O objetivo do presente estudo foi avaliar, em aparelhos disjuntores de Haas, a contaminação in situ por estreptococos do grupo mutans, sob a forma de colônias/biofilmes, nas diferentes superfícies (acrílico, fios, bandas e parafusos), com e sem o uso de bochechos com gluconato de clorexidina a 0,12%, por meio de Cultura Microbiana e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Adicionalmente, a corrosão na área da união entre o fio, a solda de prata e a banda dos aparelhos foi avaliada por meio de Estereomicroscopia Ótica, MEV e análise em Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS). Foram selecionados 34 pacientes de 7 a 12 anos de idade, que compareceram à clínica de Ortodontia Preventiva da FORP/USP, com necessidade de correção com aparelho disjuntor de Haas por problemas transversais da maxila (mordida cruzada posterior). Em seguida, utilizando uma tabela de números randômicos, os pacientes foram aleatoriamente divididos em dois grupos de 17 indivíduos cada (Grupos I e II). Durante todo o período de permanência dos aparelhos na cavidade bucal, no Grupo I (controle; n=17) os pacientes foram orientados a utilizar dentifrício fluoretado para escovação diária e não empregar bochechos com soluções antimicrobianas. Por outro lado, no Grupo II (experimental; n=17) os pacientes foram orientados a realizar, além da escovação diária com o uso de dentifrício fluoretado, 2 bochechos por semana com solução de gluconato de Clorexidina a 0,12% (Periogard®). Decorridos cerca de 4 meses da permanência na cavidade bucal, os aparelhos foram removidos. Sendo seccionadas, aleatoriamente, partes dos aparelhos constituídas de uma banda com fio soldado, para análise em estereomicroscopia ótica, MEV e EDS. Os resultados em estereomicroscopia foram submetidos à análise estatística por meio do teste de Fisher, com nível de significância de 5%. Em seguida, os aparelhos foram submetidos ao processamento microbiológico, em meio de cultura CaSa B, para contagem das colônias/biofilmes de estreptococos do grupo mutans. O teste estatístico não-paramétrico de Mann-Whitney foi aplicado para verificação de possíveis diferenças entre os grupos, com relação à formação de colônias/biofilmes sobre a superfície das diferentes áreas (parafuso, resina acrílica, bandas, fio vestibular e fio palatino), como também para verificar se havia diferença entre a formação de colônias/biofilmes sobre as superfícies livres (voltadas para a cavidade bucal) e as superfícies não-livres (em contato direto com a mucosa palatina e sulco gengival). O nível de significância adotado foi de 5%. Após cultura microbiana, partes dos aparelhos representativas de cada grupo foram submetidas ao processamento e análise em MEV. Os resultados obtidos evidenciaram que, com relação às colônias/biofilmes das superfícies nãolivres dos Grupos I e II, não houve diferença entre os grupos (p=0,009). No entanto, quando as superfícies livres dos Grupos I e II foram comparadas, evidenciou-se diferença significante entre os 2 grupos, em todas as áreas analisadas (parafuso, resina acrílica e bandas) (p<0,001). Os resultados da cultura microbiana foram confirmados em MEV. A análise em estereomicroscopia ótica evidenciou a presença de áreas de alteração de coloração sugestivas de corrosão na região de solda em contato com a banda e com o fio, em ambos os grupos (p=1). Os picos dos elementos químicos observados em EDS também foram semelhantes em ambos os grupos. Pôde-se concluir que o uso do gluconato de clorexidina a 0,12% (Periogard®), sob a forma de bochecho, apresentou eficácia na redução da formação de colônias/biofilmes nas superfícies livres dos aparelhos disjuntores de Haas, in situ, sem elevação nos níveis de corrosão. / The purpose of this study was to evaluate, in situ, in Haas expanders, the contamination of different surfaces (acrylic resin, wires, bands and screws) by mutans group streptococci colonies/biofilms with and without prescription of 0.12% chlorhexidine gluconate mouthwashes, by means of microbial culture and scanning electron microscopy (SEM). Additionally, the corrosion in the area of union between the appliances wire, silver soldering and band was assessed by optical stereomicroscopy, SEM and energy dispersive spectroscopy (EDS). Thirty-four children aged 7 to 12 years were selected among the patients attending the Preventive Orthodontic Clinic at FORP/USP with need of corrective orthodontics with Haas expander due to transversal problems of the maxilla (posterior crossbite). Thereafter, using a table of random numbers, the patients were randomly assigned to two groups of 17 individuals each (Groups I and II). Throughout the time that the appliances remained in the oral cavity, the patients in Group I (control; n=17) were instructed to use a fluoridated dentifrice for daily toothbrushing and not to use antimicrobial mouthwash solutions. On the other hand, in Group II (experimental; n=17), in addition to daily toothbrushing with a fluoridated dentifrice, mouthwashes with an antimicrobial agent (0.12% chlorhexidine gluconate - Periogard®) were prescribed to the patients. After approximately 4 months of maintenance in the patients mouth, the appliances were retrieved. Thereafter, components of the appliances (consisting of a band with soldered wire) were sectioned at random for analysis under optical stereomicroscopy, SEM and EDS. The results of the optical stereomicroscopy were submitted to statistical analysis using Fisher\'s test at 5% significance level. The appliances were sent to microbiology processing, in CaSa B culture medium, for counting of the number of mutans streptococci colonies/biofilms. Mann-Whitney non-parametric statistical test was applied to verify possible differences between the groups with respect to the formation of colonies/biofilms on the surface of different areas (screw, acrylic resin, bands, buccal wire and palatal wire), as well as to determine whether there were differences between the formation of colonies/biofilms on free surfaces (facing the oral cavity) and non-free surfaces (in direct contact with the palatal mucosa and gingival sulcus). The level of significance was set at 5%. After microbial culture, components of the appliances that were representative of each group were submitted technical processing and SEM analysis. The obtained results showed that there was no statistically significant difference between Groups I and II (p=0.009) regarding the formation of colonies/biofilms on the non-free surfaces. However, when the free surfaces of Groups I and II were compared, statistically significant difference was observed between these groups in all analyzed areas (screw, acrylic resin and bands) (p<0.001). The results of the microbial culture were confirmed by the SEM analysis. The optical stereomicroscopic analysis showed the existence of color alteration suggestive of corrosion in the solder region in contact with the band and with the wire in both groups (p=1). The peaks of chemical elements observed in EDS were also similar in both groups. It may concluded that the use of 0.12% chlorhexidine gluconate mouthwashes (Periogard®) showed efficacy in reducing the formation of colonies/biofilms on the free surfaces of Haas expanders, in situ, without increasing the corrosion levels.

A eficiência de antocianinas como inibidores de corrosão da liga de alumínio 2024-T3 foi avaliada através de medidas eletroquímicas como a espectroscopia de impedância eletroquímica e polarizações anódica e catódica. Soluções de NaCl 0,025 mol.L-1 contendo diferentes concentrações (800, 1000, 2000, 3000, 5000 e 7200 ppm) de antocianinas extraídas da uva foram preparadas para analisar o efeito da presença destas substâncias quando em contato com a liga de alumínio 2024-T3. Medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica apresentaram uma diminuição sobre a dispersão dos pontos nas regiões de baixas frequências com o acréscimo do tempo de contato das antocianinas com a superfície da liga de alumínio 2024-T3 de 1 hora para 3 dias de imersão. Além disso, o comportamento indutivo nestas regiões decresceu após 3 dias de imersão com uma elevação considerável da resistência à polarização e da eficiência de inibição em 1000 ppm de antocianinas. Sob polarizações anódica e catódica, também foi verificado um melhoramento generalizado das propriedades anticorrosivas como potencial de corrosão, corrente de corrosão e eficiência de proteção contra a corrosão, para a concentração de 1000 ppm de antocianinas. Análises de microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica e espectroscopia por dispersão de energia, confirmam a adsorção de antocianinas na superfície da liga, assim como medidas de absorbância após 3 dias de imersão. / The efficiency of anthocyanins as corrosion inhibitor of the 2024-T3 aluminum alloy was evaluated by electrochemical measurements such as electrochemical impedance spectroscopy and anodic and cathodic polarizations. NaCl solutions 0.025 mol.L-1 containing different concentrations (800, 1000, 2000, 3000, 5000 and 7200 ppm) of anthocyanins extracted from grape were prepared to examine the effect of the presence of these substances when in contact with the 2024-T3 aluminum alloy. Electrochemical impedance spectroscopy measurements showed a decrease on the dispersion of points in the lower frequency regions with an increase of contact time of anthocyanins with the surface of the 2024-T3 aluminum alloy from 1 hour to 3 days of immersion. In addition, the inductive behavior in these regions decreased after 3 days of immersion with a considerable increase of the polarization resistance and inhibition efficiency of 1000 ppm of anthocyanins. Under cathodic and anodic polarizations, it was noted a general improvement in the anticorrosive properties such as corrosion potential, corrosion current and efficiency of protection against corrosion for the concentration of 1000 ppm of anthocyanins. Analyses of scanning electron microscopy, atomic force microscopy and energy dispersive spectroscopy confirm anthocyanins adsorption on to the surface alloy, as well as absorbance measurements in a spectrophotometer after 3 days of immersion.

Ensaios cronogalvanométricos, análises por difração de raios -X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e curvas de polarização potenciostáticas foram usadas com o propósito de caracterizar os filmes formados sobre o aço API T95 em soluções alcalinas de sulfeto de sódio (Na2S 0,02M). As características destes filmes foram analisadas em função do pH da solução. O pH usado em cada caso (entre 8 e 11) foi obtido através da injeção de gás sulfídrico (H2S) na solução previamente desarejada. As curvas de polarização potenciostáticas mostram o aparecimento de uma região passiva ou pseudo-passiva para os pHs mais elevados (1 O e 11 ). As curvas cronogalvanométricas permitiram verificar uma queda de densidade de corrente nestes mesmos pHs, evidenciando a melhor proteção contra a corrosão dos filmes de sulfeto formados nestas condições. / Chronogalvanometric electrochemical essays, X - ray diffraction analysis, scanning electron microscopy (SEM) and potentiostatic curves were used with the pourpose of characterizing the sulfide films formed on API T95 steel in alkaline sodium sulfide (Na2S 0,02M) environments. The characterization of these films were followed by pH measurements and the potential at witch they were formed. The pH of the used environments was varied between 8 and 11 through hydrogen sulfide (H2S) injection in the previously deaerated solution. Potentiostatic polarization curves indicate a pseudopassive or passive area in the highest pH values (1 O and 11 ). The chronogalvanometric curves show a decrease of current density, at the same pH, characterizing a better corrosion protection of the films formed in these conditions.

As propriedades protetoras à corrosão dos polímeros condutores, especialmente da poli(anilina) (PANI), têm sido amplamente explorada. Entretanto, o mecanismo pelo qual esta proteção é efetuada ainda não foi completamente elucidado. Evidências mostram que a habilidade protetora à corrosão da PANI está ligada à formação de um par galvânico entre o polímero e o metal. Neste trabalho, foi feito um estudo sobre a formação de um par galvânico entre a PANI e diferentes substratos metálicos (zinco, ferro, níquel e cobre) em meios ácidos e neutros. Medidas de potencial de circuito aberto mostram que há a possibilidade de formação de um acoplamento galvânico e medidas de corrente galvânica mostram que há uma corrente galvânica fluindo entre todos os pares PANI-metal. Durante este trabalho, foi sintetizada uma suspensão à base de epóxi e PANI, a qual foi eletroforeticamente depositada sobre um eletrodo de ferro. Medidas de potencial de circuito aberto e impedância em uma solução aquosa de ácido sulfúrico mostraram que o revestimento à base de PANI protegeu o substrato metálico em questão através da formação de um par galvânico entre o metal e o polímero. / The corrosion protection properties of conducting polymers, especially poly(aniline) (PANI) ones, have been widely exploited. However, the mechanism by which this protection is made has not been completely cleared yet. Evidences show the ability of PANI\'s corrosion protection is connected to the building of a galvanic couple between the polymer and the metal. In this work, a study about the building of a galvanic couple between PANI and distinct metallic substrates (zinc, iron, nickel and copper) in acid and neutral environment was done. Measurements of open circuit potential showed the possibility of the building of a galvanic coupling and measurements of galvanic current showed the flux of a galvanic current between all the couples PANI-metal. In the course of this work, a suspension based on epoxy and PANI was synthesized and electrophoretically depositated on a iron electrode. Measurements of open circuit potential and impedance in a aqueous sulfuric acid solution showed that the revestiment based on PANI protected the metallic substrate by the building of a galvanic couple between the metal and the polymer.

O mexilhão-dourado é um organismo invasor que tem causado grandes prejuízos a sistemas de captação de água e usinas hidroelétricas (UHEs). Existem diversos métodos de controle da incrustação destes organismos em tubulações de usinas hidroelétricas, porém o impacto da aplicação desses métodos ainda não é amplamente conhecido. Este trabalho visa desenvolver uma metodologia para avaliar a degradação dos sistemas de resfriamento de UHEs submetidas a tratamentos químicos para o controle da incrustação por mexilhão-dourado. Neste trabalho é usado, como caso exemplo, o sistema de resfriamento do ar do núcleo do gerador e do óleo dos mancais de uma UHE com turbina Kaplan de potência aproximada de 150 MW. A análise proposta baseia-se na aplicação de ensaios acelerados de corrosão, a fim de determinar a taxa de corrosão nas condições normais de operação. Os ensaios executados neste estudo simulam condições operacionais mais severas do que as usualmente enfrentadas pelo sistema, visando reduzir o tempo de execução dos ensaios. Os ensaios acelerados de corrosão baseiam-se no aumento da solicitação térmica e da concentração das substâncias químicas injetadas no fluxo de água que são a adição de gás ozônio e de hipoclorito de sódio. Para realização dos ensaios foi construído um circuito experimental capaz de impor condições de temperatura e concentrações das substâncias químicas. Os resultados dos ensaios acelerados fornecem subsídios para aplicação dos conceitos de confiabilidade estrutural para determinação da probabilidade de falha dos equipamentos em estudo em função do tempo de aplicação do tratamento químico. Verificou-se entre os produtos químicos utilizados neste estudo, que o hipoclorito de sódio é 50% mais agressivo para a liga de cobre níquel e 700% mais agressivo para o aço inoxidável em relação a degradação observada pela ação do ozônio. / The golden mussel (Limnoperna fortunei) is an invader organism that has caused great damage to water catchment systems and hydroelectric power plants. There are various methods of fouling control of these organisms in hydroelectric power plants pipelines, but the impact of the application of these methods is not yet widely known. This work aims at developing a methodology to evaluate the degradation of hydroelectric power plants cooling systems pieces of equipment subjected to chemical treatments for control of golden mussel fouling. This work uses as a case example, the cooling system inside generator and oil bearing of Kaplan hydroelectric turbine with 150MW nominal power output. The analysis is based on the application of accelerated corrosion tests in order to determine the rate of corrosion under normal operation conditions given the rates of corrosion under various accelerated conditions. The tests run on this thesis simulate operating conditions more severe than those usually experienced by the system, to reduce the runtime of the tests. The proposed accelerated corrosion tests are based on increased thermal loading and concentration of chemical substances injected into water flow. The chemical treatments tested in this work are the addition of ozone and sodium hypochlorite. For carrying out the tests an experimental circuit capable of imposing different conditions of temperature and concentration levels was built. The results of accelerated tests provide subsidies for the implementation of structural reliability concepts for determining the failure probability of equipment under consideration. Among the chemical products used in the analysis, the sodium hypochlorite is 50% more aggressive for copper-nickel 90/10 alloy and 700% more aggressive for stainless steel in relation to degradation observed for ozone.

O cobre e suas ligas constitui um dois metais mais amplamente utilizados para a produção de peças com interesse histórico. Isto se deve a sua grande capacidade de combinar com outros compostos, formando pátinas das mais diversas colorações. As peças metálicas do patrimônio histórico se encontram submetidas a condições de exposição atmosférica cada vez mais agressiva, porém frente à necessidade de preservação de nossas memórias históricas este patrimônio deve ser submetido a intervenções de natureza preventiva. O presente trabalho tem por objetivo investigar o comportamento de cobre em águas de chuva sintéticas de São Paulo e de Rio de Janeiro e em solução de NaCl 0,1 M. Investiga-se também o processo de consolidação destas patinas e a ação anticorrosiva das camadas de verniz geralmente utilizado para a proteção do patrimônio histórico (Paraloide B-72) nas soluções e águas de chuva sintéticas. As técnicas eletroquímicas empregadas foram o acompanhamento do potencial de circuito aberto, curvas de polarização anódica e catódica e a espectroscopia de impedância eletroquímica. Como técnicas de caracterização microestrutural e química foram empregadas a microscopia eletrônica de varredura, a difração de raios X e a espectroscopia de fotoelétrons de raios X. Os resultados mostraram que, entre os vernizes empregados para a proteção do patrimônio histórico, os do tipo paralóide são menos suscetíveis à umidade que a cera microcristalina. Para avaliar a resposta do sistema cobre + pátina é importante compreender como o substrato não-tratado responde eletroquimicamente quando é exposto às águas de chuva sintéticas. Os resultados mostraram que na água de chuva sintética do Rio de Janeiro, com baixa concentração de amônio, o ataque prosseguia nas regiões defeituosas da camada de cuprita. Na água de chuva de São Paulo, onde os íons de amônio são abundantes, a regeneração parcial da cuprita ocorre de maneira uniforme melhorando o comportamento eletroquímico. Por sua vez, as pátinas artificiais sobre o substrato de cobre apresentaram uma melhor consolidação quando expostas à atmosfera aberta (Laboratório de Eletroquímica e Corrosão) do que quando expostas a um ambiente com completa ausência de umidade (dessecador). Nos ensaios intermitentes, as pátinas desenvolveram respostas de impedância típica de eletrodo poroso com comprimento de poro semi-infinito seguindo um modelo clássico (DE LEVIE, 1964). Por outro lado, nas amostras de cobre revestidas com paralóide B-72, o grau de diminuição da capacidade protetora após períodos longos de exposição à luz foi atribuída a degradação foto-oxidativa do verniz. A associação do cobre com pátina, sobre a qual se aplicava o verniz Paralóide B-72, mostrou que o sistema de revestimento aumenta a proteção contra a corrosão em ensaios intermitentes. Nos ensaios de imersão contínua, nem as pátinas sozinhas nem quando protegidas com o verniz polaróide, suportaram esses ensaios sem apresentar destacamento. / Copper is one of the metals most widely used to produce metallic artifacts of the artistic and cultural heritage. This is partially due to its great ability to combine with other compounds, forming patinas of different colors. Many of such artifacts are permanently exposed to open air, being thus subjected to the action of atmospheric agents such as rain and pollutants. Thus, these cultural heritage monuments must be submitted to interventions of preventive nature. This work is devoted to investigate the electrochemical behavior of pure copper, with and without an artificial patina layer, in contact with São Paulo and Rio de Janeiro synthetic rainwater and in NaCl 0,1M solution. The consolidation process of these patinas and the anticorrosive action of varnishes generally used for the protection of the cultural heritage were also investigated. The electrochemical techniques used in this work were: cathodic and anodic potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. Microstructural and chemical characterizations were performed by means of Scanning Electronic Microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results had shown that the varnishes of Paraloid type used for the protection of the historic monuments are less susceptible to the humidity than the microcrystalline wax. The experiments performed with copper in the synthetic rainwater evidenced an important role for the ammonium ions in the corrosion process. Although with a high complexation power towards copper, accelerating its dissolution rate, these ions participate in the partial regeneration of cuprite. Therefore, in the Rio de Janeiro synthetic rainwater, with low ammonium concentration, once the corrosive attack has started it proceeds in the defective regions of the cuprite layer. On the other hand, in the São Paulo synthetic rainwater, where ammonium ions are more abundant, partial regeneration of cuprite occurs and the electrochemical behavior of copper remains stable with time. The experiments performed with copper coated with an artificial patina layer showed better consolidation of these latter when exposed to the open atmosphere (Electrochemistry and Corrosion Laboratory) when compared to samples stored in a dissecator, where humidity is absent. In the intermittent tests patinated samples developed an impedance response which was typical from porous electrode with semi-infinite porous length, in accordance with the classical model proposed by de Levie (DE LEVIE, 1964). On the other hand, Paraloid B-72 coated samples presented a strong degradation when exposed to sunlight for long exposure periods, which was ascribed to the photooxidative degradation of the coating. The system copper plus patina with a Paraloid B-72 layer showed a good protection towards corrosion, as long as photooxidative degradation had not begun. On the other hand, in the continuous immersion tests, neither the patinas nor the Paraloid varnish exhibited a good performance and were detached after relatively short testing period.

Atualmente a maior parte da energia consumida no mundo provém de fontes como carvão, petróleo e gás natural. Nas últimas décadas, o aumento na demanda por petróleo e gás natural teve como resultado um grande aumento no uso de tubos de aço para transportar estes produtos por longas distâncias. Os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) produzidos de acordo com a norma API 5L são atrativos para estas aplicações por apresentarem boas propriedades mecânicas e soldabilidade aliadas a baixos custos. Entretanto, nestas aplicações os materiais são expostos a meios corrosivos com altos teores de H2S, tornando-os susceptíveis aos danos provocados pelo hidrogênio. Dentre estes um dos mais importantes é o trincamento induzido pelo hidrogênio (hydrogen induced cracking - HIC). Neste trabalho a resistência à corrosão e ao HIC de dois aços API 5L X65, cujas composições diferem principalmente com relação aos teores de Mn e de Nb, e de um aço API 5L X80 comercial foi investigada na solução A da norma NACE TM0284-2011. A avaliação da resistência à corrosão foi realizada em solução naturalmente aerada ou desaerada sem e com saturação com H2S por meio de ensaios de potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Análises microestruturais por microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) foram realizadas para correlacionar a microestrutura com os dois parâmetros investigados. As análises por MO e MEV mostraram que os dois aços API 5L X65 possuem inclusões uniformemente distribuídas em uma matriz ferrítica com ilhas de perlita degenerada e microconstituintes M/A (martensita/ austenita) nos contornos de grão da ferrita. Por sua vez, o aço API 5L X80 apresentou matriz ferrítica com microconstituintes M/A, e inclusões de formas arredondadas e irregulares em maior número e distribuídas de forma irregular. Os resultados dos ensaios eletroquímicos mostraram que, para os três aços, a resistência à corrosão diminui sensivelmente na presença de H2S. Por outro lado, os ensaios de impedância evidenciaram aumento da resistência à corrosão com o tempo de imersão em todos os meios, provavelmente associado à formação de produtos de corrosão insolúveis e que precipitam sobre a superfície dos aços. Todos os ensaios mostraram que os dois aços API 5L X65 são mais resistentes à corrosão que o aço API 5L X80. Os ensaios de HIC mostraram que os dois aços API 5L X65 não são suscetíveis a este tipo de falha, contrariamente ao aço API 5L X80. Neste último houve formação de trincas da parte central e inferior (interna) da amostra fornecida em forma de tubo. A análise do caminho de propagação da trinca mostrou a presença de inclusões ricas em Mn e S, indicando que elas têm um papel relevante no mecanismo de trincamento. Os resultados de todos os ensaios de corrosão mostraram que o aço experimental API 5L X65 produzido pela CBMM com baixos teores de Mn e altos teores de Nb apresentou resistência à corrosão ligeiramente superior ao aço API 5L X65 comercial, indicando ser esta composição promissora para aplicações em meios sour. / Currently most of the energy consumed in the world comes from sources such as coal, oil and natural gas. In recent decades the increase in demand for oil and natural gas has resulted in a large increase in the use of steel tubes to transport these products over long distances. High strength low alloy (HSLA) steels produced according to the API 5L standard are attractive for these applications because they have good mechanical properties and weldability combined with low costs. However, in these applications the materials are exposed to corrosive media with high levels of H2S, making them susceptible to damage caused by hydrogen. Among them, one of the most important is hydrogen-induced cracking (HIC). In this work the resistance to corrosion and HIC of two API 5L X65 steels, whose compositions differ mainly with respect to their Mn and Nb contents, and a commercial API 5L X80 steel were investigated in solution A of the NACE standard TM0284-2011. The evaluation of the corrosion resistance was carried out in naturally aerated or in deaerated solution without and with saturation with H2S by means of open circuit potential tests, potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Microstructural analysis by optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) were performed to correlate the microstructure with the two investigated parameters. OM and SEM analyzes showed that the two API 5L X65 steels have inclusions evenly distributed in a ferritic matrix with degenerated perlite islands and M/A (martensite/austenite) microconstituents at the perlite grain boundaries. In turn, the API 5L X80 steel presented a ferritic matrix with M/A microconstituents and round-shaped and irregular-shaped inclusions in greater number and irregularly distributed. The results of the electrochemical tests showed that, for all three steels, the corrosion resistance decreases significantly in the presence of H2S. On the other hand, the EIS tests showed an increase in corrosion resistance with immersion time in all media, which is probably due to the formation of insoluble corrosion products that precipitate on the steels surfaces. All assays showed that the two API 5L X65 steels are more resistant to corrosion than the API 5L X80 steel. The HIC assays showed that the two API 5L X65 steels are not susceptible to this type of failure, unlike the API 5L X80 steel. In the latter there was cracks formation in the central and lower (inner) part of the sample supplied as a tube. The analysis of the crack propagation path showed the presence of Mn and S-rich inclusions, indicating that they play a key role in the cracking mechanism. The results of all corrosion tests showed that the experimental steel API 5L X65 produced by CBMM with low Mn contents and high levels of Nb exhibited slightly higher corrosion resistance than the API 5L X65 commercial steel, indicating that this composition is promising for sour media applications.

O aço carbono vem sendo largamente utilizado na indústria de construção em geral, devido a sua resistência mecânica e baixo custo. Entretanto, devido a sua fraca resistência à corrosão são necessários estudos de diferentes métodos de proteção contra a corrosão. Sendo assim, no presente trabalho, o método de proteção contra a corrosão abordado foi o de aplicação de filmes poliméricos condutores mediante a utilização de pré-tratamentos de conversão com ácido fítico (HP), banho de sal de cério/peróxido de hidrogênio (Ce) e a combinação HP-Ce, para aumentar a resistência à corrosão e a aderência de filmes poliméricos. Essa aderência devido à importância frente os processos de corrosão foi quantificada com técnicas específicas de estudo de corrosão, nomeadamente, potencial de circuito aberto (PCA) e polarização potenciodinâmica (PP) em meio NaCl 0,6 mol/L aerado. Os revestimentos poliméricos usados foram a polianilina (PAni), poli-o-metoxianilina (POMA) e blenda de PAni-POMA sintetizados em meio de HP e de H2SO4. A caracterização feita por UV-Vis e FTIR mostrou que foi possível sintetizar os referidos polímeros, e SEM revelou morfologia compacta e granular. O comportamento eletroquímico das amostras foi investigado por OCP e PP em NaCl 0,6 mol/L antes e após 2 h de exposição no ambiente salino. Quando os revestimentos foram aplicados em substratos de aço carbono AISI 1020 sem pré-tratamentos, antes de exposição em solução salina, os resultados mostraram boa resistência e eficiência na proteção à corrosão devido a menor perda de adesão e maior efeito barreira. Após 2 h de exposição em solução salina, os resultados mostraram que a resistência e a eficiência na proteção à corrosão diminuiu de uma forma mais acentuada para PAni, POMA e menos para blenda de PAni-POMA sintetizados em meio de HP e de H2SO4, devido à perda de aderência provocada pela infiltração do eletrólito corrosivo através de poros dos filmes poliméricos. Com o intuito de aumentar a aderência dos revestimentos, pré-tratamentos do aço carbono AISI 1020 foram feitos com HP, Ce e HP-Ce e, constatou-se que a perda de aderência dos revestimentos de PAni, POMA e blenda de PAni-POMA aplicados sobre as amostras pré-tratadas com Ce e HP-Ce foi menor, e com HP foi maior comparada com a amostra sem pré-tratamento. Além disso, os revestimentos de blenda de PAni-POMA, apresentaram em todas amostras sem e com pré-tratamentos melhor desempenho em relação a PAni e POMA. / Carbon steel has been widely used in the construction industry in general, due to its mechanical and low cost resistance. However, due to their low corrosion resistance are required studies of different methods of protection against corrosion. Therefore, in this study, the method of carbon steel AISI 1020 protection against corrosion was dealt with the application of polymeric film conductors using pre-treatments conversion with phytic acid (HP), cerium salt/hydrogen peroxide (Ce) bath and a combined HP-Ce, to increase the corrosion resistance and the adhesion of polymeric films. This adhesion is due to the importance forward corrosion processes, was quantified with specific corrosion study techniques in particular, open circuit potential (OCP) and potentiodynamic polarization (PP) in medium NaCl 0.6 mol/L aerated. Polymeric coatings used were the polyaniline (PAni), poly-o-anisidine (POMA), and blends of polyaniline-poly-o-anisidine (Pani-POMA) synthesized in phytic (HP) and sulfuric (H2SO4) acid means. The characterizations made by UV-Vis and FTIR showed that it was possible to synthesize said polymers, and SEM revealed compact and granular morphology. The electrochemical behaviors of the samples were investigated using OCP and PP in 0.6 mol/L NaCl solutions, before and after 2 h of exposure in saline environment. When polymers coatings were applied to carbon steel AISI 1020 without pretreatments, before of exposure in saline environment, results showed good resistance and high efficient corrosion protection due to less loss of adhesion coatings consequently, high barrier effect. After 2 hours of exposure in saline environment, the results showed that the resistance and efficient corrosion protection decreased largely for PAni, POMA and less for blends of PAni-POMA, due to loss of adhesion caused by the infiltration of corrosive electrolyte pores through the polymer matrix. In order to increase the adhesion of Pani, POMA and blends of Pani-POMA coatings, carbon steel pretreatments were made with HP, Ce and a combined HP-Ce, and found that the loss of adhesion of coatings applied to the pretreated samples with Ce and HP-Ce was lower, and with HP was higher compared to the sample without pretreatment. Moreover, blend of Pani-POMA coating showed in all samples, treated and untreated better performance than PAni and POMA.

Neste trabalho, a investigação das propriedades de proteção proporcionadas por novos tratamentos de preparação da superfície do alumínio visando substituição de tratamentos prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana, foi realizada. Foram avaliados os seguintes tratamentos: passivação à base de cromo trivalente, tratamento com moléculas auto-organizáveis (Self Assembling Molecules-SAM), tratamento de imersão em água em ebulição para crescimento de óxido sobre o alumínio, imersão em água em ebulição com aditivos, especificamente, partículas de zircônia (ZrO2) e íons de cério. A combinação destes últimos tratamentos com o tratamento com moléculas autoorganizáveis também foi estudada. Foi também testado o efeito do tratamento da superfície do alumínio comercialmente puro (AA1050) com complexos de Flúor/Zircônio [ZrF6]-2. A resistência à corrosão do alumínio com os vários tratamentos foi avaliada por diversas técnicas, especificamente ensaios acelerados em câmara de névoa salina, segundo norma ASTM B-117, técnicas eletroquímicas e de microscopia eletrônica de varredura (MEV). As técnicas eletroquímicas adotadas foram medidas de potencial de circuito aberto (PCA) em função do tempo, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e curvas de polarização, anódica e catódica. Os resultados mostraram que os tratamentos à base de Zr, seja com partículas nanocerâmicas (ZrO2) ou complexos de Flúor/Zircônio [ZrF6]-2, não resultaram em aumento na resistência à corrosão do alumínio, o que ficou evidente pelos ensaios de névoa salina. O tratamento com moléculas auto-organizáveis da superfície desengraxada e desoxidada também não mostrou efeito favorável na proteção contra a corrosão do alumínio. O tratamento de imersão em água em ebulição causou a formação de um filme de óxi-hidróxido poroso que favoreceu o ataque localizado na forma de corrosão por pites nas regiões de defeitos/porosidades. O tratamento com moléculas auto-organizáveis após tratamento de imersão em água fervente, por sua vez, produziu melhoria nas propriedades de proteção da camada superficial mostrando a importância da camada de oxi-hidróxido na adsorção de moléculas auto-organizáveis. O tratamento de passivação à base de cromo trivalente adotado resultou em superfície com maior resistência à corrosão que a superfície do alumínio tratada com passivante à base de cromo hexavalente mostrando que a passivação com cromo trivalente é uma alternativa viável e equivalente àquela associada com substância tóxica e poluente, como é o caso do cromo hexavalente. O tratamento associado com as melhores características de proteção contra a corrosão do alumínio AA1050 foi o de imersão em água fervente contendo íons de cério, os quais foram incorporados ao filme de oxi-hidróxido. A presença destes íons na camada de oxi-hidróxido levou à formação de precipitados de hidróxido de cério nas regiões catódicas devido ao aumento localizado da alcalinidade. A combinação deste tratamento com o tratamento com moléculas auto-organizáveis causou a deterioração das propriedades da camada superficial ao diminuir a tendência à formação dos precipitados de cério que conferem proteção nas regiões de atividade de corrosão. A combinação de ensaios acelerados de névoa salina, técnicas eletroquímicas e avaliação por microscopia eletrônica de varredura permitiram a seleção de tratamentos de modificação da superfície do alumínio que resultam em maior resistência à corrosão. / In this study, the protective properties provided by new surface treatments for aluminum aiming the replacement of treatments that are harmful to the environment and human health, have been evaluated. The following treatments were investigated: passivation in solution with trivalent chromium ions, surface modification with self assembling molecules (SAM), immersion in boiling water for oxide growth, immersion in boiling water with additives, specifically zirconia (ZrO2) particles and cerium ions. The combination of these latter treatments along with the treatment with self assembling molecules was also investigated. The effect of surface treatment of commercially pure aluminum (AA1050) with fluor/zirconium complexes [ZrF6]-2 was also tested. The corrosion resistance of the various surface treatments was evaluated by various techniques, specifically, salt spray test according to ASTM B-117 standard, electrochemical techniques and scanning electron microscopy, (SEM). The electrochemical techniques used were open circuit potential measurements as a function of immersion time, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves, both anodic and cathodic. The results showed that the treatment based on Zr, either with nanoceramic zirconia particles (ZrO2) or fluor/zirconium complexes [ZrF6]-2, did not increase the aluminum corrosion resistance, and this was evidenced by the salt spray tests. Immersion of degreased and deoxidized aluminum surface in solution with selfassembling molecules did not increase corrosion resistance. The treatment of immersion in boiling water for oxide growth resulted in the formation of a porous oxy-hydroxide film that assisted localized attack as pitting corrosion at the surface. The surface treatment with self-assembling molecules after immersion in boiling water for oxide growth, in turn, produced a surface layer with improved corrosion protection properties that showed the importance of an oxy-hydroxide surface layer for adsorption of self-assembling molecules. The passivation treatment based on trivalent chromium led to a surface with better corrosion resistance than that treated in a passivating solution based on hexavalent chromium. This result shows that the former is a viable alternative to replace hexavelent chromium process that is toxic and environmentally harmful. The surface treatment that produced the best corrosion performance of the aluminum AA1050 among the tested ones was the immersion in boiling water with cerium ions added which were incorporated in the oxy-hydroxide layer. The presence of the cerium ions in the surface layer led to the precipitation of cerium hydroxide at the cathodic areas due to the localized increase in alkalinity. The association of this treatment with self-assembling molecules caused deterioration of the properties of the surface layer due to the decreased susceptibility to form cerium precipitates that offer corrosion protection at the active corrosion sites. The use of salt spray tests associated with electrochemical methods and scanning electron microscopy permitted the selection of treatments for surface modification of aluminum that lead to increased corrosion resistance.

Foi feito um estudo comparativo da ação inibidora dos compostos benzotriazol (BTAH) e tolitriazol (TTAH) sobre a oxidação de metais ferrosos e sobre a reação H+/H2, sobre ferro, em meios de ácido sulfúrico. Foram estudados, como metais ferrosos, o ferro puro (99,9% de pureza), em meio de H2SO4 0,5molL-1, o aço carbono 1008, em H2SO4 0,5mol L-1e o aço inoxidável 304, em meio de H2SO4 4,5 mol L-1. Foram empregadas, como técnicas, medidas de potencial de circuito aberto em função do tempo, ensaios gravimétricos, curvas de polarização potenciostáticas, voltametria linear com eletrodo parado e com eletrodo de disco rotativo, cronoamperometria, espectroscopia por impedância eletroquímica, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compostos BTAH e TTAH atuaram como inibidores para os três materiais ferrosos estudados. No caso do aço carbono 1008 e do aço inoxidável 304, os efeitos dos dois inibidores se comparam e, para uma concentração igual a 1,0 x 10-2 mol L-1 apresentam uma eficiência máxima de 98%, verificada por técnicas estacionárias e não estacionárias. O TTAH, em mais baixa concentração, se mostrou melhor inibidor para o aço carbono, enquanto para o aço inoxidável 304 foi tão bom inibidor quanto o BTAH. Análise das superfícies por MEV mostrou que os inibidores não impedem a dissolução das inclusões presentes nos aços estudados, permitindo o ataque localizado no entorno das mesmas, no caso do aço 304. Os compostos BTAH e TTAH se mostraram inibidores menos efetivos para o ferro, com eficiências comparáveis e iguais a 60% na concentração mais elevada estudada, 1,0 x 10-2 mol L-1 . O estudo da oxidação do ferro, na região de Tafel, empregando impedância eletroquímica, mostrou que o BTAH e o TTAH atuam de forma comparável, formando um complexo com o intermediário Fe (II) adsorvido. Ensaios por espectroscopia Raman in situ revelaram que há formação de complexos de ferro com o BTAH e TTAH. Os resultados de impedância eletroquímica, juntamente com os de espectroscopia Raman do complexo Fe(II)BTA sólido levaram à conclusão de que o filme inibidor sobre ferro é o próprio complexo Fe(II)BTA. Estudos de polarização catódica sobre ferro, em meio desaerado, mostraram que tanto o BTAH quanto o TTAH inibem a reação H+/H2, através da formação de um filme que obedece à isoterma de adsorção de Langmuir. Valores de &#916;Gº de adsorção sugerem que a adsorção é de natureza química, o que foi confirmado por espectroscopia Raman. Estudos empregando voltametria de baixa velocidade de varredura, com eletrodo de disco rotativo, mostraram que a ação inibidora é favorecida pelo maior transporte de massa à superfície do eletrodo de ferro. Os resultados de impedância permitiram sugerir dois diferentes mecanismos para a ação dos inibidores sobre o processo de oxidação do ferro em meio de ácido sulfúrico. / A comparative study of the inhibitor behavior of benzotriazol (BTAH) and tolitriazol (TTAH) over the oxidation of ferrous metals and over the reaction H+/H2, over iron in sulfuric acid media has been performed. The ferrous metals studied were pure Iron (99.9% purity) and carbon steel 1008, both in 0.5 mol.L-1 H2SO4 and 304 stainless steel in 4.5 mol.L-1 H2SO4. The techniques employed were, open circuit potential vs. time, gravimetry, potentiostatic polarization curves, linear voltammetry with both stationary and rotating disk electrodes, chronoamperometry, electrochemical impedance spectroscopy, Raman spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). BTAH and TTAH have shown to act as inhibitors for the three studied ferrous metals. The inhibiting effect of these compounds was analogous for both carbon steel 1008 and 304 stainless steel. Furthermore stationary and non-stationary techniques have shown that both inhibitors exhibited the maximum of efficiency (98%) in 1.0 x 10-2 mol.L-1. For the lowest studied concentration, TTAH exhibited a better inhibiting effect over the carbon steel, while for the 304 stainless steel TTAH and BTAH presented the same inhibiting efficiency. SEM Analysis of the surfaces showed that the inhibitors do not avoid the dissolution of the inclusions that exist in the studied steels, instead, for 304 stainless steel they permit a localized attack on the contour of the inclusions. Both BTAH and TTAH have shown a less effective inhibitory effect for iron with 60% of efficiency for the highest studied concentration (1.0 x 10-2 mol.L-1). The study of the oxidation of iron performed on the Tafel region by electrochemical impedance spectroscopy showed that both BTAH and TTAH act similarly, forming a complex with the adsorbed intermediary Fe(II). Raman spectroscopy measurements performed in situ indicated the formation of iron complexes with BTAH and TTAH. The analysis of the results obtained for the complex Fe(II)BTA with both electrochemical impedance spectroscopy and Raman spectroscopy techniques revealed that this complex forms the inhibitor film. Cathodic polarization studies performed for iron in dearated media showed that both BTAH and TTAH forma film that obeys to the Langmuir adsorption isotherm on the iron surface which inhibits the H+/H2 reaction. Furthermore &#916;Gº adsorption values suggest that the adsorption is chemical in nature which was confirmed by Raman spectroscopy. Low rate voltammetry studies performed with rotating disk electrode, showed that the inhibitory effect is favored by the mass transport towards the iron electrode surface. From the impedance spectroscopy results two different mechanisms could be proposed to the inhibitor effect over the process of iron oxidation in sulfuric acid media.