Filmes inorgânicos de ZrO2 e filmes híbridos orgânico-inorgânicos de ZrO2-PMMA, preparados pelo método sol-gel, foram estudados como protetores contra a corrosão de aço inoxidável em meio ácido. Os sóis foram preparados a partir de uma solução submetida à irradiação de ultra-som e contendo o alcóxito metálico correspondente como precursor, álcool como solvente e ácido acético glacial como agente quelante para modificar a reatividade do alcóxito metálico. Várias concentrações de PMMA foram adicionadas aos sóis e estes foram caracterizados através de reometria, espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), calorimetria explanatória diferencial (DSC) visando estudar a evolução de suas características morfológicas durante o envelhecimento. Os filmes de ZrO2 e ZrO2-PMMA foram depositados, utilizando-se a técnica de imersão, sobre lâminas de aço inoxidável 316L (AISI 316L), densificados a 200&#176C e o tempo de tratamento térmico foi variado de 5 a 180 minutos. Os filmes foram caracterizados por espectroscopia de reflexão especular na região do infravermelho; a morfologia, composição e textura superficiais foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), dispersão de energia de raios X (EDS) e perfilometria, respectivamente. curvas de polarização potenciodinâmica a 1 mVs-1 foram usadas para estudar a eficiência dos diferentes recobrimentos na proteção do AISI 316L contra a corrosão em soluções de H2SO4 0,5 mol.L-1. Os resultados mostram que os filmes híbridos ZrO2-PMMA aumentam em média 30 vezes o tempo de vida do substrato em relação aos filmes puramente inorgânicos. / ZrO2 inorganic and ZrO2-PMMA hybrids organic-inorganic films, obtained by the sol-gel method, were studied in order to determine their properties as protective layers against corrosion of stainless steel in acid media. The sol was prepared from a sonocatalyzed solution containing the appropriate metal alkoxide as precursor, alcohol as solvent, and glacial acid acetic as chelant agent to modify the reactivity of the metal alkoxide and PMMA was added into these sols. Reology, infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC) were employed to determine the evolution of structural changes during aging time. The ZrO2 and ZrO2-PMMA films were deposited on stainless steel by dip-coating technique and heat treated at 200&#176C at times of heating ranging from 5 to 180 minutes. The films were characterized by FTIR reflection spectroscopy, scanning electronic microscopy, X-ray dispersive energy and profilometry to determine the surface morphology, composition and texture, respectively. Potentiodynamic polarization curves (PPC) at 1 mVs-1 were used to study the efficiency on the protection of AISI 316L against corrosion in H2SO4 0,5 mol.L-1, showing that ZrO2-PMMA increase in a factor up 30 the life time of substrate.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Alves.pdf: 2875856 bytes, checksum: 413e2c96bb5544d5d44d06e0b591a116 (MD5) Previous issue date: 2012-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of aluminum becomes increasing because of the lightness of this metal and its high corrosion resistance. The anodization of the aluminum is now a well known and is widely used to increase the durability of the metal. This electrochemical technique forces the growth of oxide layer. The anodized layer has the peculiarity of having the nanotubes which allows the insertion of pigments and other compounds within these. The anodizing process, industrially used followed by coloration, according to the literature has been applied a current of 50 mA/cm2, dye concentration approximately 2-5 g / L, 15-18% sulfuric acid and temperature 40C. For these different factors, there is no a rigid control, therefore, there must be an optimization study of the process because the use of many reagents on an industrial scale can lead to an undesirable environmental impact, beyond the gas emission due to concentration of the acid used, even high energy expenditure. In this study it was used an organic dye to be deposited in the aluminum alloy AA6351 electrochemically anodized and studied, using a factorial design in the process to minimize the costs and to improve the metal protection. The experimental techniques used in this study were: chemometrics, anodizing, coloring by immersion, open circuit potential, anodic potentiostatic polarization, charge transfer resistance, electrochemical impedance spectroscopy, optical microscopy, scanning electron microscopy, microanalysis and Raman spectroscopy. The parameters for the experimental design, using chemometrics, were taken from the literature, as follows: current density, time and electrolyte concentration for the anodization, and dye concentration for the coloring. Measurements of charge transfer resistance (RCT) have demonstrated which tests would offer the greater protection. Two of the experimental tests, showed an RCT around by 2.85 x 108.cm2. These tests showed two situations: (1st) when anodization current density is high, less anodization time and dye are needed; (2nd) when anodization current density is low, much time and dye are needed. The polarization curves showed a current density of the samples anodized and colored are very small when compared with aluminum only polished. The electrochemical impedance spectroscopy also showed greater resistance of the layer developed on the colored pieces. The scanning electron microscopy showed that the diameter of the nanopores of the aluminum anodized, in first case, are around by 11.7 nm, so, therefore, less dye is needed to fill the nanoporos layer. In second case, the nanopores diameters are smaller than the first case; it is around by 7.6 nm, requiring higher dye concentration. In optical microscopy it was observed that the parameter also influence the tone of the chosen color. The energy dispersive system and the microanalysis showed have no heavy metals on the surface of aluminum neither in the dye composition. Raman spectroscopy proved that compound is on surface and did not change in the coloring process. / A utilização do alumínio torna-se cada vez maior, devido à leveza do metal e sua elevada resistência a corrosão. A anodização do alumínio é uma técnica bem conhecida e está sendo muito utilizada para o aumento da durabilidade do metal. Esta técnica força eletroquimicamente o crescimento da camada de óxido. A camada anodizada tem a peculiaridade de possuir nanotubos o que permite a inserção de pigmentos e outros compostos no interior destes. O processo de anodização, utilizado industrialmente seguido da coloração, de acordo com a literatura, tem sido aplicado uma corrente de 50 mA/cm2, concentração de corante da ordem de 2-5 g/L, 15-18% de ácido sulfúrico e temperatura de 40C. Nota-se que não há um controle industrial desses diversos fatores que existem no processo, com isso, é preciso que haja um estudo de otimização do processo, pois a utilização de muitos reagentes em escala industrial pode levar a um impacto ambiental indesejável, além da emissão de gases devido a concentração do ácido utilizada e até gasto elevado de energia. Neste trabalho foi utilizado um corante orgânico para ser depositado na liga de alumínio AA6351 anodizada e estudado eletroquimicamente utilizando-se o planejamento fatorial para minimizar custos do processo, e melhorar a proteção do metal. As técnicas experimentais utilizadas neste trabalho foram: quimiometria, anodização, coloração por imersão, potencial de circuito aberto, polarização potenciostática anódica, resistência de transferência de carga, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microanálise e espectroscopia Raman. Os parâmetros para o planejamento experimental, utilizando-se da quimiometria, foram retirados da literatura, sendo eles: densidade de corrente, tempo e concentração do eletrólito para a anodização; e concentração do corante para a coloração. As medidas de resistência de transferência de carga (RTC) demonstraram a possibilidade de identificar quais dos ensaios ofereceriam maior proteção. Dois dos ensaios do planejamento experimental mostraram uma RTC por volta de 2,85 x 108 .cm2. Estes ensaios mostraram duas situações: (1º) quando a densidade de corrente de anodização é alta, menos tempo de anodização e corante são necessários; (2) quando a densidade de corrente de anodização é baixa, mais tempo de anodização e corante são necessários. As curvas de polarização mostraram uma densidade de corrente, das amostras anodizadas e coloridas, com valores muito menores quando comparado com o alumínio somente polido. A espectroscopia de impedância eletroquímica também mostrou uma resistência maior da camada desenvolvida nas peças coloridas. A microscopia eletrônica de varredura mostrou que o diâmetro dos nanoporos do óxido de alumínio do ensaio na primeira situação são maiores, da ordem de 11,7 nm, e por isso é necessário menos corante para preencher a camada de nanoporos, enquanto na segunda os nanoporos eram menores, da ordem de 7,6 nm exigindo maior concentração do corante. Na microscopia óptica foi possível observar que os parâmetros também influenciam na tonalidade da coloração escolhida. Os ensaios de sistema de energia dispersiva e de microanálise não apresentaram metais pesados na superfície do alumínio nem na composição do corante. A espectroscopia Raman comprovou que o composto está na superfície e que não sofreu alteração no processo de coloração.

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.

Os materiais usados nas indústrias de fabricação de máquinas para o setor de armazenagem e secagem de grãos, devem garantir o desempenho requerido, não gerando nenhum prejuízo ou descontentamento do cliente final. Esta pesquisa tem como objetivo principal, avaliar o desempenho do aço Galvalume® em relação ao aço Galvanizado NBR7008 quando conformados, quanto a resistência a corrosão de ambos os materiais. Para isso foram executados testes em amostras de chapas lisas e conformadas nos aços mencionados. As amostras foram avaliadas quanto à resistência à corrosão a partir de ensaio em câmara de névoa salina (chapas lisas) e ensaio de imersão (chapas conformadas). Além disso, as amostras foram caracterizadas quanto à espessura e morfologia dos revestimentos por MEV e perfilometria em (chapas conformadas). Também foi realizado o ensaio de envelhecimento em campo, que consistiu em avaliar o aspecto visual com ambas as chapas, montadas na tampa de um silo em uso na área rural. A partir dos resultados obtidos nos ensaios, antes e após a conformação mecânica, ficou evidenciada a influencia do processo de conformação sobre a resistência à corrosão do aço Galvanizado NBR7008. Observou-se que as áreas submetidas com as dobras das laterais tiveram a taxa de corrosão aumentada. O mesmo não ocorreu para o aço revestido com Galvalume®, o qual apresentou menor taxa de corrosão do que o aço Galvanizado NBR7008. Os resultados obtidos no ensaio de envelhecimento evidenciaram a grande diferença em relação ao aspecto visual dos painéis, observando-se no aço Galvanizado uma perda excessiva do brilho, com a escurecimento da chapa após 3 anos de exposição em zona rural. Já as chapas de aço Galvalume® mantiveram o brilho após todo esse período de exposição na mesma atmosfera evidenciando a sua superioridade quanto as intempéries. O custo inicial do aço Galvalume® é, em média, 12% mais elevado que o custo do aço galvanizado (NBR7008 ZC/Z275). Contudo é importante salientar que essas características quanto ao aspecto visual são determinantes para a aceitação dos silos pelos clientes. / The most used materials in the industry of manufacture of machines for the storage and grain drying department must ensure the required performance, and should not causing any loss or dissatisfaction to the final customer. This research has as main goal measuring the performance of Galvalume® steel compared to the Galvanized steel NBR7008, when conformed, evaluating the corrosion resistance of both materials. For that, tests were made on samples of plain steel sheet and conformed steel sheet with the mentioned kinds of steel. The samples were evaluated taking into consideration the corrosion resistance in immersion test (shaped plate) and salt spray test (flat sheet). Besides, the samples were described according to thickness and coating morphology by MEV and perfilometry. Also, a test of accelerated aging was made, which consisted in measuring visual aspect in both kinds of steel. They were assembled on the cover of a silo that was working, located in the countryside. From the results reached through the tests, before and after the mechanical conformation, the influence of conformed process on the corrosion resistance of the Galvanized steel NBR7008 was evidenced. It could be noted that the areas submitted with lateral folds had corrosion rates increased. But, with the Galvalume® steel was different, this one showed lower corrosion rate than Galvanized steel NBR7008. The results reached with the accelerated aging test showed the big difference related to visual aspects of the panels, in which an excessive brightness loss on the Galvanized steel, with the darkening of the steel sheet after 3 years of exposure in the countryside was observed. Whereas the Galvalume® steel sheet kept the brightness after all this period of exposure to the same atmosphere, showing its superiority in corrosion resistance. The cost of Galvalume® steel is about 12% higher than cost of Galvanized steel (NBR7008 ZC/Z275). However it is important to point these attributes, regarding to visual aspect, which are determinants for good acceptance of silos by the customers.

No presente trabalho analisa-se o comportamento do aço de reforço ante à corrosão, com o uso dos inibidores: nitrito de sódio, fosfato de sódio e etalonamina, na água de poros contaminada com cloreto, e no concreto com a finalidade de analisar seus resultados e seus mecanismos diferenciados. Para cumprir este objetivo o presente trabalho divide-se em duas etapas: uma primeira etapa baseada em simular sinteticamente a água de poro de um concreto, cuja solução é KOH 28g/l+NaOH 4g/l. Essa água de poro é simulada em ambiente marinho, cuja solução é KOH 28g/l + NaOH 4g/l+NaCl 35g/l, e a esta solução referência incorporamse os inibidores (20g/l da cada um). Realizaram-se ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) (após 3 e 72 horas de imersão) e curvas de polarização (após 72 horas de imersão) com vistas a obter respostas da cinética da corrosão ante a cada solução. Obteve-se o melhor comportamento para a água de poros. No caso da água de poro contaminada por cloretos, o melhor comportamento se obteve para o inibidor nitrito de sódio. Na segunda etapa adotou-se apenas o inibidor nitrito de sódio, pois estatisticamente as eficiências dos três inibidores foram muito similares. Analisou-se o nitrito de sódio em amostras reais de concreto armado contaminado com cloreto de sódio. Para isso se elegeram dois tipos de cimentos (CP IV e CP V) e três relações água-cimento (a/c-0.4, a/c-0.5, a/c- 0.65). Para simular o ambiente marinho, realizaram-se ensaios acelerados de cloretos. Comparam-se métodos de análises simuladas sinteticamente e reais, concluindo-se em ambos meios, embora fossem um solido e outro líquido o inibidor Nitrito de Sódio aumento a sua eficiência com os ciclos de exposição. / In this paper it is analyzed the behavior of reinforcing steel against corrosion using inhibitors: sodium nitrate, sodium phosphate and ethanolamine in water contaminated with chlorides pore and concrete, in order to analyzing the results and different mechanisms. To meet the objective of this work, it was divided into two stages, a first stage based on synthetically simulate the pore water of a concrete, through the following solution KOH 28g/l+NaOH 4g/l, this same solution simulated pore water to a marine environment it would be KOH 28g/l + NaOH 4g/l+NaCl 35g/l, it is then incorporated into both reference solutions inhibitors in a proportion, (20g/l de cada um). Assays were performed electrochemical impedance spectroscopy (EIE) (last 3 hours and 72 hours of immersion) and polarization curves (last 72 hours of immersion) in order to obtain responses corrosion kinetics in each solution. the best performance was obtained in the pore water. In the case of water contaminated with chlorides pore, the best performance was obtained in the presence of sodium nitrite inhibitor. In the second step was performed only with the inhibitor sodium nitrate, as statistically efficiencies of the three inhibitors were similar. Sodium nitrate was analyzed in real samples of reinforced concrete contaminated with chlorides of sodium. So they were chosen two types of cement CP- IV and CP-V, cement water three relationships 0.4, a/c-0.5, a/c- 0.65. In this case to simulate the marine environment, accelerated tests were performed chloride. They were compared the methods of analysis, simulated synthetically and simulated in real concrete.

As tintas intumescentes vêm se tornando uma ótima alternativa para a proteção do aço contra o fogo. No entanto, o aço estrutural é aplicado em diversos setores da indústria, incluindo plataformas offshore de petróleo e gás e refinarias petroquímicas. Estas estruturas de alto desempenho ficam expostas a ambientes agressivos, o que torna necessário o desenvolvimento de tintas capazes de proteger o aço. Neste trabalho, foram preparadas tintas intumescentes epóxi formuladas com pó de gengibre e com casca de café como fonte de carbono e com trifenil fosfato (TPP) e fosfato de zinco (FZn) como fonte de fósforo. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um sistema intumescente contendo compostos vegetais eficiente na proteção contra o fogo e capaz de proteger o substrato metálico contra a corrosão em ambiente salino. A avaliação foi realizada através de ensaio de resistência ao fogo (antes e após imersão em NaCl 3,5%), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho (FTIR), viscosidade Brookfield, aderência, ensaio estático de imersão, microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), pirólise acoplada à cromatografia gasosa e à espectrometria de massas (Py-GC/MS), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), metalografia e microdureza Vickers. Os compostos vegetais apresentaram potencial de aplicação como fonte de carbono em sistemas intumescentes, enquanto que o FZn foi eficiente substituindo o TPP como fonte de fósforo. O sistema contendo gengibre e TPP apresentou os melhores resultados gerais, mantendo o fenômeno de intumescência após imersão em solução salina e apresentando a melhor proteção contra a corrosão dentre as amostras de tinta intumescente. Por fim, o revestimento contendo TPP apresentou propriedades anticorrosivas superiores ao FZn na aplicação em sistemas intumescentes. / The intumescent coating have become a great alternative for the protection of steel against fire. However, structural steel is applied in several industry sectors, including offshore oil and gas platforms and petrochemical refineries. These high performance structures are exposed to aggressive environments, which makes it necessary to develop coatings capable of protecting steel. In this work, epoxy intumescent coatings formulated with ginger powder and coffee husk as carbon source and with triphenyl phosphate (TPP) and zinc phosphate (ZnP) as phosphorus source were prepared. The main objective of this work was to develop an intumescent system containing vegetable compounds efficient in fire protection and able to protect the metal substrate against corrosion in saline environment. The evaluation was performed by fire resistance test (before and after immersion in NaCl 3.5%), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), Brookfield viscosity, adhesion tests, static immersion test, optical microscopy (OM), Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (Py-GC / MS), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), metallography and Vickers microhardness. Vegetable compounds presented potential as a carbon source in intumescent systems, while ZnP was efficient replacing TPP as a source of phosphorus. The system containing ginger and TPP presented the best overall results, maintaining the intumescence phenomenon after immersion in saline solution and presenting the best protection against corrosion among the intumescent coating samples. Finally, the coating containing TPP presented anticorrosive properties superior to FZn in the application in intumescent systems.

As ligas a base de Níquel são frequentemente utilizadas na indústria do petróleo devido à elevada resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. Neste cenário, a utilização da soldagem como etapa na fabricação de dutos rígidos de grande comprimento é inevitável. Assim, chapas da liga Inconel 625® foram unidas através do processo Friction Stir Welding (FSW). A soldagem foi executada com uma ferramenta de nitreto cúbico de boro policristalino e o inerente desta ferramenta foi analisado. Em um primeiro momento, na seleção de parâmetros de processo, diversas condições de processo foram analisadas para escolha da melhor solda. Após esta etapa, novas juntas soldadas foram produzidas com o parâmetro de processo adequado (velocidade de rotação da ferramenta de 200 rpm e velocidade de avanço de 1 mm/s). A caracterização da superfície de topo da solda foi realizada através da microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, microdureza e ensaios de dobramento. Defeitos superficiais foram inspecionados com líquidos penetrantes. Além disso, os estados de tensões residuais foram obtidos com a difração de raios-X. Ainda, a resistência à corrosão localizada foi estudada com o ensaio de imersão em cloreto férrico e a determinação da temperatura crítica de pite (conhecida como CPT) Por fim, a susceptibilidade à corrosão intergranular foi avaliada com o ensaio Streicher Test. O processo de soldagem promoveu o refino de grão e o aumento de dureza na solda. As micrografias do metal de base (MB) mostraram carbonetos do tipo MC, M6C, M23C6. Por outro lado, a melhor junta soldada apresentou uma microestrutura livre de defeitos, homogênea, onde não foram percebidos carbonetos do tipo M6C, M23C6 nos contornos de grão, foi aprovada nos ensaios de dobramento, líquidos penetrantes e imersão em FeCl3. Entretanto, ocorreu o um desgaste da ferramenta, mas reduzido e aceitável para esta solda. Tensões residuais longitudinais trativas da ordem de 50 MPa foram observadas na zona de mistura. Considerando o valor médio, o MB alcançou uma CPT de 77 °C, enquanto no centro da solda a CPT foi de 86°C. A taxa de corrosão média alcançada após o ensaio de corrosão intergranular foi de 0,4406 mm/ano, valor que sugere uma boa qualidade da solda. / Nickel based alloys are often used in the oil and gas industry due to their great mechanical strenght as well as excelent corrosion resistance. In this scenario, welding as manufacturing step for long lenght rigid tubes is inevitable. Therefore, Inconel 625® sheets were joined by Friction Stir Welding (FSW). The welding was performed with a Polycrystalline Cubic Boron Nitride (pcBN) tool and the unavoidable tool wear was verified. At first, in the process parameter development step, different process conditions were analyzed for choosing the best welded joint. Afterwards, new welded joints were produced with the suitable process parameter (tool rotational speed of 200 rpm and welding speed of 1 mm/s). Top surface characterization of friction-stir-welded Inconel 625 was carried out by optical microscopy, scanning electron microscopy, microhardness and bending tests. Surface defects were verified by dye penetrant inspection (DPI). In addition, residual stress states were obtained by X-ray diffraction. Furthermore, localized corrosion resistance was studied by the immersion test in FeCl3 and the critical pitting temperature (CPT) determination. Finally, the susceptibility to intergranular corrosion was evaluated by Streicher Test. FSW process promoted grain refining as well as increased microhardness in the joint Base material micrographs showed different carbides as MC, M6C, M23C6. On the other hand, the best joint presented a sounds weld without defetcs, homogeneous microstructure, grain boundaries free of M6C, M23C6 carbides, approved in bending tests, DPI and the immersion test. However, a tool wear was also noted, but reduced and acceptable for this weld. Tensile longitudinal residual stresses of 50 MPa were observed in the stir zone. As an avarage, the base material CPT was 77 °C, while the CPT was 86 °C at the weld center. The mean corrosion rate after intergranular corrosion test was 0.4406 mm/year, a value which suggests a good weld quality.

A exploração de petróleo em alto mar traz consigo desafios crescentes com o aumento da lâmina d’água e do grau de agressividade dos contaminantes presentes no fluido produzido. Sendo a produção no País majoritariamente escoada do poço para as unidades de produção por dutos flexíveis, faz-se necessária a realização de estudos aprofundados da influência destas condições na vida em fadiga destes equipamentos. Tais condições quando associadas ao alagamento da região anular dos dutos flexíveis, pode favorecer a corrosão das armaduras de tração, responsáveis por conferir resistência axial ao duto. Este fato compromete a integridade da estrutura, levando a operação à uma condição não segura. Com o intuito de elevar o grau de conhecimento sobre estes mecanismos de degradação, o presente estudo tem por objetivo estabelecer uma relação entre os parâmetros construtivos e operacionais destes dutos, com o seu desempenho em campo frente a carregamentos cíclicos e na condição de anular alagado Para tal, tendo como base a literatura disponível no tema, foram selecionados parâmetros de estudo para, a partir destes, determinar fatores de redução de vida em fadiga (FRVFs). Estes fatores foram quantificados e estudados através de correlações numéricas e experimentais, sendo validadas através da realização de um ensaio em escala real de um duto flexível com anular alagado com água do mar sintética saturada com dióxido de carbono. Como resultados foram obtidos fatores de redução de vida em fadiga para as condições estudadas. Ainda, foi estabelecida uma metodologia para a determinação destes e sua utilização para o cálculo do dano acumulado de fadiga nestes dutos. / Offshore oil exploration involves growing challenges as water depth increases and aggressive oil contaminants are present in production fluid. As Brazilian production is conducted from the well to the production units mostly through flexible pipes, studies regarding the influence of this conditions on fatigue life of these structures are necessary. When the annulus is flooded with seawater the above conditions turns the environment corrosive for tensile armor wires, that are responsible to provide axial strength to the pipe. This fact compromises the integrity of the structure as a whole turning the operation unsafe. To increase the knowledge regarding these degradation mechanisms this study aims to stablish a relationship between constructive and operational parameters with field performance considering dynamic loadings and flooded annulus conditions. For such, using the literature data available it was selected some relevant parameters and from these it was determined fatigue life reduction factors (FRVFs). The FRVF was quantified and studied using numeric and experimental relations and validated through a full scale fatigue test in flooded annulus condition with synthetic seawater saturated with CO2. As a result, it was obtained the FRFV to explored conditions. Even more, it was stablished a methodology for its determination and applicability for calculation of cumulative fatigue damage in flexible pipes.

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.

As superligas de níquel apresentam boa combinação de resistência à corrosão e à oxidação, resistência mecânica, resistência à fadiga e resistência à fluência. Além disso, apresentam bom desempenho operacional em temperaturas próximas à temperatura de fusão da liga. Estudos apontam à possibilidade de se obter aço carbono revestido com a superliga de níquel Inconel 625 pelo processo de cladeamento e pelo processo de aspersão térmica. A presença de molibdênio na composição química do Inconel625 garante excelente resistência à corrosão por pites e por fresta, enquanto o nióbio confere alta soldabilidade e resistência à corrosão intergranular a essas ligas. O processo de soldagem é amplamente usado em processos industriais e pode ser aplicado em uma junta Inconel-Inconel, podendo modificar alguma propriedade dessa liga. O objetivo do presente trabalho é estudar uma junta soldada de Inconel 625, obtida pelo processo de soldagem por fusão a arco elétrico com o uso de eletrodo revestido ENiCrMo-3, quanto à morfologia estrutural, à dureza e à resistência à corrosão. A morfologia foi avaliada por microscopia óptica, por microscopia eletrônica de varredura e por espectroscopia de energia dispersiva. A propriedade mecânica de dureza foi avaliada a partir do perfil de microdureza Vickers ao longo da junta soldada Para avaliar a resistência à corrosão da junta soldada foram realizados os ensaios de polarização potenciodinâmica, reativação potenciodinâmica de varredura cíclica (norma ASTM G108-94), polarização potenciodinâmica cíclica e ensaio de imersão (norma ASTM G48-03). Também avaliou-se a susceptibilidade à corrosão por pites pela norma ASTM G61-86 a temperatura ambiente e a 90 ºC. Para a polarização potenciodinâmica, três diferentes eletrólitos foram empregados: 3,5% NaCl, 3,5% NaCl + 0,01 mol/L Na2S2O3 e 3,5% NaCl + 1M H2SO4. Os resultados obtidos mostraram que o metal de solda apresenta uma microestrutura dendrítica com precipitados de Nb e de Mo nas regiões interdendríticas. O desempenho quanto à resistência à corrosão foi satisfatório nos meios estudados, considerando as características dessas ligas. No entanto, a junta soldada apresentou maior suscetibilidade à corrosão por pites e à corrosão localizada comparativamente ao metal base. O filme passivo formado no metal base é melhor constituído do que o filme passivo formado no metal de solda. / Nickel superalloys show a good combination of corrosion, oxidation and creep resistance as well as mechanical and fatigue strength. These alloys can operate at temperatures close to their melting temperature. The Inconel 625 has desired characteristics for application in environments that require high corrosion resistance, such as in oil and gas exploitation. Some studies show the possibility of obtaining a coating of Inconel 625 onto carbon steel by the cladding process and by the thermal spray process. The molybdenum content in Inconel 625 ensures excellent resistance to pitting and crevice, while the niobium content gives high weldability to these alloys. The welding process is practically present in all industrial plants, so an Inconel-Inconel joint is unavoidable. However, the welding can lead to changes in the properties of these superalloys. Therefore, the present work aims to study the structural morphology, hardness and corrosion resistance of a welded joint of Inconel 625 obtained by the electric arc fusion welding process with ENICrMo-3 covered electrode. The morphology was evaluated by optical microscopy, scanning electron microscopy and dispersive energy spectroscopy. Hardness was studied by Vickers microhardness profile along the welded joint. In order to evaluate the corrosion resistance of the welded joint, the Potentiodynamic polarization, potentiodynamic cyclic sweep reactivation (ASTM G108-94), cyclic potentiodynamic polarization and immersion test (ASTM G48-03) were performed Also susceptibility to pitting corrosion was assessed by ASTM G61-86 at room temperature and at 90 ° C. Potentiodynamic polarization curves were performed in three different solutions to evaluate the corrosion resistance: 3.5% NaCl, 3.5% NaCl + 0.01 mol / L Na2S2O3 and 3.5% NaCl + 1M H2SO4 The results show that the weld metal has a dendritic microstructure with precipitates of Nb and Mo in the interdendritic regions. The corrosion performance in environments close to the environments of possible applications was satisfactory considering the resistance of these alloys, but the specific welded joint was more susceptibility to corrosion by pits and localized corrosion. The passive film formed in the base metal was better formed than the passive film formed in the welded metal.