Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-20T16:17:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195418.pdf: 3250160 bytes, checksum: bd0720428544799c4da15675b5a1ab07 (MD5) / A não satisfatória resistência à corrosão dos materiais obtidos a partir da metalurgia do pó ferrosa, devido à presença de poros residuais, representa uma grande limitação na aplicação desta tecnologia. O tratamento térmico via plasma vem sendo utilizado cada vez mais graças à possibilidade de se trabalhar com gases puros à baixa pressão, o que garante uma atmosfera de alta qualidade, e também pela redução do tempo de processamento através da ativação dos mecanismos de difusão superficial. Esta tecnologia é aplicada também na busca de uma melhoria na resistência à corrosão dos materiais processados, objetivo que pode ser obtido por meio de dois processos distintos: a deposição, concomitante à sinterização, de um elemento mais nobre na superfície do material, e a redução da porosidade superficial pelo bombardeamento de partículas de alta energia, que ativam a difusão atômica na superfície. Neste trabalho estudou-se ambos os processos, efetuando a sinterização em varias configurações. Foram depositados os elementos de liga Ni, Cr e Ti, amplamente usados na diminuição da corrosão. A deposição foi realizada usando atmosfera de 80%Ar-20%H2 a 11500C por 30 e 60 minutos. A redução da porosidade superficial foi obtida utilizando a configuração cátodo, onde a amostra foi colocada a um potencial negativo, sofrendo colisões altamente energéticas pelos íons e as espécies ativas do plasma, fortemente aceleradas na bainha catódica. Foram obtidas as curvas de corrosão das amostras, evidenciando-se a diferença na taxa de corrosão dependendo do tipo de pó utilizado, do elemento depositado e da porosidade superficial. Foi verificada a eficiência na redução da corrosão do Fe devido ao enriquecimento da superfície com um elemento de liga e pela redução da porosidade superficial. Foi aprofundado o estudo da resistência à corrosão das amostras enriquecidas superficialmente com Ni, cujo processo de deposição mostrou-se mais eficiente, e que revelou também os melhores resultados em termo de redução à corrosão.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o objetivo de investigar a influência que o molibdênio exerce nas propriedades das camadas passivas das armaduras de aços austeníticos, barras redondas dos aços UNS S30400 e 31600 foram submetidas à ação de soluções que simulam as que são encontradas nos poros de concreto. Para caracterizar o efeito do molibdênio na resistência daqueles aços à corrosão por pites, foram conduzidos ensaios de circuito aberto, polarização anódica, espectroscopia de impedância eletroquímica, análise de Mott-Schottky, tração em baixa taxa de deformação e análise das superfícies por microscopias óptica e eletrônica de varredura. Os resultados obtidos demonstram que, de uma forma geral, o aço UNS S30400 (sem molibdênio) apresentou maior resistência à corrosão localizada que o UNS S31600 (2% de Mo) nas soluções alcalinas cloretadas naturalmente aeradas, comportamento este inverso ao que se observa nos mesmos materiais quando submetidos a soluções cloretadas neutras ou ácidas. / Aiming to investigate the influence that molybdenum has on properties of passive layers of austenitic steels, round bars of UNS S30400 and S31600 steels were subjected to the action of solutions that simulate those found in the concrete pores. To characterize the effect of molybdenum on the resistance of those steels to pitting corrosion, tests were conducted in open circuit, anodic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy, Mott- Schottky analysis, slow strain rate test and surface analysis by optical microscopy and scanning electron microscopy. The obtained results showed that, grosso modo, the stainless steel UNS S30400 (Mo free) has higher corrosion resistance than UNS S31600 (2% Mo) in naturally aerated alkaline solutions containing chloride ions, which characterizes an inverse behaviour in relation to the same materiais in neutral or acidic solutions.

The super duplex stainless steels are often used in applications where high mechanical strength is required, combined with corrosion resistance, especially in highly aggressive environments. However, when certain manufacturing processes are involved (hot forming or welding, for example) can occur the precipitation of undesirable phases, causing reduction of both mechanical properties as well as corrosion resistance. Particularly between 700 and 900 ÂC may occur sigma phase formation. This phase is responsible for the reduction of corrosion and mechanical resistance of super duplex steels. Through computer simulation in Thermo-CalC program, the phase diagram of ASTM A890 GRADE 1C super duplex stainless steel showed higher precipitated fraction of this phase in 830 ÂC temperature. Thus, this essay aims to evaluate the influence of isothermal treatment time in regards to this material aging, the corrosion resistance due to the formation of sigma phase. The evaluation of corrosion resistance was performed through open circuit potential monitoring, electrochemical impedance and potentiodynamic polarization tests (anodic branch) in 0.5 M H2SO4 solution, 0.5 M H2SO4 + 0.5M HCl and 0.5 M HCl at temperatures of 25, 35 and 45 ÂC. Additionally, a microstructural characterization of this material was performed by quantification phase through optical microscopy, morphological analysis by Scanning and Transmission Electron Microscopy, coupled techniques Electron backscattered diffraction and Electron Energy Dispersion Spectroscopy, and Vickers microhardness measures. The microstructural and morphological characterization confirmed the presence of sigma phase in super duplex stainless steel 1C and that the amount of this phase increases with aging heat treatment time. This phase showed a greater microhardness than the ferrite and austenite phases. The aging heat treatment influenced negatively on corrosion resistance of the steel when exposed to acidic solutions of H2SO4 and HCl at 25 ÂC, mainly when these are present in the same solution, probably due to their low pH. In this solution (H2SO4 + HCl), both increasing the aging heat treatment time as well as the temperature (35 and 45 ÂC), affects negatively the sample corrosion resistance, decreasing acoording a higher content of this phase. / Os aÃos inoxidÃveis super duplex sÃo frequentemente utilizados em aplicaÃÃes onde à necessÃria uma grande resistÃncia mecÃnica, combinada a resistÃncia à corrosÃo, especialmente em ambientes de elevada agressividade. Entretanto, ao sofrer determinados processos de fabricaÃÃo (conformaÃÃo a quente ou soldagem, por exemplo), pode ocorrer à precipitaÃÃo de fases indesejÃveis, que causam tanto reduÃÃo de propriedades mecÃnicas quanto afetam a resistÃncia à corrosÃo. Particularmente entre 700 ÂC e 900 ÂC pode ocorrer à formaÃÃo de fase sigma. Esta fase à responsÃvel pela reduÃÃo da resistÃncia à corrosÃo e mecÃnica dos aÃos inoxidÃveis super duplex. Por meio de simulaÃÃo computacional no programa Thermo-CalCÂ, o diagrama de fases do aÃo inoxidÃvel super duplex ASTM A890 GRAU 1C apresentou maior fraÃÃo precipitada desta fase na temperatura de 830 ÂC. Assim, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a influÃncia do tempo de tratamento isotÃrmico de envelhecimento deste material, na resistÃncia à corrosÃo devido à formaÃÃo da fase sigma. A avaliaÃÃo da resistÃncia à corrosÃo foi realizada por meio do monitoramento do potencial de circuito aberto, impedÃncia eletroquÃmica e de ensaios de polarizaÃÃo potenciodinÃmica (ramo anÃdico) em soluÃÃo de H2SO4 0,5 M, H2SO4 0,5 M + HCl 0,5 M e HCl 0,5 M, nas temperaturas de 25, 35 e 45 ÂC. Adicionalmente, foi realizada a caracterizaÃÃo microestrutural desse material atravÃs de quantificaÃÃo de fases por microscopia Ãtica, anÃlise morfolÃgica por Microscopia EletrÃnica de Varredura e TransmissÃo, acoplados as tÃcnicas de DifraÃÃo de ElÃtrons Retroespalhados e Espectroscopia de DispersÃo de Energia de ElÃtrons, alÃm de medidas de microdureza vickers. A caracterizaÃÃo microestrutural e morfolÃgica confirmou a presenÃa de fase sigma no aÃo inoxidÃvel super duplex 1C e que a quantidade desta fase aumenta com o tempo de tratamento tÃrmico de envelhecimento. Esta fase apresentou microdureza maior que as fases ferrita e austenita. O tratamento tÃrmico de envelhecimento influenciou de maneira negativa na resistÃncia a corrosÃo desse aÃo quando exposto a soluÃÃes Ãcidas de H2SO4 e HCl a 25 C, principalmente quando este estÃo presentes na mesma soluÃÃo, devido provavelmente ao seu baixo pH. Nesta soluÃÃo (H2SO4 + HCl), tanto o aumento do tempo de tratamento tÃrmico de envelhecimento quanto o aumento da temperatura (35 e 45 ÂC), afetam negativamente na resistÃncia à corrosÃo do material estudado, diminuindo à medida que se tem um maior conteÃdo de fase sigma.

Biomateriais metálicos devem apresentar uma combinação de propriedades como resistência à corrosão, biocompatibilidade e resistência mecânica. Os aços inoxidáveis austeníticos, especialmente do tipo AISI 316L, aliam estas propriedades com a possibilidade de fabricação a um baixo custo. No entanto, são susceptíveis à corrosão nos fluidos fisiológicos e seus produtos de corrosão podem causar reações alérgicas ou infecciosas nos tecidos vizinhos ao implante. No presente trabalho, a aplicação de revestimentos obtidos por processos de deposição física de vapor (PVD) sobre um aço inoxidável austenítico do tipo AISI 316L foi realizada a fim de aumentar sua resistência à corrosão e biocompatibilidade. Os filmes depositados foram de nitreto de titânio (TiN), carbonitreto de titânio (TiCN) e de carbono tipo diamante (DLC). Estes materiais têm alta dureza e resistência ao desgaste, além de biocompatibilidade intrínseca, características altamente desejáveis para aplicações biomédicas. A caracterização do comportamento eletroquímico do aço com os três tipos de revestimentos mostrou que a presença de defeitos na superfície das camadas depositadas exerce uma influência negativa sobre a resistência à corrosão do substrato. A presença dos defeitos foi evidenciada por microscopia eletrônica de varredura. Foi proposto um mecanismo, com base nos dados obtidos por espectroscopia de impedância eletroquímica, para explicar a evolução do comportamento eletroquímico do aço com os diferentes revestimentos ao longo do tempo de imersão. Foram também empregados dois tratamentos de passivação da superfície do aço em soluções de ácido sulfúrico e ácido nítrico, a fim de aumentar a resistência à corrosão do substrato. Os resultados indicaram que os tratamentos utilizados não foram eficientes para melhorar esta característica, mas podem ser modificados visando um desempenho superior. As propriedades eletrônicas dos filmes passivos formados, tanto sobre o aço sem tratamento de passivação como sobre o aço passivado, foram estudadas utilizando a abordagem de Mott-Schottky. Os filmes apresentaram um caráter duplex, mostrando comportamento de um semicondutor altamente dopado acima e abaixo do potencial de banda plana. A concentração de dopantes no filme passivo foi associada à resistência à corrosão do material. Os três revestimentos PVD investigados apresentaram comportamento não citotóxico. Considerando a diminuição do coeficiente de atrito do aço 316L, os revestimentos de TiCN e o DLC foram os mais eficientes. Estas características, aliadas ao fator custo, sugerem que a aplicação comercial destes materiais sobre implantes ortopédicos pode ser viável. No entanto, a resistência à corrosão, conforme a avaliação realizada no presente estudo, não foi adequada quando comparada ao desempenho do aço sem nenhum tipo de revestimento. Ao final do texto, são apresentadas algumas sugestões a fim de conseguir um desempenho superior para a capacidade protetora dos revestimentos PVD. / Metallic biomaterials must present a combination of properties such as corrosion resistance, biocompatibility and mechanical resistance. Austenitic stainless steels, especially AISI 316L combine these properties with the easy of fabrication at low cost. However, they are prone to corrosion in physiological solutions. Furthermore, their corrosion products may lead to infectious ou allergenic reactions in the tissues around the implant device. In the present work, coatings produced by physical vapour deposition (PVD) methods have been applied on the surface of a 316L stainless steel to increase its corrosion resistance and biocompatibility. Three thin films were tested: titanium nitride (TiN), titanium carbonitride (TiCN) and diamond-like carbon (DLC). These materials present high hardness, wear resistance and intrinsic biocompatibility that are key features when considering biomedical applications. The characterization of the electrochemical behavior of the stainless steel coated with the three different films showed that the presence of surface defects are deleterious to the corrosion resistance of the substrate. These defects were observed using scanning electron microscopy. The evolution of the electrochemical behavior of the coated steel was explained through a mechanism based on the experimental results obtained using electrochemical impedance spectroscopy. Two different passivation treatments were carried out on the stainless steel surface, either in sulfuric or nitric acid solutions, to increase its corrosion resistance. The results suggested que these treatments were not efficient, but may be modified to improve its performance. The electronic properties of the passive films of the non-passivated and passivated stainless steel were studied using the Mott-Schottky approach. The films presented a duplex character. Below the flatband potential the behavior is typical of a highly doped type-p semiconductor. Above the flatband potential is typical of a highly doped type-n semiconductor. The doping concentration in the passive film was determined and associated with the corrosion resistance of the substrate. All PVD coatings investigated showed non-cytotoxic behavior. DLC and TiCN coatings decreased the friction coefficient of the stainless steel substrate. These properties allied with the stainless steel low cost recommend their commercial use for implants materials purposes. Nevertheless the corrosion resistance presented by the coated-steel was inferior to that of the bare steel and should be improved. At the end of the present text, some suggestions are proposed in order to improve the corrosion protection performance of the PVD coatings.

[pt] Dutos são sistemas amplamente utilizados para o transporte de óleo e gás. Desta forma, é importante que o mesmo opere com eficiência e segurança. Com o passar do tempo os dutos podem sofrer danos que podem causar prejuízos à sua integridade estrutural e, consequentemente, prejuízo financeiro às indústrias que os operam. Uma das formas mais comuns de danos presentes nos dutos é a corrosão. Esta pode comprometer a sua capacidade de carga. Com isto, a determinação da resistência remanescente de dutos corroídos tornou-se objeto de estudo de vários pesquisadores em todo o mundo. Métodos empíricos utilizados para esta determinação foram desenvolvidos e estão disponíveis na literatura, e muitos deles são aplicáveis apenas em dutos submetidos à pressão interna. Entretanto estes métodos se mostram, em geral, bastante conservadores nesta determinação. Assim, métodos alternativos têm sido desenvolvidos baseados no método dos elementos finitos. Este trabalho tem como objetivo avaliar a capacidade de carga de dutos corroídos submetidos a carregamentos combinados que tentam simular os que ocorrem no campo. Estes carregamentos são: pressão interna, momento fletor e cargas axiais. Carregamentos axiais são provenientes da variação de temperatura e do efeito Poisson existente nas extremidades dos dutos devido à pressão interna. Neste trabalho realizou-se a modelagem de dutos submetidos à carregamentos combinados, onde se tentou reproduzir ao máximo as condições de ensaio. Tomou-se como base ensaios experimentais e numéricos encontrados na literatura. Aspectos globais sobre a modelagem são detalhados. A modelagem dos exemplos aqui apresentados foi desenvolvida no programa comercial ABAQUS Versão 6.1. / [en] Pipelines are widely employed systems by the transport of oil and gas. Due to its great extensions and to economic and environmental reasons it is important to assure safe and efficient operation of the pipelines. After some time of operation the pipes can present damage that can affect its structural integrity, and require for repair and even operation interruption with consequently financial losses for the pipeline operating industries.One of the most commonly registered defects by pipes is corrosion. The determination of the residual load capacity of corroded pipes is object of study of many researchers all over the world. With this effort empirical methods were developed and are widely employed. Most of these methods are however applicable to pressure loaded pipes, and do not take into account more complex combined loading. Additionally highly conservative results are obtained by these methods. Alternative methods have been developed based on the finite element method.The objective of this work is to evaluate the load capacity of corroded pipes subjected to combined loading, which simulates the loads in field. These include internal pressure, bending due to soil settlement and axial load representing thermal effects. In this work the pipe model was developed in order to reproduce the experimental end field conditions. Global aspects of pipe modeling are discussed. Experimental test results and numerical analysis present in the literature are taken for comparison.The examples were analyzed with the commercial finite element code ABAQUS version 6.1.

[pt] Segundo Muhlbauer [1], 25 % dos acidentes com dutos são causados por corrosão. Com o envelhecimento da malha dutoviária, os acidentes tendem a ser mais freqüentes ou seus custos de manutenção majorados. Isto porque as metodologias atuais são, em sua maioria, demasiadamente conservativas. Com o surgimento de novas técnicas de inspeção e o avanço da microinformática, justifica-se o investimento em pesquisa e no desenvolvimento de metodologias numéricas mais fiéis ao comportamento mecânico do defeito, mantendo a segurança dos dutos e assegurando a competitividade econômica de suas operadoras. Neste trabalho utilizou-se nove espécimes tubulares de aço API 5L X60, com comprimento nominal de 2 m, diâmetro de 323 mm e espessura de 9.53 mm. Nestes espécimes foram usinados defeitos por eletroerosão com o objetivo de simular corrosão. Esses defeitos tinham espessura residual de 3 mm (30% da espessura nominal), 95.3 mm de largura (10 vezes a espessura nominal) e comprimentos entre 250 e 525 mm. Estes espécimes foram instrumentados com extensômetros de resistência elétrica especiais para grandes deformações plásticas e foram pressurizados até sua ruptura. Baseado nas geometrias dos corpos de prova existentes construiu-se modelos para a análise numérica. Esta análise utilizou o elemento sólido de oito nós por exigir um tempo computacional menor que o de 20 nós. Com relação ao elemento de casca, o elemento sólido de 8 nós modela melhor a geometria do defeito e o perfil de deformações elastoplásticas ao longo da espessura. Inicialmente foram feitas análises lineares. Estas foram seguidas de análises não-lineares, onde utilizou-se as propriedades reais do material de cada tubo. Os valores obtidos nestas análises foram confrontados com os valores experimentais de deformações elastoplásticas medidas, com o objetivo de validar o modelo numérico, obtendose boa correlação. Durante a validação do modelo analisou-se o critério de ruptura numérico a ser adotado, a influência de pequenas variações da espessura, a influência do raio de adoçamento entre a superfície externa do defeito e as paredes íntegras do tubo, os incremento ótimos de pressão interna, e a importância do uso das propriedades mecânicas do material específico de cada tubo. Este trabalho faz uma análise completa dos espécimes tubulares, conseguindo desenvolver uma metodologia capaz de reproduzir o experimento. Ponderam- se todos os fatores que influenciam uma análise não-linear e concluiu-se que a ruptura experimental acontece dentro de uma faixa de valores cujos limites dependem do critério de ruptura adotado. Verificou-se que esta faixa está compreendida entre a pressão que causa tensão equivalente de Mises igual à tensão de ruptura do material no primeiro elemento e a instabilidade numérica, que ocorre quando todos os elementos ao longo da espessura, em qualquer região do defeito, atingem a tensão equivalente de Mises igual à tensão de ruptura verdadeira do material. Nos casos estudados, esta faixa teve limites distantes entre si da ordem de 0.4 MPa, abaixo de 2% da pressão de ruptura. / [en] According to Muhlbauer [1], 25% of the accidents with pipelines are caused by corrosion. The aging of the pipelines lead to an increase in the frequency accidents associated with an increase in maintenance costs. To keep accident frequency low, maintenance costs increase mainly because the current methodologies to predict failure and analyse pipe integrity are generally, overly conservatives. The new inspection techniques coming forth and the computers progress, it have justified the investment in research and in the development of numeric methodologies to preserve pipeline integrity and assure the economical competitiveness of their operators. Nine tubular specimens of steel API 5L X60, with 2 ms nominal length, 323 mms and 9.53 mms thickness were used. Defects were fabricated using spark erosion to simulate corrosion. The defects had residual thickness of 3 mm (30% of the nominal thickness), 95.3 mms width (10 times the nominal thickness) and lengths between 250 and 525 mm. The pipe specimens were instrumented with high elongation strain gage rosettes for great plastic deformations and they were pressurized until bursting. For the Finite element models were built based on the geometries of the specimens. In this analysis it was used the solid element of eight nodes because they demanded a smaller processing time than the one of 20 nodes. Regarding the shell element, the solid element of 8 nodes represent better the defect`s geometry and gives the values of elastoplastic strain along the thickness. Initially a linear analysis was carried out. These analysis were following by non-linear analysis, where it had been used the real properties of the material in pipe. The values obtained in these analysis were confronted with the experimental values of the elastoplastic strain measured, with the objective of validating the numeric model, had being obtained good correlation. During the validation of the model the numeric rupture criterion was analyzed to be adopted. This analyses included an investigation on the influence of small thickness variations , the influence of the radius between walls of the defects, the optimum increment of pressure and the importance of the mechanical properties. This research does a complete analysis of the tubular specimens, getting to develop a methodology able to reproduce the experiment. All the factors that influence a non-linear analysis were considered and the conclusion was that the experimental rupture happens inside of a range of values whose limits depend on the rupture criterion adopted. It was verified that this range includes the pressure that causes equivalent Misess stress equal to the stress of materials in the first element and the numeric instability. This instability happens when all of the elements along the thickness, in any point of the defect, reaches the equivalent Misess stress equal to the true failure stress of the material. In the studied cases, this range had distant limits amongst themselves of the order of 0.4 MPa, below 2% of the rupture pressure.

[pt] A detecção da corrosão metálica em estruturas complexas e de difícil acesso apresenta dificuldades que até o presente não foram satisfatoriamente contornadas nos diversos setores industriais. Os sensores para avaliação da corrosão metálica baseiamse normalmente em corpos de sacrifício ou na monitoração da reação catódica que ocorre junto com o processo de oxidação e redução da corrosão. Condições ambientais, como temperatura, pressão, vazão, composição química e pH, têm influência direta sobre a agressividade do meio e seu conhecimento é fundamental para a previsão das taxas de corrosão. Na indústria do petróleo a corrosão metálica pode significar a falha prematura de equipamentos e vazamentos, causando onerosas operações de manutenção e pondo em risco a segurança e o meio ambiente. O presente trabalho mostra a concepção e desenvolvimento de um sensor de pH a fibra ótica para monitoração permanente de poços de petróleo. Dois princípios de medição foram avaliados. O primeiro, baseia-se na medida da variação do índice de refração efetivo em uma rede de Bragg, especialmente preparada para este fim, imersa em um meio contendo indicadores comerciais de pH. A segunda concepção utiliza a variação de volume proporcionada por um polímero sensível ao pH para deformar uma rede de Bragg. Os resultados experimentais obtidos demonstraram que a segunda técnica possibilita uma maior sensibilidade para as condições de operação do sensor. Esta segunda solução viabiliza também a utilização de múltiplos sensores, em uma única fibra óptica, monitorando ao mesmo tempo outras grandezas físicas que influenciam diretamente as taxas de corrosão, como pressão, temperatura e vazão. O sensor foi avaliado em meio ácido, sob diferentes condições de temperatura, produzindo resultados se sensibilidade melhor 0,01 unidades de pH. Novas investigações ainda precisam ser conduzidas para se chegar a um protótipo que possa ser testado em condições reais de operação de um poço de petróleo. / [en] Evaluation of corrosion rates in hard-to-access equipments, such as those found in petroleum production, is still a difficult task. Sensors for corrosion rate evaluation are normally based on sacrifice bodies or in the cathodic reaction that occurs with the oxidation and reduction reactions of the corrosion process. Environmental conditions like temperature, pressure, chemical composition, and pH, are fundamental factors of environment severity and have a direct influence on corrosion rate predictions. In the Petroleum Industry, metallic corrosion may cause premature failure of equipments and fluid leaks, often resulting in expensive maintenance operations and posing safety and environmental risks. This work presents new concepts for fiber optic pH sensors that may be applied for permanent monitoring of petroleum wells. Two measurements principles were evaluated. The first one is based on measurements of refractive index changes in commercial pH indicators. The second solution explores a pH sensitive polymer, whose changes in volume strains a fiber Bragg grating. Experiments reported here show that the second technique has a better sensitivity, particularly under the operation conditions found in oil wells. It also allows the use of multiple fiber optic sensors simultaneously monitoring other physical quantities, such as temperature, pressure, and flow rate, which directly affect corrosion rates. The sensor was tested in acid environment, with special attention paid to temperature, solubility and response time. The sensitivity achieved was better than 0.01 pH units. More experiments still need to be performed in order to produce a prototype that will be testes in real operation conditions in producing petroleum well.

[pt] As tubulações de aços utilizadas pela indústria do petróleo estão constantemente expostas à ação do ácido sulfídrico (H2S) que é o veículo para a difusão do hidrogênio no aço, provocando o surgimento de trincas induzidas pela fragilização por hidrogênio e/ou trincas de corrosão sob tensão. A junta soldada, que é considerada a região crítica dos dutos, foi o objeto de avaliação neste trabalho mediante ensaios de tração sob baixa taxa de deformação (BTD) e através da norma NACE TM0177/96 - Método A (Standard Tensile Test), verificando o seu comportamento quanto à fragilização por hidrogênio e à corrosão sob tensão em aços da classe API grau X70 e X80. Uma solução de tiossulfato de sódio foi utilizada no ensaio BTD para avaliação da fragilização por hidrogênio e corrosão sob tensão, reduzindo custos e atendendo aos ítens de segurança. Os resultados mostraram que os aços API 5L X70 e X80 são susceptíveis à fragilização por hidrogênio e à corrosão sob tensão. / [en] The steel tubes used in the Oil Industry are constantly exposed to hydrogen sulphide (H2S) which leads to the diffusion of hydrogen into the steel, provoking hydrogen induced embrittlement cracks and/or stress corrosion cracking. Welded joints, generally considered to be the critical region in pipelines, were evaluated in this study, using slow strain rate tensile testing (SSRT) and NACE TMO177/96 - Method A (standard tensile test) norm, verifying the behaviour of joints in API X-70 and X-80 grade steels, with regard to hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking. Sodium thiosulphate was used in the slow strain rate tests permit the evaluation of hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking while reducing testing costs and maintaining safety standards. The results show that the API X-70 and X-80 grade steels are susceptible to hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking.

[pt] A degradação do concreto pode ocorrer a partir de processos bioquímicos, especialmente no caso de elementos que fazem parte das redes do sistema de esgoto devido a produção de ácido sulfúrico (H2SO4) de maneira biogênica por certos tipos de bactérias. O presente estudo tem como objetivo investigar esse processo corrosivo e as propriedades mecânicas residuais de amostras de concreto expostas a soluções de H2SO4 de diferentes concentrações (0,5 por cento, 1 por cento e 3 por cento) e ao esgoto doméstico. Foram produzidos dois concretos: um com fator a/c igual a 0,83 e um de alto desempenho, com a/c de 0,28. As amostras foram curadas por períodos de 28, 63 e 91 dias e avaliadas após períodos de imersão nas soluções por 28 e 84 dias, com monitoramento do pH das soluções e da perda de massa das amostras. Após o fim da imersão, os concretos tiveram suas propriedades mecânicas residuais avaliadas por meio de ensaios de resistência à compressão direta e à tração indireta. Os resultados da pesquisa mostram uma maior perda de massa, assim como uma maior redução da resistência mecânica nas amostras com maior volume de cimento. As amostras de concreto convencionais imersos em ácido apresentaram perda de até 42 por cento na resistência à compressão, enquanto que as amostras de alto desempenho apresentaram redução de até 87 por cento em comparação com amostras não atacadas. Em relação aos corpos de prova imersos em esgoto doméstico, nenhum concreto sofreu perda significativa de massa e resistência, provavelmente devido ao tempo de exposição limitado. / [en] The degradation of concrete may occur from biochemical processes, especially where concrete elements of the sewage system networks due to the production of biogenic sulfuric acid (H2SO4) by certain types of bacteria. This study aims to study this corrosion process and residual mechanical properties of concrete samples exposed to H2SO4 solutions on different concentrations (0.5 percent, 1 percent and 3 percent) and domestic sewage. Two concretes were produced: one with 0.83 w/c ratio with high performance, with w/c ratio of 0.28. The samples were cured for periods of 28, 63 and 91 days and were evaluated in periods of 28 and 84 days of immersion, with the pH of the solutions and the weight loss of the samples being monitored. After the immersion periods, the concretes had their residual mechanical properties evaluated by compressive strength and Brazilian split tests. Research results have shown a greater weight loss and higher reduction of mechanical strength on specimens with higher percentage of cement. The conventional concrete specimens immersed in acid showed 42 percent loss in compressive strength, whereas the high-performance samples showed a reduction up to 87 percent when compared to non-attacked samples. Regarding the specimens immersed in domestic sewage, neither concrete suffered significant loss of mass and strength, probably due to limited exposure time.

[pt] O crescimento microbiológico em águas de sistemas de resfriamento pode resultar na formação de biofilme, o qual pode causar problemas de biocorrosão, perdas de carga em tubulações, redução de taxa de transferência de calor e obstrução de fluxo. Os principais e tradicionais biocidas utilizados no controle microbiológico de águas de resfriamento são os compostos à base de cloro. Entretanto, nos últimos anos o ácido peracético tornou-se uma alternava aos compostos clorados, uma vez que este biocida deixa como resíduo apenas o acetato o qual é biodegradável e não forma subprodutos organoclorados. Este trabalho analisou a aplicação do ácido peracético comparando-o com o hipoclorito de sódio no controle microbiológico e na corrosividade de materiais, empregando uma árvore de teste em escala de laboratório. Foi investigada a taxa de corrosão dos materiais metálicos de aço carbono, cobre e aço inoxidável, além da efetividade na redução da contagem bacteriana. Os experimentos foram realizados em condições de fluxo turbulento, pH 8 e temperatura de 32 C empregando uma água de estudo real, carregada de matéria orgânica (DQO = 350 mg/L). As concentrações usadas de ácido peracético foram 0,75; 1,0 e 3,0 mg/L e de hipoclorito de sódio foram 1,0 e 3,0 mg/L. O ácido peracético na concentração de 3,0 mg/L reduziu a carga bacteriana de 1,5x10 (elevado a 5) UFC/mL para 5,24x10 (elevado a 3) UFC/mL. Comparado ao hipoclorito de sódio, o ácido peracético foi menos corrosivo para o aço carbono em todas as concentrações. Na concentração de 1,0 mg/L a taxa de corrosão do cobre em ácido peracético foi menor do que na solução de hipoclorito de sódio. Já na concentração de 3,0 mg/L ocorreu o inverso. Não foi observada corrosão significativa no aço inoxidável para os biocidas estudados. / [en] Microbiological growth in cooling systems water may result in biofilm formation, which can cause problems of bio-corrosion, pressure drop in the pipes, reduction of heat transfer rate and flow obstruction. The main and traditional biocides applied in microbiological control of cooling waters are the chlorine based compounds. However, in recent years, peracetic acid has become an alternative to chlorinated compounds, since this biocide leaves as residue only the acetate, which is biodegradable and does not form chlorinated organic byproducts. This work analyzed the application of peracetic acid comparing to sodium hypochlorite in the microbiological control and material corrosivity using a laboratory scale test tree. The corrosion rate of carbon steel, copper and stainless steel alloys in addition to the effectiveness in reducing the bacterial count. The experiments were carried out under conditions of turbulent flow, pH 8 and temperature of 32 C using a real industrial test water loaded with organics (COD = 350 mg/L). Peracetic acid concentrations used were 0.75, 1.0 and 3.0 mg/L and sodium hypochlorite were 1.0 and 3.0 mg/L. Peracetic acid at the concentration of 3.0 mg/L decreased the bacterial load from 1.5x10 (raised to 5) UFC/mL to 5.24x10 (raised to 3) UFC/mL. Peracetic acid compared to sodium hypochlorite was less corrosive to carbon steel at all concentrations. At the concentration of 1.0 mg/L the corrosion rate of copper in peracetic acid was lower than in sodium hypochlorite solution. At the concentration of 3.0 mg/L, the reverse occurred. No significant corrosion was observed in stainless steel for the biocides studied.