Estudou-se o comportamento à corrosão de diversos materiais metálicos como aço, cobre, latão e pares galvânicos (aço-latão) em álcool etilico combustível (91.1 - 93.9 -INPM) adicionado de várias substâncias a fim de avaliar possíveis efeitos inibidores ou aceleradores da corrosão. Foi verificado a influência na corrosão, de ion cloreto, acetato de sódio, ácido benzóico, trietanolamina, butinodiol e um inibidor comercial. O acetato de sódio seguido do produto comercial se revelaram os melhores aditivos sob o ponto de vista da inibição da corrosão. A adição de cloreto, como um possível contaminante foi estudada e obteve-se um aumento bastante grande na taxa de corrosão. A adição de perclorato de potássio ao álcool combustível normalmente utilizado para aumentar a condutividade da solução nos ensaios eletroquímicos, mostrou ser prejudicial por modificar apreciavelmente as características do comportamento à corrosão dos materiais ensaiados, aumentando-a ou diminuindo-a conforme o caso. / A study has been made on the corrosion of several metallic materials steel, copper, brass and galvanic couples (steel-brass) in combustible ethyl alcohol (911 - 93.9' INPM), with small additions of different substances to evaluate possible effects Of inhibition or stimulation of corrosion. The influence of chloside ions, sodium acetate, benzoic acid, triethanolamine, butynediol and a commercial inhibitor was verified. Under the corrosion inhibition point of view, sodium acetate and the commercial inhibitor in this order have demonstrated to be the best additives. Chloride addition as principal contaminant was investigated and resulted in a large increase of the corrosion rate. Potassium perchlorate, usualy added to combustible alcohol to increase solution conductivity in eletrochemical tests, demonstrates to be disadvantageous, modifying appreciably the behavior towards corrosion of tested materials increas,ing or decreasing it according each case.

Este trabalho teve por objetivo determinar a ação inibidora do íon borato na corrosão do aço-carbono, em soluções aquosas aproximadamente neutras, arejadas e desarejadas, na presença ou não de ions cloreto, à temperatura ambiente. Através do traçado de curvas de polarização potenciostáticas, de experimentos cronopotenciométricos e cronogalvanométricos, com ou sem riscagem do corpo de prova, e do comportamento do aço comum em ensaios de imersão a longo prazo, concluiu-se que o ion borato possui uma ação inibidora sobre a corrosão do aço, desde que o potencial não seja muito elevado. Observou-se também que o aço sofre corrosão por pites em soluções de borato, mesmo na ausência de íons agressivos e que os pites ocorrem em potenciais tanto mais baixos quanto mais diluídas forem as soluções de borato. Para soluções contendo 1000 ppm de bórax ou mais, o potencial de pite, determinado por técnicas cronopotenciométricas, está acima do potencial de corrosão. Para soluções com concentrações iguais ou superiores a 5000 ppm de bórax, não foi detectada corrosão por pites na faixa de potencial estudada, isto é, desde o potencial de evolução de H2 até o potencial de evolução de 02. A adição de 100 ppm de NaCl à solução contendo 2500 ppm de bórax reduz o potencial de pite de aço comum, em relação ao seu valor na ausência de íon cloreto. / The inhibitory action of the borate ion on the carbon steel corrosion in neutral aqueous solutions both aerated and deaerated in presence or absence of chloride ions at ambient temperature has been studied. Trough potenciostatic polarization curves, chronopotenciometric and chronogalvanometric experiments, with or without scratched samples, and the materiais behavior in long time immersion tests, it has been concluded that the borate ion acts as inhibitor when the potential is not very high. It has been observed too that pitting corrosion occurs in borate solutions even in absence of agressive ions, and at potentials the lower the more diluted the borate solutions. The pitting potential determinated by chronopotenciometric technics for solutions containing more than 1000 ppm of borax is higher than the corrosion potential. For solutions with concentration equal ou higher than 5000 ppm no pitting corrosion has been detected from H2 evolution potential until the O2 evolution potential. Adding 100 ppm of sodium chloride to 2500 ppm borax solution decreased the pitting potential of the carbon steel (as compared with its value in absence of chloride ions).

O objetivo deste trabalho foi estudar e desenvolver uma técnica que diminuísse a concentração de hidrogênio absorvido pelo aço SAE 1045. A técnica consistiu na modificação superficial de amostras de aço SAE 1045 através de eletrodeposição de Sn na superfície com posterior tratamento térmico para promover a difusão do Sn para o interior do aço. Por meio da técnica de RBS, foram caracterizados os perfis de concentração do Sn no aço com a profundidade. Por outro lado, com o uso da técnica de permeação eletroquímica, aplicada tanto em meio alcalino como neutro, foi avaliada a eficiência das modificações superficiais em inibir a absorção do hidrogênio pelo aço. Foram constatadas significativas reduções da absorção de H em amostras modificadas com a adição de 100nm de Sn eletrodepositado com posterior difusão. Utilizou-se também medidas de impedância eletroquímica e ensaios de voltametria potenciostática e potenciodinâmica para descrever as influências das modificações superficiais no processo de absorção.

Durante sua utilização, tubos que operam na pirólise de substâncias orgânicas sofrem degradação estrutural resultante dos mecanismos de carburização que, em geral, levam à falha dos tubos. A carburização decorre da quantidade de carbono disponível na pirólise, que chega a formar uma camada intensa de coque no interior dos tubos. Para a retirada do coque, é introduzido vapor no intuito de queimá-lo que, adicionalmente, deixa carbono na superfície para a carburização. Este trabalho analisa os aspectos metalúrgicos envolvidos no ataque das liga Fe-Cr- Ni através da carburização, onde falhas catastróficas podem ocorrer devido às tensões térmicas geradas nas paradas de retirada do coque formado. Os tubos usados são fabricados com as ligas HP40 e HPX. Ligas ricas em cromo e níquel são utilizados; no caso do níquel a estabilização da estrutura austenítica e do cromo pela formação de uma camada protetora de óxido. No entanto, tempos prolongados de emprego da liga pode gerar quebra da barreira protetora e, então, proporcionar a difusão do carbono para o material, causando mudanças microestuturais que irão afetar as propriedades metalúrgicas. Neste trabalho foram analisadas microestruturas de ligas com 25% Cr e 35% Ni que operaram por 20.000 e 37.000 horas, bem como a realização de uma série de tratamentos térmicos com ligas 25% Cr 35% Ni e 35% Cr 45% Ni sem uso, a fim de se estabelecer à relação existente entre a difusão do carbono e a microestrutura resultante. De posse destes dados, foram realizadas análises em microscopia, ensaios mecânicos, dilatometria e modelamento das tensões térmicas geradas nas paradas de decoking. Foi, também, desenvolvido uma metodologia capaz de relacionar a espessura da camada difundida de carbono com o magnetismo existente na superfície interna causada pela formação de precipitados magnéticos.

Neste trabalho foram estudadas as modificações de composição e pH do solo devido à aplicação de correntes de proteção catódica. Determinaram-se perfis de concentração e pH para diferentes densidades de corrente aplicadas e tempo para condições laboratoriais e de campo. A aplicação de corrente catódica eleva o pH no cátodo levando a formação de hidróxidos de Na, K, Fe, Mg e Ca e depósitos de calcáreo na superfície do duto. Por outro lado, íons agressivos, tais como Cl- e SO4 2-, migram para longe da superfície do cátodo. A Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS) foi utilizada para avaliar durante 30 dias, o comportamento do aço API 5L X56 com e sem revestimento orgânico (coal tar) em meio alcalino (pH=14), simulando-se a alcalinização localizada da superfície do duto decorrente da proteção catódica. As medidas realizadas sobre o aço sem revestimento indicaram um comportamento controlado inicialmente por difusão passando para transferência de carga e migração em pico ativo. Nas medidas realizadas no aço com revestimento, observou-se um comportamento inicial predominantemente capacitivo, R(RC), o qual evolui para controle por difusão após 24 h de imersão na solução alcalina.Além disso, por meio de EIS, estudou-se o efeito do tamanho das partículas e da distribuição granulométrica dos solos na corrosividade de dutos enterrados. Duas constantes de tempo foram encontradas no espectro de impedância. Uma é atribuída a interface eletrodo / solo (baixa freqüência) e a outra a efeitos de bulk. Foi proposto um circuito equivalente para os dados experimentais que consiste de dois RC’s em série, (RC)(RC). Os resultados mostraram que o solo argiloso é menos resistivo e tem maior facilidade de armazenar carga, provavelmente na superfície hidratada das partículas de solo. / In this work was studied the modifications of composition and pH of the soil due to applied cathodic currents. The pH and concentration profiles for different densities of currents applied and time were investigated for laboratory and field conditions. The cathodic current application raises pH in the cathode leading the formation of hydroxides (Na, K, Fe, Mg and Ca) and deposits of calcareous on the pipeline surface. On the other hand, aggressive ions, such as Cland SO4 2 -, migrate for far of the surface of the cathode. The Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used to evaluate during 30 days, the behavior of steel API 5L X56 with and without organic coating (coal tar) in alkaline environment (pH=14), simulating the alkaline environment due to cathodic protection. The measures carried in the steel without coating had indicated a behavior initially controlled by diffusion after that controlled by charge transference and migration in active peak. In the measures carried through the coated steel, a capacitive behavior was observed, R(RC), which evaluate for diffusion control after 24 h of immersion in the alkaline solution. Moreover, by means of EIS, the effects of the particle size and granulometry of the soils on the corrosion of buried pipelines. Two times constants are found in the impedance spectra. One time constant has been attributed to the electrode-soil interface (low frequency) and the other one to the bulk effects. An equivalent electrical circuit is then proposed to fit experimental data (RC)(RC). The results had shown that clay soil is less resistive and that soil has the ability of storage charge probably hydrates surface of the soil particles.

O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento das propriedades mecânicas e a resistência a corrosão sob fadiga de um segmento de duto de aço micro-ligado API 5L X65 revestido internamente com aço inoxidável AISI 308 L Si pelo processo de soldagem GMAW. Para esta avaliação, o duto foi revestido por soldagem e seccionado obtendo corpos de prova retangulares a fim de realizar os seguintes ensaios: dobramento, fadiga ao ar, fadiga em meio agressivo, ensaio de push-off, ensaios de microdureza e, ainda, análises metalográfica, fractográfica e análise química. Os ensaios de dobramento e os ensaios de fadiga foram feitos a três pontos. O ensaio de dobramento serviu para qualificar o revestimento e determinar os parâmetros de carga para os ensaios de fadiga. Estes resultados de fadiga ao ar e fadiga em meio agressivo (corrosão-fadiga) foram apresentados em uma Curva S-N. Já os ensaios de push-off foram realizados para verificar a aderência do revestimento, sendo este um ensaio qualitativo. A tensão de cisalhamento obtida pelo ensaio push-off apresentou-se satisfatória. Os ensaios de microdureza juntamente com as análises metalográficas foram empregados para caracterizar o material mecanicamente e microestrutural. A análise fractográfica caracterizou a posição no qual originaram as falhas decorrentes dos ensaios, além do tipo de falha e mecanismo de fratura. Na análise química observou-se que houve uma redução no teor de cromo no revestimento quando comparada a composição química do arame utilizado para a deposição. Esta queda é devido a diluição do metal de adição com o metal base durante o processo de soldagem. O revestimento apresentou boa ductilidade e com um bom comportamento em fadiga ao ar, e comportamento insatisfatório quando exposto em meio agressivo. As falhas apresentadas nos ensaios de fadiga ocorreram de forma dúctil e iniciaram nos pontos de maior tensão no corpo de prova. / This work aims to evaluate the mechanical properties behaviour and the corrosion fatigue resistance of a micro-alloyed API 5L X65 stell pipe segment internally coated with an AISI 308 L stainless steel by the GMAW welding process. Rectangular specimens were machined from the coated pipe in order to perform the following tests such as: bending test, in air fatigue test, environment fatigue test, push-off test, microhardeness test, metallographic and fractographic evaluation and chemical analysis. The bending test as well as the fatigue test were carried out in a three-pointbending arrangement. The fatigue load parameters and welding qualification were based on results obtained from the bending test. These fatigue results were presented in an S-N plot diagram. The push-off test were performed in order to check the adherence of the covering, layer and being a qualitative test. The shear stress obtained from these test showed itself satisfactory. The microhardness tests as well as the metallographic analysis contributed for the mechanical and microstructural characterization. The initiation failure region and the fracture mechanism involved were obtained by fractographic analysis. The fractographic analysis characterized the position that fatigue tests failure, kind of failure and failure mechanism. This analysis was split in three sub analysis, the visualization of fracture surface, fracture metallographic when a failure was present and metallographic of recover surface before your failure. According to the chemical analysis it was observed a reduction in the chrome content in comparison with the coating wire. This alloying element loss can be probably attributed to the dilution phenomena inherent from the welding process. The coated showed good ductility and satisfactory in-air fatigue results, however, it was observed an undermatching in the fatigue behaviour when submitted to the aggressive environment. The failures presented a ductile morphology and its initiation were localized in the higher tension points of the specimens.

O presente trabalho apresenta um estudo do comportamento eletroquímico do eletrodo de zinco em meio etanólico, contendo diferentes eletrólitos suportes, na ausência e presença de cafeína. Esta substância foi escolhida por se tratar de um composto orgânico, derivado da biomassa, ambientalmente não tóxico e economicamente viável. A atuação da cafeína como inibidora dos processos corrosivos do zinco foi avaliada através de diversas técnicas eletroquímicas como a potenciometria, ensaios potenciodinâmicos, curvas de polarização, cronoamperometria e espectroscopia de impedância eletroquímica. Estudou-se, também, o efeito inibidor do composto sobre a superfície do metal em soluções com condições de agressividade maiores, ou seja, com adição de água, ácido acético e na presença de íons cloreto. Para este último meio, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada como ferramenta auxiliar para avaliar a estrutura superficial com e sem cafeína. Os resultados revelaram que a cafeína promoveu um atraso no processo de corrosão, comprovando que a mesma também atua no combate à corrosão por pites. A cafeína apresentou-se como um inibidor anódico, dependente do potencial inicial e do tempo de adsorção Essa dependência indica uma etapa de adsorção no processo de interação envolvendo a cafeína e o eletrodo de zinco, que foi confirmada quantitativamente através da isoterma de Langmuir. O valor de energia livre de adsorção calculado sugere uma adsorção química e espontânea. As diferentes técnicas empregadas mostraram um resultado bastante positivo quanto ao desempenho da cafeína como inibidora da corrosão para o zinco em etanol, mesmo quando na presença de um meio agressivo, com a adição de contaminantes. / The present work shows a study of zinc behavior in ethanol, using different supporting electrolytes, in the absence and in the presence of caffeine. Many studies have been conducted to examine some naturally occurring substances in order to find environmentally safe substances which can act as corrosion inhibitors for different metals in a variety of environments, as caffeine. Electrochemical techniques were used to evaluate the caffeine (1,3,7-trimethylxanthine) adsorption ability on zinc surface in alcoholic solutions. More aggressive solutions containing water, acetic acid and chloride ions were also tested in absence and in the presence of caffeine. The addition of these contaminants did not avoid the action of caffeine as corrosion inhibitor for the zinc. The interaction between the organic compound and the metal surface was first characterized by open-circuit potential measurements (potentiometry). It was found that caffeine has an ability to block anodic charge transfer reactions on the electrode surface. The interaction between the organic compound and the electrode surface was found to be potential-dependent. This dependence indicates an adsorption process involving caffeine and the zinc surface, confirmed by Langmuir isotherm. Adsorption on the electrode surface was confirmed by comparing the voltammograms, Tafel plots and EIS curves of a zinc electrode in the absence and presence of dissolved caffeine. The calculated standard free energy of adsorption confirms a spontaneous chemical adsorption step.

Foi realizada uma análise dos fenômenos de deterioração de uma unidade de tratamento de frações de petróleo ricas em hidrocarbonetos com alcanolaminas, tomando-se como base a planta de tratamento com dietanolamina da unidade de craqueamento catalítico fluido da Refinaria Presidente Bernardes, Cubatão. São discutidos os mecanismos de corrosão e trincamento assistido pelo ambiente e as técnicas de monitoramento e controle da degradação. Para esse propósito, resgataram-se informações sobre os materiais empregados na unidade em questão, as variáveis operacionais controladas e os procedimentos de inspeção. Medidas de taxa de corrosão com sonda de resistência à polarização linear indicaram corrosão insignificante utilizando-se aço inoxidável Gr. 304. O histórico de teor de sólidos suspensos indica descontrole desse parâmetro. Foram feitas recomendações quanto aos materiais utilizados e às variáveis operacionais. Estudo mais aprofundado foi realizado nas tubulações da seção de regeneração de amina da unidade, com averiguação das taxas de corrosão e determinação dos pontos de maior criticidade. / Analysis of the deterioration phenomena occurring in an alkanolamine gas treatment plants was performed, taking as a case study the diethanolamine treatment unit of the fluid catalytic plant of Refinaria Presidente Bernardes, Cubatão, Brasil. The mechanisms of corrosion and environment-assisted cracking and the degradation monitoring as well the control techniques were discussed. For this purpose information about the materials applied in the studied plant, the operation variables and the inspection procedures were reviewed. Measurements of corrosion rates made using linear polarization resistance probe indicated insignificant corrosion when using stainless steel. The historical data of suspended solids content measurements indicated that this parameter was not efficiently controlled. Other recommendations about the materials and operation variables were made. An in-depth study about the piping in the regeneration section of the unit was performed and the corrosion rates and points of higher criticity were appointed.

Um estudo sobre a suscetibilidade à corrosão-sob-tensão do aço inoxidável austenítico SAE 304 foi feito utilizando-se principalmente uma solução aquosa MgCl2 a 125°C pelo método da tração com baixa taxa de elongamento. Para tanto montou-se um sistema que pudesse realizar os testes, constituído por uma máquina de tração e acessórios. Constatou-se a eficácia deste sistema por meio de ensaios onde se procuravam os potenciais críticos para a solução pura ou adicionada de NaNO3. Os potenciais críticos encontrados para a solução de MgCl2 pura estiveram entre -145 e -160 mVH, e entre -90 e -100 mVH para a solução adicionada de 2,5% de NaNO3. A comparação destes resultados com outros provindos de testes com carga constante mostrou haver uma boa correlação. Usando-se soluções aquosas de NaCl em concentrações de 10 e 25%, os resultados mostraram-se pouco claros, devido ao uso de uma taxa de elongamento inadequada. / A study has been made of the stress corresion cracking susceptibility of type 304 austenitic stainless steel rainly in aquesus solution of MgCl2 at 125°C using strain-rate technique. A system was built up wich constitutes of a tensile test machine and the peripheric equipment. The efficacy of this system has been tested by running experiments for determination of critical potentials in MgCl2 with or without aditions of NaNO3. Critical potentials were found be between -145 and -160 mVH for pure MgCl2 and between -90 and -100 mVH for MgCl2 plus 2,5% NaNO3. From comparisons of these results with others of constant load tests a good agreement was found. With aqueous solution of 10% an 25% NaCl the results were not clear due to the inadequacy of the imposed strain-rate.

Estudou-se o comportamento eletroquímico do Ti grau 2 e da liga Ti6Al4V em tampões citrato e tampões Mcll Vaine, na presença de haletos, em uma faixa de pH entre 2 e 7,6. O potencial de corrosão do Ti grau 2 e da liga Ti6Al4V, quando imersos nos tampões, apresenta valores relativos à formação de um filme de óxido passivo, que não se alteram na presença de brometo, cloreto e iodeto. No entanto, com a adição de fluoreto aos tampões com pH < 5, observa-se um deslocamento do potencial de corrosão para valores correspondentes à dissolução do filme passivo previamente formado. Curvas voltamétricas obtidas para o Ti grau 2 e para a liga, em todos os tampões, indicam um comportamento ativo-passivo com o crescimento de um filme cuja espessura aumenta com o potencial aplicado. Um processo de pites é observado para o Ti grau 2 quando brometo á adicionado ao ácido cítrico pH 2 e em potenciais acima de 3 V/ECS. O Ti6Al4V apresenta o mesmo processo de corrosão, nos tampões citrato contendo brometo e em potenciais acima de 2 V/ECS. Este processo corrosivo deaparece nos tampões Mcll Vaine pH 2, 4 e 5, evidenciando o efeito inibidor do ânion hidrogeno fosfato. Em presença de fluoreto, um intenso processo de dissolução em torno de –1 V/ECS seguido de passivação da superfície foi detectado para ambos eletrodos em pH < 5. Durante os experimentos de voltametria cíclica do Ti grau 2 e do Ti6Al4V nos tampões estudados contendo iodeto foi observada a oxidação deste ânion através do filme passivo, em aproximadamente 1 V/ECS. Em presença de cloreto os materiais estudados foram passivos em todos os tampões, independente do pH e na faixa de potenciais entre –1 e 4 V/ECS. Ensaios de impedância eletroquímica do Ti grau 2 e Ti6Al4V no potencial de corrosão, após 1 hora de imersão nos tampões, mostram a formação de um filme passivo com uma camada interna compacta e outra externa mais porosa. A adição de brometo, cloreto ou iodeto, não altera este perfil, evidenciando em todos os casos a estabilidade do filme formado, no entanto, os diagramas alteram-se significativamente, na presença de fluoreto e pH 5, revelando um intenso ataque ao filme previamente formado. Estudos de impedância realizados em diferentes potenciais anódicos, para ambos eletrodos, mostram que os filmes tornam-se mais estáveis nos tampões e na presença de cloreto. A quebra do filme passivo, observada anteriormente na presença de brometo, foi confirmada em potenciais acima de 2 V/ECS. O filme formado sobre os eletrodos, em ácido cítrico contendo fluoreto, apresentou um processo de reforma na faixa de potenciais anódicos dentro da região passiva. Uma investigação das propriedades semicondutivas do filme anodicamente formado sobre o Ti grau 2 nos tampões Mcll Vaine, mostraram que o filme se comporta como um semicondutor tipo n. O número de doadores e o potencial de banda plana diminuem com o aumento da espessura do filme. Os estudos foram complementados com algumas micrografias obtidas para o Ti grau 2 e Ti6Al4V nos tampões estudados contendo haletos. / The electrochemical behavior of Ti grade 2 and Ti6Al4V alloy in citrate and Mcll Vaine buffers with halide ions addition in a pH range from 2 to 7,6 was investigated. The corrosion potential of these materials in the buffers present values related to a thin passive oxide film formation, even in bromide, chloride or iodide presence. However, the fluoride ions addition to the buffers with pH < 5 shifts the corrosion potential do more negative values indicating the primary oxide film dissolution. Voltammetric curves obtained for Ti grade 2 and the alloy in the buffers show an active-passive process followed by the film growth and its thickness increases with the potential. A pitting process is observed for Ti grade 2 when bromide ions are added to citric acid at potentials above 3 V/SCE. Ti6Al4V presents the same corrosion process in the bromide containing citrate buffers at potentials above 2 V/SCE. The pitting process disappears in the bromid containing Mcll Vaine buffers indicating an inibitor effect of HPO4 2- ion. A dissolution process was dettected at potentials close to –1 V/SCE followed by a passive region for both electrodes when fluoride ions are added to the buffers with pH < 5. The iodide ions oxidation was observed across the passive film formed on Ti grade 2 and Ti6Al4V at potentials close to 1 V/SCE. In chloride presence, Ti grade 2 and Ti6Al4V were passive in all buffers at potentials range from –1 to 4 V/SCE. Electrochemical impedance spectroscopy of both electrodes at the corrosion potential, after one hour immersion in the buffers, show a passive film formation with a compact inner layer and a porous outer layer. The same behavior was observed in bromide, chloride or iodide presence. However, the EIS plots significantly change in fluoride contaning buffers with pH < 5 where the film dissolution process is confirmed. EIS studies of Ti grade 2 and Ti6Al4V in the buffers at different anodic potentials show that the passive film becomes more stable even in chloride presence. The film breakdown in the bromide containing citrate buffers was confirmed at potentials above 2 V/SCE for both electrodes. The film reform was observed for Ti grade 2 and the alloy in the fluoride containing citric acid at anodic potentials related to the passive region. Mott-Schottky analysis of the anodic films formed on Ti grade 2 in the Mcll Vaine buffers show a type n semiconducting behavior wher the donor concentration and the flat band potential decrease with the film thickness increase. Some micrographs were obtained for Ti grade 2 and Ti6Al4V in the halide containing buffers to improve the studies.