Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-09-27T20:25:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Antonio R. Faria Neto.pdf: 2721813 bytes, checksum: b09e653e810ec5b3562cbd3704f7e9e3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-09-27T20:26:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Antonio R. Faria Neto.pdf: 2721813 bytes, checksum: b09e653e810ec5b3562cbd3704f7e9e3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-27T20:26:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Antonio R. Faria Neto.pdf: 2721813 bytes, checksum: b09e653e810ec5b3562cbd3704f7e9e3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In order to reduce or avoid corrosion, it is necessary to pursue methods that are economically, technologically and environmentally viable. Thus, the corrosion inhibitors based on organic compounds appear as a promising alternative because they are renewable, biodegradable, low cost and don’t contain heavy metals. In this context, with the intention of evaluating Paullinia Cupana (guaraná) leaves as anticorrosive inhibitor, test specimens were submitted to weigth loss and electrochemical noise tests. In the weigth loss test, with acidic medium, 1.0 M HCl and 0.5 M H2SO4. It was observed that the efficiency of the inhibitor increases as its concentration increased. In order to evaluate the influencing factors in the corrosion process, it was used Design of Experiments, Taguchi Method. With this method it was observed that the acid medium, HCl and H2SO4, the temperature and presence of inhibitor are the factors that most affect corrosion process, besides the test time and type of steel. In addition, this study indicated that there is no interaction between the factors analyzed. The study of corrosion by electrochemical noise technique has shown that this inhibitor is efficient because it reduces a current noise intensity, increasing a corrosion resistance, as observed through RN. It was also observed that the guarana leaves inhibitor acts more effectively in the HCl medium, which was proved by the use of the FTIR technique that some organic compounds responsible for inhibition are oxidized in the H2SO4 medium, being that indicates inhibitor for corrosion In HCl medium. / Para diminuir ou evitar a corrosão é necessário buscar métodos que sejam econômica, tecnológica e ambientalmente viáveis. Desta forma os inibidores de corrosão à base de compostos orgânicos surgem como alternativa promitente por serem de fontes renováveis, biodegradáveis, de baixo custo e por não conterem metais pesados. Neste contexto, com o intuito de avaliar os rejeitos de Paullinia Cupana (guaraná) como inibidor anticorrosivo foram submetidos corpos de prova a ensaios de perda de massa e de ruído eletroquímico. No ensaio de perda de massa foi avaliada a eficiência do inibidor em meio de HCl 1,0 M e H2SO4 0,5 M. Neste ensaio foi observado que a eficiência do inibidor aumenta conforme aumenta-se a sua concentração. Para avaliar os fatores influentes no processo de corrosão foi utilizado Planejamento de Experimentos, Método de Taguchi. Com esse método observou-se que o meio ácido, HCl e H2SO4, a temperatura e a presença de inibidor são os fatores que mais afetam a corrosão, além do tempo de ensaio e do tipo de aço utilizado. Além disso, este estudo indicou que não há interação entre os fatores analisados. O estudo da corrosão através da técnica de ruído eletroquímico demonstrou que esse inibidor é eficiente, pois diminui a intensidade do ruído de corrente, aumentando a resistência à corrosão, como observado através da RN. Foi observado, também, que o inibidor de casquilho de guaraná atua mais efetivamente em meio de HCl, o que foi comprovado pela utilização da técnica de FTIR que alguns compostos orgânicos responsáveis pela inibição são oxidados em meio de H2SO4, sendo esse inibidor indicado para corrosão em meio de HCl.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4128.pdf: 9807151 bytes, checksum: 09b3d92e5d64bc3b0c07b77d4b6f707e (MD5) Previous issue date: 2011-08-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / The chemical attack on crude oil, which contains corrosive compounds such as H2S, CO2, naphthenic acids and salts dissolved in the aqueous phase, combined with effects of varying pH, temperature, flow and pressure, has great influence on the corrosion rate in equipment steel. Given the small number of papers in the literature relating to the study of corrosion of steel in contact with crude oil, and the importance of the topic, this study aimed to characterize the main corrosion of steel AISI 1020, which has similar chemical composition most of the steel pipelines in oil. Due to the high resistivity of oil, this study used the techniques of Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS, and Electrochemical Noise, EN, for the measurements of steel corrosion. Initially tests were carried out mass loss in steel samples immersed in simulated oil with different amounts of acetic acid in order to define the concentrations and their corrosive effects. Considering the oil contained in the aqueous phase were studied by EIS types of steel corrosion in oil OAPI 17 with different amounts of sea water emulsified. The spectra obtained by EIS showed three semi-circles, and at high frequencies (> 10Hz), the predominant effect of the capacitive and resistive bulk oil and in medium (10 - 0.05 Hz) and low (<0.05 Hz) frequencies the effects of adsorption, electrical double layer and charge transfer resistance at the interface of the electrode is predominant. Optical images were obtained after the accelerated corrosion of steel/emulsions systems and for polarization curve measurements in situ of the steel/water extract, where there was variation in the morphology of the attack with the variation in the amount of water emulsified in oil. Considering the presence of corrosive three species: sea water (0.5 and 4.0%), naphthenic acid (500 and 3,000 ppm) and H2S (50 ppm and 1,000), and using a 23 factorial design of experiments to obtain the effect cross these species, the corrosion process was investigated using the technique of EN in the open circuit potential, EOC. Analysis of current noise signals was done with the help of wavelet transform which gave rise to the power distribution diagrams. These diagrams show that there is a greater tendency to pitting corrosion in environments where the concentration of H2S the amount of water are higher, which means that for the greater amount of naphthenic acid corrosion in general the contribution was relatively higher. The results observed through the power distribution diagrams were confirmed by morphological analysis of the samples corroded. The methods used in this work allowed to estimate the speed and identify the predominant type of corrosion of steel in oil containing aggressive chemical species that are commonly found in Brazilian petroleum. / A agressão química do petróleo, o qual contém compostos corrosivos tais como H2S, CO2, ácidos naftênicos e sais dissolvidos em fase aquosa, combinada com efeitos de variação do pH, temperatura, fluxo e pressão, tem grande influência na taxa de corrosão em equipamentos de aço. Devido a pouca quantidade de trabalhos encontrados na literatura relacionados ao estudo da corrosão de aço em contato direto com petróleo bruto, e à importância do tema, o presente trabalho teve como objetivo principal caracterizar a corrosão de aço AISI 1020, o qual possui composição química similar ao aço da maioria dos oleodutos, em petróleo. Devido à alta resistividade elétrica do petróleo, neste trabalho foram utilizadas as técnicas de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, EIE, e Ruído Eletroquímico, RE, para a realização das medidas de corrosão do aço. Inicialmente foram feitos ensaios de perda de massa em amostras de aço imersas em petróleo simulado com diferentes quantidades de ácido acético a fim de delimitar as concentrações e seus efeitos corrosivos. Considerando a fase aquosa contida no petróleo, foram estudados por EIE os tipos de corrosão do aço em petróleo 17 oAPI com diferentes quantidades de água do mar emulsionada. Os espectros obtidos por EIE apresentaram três semicírculos, sendo que em altas frequências (>10Hz) predomina o efeito capacitivo e resistivo do bulk do petróleo e em médias (10 0.05Hz) e baixas (< 0.05Hz) frequências os efeitos de adsorção, dupla camada elétrica e resistência à transferência de carga na interface do eletrodo são predominantes. Imagens ópticas foram obtidas após a corrosão acelerada dos sistemas aço/emulsões e durante medidas de curva de polarização in situ do aço/extrato aquoso, onde verificou-se a variação na morfologia do ataque com a variação na quantidade de água emulsionada no petróleo. Considerando a presença das três espécies corrosivas: água do mar (0,5 e 4,0 %), ácido naftênico (500 e 3.000 ppm) e H2S (50 e 1.000 ppm), e utilizando um planejamento fatorial de 23 dos experimentos a fim de obter o efeito cruzado dessas espécies, o processo de corrosão foi investigado utilizando a técnica de RE em potencial de circuito aberto, Eoc. A análise dos sinais de ruído de corrente foi feita com o auxílio da transformada de ondaletas as quais deram origem a diagramas de distribuição de energia. Estes diagramas mostraram que existe uma maior tendência à corrosão por pites nos meios onde a concentração de H2S a quantidade de água são maiores, sendo que para os meios com maior quantidade de ácido naftênico a contribuição de corrosão generalizada foi relativamente maior. Os resultados observados através dos diagramas de distribuição de energia foram confirmados pela análise morfológica das amostras corroídas. Os métodos utilizados neste trabalho possibilitaram estimar a velocidade e identificar o tipo de corrosão predominante do aço em meio de petróleo contendo as espécies químicas mais agressivas que são comumente encontradas em petróleos brasileiros.

Neste trabalho foi utilizado um método matemático para classificar registros de potencial e corrente de ensaios de corrosão na técnica de amperimetria de resistência nula (ZRA). Foi aplicado o método estatístico de múltiplas variáveis simples chamado Análise dos Componentes Principais (PCA), cujo objetivo principal foi identificar padrões nestes dados de ruído eletroquímico. Foram testados o aço carbono UNS G10200, os aços inoxidáveis austenítico UNS S31600 e o superduplex UNS S32750 em meios de ácido sulfúrico (5% H2SO4), cloreto férrico (0,1 mol/L FeCl3) e hidróxido de sódio (0,1% NaOH). Os ensaios foram replicados com oito repetições para se ter reprodutibilidade e conhecimento dos aspectos estatísticos envolvidos. Os resultados mostraram que a análise de componentes principais pode ser utilizada como uma ferramenta para analisar sinais de ruído eletroquímico, identificando os clusters dos comportamentos potencial-tempo, corrente-tempo e acessoriamente identificar os outliersdos registros temporais. / In this study, a mathematical method was used to classify potential and current records of electrochemical noise tests in zero resistance ammeter (ZRA) configuration. The statistical method of multiple simple variables called Principal Components Analysis (PCA) was applied to identify patterns in these electrochemical noise data. The carbon steel UNS G10200, the austenitic stainless steels UNS S31600 and the super duplex UNS S32750 were tested in the solutions of sulfuric acid (5% H2SO4), ferric chloride (0.1 mol/L FeCl3) and sodium hydroxide (0.1% NaOH). The tests were replicated with eight repetitions to obtain reproducibility of the relatedstatistical aspects. The results showed that the principal components analysis could be used as a tool to analyze electrochemical noise signals, identifying behavior clusters of potential-time, current-time and also identifying the outliers in time domain.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sinais diversos estão presentes em nosso cotidiano, assim como nas medidas realizadas nas atividades de ciência e tecnologia. Dentre estes sinais, tem grande importância tecnológica aqueles associados à corrosão de estruturas metálicas. Assim, esta tese propõe o estudo de um esquema local de transformada de Fourier janelada, com a janela variando em função da curtose, aplicada a sinais de ruído eletroquímico. A curtose foi avaliada nos domínios do tempo e da frequência e processada pelo programa desenvolvido para esse fim. O esquema foi aplicado a sinais de ruído eletroquímico dos aços UNS S31600, UNS G10200 e UNS S32750 imersos em três soluções: FeCl3 0,1 mol=L (cloreto férrico), H2SO4 5%(ácido sulfúrico) e NaOH 0,1%(hidróxido de sódio). Para os aços inoxidáveis, estas soluções promovem corrosão localizada, uniforme e passivação, respectivamente. Visando testar o desempenho do esquema de Fourier desenvolvido, testes foram realizados utilizando-se inicialmente sinais sintéticos e em seguida sinais de ruído eletroquímico. Notou-se que os sinais têm características de não-estacionaridade e a maior parte da energia está presente em baixa frequência. Os intervalos de tempo e de frequência onde se concentra a maior parte da energia do sinal foram correlacionados. Para os picos máximos dos sinais de potencial e corrente obtidos de amperimetria de resistência nula, a correlação entre eles foi baixa, independente da forma de corrosão presente. Conclui-se que o método se adaptou bastante bem às características locais do sinal eletroquímico permitindo o monitoramento dos espectros tempo-frequência. O fato de ser sensível às características locais do sinal permite analisar aspectos dos sinais que do modo clássico não podem ser diretamente processados. O método da transformada de Fourier janelada variável (Variable Short-Time Fourier Transform - VSTFT) adaptou-se muito bem no monitoramento dos sinais originados de potencial de circuito aberto e amperimetria de resistência nula. / Several signals are present in our daily lives, as well as in the measurements from scientific and technological procedures. Among these signals, it has great technological importance those associated with corrosion of metallic structures. Thus, this thesis considers a local windowed Fourier transform, varying according to the kurtosis of signals, applied to electrochemical noise. The kurtosis was assessed in the kurtosis of the time and frequency domains and evaluated by the software developed for this purpose. The scheme has been applied to electrochemical noise signals of UNS S31600, UNS G10200 and UNS S32750 steels immersed in three solutions: FeCl3 0.1 mol=L (ferric chloride), H2SO4 5 % (sulfuric acid) and NaOH 0.1 % (sodium hydroxide). For stainless steels, these solutions cause localized corrosion, uniform corrosion and passivation, respectively. To test the performance of the proposed Fourier scheme, tests were conducted initially using synthetic signal and then electrochemical noise signals. It is worth noticing that the signals have non-stationary characteristics and most part of its energy is present at low frequency. The time and frequency intervals which concentrate most part of the energy of the signal were correlated. For the maximum peaks of the potential and current signals obtained by zero resistance ammeter, the correlation between them was low, regardless of the form of present corrosion. We conclude that the method is well adapted to the local features of the electrochemical signal allowing the monitoring of time-frequency spectograms. As the method is sensitive to the local features of the sign, it allows to analyse signals that by the classic approach can not be directly processed. The windowed Fourier transform (Variable Short-Time Fourier Transform - VSTFT) adapted very well in monitoring of the signals originated by open circuit potential and zero resistance ammeter.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sinais diversos estão presentes em nosso cotidiano, assim como nas medidas realizadas nas atividades de ciência e tecnologia. Dentre estes sinais, tem grande importância tecnológica aqueles associados à corrosão de estruturas metálicas. Assim, esta tese propõe o estudo de um esquema local de transformada de Fourier janelada, com a janela variando em função da curtose, aplicada a sinais de ruído eletroquímico. A curtose foi avaliada nos domínios do tempo e da frequência e processada pelo programa desenvolvido para esse fim. O esquema foi aplicado a sinais de ruído eletroquímico dos aços UNS S31600, UNS G10200 e UNS S32750 imersos em três soluções: FeCl3 0,1 mol=L (cloreto férrico), H2SO4 5%(ácido sulfúrico) e NaOH 0,1%(hidróxido de sódio). Para os aços inoxidáveis, estas soluções promovem corrosão localizada, uniforme e passivação, respectivamente. Visando testar o desempenho do esquema de Fourier desenvolvido, testes foram realizados utilizando-se inicialmente sinais sintéticos e em seguida sinais de ruído eletroquímico. Notou-se que os sinais têm características de não-estacionaridade e a maior parte da energia está presente em baixa frequência. Os intervalos de tempo e de frequência onde se concentra a maior parte da energia do sinal foram correlacionados. Para os picos máximos dos sinais de potencial e corrente obtidos de amperimetria de resistência nula, a correlação entre eles foi baixa, independente da forma de corrosão presente. Conclui-se que o método se adaptou bastante bem às características locais do sinal eletroquímico permitindo o monitoramento dos espectros tempo-frequência. O fato de ser sensível às características locais do sinal permite analisar aspectos dos sinais que do modo clássico não podem ser diretamente processados. O método da transformada de Fourier janelada variável (Variable Short-Time Fourier Transform - VSTFT) adaptou-se muito bem no monitoramento dos sinais originados de potencial de circuito aberto e amperimetria de resistência nula. / Several signals are present in our daily lives, as well as in the measurements from scientific and technological procedures. Among these signals, it has great technological importance those associated with corrosion of metallic structures. Thus, this thesis considers a local windowed Fourier transform, varying according to the kurtosis of signals, applied to electrochemical noise. The kurtosis was assessed in the kurtosis of the time and frequency domains and evaluated by the software developed for this purpose. The scheme has been applied to electrochemical noise signals of UNS S31600, UNS G10200 and UNS S32750 steels immersed in three solutions: FeCl3 0.1 mol=L (ferric chloride), H2SO4 5 % (sulfuric acid) and NaOH 0.1 % (sodium hydroxide). For stainless steels, these solutions cause localized corrosion, uniform corrosion and passivation, respectively. To test the performance of the proposed Fourier scheme, tests were conducted initially using synthetic signal and then electrochemical noise signals. It is worth noticing that the signals have non-stationary characteristics and most part of its energy is present at low frequency. The time and frequency intervals which concentrate most part of the energy of the signal were correlated. For the maximum peaks of the potential and current signals obtained by zero resistance ammeter, the correlation between them was low, regardless of the form of present corrosion. We conclude that the method is well adapted to the local features of the electrochemical signal allowing the monitoring of time-frequency spectograms. As the method is sensitive to the local features of the sign, it allows to analyse signals that by the classic approach can not be directly processed. The windowed Fourier transform (Variable Short-Time Fourier Transform - VSTFT) adapted very well in monitoring of the signals originated by open circuit potential and zero resistance ammeter.

Neste trabalho foi utilizado um método matemático para classificar registros de potencial e corrente de ensaios de corrosão na técnica de amperimetria de resistência nula (ZRA). Foi aplicado o método estatístico de múltiplas variáveis simples chamado Análise dos Componentes Principais (PCA), cujo objetivo principal foi identificar padrões nestes dados de ruído eletroquímico. Foram testados o aço carbono UNS G10200, os aços inoxidáveis austenítico UNS S31600 e o superduplex UNS S32750 em meios de ácido sulfúrico (5% H2SO4), cloreto férrico (0,1 mol/L FeCl3) e hidróxido de sódio (0,1% NaOH). Os ensaios foram replicados com oito repetições para se ter reprodutibilidade e conhecimento dos aspectos estatísticos envolvidos. Os resultados mostraram que a análise de componentes principais pode ser utilizada como uma ferramenta para analisar sinais de ruído eletroquímico, identificando os clusters dos comportamentos potencial-tempo, corrente-tempo e acessoriamente identificar os outliersdos registros temporais. / In this study, a mathematical method was used to classify potential and current records of electrochemical noise tests in zero resistance ammeter (ZRA) configuration. The statistical method of multiple simple variables called Principal Components Analysis (PCA) was applied to identify patterns in these electrochemical noise data. The carbon steel UNS G10200, the austenitic stainless steels UNS S31600 and the super duplex UNS S32750 were tested in the solutions of sulfuric acid (5% H2SO4), ferric chloride (0.1 mol/L FeCl3) and sodium hydroxide (0.1% NaOH). The tests were replicated with eight repetitions to obtain reproducibility of the relatedstatistical aspects. The results showed that the principal components analysis could be used as a tool to analyze electrochemical noise signals, identifying behavior clusters of potential-time, current-time and also identifying the outliers in time domain.