Na presente tese foi investigado o desempenho de camadas de organo-silanos sobre chapas de aço-carbono, similares às utilizadas na fabricação de veículos da indústria automobilística. As técnicas utilizadas neste estudo compreenderam a Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e a Resistência de Polarização Linear, por meio das quais foram determinadas respectivamente, as propriedades resistivas dos filmes e a redução das velocidades de corrosão do substrato. O estudo compreendeu a avaliação de diversos organo-silanos funcionais e não-funcionais, submetidos a diferentes condições experimentais. Os ensaios preliminares tiveram por finalidade selecionar aqueles com melhor desempenho como sistemas de proteção em monocamadas. A partir desta seleção e,, informações da literatura, novos ensaios foram conduzidos por meio de um Projeto Fatorial de Experimentos, combinando os silanos funcionais com melhor desempenho com outro silano não-funcional, designado como 1,2-bis(trietoxilsilil)etano (BTSE). Esta combinação teve por finalidade produzir camadas duplas de silanos para proteger o aço-carbono. As variáveis independentes estudadas foram a combinação entre as camadas de BTSE e do silano funcional, além das condições de hidrólise, temperatura e tempo de cura destes filmes. As variáveis dependentes ou resposta utilizadas foram: a impedância real a 0,03 Hz, obtida no ensaio de EIE, e a densidade de corrente de corrosão, originada das medidas de Resistência de Polarização Linear. Dentre as várias alternativas testadas, os melhores resultados foram apresentados pela combinação de camadas de BTSE com bis-(g-trimetoxisililpropil)amina (BTSPA) e BTSE com VS (viniltrietoxisilano) onde a primeira combinação determinou uma redução da ordem de 95% na velocidade de corrosão em relação a uma chapa sem tratamento e uma perda de espessura da ordem de 70% menor que um corpo-deprova revestido apenas com uma camada convencional de fosfatização. O BTSPA já na seleção inicial havia demonstrado excelentes resultados de proteção apenas como película monocamada, tendo seu desempenho melhorado consideravelmente em conjunto como o BTSE. Na segunda combinação, a velocidade de corrosão foi 90% menor do que num corpo-de-prova desprotegido e até 40% menor do que num corpo-de-prova revestido com uma camada de fosfato. / The aim of this thesis was the investigation performance of organo-silane layers on mild steel, similar to that used in car bodies in automotive assembly plants. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and the polarization resistance (Rp) were used as tools to evaluate the resistive layers properties and the substrate corrosion rate, respectively. Several non-functional and functional silanes were evaluated under different experimental conditions. Preliminary testing was conducted in order to select the silane with best performance as monolayer protection. Based on this preliminary performance results and supplementary information from papers, new tests were conducted using a design of experiments (DOE), combining the best functional monolayers silanes with the non-functional silane 1,2- bis(triethoxylsilyl)ethane (BTSE). This combination had the intention to produce double-layers silane films to protect the mild steel. The independent variables tested in DOE were: combination between the BTSE and the functional silane layers, hydrolysis parameters, temperature and the time film curing. The real impedance values at 0,03 Hz, obtained in the EIE tests, and the polarization resistance were taken as response (dependent) variables to evaluate the design. Among the different alternatives, the best results were presented by combining the BTSE layer with the BTSPA (bis-(g trimetoxysilylpropyl)amine layer and BTSE layer with VS (vinyl triethoxy silane) layer. The first silanes combination had shown a 95% decrease in corrosion rate when compared to a non-treated sheet and a thickness loss 70% lower than on a specimen coated with ordinary phosphate layer. Already in the initial selection the BTSPA did show excellent protection results just as monolayer film, and its performance increased significantly when applied together with BTSE. The second silanes combination, had presented a 90% decrease in corrosion rate when compared to a non-treated sheet and a thickness loss 40% lower than a specimen coated with ordinary phosphate layer.

Foi estudada a viabilidade do emprego do benzotriazol (BTAH) e da mistura BTAH/cloreto de dodecilamônio (DAC) como inibidores de corrosão do aço-carbono 1005. Os inibidores foram testados em três situações: em processos de hidrojateamento e jateamento, quando adicionados a um primer acrílico de base água e a um filme prévio sobre a superfície do aço, antes da aplicação do primer. O aço foi estudado em meios de água com diversos graus de pureza na ausência e presença de BTAH e de BTAH/DAC. Foram feitos ensaios de perda de massa, medidas de potencial de circuito aberto, de tensão superficial e de condutividade, polarização potenciostática e potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por dispersão de energia. O melhor desempenho do BTAH como inibidor é em água bidestilada com eficiência da ordem de 100%; a adição de DAC às soluções contendo BTAH diminui a ação inibidora para 50%. A adição de BTAH ao primer impede o efeito de barreira deste e a eficiência inibidora se torna comparável à observada quando o aço, sem revestimento, é imerso no eletrólito contendo BTAH. O BTAH promove a formação de um filme prévio sobre o aço quando exposto a uma atmosfera úmida e depois imerso em água bidestilada contendo BTAH. A presença deste filme não modifica as características protetoras do primer comercial.¶ / The viability of the use of benzotriazole (BTAH) and BTAH/dodecylammonium chloride (DAC) as corrosion inhibitors for 1005 carbon steel was studied. The inhibitors were tested on blasting and hydroblasting processes, when added to waterborne acrylic primer and as a film on the metal surface before the application of the paint. The steel was studied in different purity grade water in the absence and in the presence of BTAH and BTAH/DAC. Weight loss experiments, open circuit potential, tensiometry, conductimetry, anodic and cathodic potentiostatic polarization curves, anodic potentiodynamic polarization curves, impedance spectroscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy were used as techniques. The best performance of BTAH was observed in twice distilled water with about 100% inhibition efficiency; the addition of DAC to the solutions containing BTAH reduces the inhibitory effect to about 50%. When BTAH is added to the primer, the efficiency is similar to the one observed for the C steel without paint immersed in the same electrolyte containing BTAH. BTAH promotes the formation of a film when the steel is exposed to a humid atmosphere before immersion in twice distilled water containing BTAH. This film does not affect the features of the commercial primer.

O objetivo deste trabalho consiste em avaliar o molibdato de sódio (Na2MoO4), o tungstato de sódio (Na2WO4) e um copolímero a base de silano polioxialquileno e polidimetilsiloxano modificado (CPPM) como inibidores de corrosão para o açocarbono ABNT 1005 em meio de NaCl 3,5%. O estudo compreendeu na exposição do metal no meio proposto na ausência e presença de concentrações crescentes das substâncias estudadas. As técnicas utilizadas foram: ensaios de imersão com medida de perda de massa; medida de potencial de corrosão (Ecorr); espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e curvas de polarização potenciodinâmicas anódicas e catódicas (Cpol). Os resultados dos ensaios de imersão com medida de perda de massa mostraram que a velocidade de corrosão do aço-carbono ABNT 1005 em meio de água do mar é menor que a velocidade de corrosão em meio de NaCl 3,5%. Os valores de potenciais de corrosão mostraram que o Na2MoO4 e Na2WO4 deslocaram os potenciais para valores mais positivos indicando um comportamento de inibidores anódicos. Os parâmetros obtidos pela técnica de EIE mostraram que para o Na2MoO4 o melhor tempo de imersão foi de 6 horas e para o Na2WO4 foi de 12 horas, com eficiências de 70% e 77%, respectivamente. As Cpol confirmaram os resultados de potenciais de corrosão, ou seja, onde tanto o Na2MoO4 quanto o Na2WO4 comportaram-se como inibidores anódicos para o açocarbono ABNT 1005 em meio de NaCl 3,5%. O valor de perda de espessura com a presença de 1x10-2 mol.L-1 de Na2MoO4 com 24 horas de imersão comparado com o valor obtido em NaCl 3,5% sem inibidor forneceu uma eficiência de 82%, enquanto que na presença de Na2WO4, também com 24 horas de imersão e na concentração de 1x10-2 mol.L-1, a eficiência foi de 65%. Os resultados obtidos com o CPPM mostraram que esta substância não age como inibidor de corrosão para o açocarbono ABNT 1005 em meio de NaCl 3,5%. / The aim of this study is to evaluate the sodium molybdate (Na2Mo4), sodium tungstate (Na2WO4) and polydimethyl-siloxane modified copolymer (CPPM) as corrosion inhibitors for the carbon steel ABNT 1005 in 3,5% NaCl media. The metal substrate was exposed in the media with absence and presence of increasing concentrations of the investigated substances. The techniques used were: mass loss tests; open circuit potential; potentiodynamic polarization (Cpol) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). For comparative purpose, mass loss testes were carried out in seawater and in 3,5% NaCl. The results showed that carbon steel ABNT 1005 corrosion rate in seawater is lower than the corrosion rate at 3,5% NaCl. The Na2Mo4 and Na2WO4 corrosion potentials showed more positive values than their absence, indicating an anodic inhibitor behavior. The parameters obtained by EIS technique showed that for the Na2MoO4 the best time of immersion was 6 hours and the Na2WO4 was 12 hours, with efficiencies of 70% and 77% respectively. The Cpol results confirmed the anodic behavior as corrosion inhibitors of the Na2MoO4 and Na2WO4 for carbon steel ABNT 1005 in 3,5% NaCl. After 24 hours of immersion in 1,0x10-2 mol.L-1 Na2MoO4 presence, the corrosion inhibition efficiency estimed using Tafel extrapolation was 82%. In the 1x10-2 mol.L-1 Na2WO4 presence after 24 hours of immersion, the efficiency obtained was 65%. The CPPM results showed it not acting as corrosion inhibitor for carbon steel ABNT 1005 in 3.5% NaCl.

O objetivo deste trabalho foi caracterizar por meio de técnicas eletroquímicas e físicoquímicas o comportamento das camadas de silano aplicadas diretamente sobre as chapas de aço-carbono ABNT 1008 pela técnica de imersão, como uma proteção contra a corrosão. O estudo compreendeu a avaliação do comportamento das monocamadas de BTSE [Bis-1,2-(trietoxisilil)etano], VS (Viniltrietoxisilano) e BTSPA [Bis-(y-trimetoxisililpropil)amina], variando as condições de cura (tempo e temperatura) e também da dupla camada de silano. A dupla camada consistiu na combinação de BTSE como primeira camada e uma segunda camada de VS ou BTSPA. A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) em solução de NaCl 0,1 M possibilitou detectarem a resistência à corrosão das camadas de silano, revelando que a sua eficiência aumenta com o aumento da temperatura e do tempo de cura e também que uma dupla camada apresenta um efeito protetor mais eficiente que o das monocamadas. Assim, a dupla camada de BTSE + BTSPA forneceu o melhor resultado, comprovando que confere melhor proteção ao aço-carbono. Com a medida ângulo de contato foi possível caracterizar a hidrofobicidade da superfície metálica revestida com o filme de silano, constatando-se que as camadas de BTSE, VS e BTSPA, e as duplas camadas curadas em altas temperaturas são mais hidrofóbicas que o aço-carbono. As curvas de polarização confirmaram os resultados obtidos por EIS, mostrando que a densidade de corrente de corrosão (icorr) diminui com o tempo e a temperatura de cura. A espectroscopia no infravermelho (IR) permitiu acompanhar a extensão da reação de polimerização dos silanos. A microscopia eletrônica de varredura (SEM) e as análises por espectroscopia de energia dispersiva de Raios-X (EDX) evidenciaram o efeito da cura na morfologia e topografia da superfície. Logo, conclui-se que os filmes à base de silanos como pré-tratamentos de aço são eficientes contra a corrosão. / The aim of this work is to characterize by means of electrochemical and physicochemical techniques the behavior of the silane layers applied directly on steel plates as a protection against corrosion. The silane film was obtained by the dip coat technique. This study present the evaluation of the behavior of monolayers of BTSE [Bis-1,2- (triethoxysilyl)ethane, BTSPA [Bis-(y-trimethoxysilylpropyl)amino] and VS (Vinyltriethoxysilane), varying the curing conditions (time and temperature) and also with a double silane layer, consisting of a combination of BTSE as first layer and a VS or BTSPA second layer. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in a NaCl 0.1 M solution allowed the corrosion resistance assessment of the silane layers, showing that their protection efficiency increase for higher curing temperatures and curing times. Double layers were always more protective than monolayers. The contact angle measurements allowed to characterize the hydrophobicity of the metallic surface coated with the silane film, showing that the layers of BTSE, VS and BTSPA cured at higher temperatures are more hydrophobic and, therefore, more protective. The polarization curves confirmed the results obtained by EIS, showing that the corrosion current densities (icorr) decreased when the curing time and temperature were increased. The infrared spectroscopy (IR) showed the extension of the polymerization reaction of the silane layers. The SEM images and the EDX analyses evidenced the effect of the cure on the morphology and topography of the surface. Thus, the results lead to conclude that silane based films are good alternatives as pre-treatments for steel against corrosion.

Alumínio Pulverizado Termicamente (TSA) é amplamente utilizado em instalações offshore como revestimento de ânodo de sacrifício em tubulações de aço carbono. O transporte e a instalação desses componentes podem levar a pequenos danos no revestimento, o que pode expor a superfície do aço à água do mar. Sabe-se que o depósito calcário é formado na superfície do aço polarizado catodicamente. Assim, esta pesquisa avaliou o TSA aplicado por sistema de pulverização de arco duplo (TWAS) no aço ao carbono S355J2 + N quando ocorrem danos (holidays) para estudar a formação de depósitos calcários no aço e adquirir dados sobre o desempenho do TSA sob altas temperaturas. A aplicação de diferentes condições também foi considerada: presença de selantes; liga do revestimento (99,5% de Al e Al-5% de Mg) e condições enterradas/não enterradas. Dois tipos de experimentos foram realizados: i) testes em potencial livre sob temperaturas constantes (30, 60 e 90°C) e diferentes tamanhos de holidays (expondo 5, 10 e 20% da superfície do aço) e ii) testes sob gradient térmico onde óleo a ~125°C foi adicionado em uma torre polimérica e água externa a ~10°C ficou em contato com a superfície das amostras (tanto potencial livre como polarização de -950 mVAg/AgCl foram aplicados). Análises incluíram inspeção visual, microscópio eletrônico de varredura e difração de Raio-X. A partir dos testes em temperaturas constante, o TSA atingiu um bom potencial de proteção (-800 a -900 mVAg/AgCl) e pouca diferença nos resultados devido à diferença na composição doTSA e no tamanho do holiday foi observada. As taxas de corrosão foram mantidas entre 0,02 e 0,01 mm/ano. No ensaio sob gradiente térmico e potencial livre, a perda de revestimento e as taxas de corrosão foram de 0,4 a 0,002 mm/ano. Além disso, o potencial alcançado foi de uma faixa menor do que a obtida anteriormente (-745 a -835 mVAg/AgCl). No entanto, quando o TSA foi combinado com proteção catódica externa e gradiente térmico, a espessura do TSA foi satisfatório e as taxas de corrosão obtidas foram inferiores a 0,076 mm/ano. O depósito calcário formado no holiday protegeu o aço contra a corrosão e seu mecanismo de crescimento baseado nesta pesquisa foi construído. / Thermally Sprayed Aluminium (TSA) is widely used in offshore facilities as sacrificial anode coating for carbon-steel risers and pipelines. Transportation and installation of those components can lead to small damages in the coating, which can expose the steel surface to the seawater. It is known that calcareous deposit is formed on the cathodically polarised steel surface. Thus, this research evaluated the TSA applied by twin wire arc spray system (TWAS) on S355J2+N carbon-steel when damage (holidays) is present in order to study the calcareous deposit formation on steel and acquire data regarding the TSA performance at high temperatures. Application of different conditions was also considered: presence of sealing; coating alloy (99.5%Al and Al-5%Mg) and buried/unburied conditions. Generally, two types of experiment were conducted – i) tests at free potential at steady temperatures (30, 60 and 90°C) and different holiday sizes (exposing 5, 10 and 20% of the steel surface) and ii) tests under thermal gradient where oil at ~125°C was added in polymeric tower and external water at ~10°C was in contact with the samples surface (both free potential and polarisation of -950 mVAg/AgCl were applied). Methodology of analyses included visual inspection, scanning electron microscope and X-ray Diffraction. From the tests at steady temperatures, the TSA reached a very good protective potential (-800 to -900 mVAg/AgCl) and little difference in results due to difference in TSA composition and holiday size was observed. Corrosion rates were kept between 0.02 and 0.01 mm/year. From the thermal gradient test under free potential, the coating loss and corrosion rates were 0.4 to 0.002 mm/year. Also, the potential achieved was in a lower range than previously obtained (-745 to -835 mVAg/AgCl). However, when TSA was combined with external cathodic protection and thermal gradient, the thickness of the TSA was satisfactory and corrosion rates obtained were below 0.076 mm/year. The calcareous deposit formed within the holiday protected the steel substrate against corrosion and its growth mechanism based in this research was built.

Os aços microligados ao vanádio são usados em peças automotivas forjadas, tais como virabrequins e bielas. Através de equações matemáticas que descrevem a cinética de recristalização e de crescimento de grão, foi desenvolvida uma rotina em planilha para simular a evolução dos tamanhos de grão austeníticos durante os passes de laminação em função da temperatura, taxa de deformação, tempo entre passes e características do material. O resultado do tamanho de grão ferrítico calculado final, foi comparado com os tamanhos de grãos de amostras retiradas da laminação e de amostras realizadas por simulação física (ensaio de torção a quente). Esta comparação entre modelamento matemático e simulação física com o processo de laminação, demonstra que é possível calcular e descrever a evolução microestrutural e mostra que o principal mecanismo de controle do refino de grão envolvido em uma laminação de não planos com trens abertos é o de recristalização estática, para as condições existentes na usina onde foi efetuado o presente estudo. / Microalloyed steels are used as forging stock for many automotive parts such as crankshafts and connecting rods. Using mathematical equations describing the recrystallization kinetics and grain growth, a spreadsheet has been developed to simulate the austenitic grain size evolution during bar rolling mill schedules as a function of temperature, strain rate and time between passes. The calculated ferritic grain size was compared with samples taken from the process and physical simulation (torsion testing). Comparison between mathematical modeling and physical simulation with the plant bar rolling mill process shows that it is possible to predict the microstructural evolution and confirm the main grain refinement control mechanism as being static recrystallization, under the conditions prevailing in the plant where this study has been carried out.

Foi estudada a viabilidade do emprego do benzotriazol (BTAH) e da mistura BTAH/cloreto de dodecilamônio (DAC) como inibidores de corrosão do aço-carbono 1005. Os inibidores foram testados em três situações: em processos de hidrojateamento e jateamento, quando adicionados a um primer acrílico de base água e a um filme prévio sobre a superfície do aço, antes da aplicação do primer. O aço foi estudado em meios de água com diversos graus de pureza na ausência e presença de BTAH e de BTAH/DAC. Foram feitos ensaios de perda de massa, medidas de potencial de circuito aberto, de tensão superficial e de condutividade, polarização potenciostática e potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por dispersão de energia. O melhor desempenho do BTAH como inibidor é em água bidestilada com eficiência da ordem de 100%; a adição de DAC às soluções contendo BTAH diminui a ação inibidora para 50%. A adição de BTAH ao primer impede o efeito de barreira deste e a eficiência inibidora se torna comparável à observada quando o aço, sem revestimento, é imerso no eletrólito contendo BTAH. O BTAH promove a formação de um filme prévio sobre o aço quando exposto a uma atmosfera úmida e depois imerso em água bidestilada contendo BTAH. A presença deste filme não modifica as características protetoras do primer comercial.¶ / The viability of the use of benzotriazole (BTAH) and BTAH/dodecylammonium chloride (DAC) as corrosion inhibitors for 1005 carbon steel was studied. The inhibitors were tested on blasting and hydroblasting processes, when added to waterborne acrylic primer and as a film on the metal surface before the application of the paint. The steel was studied in different purity grade water in the absence and in the presence of BTAH and BTAH/DAC. Weight loss experiments, open circuit potential, tensiometry, conductimetry, anodic and cathodic potentiostatic polarization curves, anodic potentiodynamic polarization curves, impedance spectroscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy were used as techniques. The best performance of BTAH was observed in twice distilled water with about 100% inhibition efficiency; the addition of DAC to the solutions containing BTAH reduces the inhibitory effect to about 50%. When BTAH is added to the primer, the efficiency is similar to the one observed for the C steel without paint immersed in the same electrolyte containing BTAH. BTAH promotes the formation of a film when the steel is exposed to a humid atmosphere before immersion in twice distilled water containing BTAH. This film does not affect the features of the commercial primer.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T12:43:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Efeito inibidor do tungstato de sódio e da amoxicilina em solução e em filmes de acetato de celulose na corrosão da liga de aço-carbono AISI 1020 em NaCl 0,05 molL.pdf: 3082976 bytes, checksum: 0cd5a0b855088834038b5aff2432de07 (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-25T12:44:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Efeito inibidor do tungstato de sódio e da amoxicilina em solução e em filmes de acetato de celulose na corrosão da liga de aço-carbono AISI 1020 em NaCl 0,05 molL.pdf: 3082976 bytes, checksum: 0cd5a0b855088834038b5aff2432de07 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-25T12:44:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Efeito inibidor do tungstato de sódio e da amoxicilina em solução e em filmes de acetato de celulose na corrosão da liga de aço-carbono AISI 1020 em NaCl 0,05 molL.pdf: 3082976 bytes, checksum: 0cd5a0b855088834038b5aff2432de07 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Este trabalho teve por objetivo avaliar o tungstato de sódio (Na2WO4) e a amoxicilina como inibidores de corrosão para a liga de aço-carbono AISI 1020 adicionados a um meio contendo 0,05 mol/L de Cloreto de Sódio (NaCl). Além disso, avaliar o efeito desses inibidores quando inseridos em um filme de acetato de celulose. O estudo compreendeu a exposição do metal no meio proposto, na ausência e presença de 0,005, 0,01 e 0,07 mol/L de Na2WO4, e/ou 1000, 2000 e 3000 ppm de amoxicilina inseridos ou não em filmes de 5% e 10% de acetato de celulose. Foram empregadas técnicas eletroquímicas de monitoramento do potencial de circuito aberto (PCA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização anódica. Todos os experimentos foram realizados à temperatura ambiente e em meio aerado. Quanto aos objetivos propostos pode-se concluir que: 1) As medidas de PCA para as diferentes concentrações de Na2WO4, apresentaram deslocamento dos potenciais (E) para valores mais positivos durante os 7 dias de imersão no NaCl, principalmente para 0,07 mo/L de Na2WO4, com E = - 0,407 V no 7º dia, indicando um comportamento inibidor. Para as diferentes concentrações de amoxicilina os valores de potencial não apresentaram variação tão significativa, em 1000 ppm de amoxicilina o E = - 0,560 V no 7º dia. Quando inserida a amoxicilina ao WO4-2, as concentrações melhores foram para 1000, 2000 e 3000 ppm de amoxicilina inserida em 0,07 mol/L Na2WO4, obtendo-se ao 7º dia de imersão valores respectivamente de E = - 0,380 V, E = -0,400 V e E = -,0370 V. Já para os revestimentos a base de acetato de celulose, não apresentaram valores de potencial significativos, ficando entorno de E = -0,645 V ao 7º dia. Quando inserido 2000 ppm amoxicilina e 0,07 mol/L de Na2WO4 ao filme 5 %, continuou estável ao deslocamento do potencial, 2) Por EIE demostrou-se que para 0,07 mol/L de Na2WO4 os valores de resistência aumentaram significativamente do que os demais inibidores, 3) E as curvas de polarização anódica, mostraram que para 0,07 mol/L de Na2WO4 o potencial de rompimento de filme (ERP) possuiu valores mais positivo, ERP = +0,07 V quando comparados com os demais inibidores. / This study aimed to evaluate the sodium tungstate (Na2WO4) and amoxicillin as corrosion inhibitors for carbon steel alloy AISI 1020 added to a medium containing 0.05 mol/L sodium chloride (NaCl). Moreover, to evaluate the effect of these inhibitors when inserted in a film of cellulose acetate. The study consisted of exposing the metal in the proposed environment, in the absence and presence of 0.005, 0.01 and 0.07 mol/L of Na2WO4 and/or 1000, 2000 and 3000 ppm of amoxicillin or not inserted into films 5 % and 10 % cellulose acetate. Electrochemical techniques for monitoring the open circuit potential (PCO), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic polarization were employed. All experiments were performed at room temperature and aerated environment. As for the proposed objectives can be concluded that: 1) PCO measures for the different concentrations of Na2WO4 showed displacement of the potential (E) towards more positive values during the 7 days of immersion in NaCl mainly to 0.07 mol/L Na2WO4 with E = - 0.407 V on day 7, indicating an inhibitory behavior. For different concentrations of amoxicillin potential values showed no significant variation as in 1000 ppm of amoxicillin E = - 0.560 V on the 7th day. When inserted amoxicillin to WO4-2 concentrations were the best for 1000, 2000 and 3000 ppm of amoxicillin inserted in 0.07 mol/L Na2WO4 obtaining the 7th day of immersion values respectively E = - 0.380 V, E = -0.400 V and E = - 0370 V. As for the coatings based on cellulose acetate showed no significant potential values, getting around E = -0.645 V to day 7. When inserted amoxicillin 2000 ppm and 0.07 mol/L of Na2WO4 the film 5 % remained stable potential shift, 2) It is demonstrated that EIS to 0.07 mol/L of Na2WO4 resistance values increased significantly than other inhibitors, 3) and the anodic polarization curves showed that for 0.07 mol/L of the Na2WO4 potential breakup film (ERP) possessed more positive values, ERP = +0.07 V when compared with the other inhibitors.

Submitted by RAFAEL PARRA RIBEIRO null (rafa_parra1988@yahoo.com.br) on 2018-01-11T11:50:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Versão FINAL 3.0.pdf: 3444946 bytes, checksum: 0a56c18e1734b605a90aea40283cc295 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Marlene Zaniboni null (zaniboni@bauru.unesp.br) on 2018-01-11T13:13:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ribeiro_rp_me_bauru.pdf: 3444946 bytes, checksum: 0a56c18e1734b605a90aea40283cc295 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-11T13:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ribeiro_rp_me_bauru.pdf: 3444946 bytes, checksum: 0a56c18e1734b605a90aea40283cc295 (MD5) Previous issue date: 2017-08-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Devido às suas propriedades mecânicas, soldabilidade e baixo custo, o aço carbono é um material amplamente utilizado nos mais diversos setores. Entretanto, o aço carbono é facilmente oxidado quando exposto ao ambiente. Para evitar esse problema, alguns trabalhos sugerem o desenvolvimento de revestimentos protetivos utilizando técnicas de deposição a plasma baseadas no composto hexametildisiloxano, HMDSO. A partir deste composto podese obter desde estruturas organosilicones até as inorgânicas pela alteração dos parâmetros de deposição. Revestimentos tipo óxido de silício são mais resistentes à corrosão que os organosilicones, porém sua estabilidade física é menor. Com o objetivo de associar as propriedades favoráveis de ambos os tipos de revestimentos, investigou-se, no presente trabalho, a possibilidade de revestir o aço carbono com sistemas bicamadas SiOx/SiOxCyHz através da combinação de metodologia de deposição e oxidação em plasmas de baixa pressão. Para tanto, filmes do tipo SiOxCyHz foram depositados a plasma de mistura de HMDSO (70%), O2 (20%) e Ar (10%) excitado por radiofrequência (150 W). A pressão total da atmosfera de deposição foi de 20 Pa. Os filmes foram depositados por 30 min e, posteriormente, expostos a plasmas de O2 (3,3 Pa, 10-300 W, 60 min) com o objetivo de criar uma camada superficial inorgânica. Foram investigados os efeitos da potência de excitação do plasma de O2 na espessura de camada, estrutura química e composição elementar das amostras. Avaliou-se também o efeito da potência do plasma de oxidação nas propriedades de barreira do revestimento depositado sobre aço carbono. Filmes como-depositados foram caracterizados como organosilicones. A exposição ao plasma de oxigênio foi observada remover hidrogênio, carbono e grupos metil da estrutura transformando-a em óxido de silício, sendo, todavia, o grau de conversão e a espessura da camada convertida fortemente dependentes da potência do plasma de oxidação. A resistência do sistema preparado sobre o aço carbono à corrosão foi observada depender da espessura final da camada e também da conectividade da estrutura convertida em sílica mais que do grau de conversão. A condição de tratamento eleita como ótima neste trabalho foi a conduzida com 50 W de potência por criar uma camada superficial inorgânica fina, compacta, com uma estrutura superficial similar a da sílica além de preservar a espessura do filme e aumentar as propriedades de barreira do sistema. / Due to its mechanical properties, welding and low cost, carbon steel is a material widely used in several sectors. However, carbon steel is easily oxidized when exposed to the environment. To avoid this problem, some work suggests the development of protective coating using plasma deposition techniques based on the compound hexamethyldisiloxane, HMDSO. From this compound it is possible to obtain from organosilicones structures to inorganic by changing the parameters of deposition. Silicon oxide type coatings are more resistant to corrosion than organosilicones, but their physical stability is lower. With the objective of associating the favorable properties of both types of coatings, the present work investigated the possibility of coating the carbon steel with SiOx/SiOxCyHz bilayer systems through the combination of deposition and oxidation methodology in low pressure plasmas. For that, SiOxCyHz films were deposited in a mixture plasma of HMDSO (70%), O2 (20%) and Ar (10%) excited by radiofrequency (150 W). The total pressure of the atmosphere of deposition was 20 Pa. The films were deposited for 30 min and subsequently exposed to O2 plasmas (3.3 Pa, 10-300 W, 60 min) to create an inorganic surface layer. The effects of the excitation power of the O2 plasma on the layer thickness, chemical structure and elemental composition of the samples were investigated. The effect of the oxidation plasma power was also evaluated in the barrier properties of the coating deposited on carbon steel. As-deposited films were characterized as organosilicones. Exposure to oxygen plasma was observed to remove hydrogen, carbon and methyl groups from the structure transforming it into a silicon oxide, however, the degree of conversion and the thickness of the converted layer is strongly dependent on the power of the oxidation plasma. The corrosion resistance of the system prepared on carbon steel was observed to depend on the final thickness of the layer and also on the connectivity of the structure converted to silica rather than the degree of conversion. The treatment condition chosen as optimal in this work was the one conducted with 50 W of power by creating a thin, compact, inorganic surface layer with a silica-like surface structure in addition to preserving the film thickness and increasing the barrier properties of the system. / 1560670 / 1545023

Em função das novas fronteiras exploratórias de petróleo, principalmente proveniente das reservas do pré-sal, as situações operacionais e condições de serviços estão se tornando cada vez mais severas (pressão, temperatura, composição dos fluidos, etc), exigindo o desenvolvimento de novos materiais e de novas tecnologias para a adequação de materiais tradicionais existentes, como o aço carbono, agregando-lhes novas propriedades e características, por exemplo, com o uso de revestimentos poliméricos. Este trabalho tem por objetivo desenvolver e avaliar um projeto de uma válvula esfera industrial com todas suas partes internas revestidas, incluindo componentes internos, e realizar uma análise do processo de revestimento e validação do projeto final com os testes de desempenho realizados baseados na norma ABNT NBR 15827, com vistas a possibilitar a substituição de ligas metálicas nobres de alto custo (inconel, duplex, superduplex etc.), por aço carbono revestido. Inicialmente, foram realizadas alterações no projeto original da válvula esfera industrial de diâmetro 4‖ CL300 montagem tipo flutuante para tornar o projeto convencional em um projeto com revestimento interno. Na sequência, foram revestidas duas válvulas com o polímero etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE), e realizados ensaios de controle de qualidade durante as etapas do revestimento e ao final do processo. Após a montagem e testes iniciais funcionais e de vedação das válvulas, estas foram submetidas a teste de ciclagem e desempenho, com 1000 ciclos de abertura e fechamento com a pressão máxima de trabalho, sendo realizado monitoramento contínuo do torque de acionamento e pressão aplicada. Foram realizadas sete avaliações de integridade das vedações e do revestimento durante a ciclagem. Gráficos de ciclagem, pressão e testes de vedação foram gerados na etapa de avaliação de desempenho dos protótipos. Ao final dos ensaios os protótipos foram desmontados e uma avaliação dos componentes foi realizada, sendo observado apenas desgaste uniforme nas vedações e superfície de vedação da esfera e haste devido ao atrito gerado pela abertura e fechamento da válvula. Este desgaste não comprometeu a vedação das válvulas. Os resultados satisfatórios validaram o projeto e o processo de revestimento desenvolvido. / Due to new exploratory frontiers of oil, mainly from pre-salt reserves, the operational situations and service conditions are becoming increasingly severe (pressure, temperature, composition of fluids, among others), demanding the development of new materials and technologies to the suitability of the traditional materials, as the carbon steel, by adding them new properties and characteristics, for example, with the use of polymeric coatings. This paper has the objective of to develop and evaluate the project of an industrial ball valve, with all the inner parts coated, including internal components, perform an analysis of the coating and validate the final design process with performance tests conducted based on standard ABNT NBR 15827, with the objective of enabling the replacement of noble metal alloys of high cost (inconel, duplex, super duplex, etc.) by coated carbon steel. Initially, there were changes in the original design of industrial ball valve of a diameter 4‖ CL300 floating mounting type to turn the conventional project in a project with internal coating. Following, two valves were coated with the polymer ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE) and control quality tests performed during the stages of the coating and the end of the process. After the assembly and the initial functional tests and sealing of the valves, they were subjected to cycling and performance tests with 1000 cycles of opening and closing at maximum working pressure, being carried out continuous monitoring of the drive torque and pressure applied. Seven evaluations of the integrity of the sealing and coating were performed during cycling. Charts of cycle number, pressure and sealing tests were generated during the stage of evaluation of the prototype's performance. At the end of the testing, the prototypes were disassembled and a review of the components was conducted, being observed only the uniform wear on the seals and sealing surfaces of the sphere and the stem due to the friction generated by the opening and closing of the valve. This wear did not commit the seal of the valves. Satisfactory results have validated the project and the coating process developed.