento, próximo de dez horas. Para tanto, desenvolveu-se um tubo com um material interno anti-clogging que na literatura é chamado de C-less, para minimizar e/ou evitar a deposição de alumina e com uma linha de escória reforçada com uma camada de zircônia (ZrO2) mais espessa e mais nobre, para resistir ao ataque da escória. O objetivo desta dissertação foi comparar tubos de diferentes fornecedores, avaliando as principais variáveis que têm influência direta na sua performance: perfil de aquecimento, taxa de erosão na linha de escória, índice de obstrução e parâmetros físico-químicos através da correlação dos materiais antes e após uso (post-mortem). Os resultados encontrados mostraram uma melhor performance dos tubos do fornecedor \"M\", que apresentaram menores taxas de desgaste e, conseqüentemente, maior potencial de vida (maior tempo de lingotamento) após análise da linha de escória, que pode ser atribuída a uma melhor distribuição dos grãos de zircônia na matriz (maior homogeneidade), além de apresentarem grãos mais finos e desta forma, reduzindo os espaços \"vazios\" na matriz, propícios ao ataque da escória por meio de um desequilíbrio químico entre esta escória líquida e o refratário. Além disto, seu material anti-clogging e projeto de distribuição do mesmo na peça, propiciaram um melhor resultado em relação à obstrução pela deposição de alumina ao longo do corpo do tubo submerso. / The continuous casting process of steel plane products has been objective of incessant studies due to its importance in the production of laminated coils starting from slabs, for a very diversified group of customers, among all the automobile industries and of appliances (\"home appliances\"), that have been showing very demanding. However, for being low carbon aluminum killed steels, is common the occurrence of aluminum oxide (alumina) deposit formation, inside of submerged nozzle in continuous casting process, what decreases its internal diameter, taking to the restriction of passage of the liquid steel for its interior, provoking the productivity loss due to the need of being reduced the casting speed and even the contamination of the steel with alumina inclusions, mainly in those sequential with a high casting time, close of ten hours. For so much, a submerged nozzle was developed with a internal anti-clogging material that it is called C-less in the literature, to minimize and/or to avoid the alumina building up and with a slag reinforced line with a zirconium layer (ZrO2) thicker and more noble, slag attack resist to. The dissertation objective was compare submerged nozzles from different suppliers, evaluating the main variables that have direct influence in its performance: heating profile, slag line erosion rate, clogging index and physical-chemical parameters through the materials correlation before and after use (post-mortem). The results showed submerged nozzle\'s better performance from supplier \"M\", that presented smaller waste rates and, consequently, last longer live (larger time of casting) after analysis of the slag line, that can be attributed to a better distribution of the zirconium grains in the head office (larger homogeneity), besides they present finer grains and this way, reducing the empty \" spaces \" in the head office, favorable to slag attack by means of a chemical unbalance between this liquid slag and the refractory. Besides, its anti-clogging material and project distribution in the same piece, they propitiated a better result in relation to the clogging for the alumina building up along the body of the submerged nozzle.

L'objectif de ce travail est de prédire les risques de fissuration par H2S d'aciers au carbone à très haute limite d'élasticité utilisés en environnement pétrolier. Nous nous intéressons aux conditions de sévérité modérées, caractérisées par des teneurs faibles mais non nulles en H2S dans le milieu corrosif. Dans ces environnements, le chargement en hydrogène dans les aciers est lent, et les temps d'incubation avant apparition de fissures internes de type HIC peuvent donc être longs. En complément des essais standards de tenue à la fissuration des aciers, il est donc important de pouvoir disposer de méthodes rapides et fiables d'évaluation des risques de fissuration. La principale technique expérimentale mise en oeuvre est la perméation électrochimique d'hydrogène. Elle est mise à profit afin d'étudier le chargement, la diffusion et le piégeage de l'hydrogène dans différents aciers à haute limite d'élasticité en environnement faiblement concentré en H2S. En complément des essais de perméation, nous effectuons une étude de la fissuration assistée par l'environnement dans différentes conditions de pH et de PH2S. Ces essais permettent d'abord de vérifier l'évolution de la cinétique de fissuration interne en fonction des conditions environnementales. Dans le même temps, nous réalisons des mesures de la quantité d'hydrogène absorbée par le métal, en distinguant les parts d'hydrogène libre, piégé réversiblement et irréversiblement. La confrontation entre les données de diffusion et de piégeage issues des essais de perméation, et des données directes de fissuration et de quantités d'hydrogène absorbé permet l'établissement de seuils de concentrations critiques en hydrogène. Ces seuils sont ensuite utilisés afin de mettre en place une approche empirique prédictive de la fissuration HIC dans les aciers / The work of this thesis applies to flexible pipelines, which are used as risers or flowlines in offshore production. More specifically, it is dedicated to study the risks of hydrogen embrittlement of carbon steel wires used as armors if flexible pipes. The study is focused on low H2S containing medium inducing slow hydrogen entry in steels, thus, potentially long incubation times before embrittlement becomes effective. The first goal of this work is to study the entry, diffusion and trapping of hydrogen into different grades of carbon steel in low H2S concentration environment. The permeation technique will be used, as well as immersion tests of variable duration with characterization of the crack process. Analysis of permeation transients gives information on hydrogen diffusion and hydrogen trapping into steels in function of experimental conditions (pH, PH2S). Immersion tests will be performed complementary to permeation tests in various conditions of pH and PH2S. We verify the cracking evolution with environmental conditions. We also quantify the lattice hydrogen, the reversibly and irreversibly trapped hydrogen absorbed by the materials. Then, using both diffusion properties from permeation tests and cracking data from immersion experiments, we set up a predictive approach to link the risks of H2S cracking for each steel grade in function of the severity of the environment. Applying this method should also allow to establish faster and more reliable comparisons of the hydrogen induced cracking resistance of different steel grades. It should be used as complimentary tool for qualification purposes