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Corrosão microbiologicamente influenciada em superfícies metálicas expostas à água de processo industrial de usinas hidrelétricas. / Biocorrosion on metal surfaces in hydroelectric power plant.

Silva, Leandro Jorge da 25 November 2015 (has links)
Materiais metálicos expostos a ambientes aquáticos estão susceptíveis ao desenvolvimento de Corrosão Microbiologicamente Influenciada (CMI). Nas indústrias a CMI é um assunto de extrema importância devido aos prejuízos gerados nos reparos ou trocas de equipamentos e nas interrupções dos sistemas de produção associadas às falhas técnicas. No presente trabalho estão apresentados resultados de um estudo de CMI em superfícies metálicas expostas à água de processo em uma unidade geradora de energia hidrelétrica, que sofre com um acelerado processo corrosivo, principalmente nos trocadores de calor e nas turbinas. A partir de biofilmes de corrosão amostrados nas turbinas e trocadores de calor foram isolados grupos bacterianos redutores de sulfato e oxidantes e redutores de ferro que foram relacionadas como indutoras/ agravantes do processo corrosivo. / Metallic materials exposed to aquatic environments are susceptible to development of Microbiologically Influenced Corrosion (MIC). In industries MIC is a matter of great importance due to damages generated in repairs or equipment changes and production systems disruptions associated with technical failures. In this work are presented results of a MIC study on metal surfaces exposed to process water in a generating unit of hydropower, which suffers from an accelerated corrosion process, especially in the heat exchangers and the turbines. From corrosion biofilms sampled in turbines and heat exchangers were isolated bacterial groups sulfate reducing and oxidizing and reducing iron. These bacteria have been widely reported in the literature as inducing / aggravating the corrosion process.
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Estudo da corrosão e corrosão-fadiga em ligas de Al e Al - Li de alta resistência para aplicação aeronáutica / Study behaviour of corrosion and corrosion fatigue in high strength Al and Al - Li alloys for aeronautic application

Moreto, Jéferson Aparecido 03 September 2012 (has links)
A indústria aeronáutica está constantemente à procura de materiais que ofereçam benefícios em termos de redução de peso, desempenho e custo. Corrosão e fadiga em ligas de alumínio são questões importantes na avaliação da vida útil em estruturas de aeronaves e na gestão de frotas. O objetivo deste trabalho foi avaliar os processos de corrosão e corrosão-fadiga nas ligas 2198-T851 e 7081-T73511, que são promissoras substitutas das ligas 2524-T3 e 7050-T7451 normalmente utilizada pela indústria aeronáutica. As técnicas de potencial de circuito aberto (PCA), polarização potenciodinâmica, polarização potenciodinâmica em eletrodo cilíndrico rotatório, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), eletrodo vibratório de alta resolução (SVET) e mapeamento de potencial (SKP) foram utilizadas para esclarecer e quantificar os mecanismos de corrosão destas ligas de alumínio. Os ensaios de fadiga e corrosão-fadiga foram realizados com uma razão de carga (R) de 0,1 e frequência de 15 Hz em ar e 0,1 Hz em meio de névoa salina. As amostras, antes e após os testes de corrosão e corrosão-fadiga foram analisadas usando microscopia eletrônica de varredura (MEV). As características localizadas das quatro ligas estão essencialmente relacionadas com a existência de compostos intermetálicos que, devido à sua natureza diferente, podem ser catódicos ou anódicos em relação à matriz de alumínio. Os resultados de corrosão-fadiga mostraram uma ligeira redução no limite de fadiga para as ligas da série 2XXX e 7XXX. Essa redução pode ser atribuída à formação de cavidades de corrosão (pites). Considerando o estágio de propagação de trinca, o ambiente salino aumentou a taxa de crescimento de trinca para um mesmo intervalo de fator de intensidade de tensão. / The aircraft industry is constantly looking for improved materials which offer benefits in terms of performance, weight and cost savings. Corrosion and fatigue of aluminium alloys are major issues in the service life assessment of aircraft structures and in the management of aging air fleets. The aim of this study was to evaluate the corrosion and corrosion fatigue processes of 2198-T851 and 7081-T73511 aluminium alloys, which are promising substitutes for the base line 2524-T3 and 7050-T7451 aluminium alloys normally used in aircraft fabrication. Open circuit potential monitoring (OCP), potentiodynamic polarization, potentiodynamic polarization in rotating cylindrical electrode, eletrochemical impedance spectroscopy (EIS), Scanning vibrating electrode technique (SVET) and Scanning Kelvin Probe (SKP) techniques have been used to clarify and quantify the corrosion mechanisms of these Al alloys. Fatigue and corrosion fatigue tests were carried out an applied stress ratio (R) of 0.1, 15 Hz frequency for air and 0.1 Hz frequency for salt spray using a sinusoidal wave form in all cases. The specimens, before and after corrosion and corrosion-fatigue testing were analyzed using scanning electron microscope (SEM). The localised features of all the four alloys are essentially related to the existence of intermetallics that, due to their different nature, may be cathodic or anodic sites in relation to the Al matrix. SEM and EDS analysis allowed to identify the intermetallics that are more active in determining the corrosion behavior of the specimens. The fatigue corrosion results show a slightly reduction in the fatigue life limit by chloride environment for the 2XXX and 7XXX aluminium alloys in each aged condition might be partially attributed to the formation of corrosion pits. Considering the crack propagation stage, the saline environment increased the fatigue crack growth rate for the same range of stress intensity factor.
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Pré-tratamentos superficiais para a liga AA2024-T3 e seu efeito sob o tratamento à base de cromo (VI) atualmente utilizado no setor aeronáutico para inibição de corrosão.

Carlos Mateus Soares de Faria 15 February 2005 (has links)
Superfícies da liga AA2024-T3 foram tratadas por quatro pré-tratamentos utilizando diferentes soluções aquosas contendo agentes oxidantes (ácido nítrico e ácido nítrico mais bromato) e/ou complexantes (bromato mais amônia e ácido nítrico mais nitrato de amônio). Posteriormente, essas superfícies foram submetidas a um tratamento com solução aquosa contendo Cr(VI) (ALODINE 1200S) para modificação e conseqüente formação de um filme contendo cromo. Após modificação com solução aquosa contendo Cr(VI), as superfícies pré-tratadas com soluções aquosas contendo oxidantes foram denominadas de ALOD e ALODsa, enquanto que aquelas pré-tratadas com as soluções aquosas contendo complexantes foram chamadas de ALODsb e ALODsaNH4NO3. Ensaios eletroquímicos, de névoa salina, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS) foram utilizados para verificar a eficácia de proteção contra corrosão dos tratamentos realizados nas superfícies da liga. Os resultados de EDS mostram uma maior incorporação de cromo nas superfícies cujo poder oxidante da solução utilizada no pré-tratamento da liga de alumínio, antes da modificação com a solução contendo Cr (VI), foi aumentado pela adição de bromato (ALODsa). Os ensaios eletroquímicos mostram que os filmes formados sobre as superfícies ALODsa são os que oferecem melhor proteção da liga quanto à corrosão. Essas superfícies apresentam potencial de corrosão (Ecorr) mais nobres, valores de densidade de corrente de corrosão (jcorr) menores e valores de resistência à polarização (Rp) mais elevados. Os resultados de EIS de superfícies da liga de alumínio AA2024-T3 que sofreram modificação CCC concordam com a tendência observada utilizando ensaios potenciodinâmicos, ou seja, a resistência da reação de transferência, inversamente proporcional ao jcorr, assim como a resistência do filme é maior para as superfícies ALODAsa do que para as demais superfícies. Independente do tipo de pré-tratamento inicial, todas as superfícies modificadas posteriormente com ALODINE 1200S passaram no teste de névoa salina.
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Efeito da fase alfa linha nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do aço inoxidável duplex UR 52N+ / Alpha prime effect on mechanical properties and corrosion resistance of UR 52N+ Duplex Stainless Steel

Fontes, Talita Filier 25 August 2009 (has links)
A fase alfa linha provoca uma diminuição brusca da resistência à corrosão e perda das propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis dúplex. Neste trabalho realizaram-se ensaios mecânicos e eletroquímicos no aço inoxidável dúplex UR 52N+ envelhecido a 475ºC por vários tempos para avaliar a sensibilidade dos ensaios à presença de alfa linha. Os ensaios de dureza mostraram aumento gradual nos valores da mesma, já os ensaios de impacto revelaram que com 12h de envelhecimento o material já perde cerca de 80% da energia absorvida inicialmente pela amostra solubilizada. No entanto, os ensaios de polarização cíclica mostraram que mudanças significativas só são percebidas para tempos de envelhecimento superiores a 96h. / Alpha prime phase leads to decreased corrosion resistance and mechanical properties losses of duplex stainless steels. In this work mechanical and electrochemical tests were performed in duplex stainless steel UR 52N+ aged at 475ºC for various periods in order to determine the sensibility of these tests to alpha prime presence. Hardness tests showed a gradual increase in its values; on the other hand, impact tests revealed that the material aged for 12h losses about 80% of energy absorption capacity of the solution annealed sample. Notwithstanding cyclic polarization tests showed that significant changes are only noted for aging times greater than 96h.
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Filmes de benzotriazol sobre materiais ferrosos: formação, eficiência, resistência, efeito de aditivos e do transporte de massa / Benzotriazole films on ferrous materials: formation, efficiency, resistance, additive effect and mass transport

Santos, Isis Valença de Sousa 15 December 2003 (has links)
Filmes de benzotriazol (BTAH) formados sobre aços carbono e inoxidável 316L foram estudados em meios de ácido sulfúrico, ácido clorídrico e cloreto de sódio a 25°C. Os seguintes aspectos foram considerados: as condições de formação do filme, sua eficiência, sua resistência em meios não contendo o inibidor,a presença de aditivos e o efeito do transporte de massa sobre o mecanismo da reação. Foram empregadas como técnicas: transitórios de potencial de circuito aberto, ensaios gravimétricos, curvas de polarização potenciostáticas e potenciodinâmicas com eletrodo parado e de disco rotativo, cronoamperometria, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e análise da superfície por dispersão de energia. O BTAH se mostrou inibidor na grande maioria dos meios para os dois materiais estudados. A resistência dos filmes formados não existe ou é parcial quando as superfícies metálicas revestidas com o filme são imersas nos meios estudados sem inibidor. A adição de Cu(II) aumenta a resistência dos filmes, para determinadas relações [BTAH]/[Cu(II)] que estabilizem o intermediário Cu(I). A presença de íons provenientes da dissolução do aço inoxidável 304 em H2SO4 0,50 mol.L-1 contendo BTAH, eleva significativamente a resistência dos filmes formados, quando estes são expostos aos meios sem inibidor. O cloreto de trimetildodecil amônio exerce sinergismo sobre a ação do BTAH como inibidor de corrosão do aço carbono 1010 em meios ácidos. Superfícies de aço carbono previamente reduzidas são mais eficientes na formação de filmes resistentes aos meios sem inibidor. O transporte de massa do BTAH é uma etapa cinética importante no mecanismo de formação do filme sobre aço inoxidável 316L em meio de HCI 2,0 mol.L-1. O BTAH se mostrou inibidor para a corrosão do aço quando revestido pelo \"primer\" da tinta epóxi, quando adicionado à tinta ou quando o filme é formado antes da aplicação do \"primer\". / Benzotriazole (BTAH) films formed on carbon steel and 316L stainless steel have been studied in sulfuric and chloridric acids and in sodium choride solutionsat 25°C. Different aspects were considered: the film formation conditions, its efficiency, its resistance, the presence of additives and the effect of mass transport on the reaction mechanism. Open circuit potential measurements, weight loss experiments, potenciostatic and potentiadynamic polarization curves using stationary and rotating disc electrode, chronoamperometry, electrochemical impedance spectroscopy, optical and scanning electron microscopies and energy dispersive surface analysis have been used as techniques. BTAH have shown inhibitive effect over the majority of the systems studied. The film resistance depends on the presence of the inhibitor in the solution but the result is different if the film is formed in solution containing additives as copper (II) ions or cations obtained from 304 SS dissolution in H2SO4 media; in this case the films resist to chloridric acid media without BTAH. Dodecyltrimetilammonium chloride presents synergism on the inhibitive BTAH action forcarbon steel in acid solution. The BTAH mass transport represents an important step on the film formation mechanism. BTAH is also an effective inhibitor for carbon steel covered by epoxy primer when it is added to the primer or when the film is formed on the carbon steel surface from a H2SO4 solution containing BTAH.
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Avaliação do desempenho de revestimentos híbridos modificados com inibidores no combate à corrosão de ligas de alumínio. / Performance evaluation of modified hybrid coatings with inhibitors to combat corrosion of aluminum alloys.

Elton Inacio de Oliveira 12 December 2014 (has links)
Tratamentos de metais contra a corrosão usando formulações contendo derivados de cromo hexavalente (Cr6+) tem sido padrão na indústria de tratamento de superfície durante muitas décadas. Esses tratamentos oferecem excelente proteção contra a corrosão, fornecem boa base para pinturas, são baratos e relativamente fáceis de aplicar. Além do mais oferecem proteção ativa ao substrato devido à capacidade de autorregeneração. Porém, restrições ambientais e de saúde, tornadas mais severas a partir das últimas décadas, requerem a substituição destes tratamentos por processos que sejam ambientalmente corretos e não agressivos à saúde humana. Neste contexto, a indústria aeroespacial, amplamente dependente de ligas de alumínio com elevada resistência mecânica para a construção das aeronaves, é uma das mais atingidas, visto que várias das etapas do tratamento superficial e dos processos de proteção contra a corrosão destas ligas utilizam compostos de Cr6+. Dentro dessa nova realidade, a utilização de revestimentos híbridos derivados de silanos, obtidos pelo processo sol-gel, tem se apresentado como uma das alternativas mais investigadas para a substituição dos pré-tratamentos à base de cromato. Estes revestimentos formam uma cadeia polimérica compacta sobre a superfície do metal constituindo uma barreira efetiva contra espécies agressivas, podendo também ser funcionalizados para apresentarem compatibilidade com revestimentos orgânicos. Entretanto os mesmos não exibem proteção ativa contra a corrosão. Nesse trabalho o comportamento anticorrosivo, em solução de NaCl 0,1 M, de um revestimento híbrido produzido pela hidrólise e condensação do 3-glicidóxipropiltrimetóxisilano (GPTMS) e do tetraetil ortosilicato (TEOS) aplicado sobre a liga AA2024-T3 foi investigado por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e analisado por SEM/EDX. Com a finalidade de melhorar o desempenho dos revestimentos, as soluções de hidrólise foram modificadas pela introdução de 0,005 M de inibidores de corrosão derivados de triazol (benzotriazol (BTAH) e toliltriazol (TTA)) ou de organofosfonatos (ácido trimetileno fosfônico (ATMP) e ácido 1-hidróxietileno 1,1-difosfônico (HEDP)). Os resultados dos ensaios eletroquímicos mostraram que, apesar de eficientes para a proteção contra a corrosão da liga, o BTAH e o TTA interferem negativamente nas propriedades anticorrosivas do revestimento híbrido. Por sua vez, a modificação do híbrido com o ATMP ou HEDP melhorou a resposta de impedância do revestimento e aumentou sua estabilidade, se mostrando como um enfoque promissor para aumentar o desempenho do revestimento. A espectroscopia por emissão de fotoelétrons (XPS) e a espectroscopia Raman foram utilizadas para caracterizar o híbrido modificado com os organofosfonatos. Através da primeira técnica foi possível evidenciar a interação das moléculas de inibidor com a superfície metálica. Já os resultados de espectroscopia Raman indicaram a incorporação dos inibidores no revestimento, tendo sido mais eficaz para esta finalidade que as análises por XPS. Entretanto, para evidenciar esse processo, foi necessário aumentar a concentração dos inibidores em 10 vezes com relação à quantidade empregada nos ensaios eletroquímicos. / Anticorrosion metals treatments using formulations containing derivatives of hexavalent chromium (Cr6+) have been standard in the surface treatment industry for many decades. These treatments afford excellent corrosion protection, offer good base for paintings, are inexpensive and relatively easy to apply. Besides, they provide active protection to the substrate due to their selfhealing abilities. However, environmental and health restrictions, made more severe from the end of the eighties, require replacement of these treatments by processes that are environmentally friendly and not aggressive to human health. In this context, the aerospace industry, which is strongly dependent on high strength aluminium alloys, is one of the most heavily affected, as (Cr6+) compounds are used in several steps of the surface treatment and corrosion protection processes. Within this new reality, the use of hybrid coatings derived from silanes and obtained by the sol-gel process, has emerged as one of the most investigated alternatives to replace the chromate based pre-treatments. These coatings form a compact polymer network on the metal surface providing an effective barrier against aggressive species, they may also be tailored to present compatibility with organic coatings. However they do not exhibit active corrosion protection. In this study the corrosion behavior, in 0.1 M NaCl, of a hybrid coating produced by hydrolysis and condensation of 3glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) applied on AA2024-T3 alloy was investigated by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and analysed by SEM/EDX. Aiming to improve the coatings performances, the hydrolysis solutions were modified by the addition of 0.005 M of triazoles (benzotriazole (BTAH) and tolyltriazole (TTA)) or organophosphates (trimethylene phosphonic acid (ATMP) and 1hydroxyethylidene-1 1-diphosphonic acid (HEDP)) based corrosion inhibitors. The results of the electrochemical tests showed that, although effective for corrosion protection of the alloy, BTAH and TTA adversely impacted the anticorrosive properties of the hybrid coating. In turn, the modification of the hybrid with ATMP or HEDP improved the impedance response of the coating and increased its stability, proving to be a promising approach to enhance the coating performance. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy were used to characterize the hybrid modified with organophosphates. With the first technique it was possible to demonstrate the interaction of the inhibitor molecules with the metal surface. Raman spectroscopy results indicated the incorporation of the inhibitors in the coating, being more effective for this purpose than the XPS analysis. However, to demonstrate this process, it was necessary use the concentration of the inhibitors 10 times more than the amount employed in the electrochemical tests.
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Efeito da fase alfa linha nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do aço inoxidável duplex UR 52N+ / Alpha prime effect on mechanical properties and corrosion resistance of UR 52N+ Duplex Stainless Steel

Talita Filier Fontes 25 August 2009 (has links)
A fase alfa linha provoca uma diminuição brusca da resistência à corrosão e perda das propriedades mecânicas dos aços inoxidáveis dúplex. Neste trabalho realizaram-se ensaios mecânicos e eletroquímicos no aço inoxidável dúplex UR 52N+ envelhecido a 475ºC por vários tempos para avaliar a sensibilidade dos ensaios à presença de alfa linha. Os ensaios de dureza mostraram aumento gradual nos valores da mesma, já os ensaios de impacto revelaram que com 12h de envelhecimento o material já perde cerca de 80% da energia absorvida inicialmente pela amostra solubilizada. No entanto, os ensaios de polarização cíclica mostraram que mudanças significativas só são percebidas para tempos de envelhecimento superiores a 96h. / Alpha prime phase leads to decreased corrosion resistance and mechanical properties losses of duplex stainless steels. In this work mechanical and electrochemical tests were performed in duplex stainless steel UR 52N+ aged at 475ºC for various periods in order to determine the sensibility of these tests to alpha prime presence. Hardness tests showed a gradual increase in its values; on the other hand, impact tests revealed that the material aged for 12h losses about 80% of energy absorption capacity of the solution annealed sample. Notwithstanding cyclic polarization tests showed that significant changes are only noted for aging times greater than 96h.
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Corrosão microbiologicamente influenciada em superfícies metálicas expostas à água de processo industrial de usinas hidrelétricas. / Biocorrosion on metal surfaces in hydroelectric power plant.

Leandro Jorge da Silva 25 November 2015 (has links)
Materiais metálicos expostos a ambientes aquáticos estão susceptíveis ao desenvolvimento de Corrosão Microbiologicamente Influenciada (CMI). Nas indústrias a CMI é um assunto de extrema importância devido aos prejuízos gerados nos reparos ou trocas de equipamentos e nas interrupções dos sistemas de produção associadas às falhas técnicas. No presente trabalho estão apresentados resultados de um estudo de CMI em superfícies metálicas expostas à água de processo em uma unidade geradora de energia hidrelétrica, que sofre com um acelerado processo corrosivo, principalmente nos trocadores de calor e nas turbinas. A partir de biofilmes de corrosão amostrados nas turbinas e trocadores de calor foram isolados grupos bacterianos redutores de sulfato e oxidantes e redutores de ferro que foram relacionadas como indutoras/ agravantes do processo corrosivo. / Metallic materials exposed to aquatic environments are susceptible to development of Microbiologically Influenced Corrosion (MIC). In industries MIC is a matter of great importance due to damages generated in repairs or equipment changes and production systems disruptions associated with technical failures. In this work are presented results of a MIC study on metal surfaces exposed to process water in a generating unit of hydropower, which suffers from an accelerated corrosion process, especially in the heat exchangers and the turbines. From corrosion biofilms sampled in turbines and heat exchangers were isolated bacterial groups sulfate reducing and oxidizing and reducing iron. These bacteria have been widely reported in the literature as inducing / aggravating the corrosion process.
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Contribuição para a avaliação da compatibilidade eletroquímica entre argamassas de reparo e concreto carbonatado. / Contribution to the evaluation of eletrochemical compatibility between mortar repair and carbonated concrete.

José Luís Serra Ribeiro 06 August 2009 (has links)
A durabilidade das estruturas de concreto tem se tornado um assunto de interesse mundial nas últimas duas décadas. Os custos econômicos associados a reparos de estruturas de concreto são cada vez maiores, e tem crescido a incidência de insucessos nessas intervenções. No Brasil, a técnica de intervenção corretiva mais utilizada é a de reparos localizados com argamassas à base de cimento Portland, modificadas com polímeros. Uma das patologias mais comumente apresentadas, quando essa técnica é utilizada, é a volta da corrosão, porém localizada em área adjacente ao reparo, que antes estava protegida. Isto ocorre com maior freqüência em estruturas de concreto aparente ou naquelas com condições muito críticas de exposição dos elementos estruturais à umidade. Esse tipo de deterioração, conhecido na literatura como ânodo incipiente, decorre das mudanças nas características eletroquímicas do meio que envolve o aço na região do reparo, em relação ao concreto original, e pode levar a um desequilíbrio de potencial eletroquímico entre as regiões da barra de aço nesses meios, dando origem à corrosão por macrocélula. O presente trabalho consiste em uma discussão sobre os princípios eletroquímicos envolvidos na compatibilidade entre a argamassa de reparo e o concreto da estrutura, assim como sobre o mecanismo de deterioração de reparos, decorrente da incompatibilidade; desenvolve um estudo para o estabelecimento de um método de avaliação da compatibilidade eletroquímica entre as argamassas de reparo e o substrato; por fim, propõe uma escala para a interpretação dos efeitos da diferença de potencial, entre os trechos da barra de aço no reparo e no substrato, na intensidade de corrente de macrocélula entre essas áreas. / The durability of concrete structures has become a subject of worldwide interest in the last two decades. The economic costs associated with repair of concrete structures is increasing and has increased the incidence of failures in these operations. In Brazil, the technique of corrective intervention is the most widely used repair located with mortars based on Portland cement, modified with polymers. One of the diseases most commonly made when this technique is used, it is the turn of corrosion, but located in an area adjacent to the repair, before it was protected. This occurs more often in concrete structures or apparent in those conditions very critical structural elements of exposure to moisture. This type of deterioration, known in literature as incipient anode, follows the changes in the electrochemical characteristics of the environment surrounding the steel in the repair on the original concrete, and may lead to an imbalance in electrochemical potential between the regions of the bar steel in these environments, leading to corrosion by macrocélula. This work is a discussion of the principles involved in the electrochemical compatibility between the repair mortar and concrete structure as well as on the mechanism of deterioration of repairs due to incompatibility; develop a study to establish a method for assessing electrochemical compatibility between the repair mortar and the substrate, finally, proposes a scale for the interpretation of the effects of the difference in potential between the sections of steel bar in the repair and the substrate, the intensity of current of macrocélula between these areas.
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Estudo da eficiência de inibidores e da resistência à  corrosão localizada da superliga Incoloy 800, utilizada no circuito secundário do gerador de vapor do tipo PWR, em meio simulador de frestas. / Study of inhibition efficiency and localized corrosion resistance of Alloy 800, used in the secondary circuit of the PWR type steam generator, in a crevice simulator medium.

Domingues, Leandro Souza 17 June 2019 (has links)
A liga Incoloy 800 é usada em tubulações do gerador de vapor (GV) nos reatores de água pressurizada (PWR). Nestes, os tubos são suportados por placas. A literatura tem reportado a ocorrência de falhas por corrosão por frestas na região onde os tubos entram em contato com as placas de suporte, atribuída ao acúmulo conjunto de cloreto (Cl-) e tiossulfato (S2O32-). Para minimizar este problema inibidores de corrosão são adicionados à água de alimentação. Apesar da corrosão por frestas ser o foco principal da literatura, os mecanismos por trás do efeito conjunto de ambos os íons agressivos sobre a resistência à corrosão localizada das superligas em conjunto com o efeito da presença de inibidores têm sido pouco abordados. Desse modo, o presente estudo utilizou técnicas eletroquímicas e de caracterização superficial para estudar o efeito da presença de S2O32- em diferentes concentrações e da adição de 10-6M do inibidor de corrosão etanolamina (ETA) sobre a resistência à corrosão por pite da superliga Incoloy 800 em meio 0,3M de Cl-. Os ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) realizados no potencial de circuito aberto (OCP) mostraram que, para todas as condições utilizadas, a liga se mantém passiva, e que o comportamento melhora com a diminuição da razão [Cl-/S2O32-] e com o tempo de imersão. Para esta condição, as análises por XPS mostraram que a interação do Cl- com a camada passiva é fraca quando este íon se encontra isolado no meio e que o tiossulfato apresenta condições para a redução sobre a película passiva do Incoloy 800, ambos os fatores podendo ser responsáveis pela melhora da resposta de impedância com o tempo de imersão. O ajuste dos diagramas de impedância com circuitos equivalentes (CEE) evidenciou a adsorção de S2O32-, indicando que este íon controla a resposta de impedância em altas frequências quando adicionado em concentrações equivalentes à concentração de cloretos. Os ensaios de polarização anódica mostraram que o Incoloy 800 não é suscetível à corrosão localizada na presença apenas de tiossulfato, porém apresenta corrosão por pites em 0,3M de NaCl, exibindo, no entanto, propriedades de repassivação. Por sua vez, na solução contendo os dois ânions o comportamento eletroquímico é controlado pela razão [Cl-/S2O32-]. Assim para uma alta razão, a quebra da película se dá pela ação do cloreto com o tiossulfato atuando de modo a estabilizar os pites metaestáveis, diminuindo o potencial de quebra e impedindo a repassivação do eletrodo. Por sua vez, para uma baixa razão, o oxiânion atua de modo inibitivo, impedindo o efeito prejudicial do Cl- sobre a camada passiva. A caracterização por MEV mostrou que, sempre que ocorreu, a corrosão por pites teve início nas proximidades das partículas de segunda fase de TiN, e que a presença do tiossulfato aumenta a agressividade do ataque localizado, formando pites maiores e mais profundos, embora em menor número, provavelmente devido à formação de sulfetos metálicos nas regiões submetidas ao ataque localizado. No OCP, a adição de 10-6M de ETA ao meio contendo 0,3M de NaCl sem e com 0,075M de S2O32- provocou mudanças no potencial de corrosão e diminuiu o módulo de impedância da liga. As análises por XPS mostraram a adsorção da ETA à superfície do eletrodo e que este aumenta à adsorção do íon tiossulfato à superfície do eletrodo. Por sua vez, o ajuste dos diagramas de impedância com CEE indicou a ocorrência de processos controlados por difusão na camada passiva. Em concordância com os ensaios de impedância, as curvas de polarização anódica apresentaram maiores valores de corrente passiva na presença do inibidor. No que concerne à corrosão por pites, a adição de 10-6M de ETA não inibiu a quebra da película protetora para a solução contendo apenas íons cloreto e impediu a repassivação, levando à formação de pites maiores a mais profundos. Porém na presença de Cl- e S2O32- (em baixa concentração) houve inibição da quebra da película passiva, indicando um possível efeito sinergético entre a amina e o oxiânion no sentido de dificultar a adsorção dos íons cloreto. / Alloy 800 is used for tubing in the steam generator (SG) at Pressurized Water Reactors (PWR). These pipes are supported by plates. The literature reports the occurrence of crevice corrosion failures on the tubes in the regions where they are in contact to the supporting plates, which has been attributed to the accumulation of chloride (Cl-) and thiosulfate (S2O32-). In order to minimize this problem, corrosion inhibitors are added to the feed water. Despite crevice corrosion be the main focus of the literature, the mechanisms behind the joint effect of both aggressive ions on the localized corrosion resistance of superalloys in the presence of inhibitors have been scarcely investigated. Therefore, the present study used electrochemical and surface characterization techniques in order to study the effect of S2O32- presence in different concentrations and the addition of 10-6M of ethanolamine (ETA) corrosion inhibitor on the pitting corrosion resistance of Alloy 800 in 0.3M NaCl solution. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests performed at open circuit potential (OCP) showed, for all conditions applied, that the alloy maintains its passivity, which is enhanced as the [Cl-/S2O32-] ratio decreases as well as the immersion time. For this condition, the XPS analyses showed that Cl- ions interact weakly with the passive layer when they are the sole aggressive species in the medium and that thiosulfate may be reduced on the passive film of Alloy 800, both factors may explain the improvement of impedance response with the immersion time. EIS diagrams fitting with electrical equivalent circuits (EEC) pointed to S2O32- adsorption at the alloy surface, and indicated that these ions may control the high frequency impedance response when added at concentrations equivalent to that of chloride ions. Anodic polarization experiments showed that Alloy 800 is not susceptible to localized corrosion in the presence of only S2O32-, but exhibits pitting corrosion in 0.3M NaCl, showing, although, repassivation properties. On the other hand, in the medium containing both anions the electrochemical behavior is controlled by [Cl-/S2O32-] ratio. Thus, for a high ratio, chlorides breakdown the film and thiosulfate stabilize the metastable pits, reducing the breakdown potential and preventing the repassivation of the electrode. However, for a low ratio, the oxyanion acts as inhibitors, preventing the detrimental effect of Cl- on the passive layer. SEM characterization showed that, whenever it occurred, pitting corrosion starts at TiN second phase particles, and that the presence of thiosulfate enhances the aggressiveness of the localized attack, forming larger and deeper pits, but in a lesser quantity, probably due to the formation of metallic sulphides in regions submitted to the localized attack. On the OCP, the addition of 10-6M of ETA to the medium containing 0.3M NaCl with and without 0.075M S2O32- caused shifts on the corrosion potential and decreased the alloy impedance modulus. The XPS analyses showed the adsorption of ETA on the electrode surface and that it also enhances the thiosulfate adsorption. On the other hand, fitting of the EIS diagrams with EEC indicated the occurrence of diffusion-controlled processes within the passive layer. In agreement with the impedance experiments, the anodic polarization curves showed higher passive current values in the presence of inhibitor. With regard to pitting corrosion, the addition of 10-6M of ETA did not inhibit the breakdown of the passive film in the solution containing only chloride ions and also prevented the repassivation process, leading to the formation of larger and deeper pits. However, in the presence of Cl- and S2O32- (low concentration) the inhibition of the passive layer breakdown occurred, indicating a possible synergistic effect between the amine and the oxyanion in order to hindering the adsorption of chloride ions.

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