O comportamento eletroquímico do aço-carbono 1005, do aço galvanizado e do zinco foi estudado em meios aerados de ácido sulfúrico 0,5 mol.L-1 (aço-carbono) e cloreto de sódio 0,01 mol.L-1 na ausência e presença do inibidor de corrosão benzotriazol (BTAH), a 25 ºC. Foram empregadas como técnicas ensaios gravimétricos, medidas de transitórios de potencial de circuito aberto, voltametria linear, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), varredura com eletrodo vibratório (SVET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia (EDS), espectroscopia eletrônica de raio X (XPS), espectroscopia Raman. O BTAH se mostrou inibidor para os três materiais metálicos nos meios estudados, comportando-se como inibidor misto. A sua ação inibidora decresce na ordem Zn>aço carbono>aço galvanizado em meio de cloreto de sódio. Para o aço-carbono em meio de ácido sulfúrico a adição de íons Cu(II) eleva a eficiência do BTAH, mas em tempos mais elevados de imersão há formação de cobre metálico que promove corrosão galvânica. Em meio de cloreto de sódio os filmes formados sobre aço e sobre zinco correspondem aos respectivos complexos Fe(III) e Fe(II) e de Zn(II) com BTAH. A ação sobre o zinco do BTAH, no caso do aço galvanizado reduz a eficiência na proteção catódica conferida pelo zinco ao aço. A eficiência inibidora sobre aço-carbono depende da composição da liga e da natureza das inclusões presentes no material. Estudos sobre a secção transversal do aço galvanizado em meio de cloreto de sódio mostraram que o BTAH inibe a oxidação do zinco, com formação do complexo, e a redução do oxigênio sobre o aço, com adsorção da molécula de BTAH. O filme formado sobre zinco, ensaiado separadamente, obedece à isoterma de Langmuir, com valores de energia livre padrão de adsorção que evidenciam a natureza química da adsorção, apontando para um complexo com BTAH. / The electrochemical behavior of carbon steel, galvanized steel and zinc has been studied in aerated 0.5 mol.L-1 sulfuric acid and 0.01 mol.L-1 sodium chloride solutions in the absence and presence of benzotriazole (BTAH) at 25ºC. Weight loss experiments, open circuit potential, transient measurements, linear voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electronic microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), canning vibrating electrode technique (SVET), X-ray photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy used as techniques. BTAH has shown inhibition for the three materials in the media studied and acted as a mixed inhibitor. Its inhibitive effect decreases in the sequence Zn>carbon steel>galvanized steel in chloride medium. In sulfuric medium the BTAH efficiency is improved with the presence of Cu(II) ions but this effect is suppressed at long times immersion when metallic copper is formed promoting galvanic corrosion. The films formed on zinc and carbon steel in chloride medium correspond, respectively to a Fe(II), Fe(III) mixed complex and to Zn(II) complex with BTAH. Studies on the cross section of galvanized steel (cut edge) have shown that the high effect of BTAH as inhibitor for zinc tends to decrease the efficiency of cathodic protection of this metal on carbon steel. For carbon steel in sulfuric medium the composition and the nature of inclusions have an important role on the inhibitor efficiency. On the cut edge the inhibitor promotes the formation of a zinc complex on this metal and it is adsorbed on carbon steel as a molecule inhibiting the oxygen reduction. The film formed on zinc when separately studied obeys to a Langmuir isotherm with standard adsorption free energy values denoting the presence of chemical adsorption as an indicative of the presence of a complex

Revestimentos de zinco obtidos por imersão a quente têm sido amplamente utilizados em estruturas expostas em solos, águas naturais e atmosfericamente, devido a excelente resistência em meios de baixa agressividade. Nessas aplicações, as arestas de corte ficam expostas e estão mais susceptíveis à corrosão. Objetivando relacionar a microestrutura dos revestimentos com técnicas de microssondas eletroquímicas, para melhor entender os processos corrosivos de aços galvanizados, buscou-se uma nova metodologia para ampliar as fases e obter uma estrutura em camadas. Para a caracterização da morfologia dos revestimentos obtidos pelo processo de galvanização por imersão a quente (galvanized, galvannealed e galvalume) utilizou-se microscopia óptica e eletrônica de varredura com microanálise. Para verificar e analisar os mecanismos de corrosão das fases presentes nos revestimentos de zinco de forma localizada empregou-se a técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET) e microcélula capilar (MEC), e de forma complementar, para identificar os produtos de corrosão formados utilizou-se micro difração de raios X (μ-DRX). Os resultados demonstraram que a metodologia empregada neste estudo é adequada para avaliar as fases de forma individual ou conectadas galvanicamente, e assim identificar as fases mais ativas durante os processos corrosivos. Os resultados obtidos por microcélula complementam os mapeamentos de densidade de corrente obtidos por eletrodo vibratório, mostrando que os intermetálicos permanecem estáveis após os ensaios e a região mais ativa é o revestimento não intemperizado (polido) próximo à interface aço/revestimento. O revestimento que apresentou melhor resistência à corrosão em soluções contendo cloreto foi o Zn55Al. O espectro μ-XRD para o revestimento galvanized, indica a presença das fases zincita e Fe-α sobre o aço IF (interstitial free), mostrando que sob condições de OCP a superfície de aço IF foi protegida pelo revestimento apesar da sua grande área. Esta precipitação pode ainda proteger áreas de aço expostas aonde o revestimento foi danificado por arranhões ou na aresta de corte. / Hot-dip zinc coatings have been widely used in structures exposed to soils, natural water and atmosphere due to their excellent resistance in low aggressive media. In such applications, the cutting edges are exposed and more susceptible to corrosion. In order to correlate the microstructure of the coating with electrochemical microprobe techniques, a new methodology was developed to amplify the size of the phases and to obtain a layered structure. Optical microscopy and scanning electron microscopy were used to characterize the morphology of the coatings obtained by the hot dip galvanization process (galvanized, galvannealed e galvalume). Scanning vibrating electrode technique (SVET) and capillary microcell (MEC) were used to identify and study the corrosion mechanisms of the phases present in zinc coatings. The corrosion products were identified by X-ray micro-diffraction (μ-XRD). The results demonstrated that the methodology employed in this study is adequate to evaluate the phases individually or galvanically connected, thus identifying the most active phases during the corrosive processes. The results obtained by microcell complement the current density mappings obtained by vibrating electrode, showing that the intermetallics remain stable after the analysis and the most active region is the not wedered coating near the steel/coating interface. The coating that showed the best corrosion resistance in solutions containing chloride was the Zn55Al. The μ-XRD spectrum for the galvanized coating indicates the presence of zincite and Fe-α on the IF steel (interstitial free), showing that under OCP conditions the IF steel surface was protected by the coating despite its large area. This precipitation can further protect exposed steel areas where the coating has been damaged by scratches or at the cutting edge.

Revestimentos de zinco obtidos por imersão a quente têm sido amplamente utilizados em estruturas expostas em solos, águas naturais e atmosfericamente, devido a excelente resistência em meios de baixa agressividade. Nessas aplicações, as arestas de corte ficam expostas e estão mais susceptíveis à corrosão. Objetivando relacionar a microestrutura dos revestimentos com técnicas de microssondas eletroquímicas, para melhor entender os processos corrosivos de aços galvanizados, buscou-se uma nova metodologia para ampliar as fases e obter uma estrutura em camadas. Para a caracterização da morfologia dos revestimentos obtidos pelo processo de galvanização por imersão a quente (galvanized, galvannealed e galvalume) utilizou-se microscopia óptica e eletrônica de varredura com microanálise. Para verificar e analisar os mecanismos de corrosão das fases presentes nos revestimentos de zinco de forma localizada empregou-se a técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET) e microcélula capilar (MEC), e de forma complementar, para identificar os produtos de corrosão formados utilizou-se micro difração de raios X (μ-DRX). Os resultados demonstraram que a metodologia empregada neste estudo é adequada para avaliar as fases de forma individual ou conectadas galvanicamente, e assim identificar as fases mais ativas durante os processos corrosivos. Os resultados obtidos por microcélula complementam os mapeamentos de densidade de corrente obtidos por eletrodo vibratório, mostrando que os intermetálicos permanecem estáveis após os ensaios e a região mais ativa é o revestimento não intemperizado (polido) próximo à interface aço/revestimento. O revestimento que apresentou melhor resistência à corrosão em soluções contendo cloreto foi o Zn55Al. O espectro μ-XRD para o revestimento galvanized, indica a presença das fases zincita e Fe-α sobre o aço IF (interstitial free), mostrando que sob condições de OCP a superfície de aço IF foi protegida pelo revestimento apesar da sua grande área. Esta precipitação pode ainda proteger áreas de aço expostas aonde o revestimento foi danificado por arranhões ou na aresta de corte. / Hot-dip zinc coatings have been widely used in structures exposed to soils, natural water and atmosphere due to their excellent resistance in low aggressive media. In such applications, the cutting edges are exposed and more susceptible to corrosion. In order to correlate the microstructure of the coating with electrochemical microprobe techniques, a new methodology was developed to amplify the size of the phases and to obtain a layered structure. Optical microscopy and scanning electron microscopy were used to characterize the morphology of the coatings obtained by the hot dip galvanization process (galvanized, galvannealed e galvalume). Scanning vibrating electrode technique (SVET) and capillary microcell (MEC) were used to identify and study the corrosion mechanisms of the phases present in zinc coatings. The corrosion products were identified by X-ray micro-diffraction (μ-XRD). The results demonstrated that the methodology employed in this study is adequate to evaluate the phases individually or galvanically connected, thus identifying the most active phases during the corrosive processes. The results obtained by microcell complement the current density mappings obtained by vibrating electrode, showing that the intermetallics remain stable after the analysis and the most active region is the not wedered coating near the steel/coating interface. The coating that showed the best corrosion resistance in solutions containing chloride was the Zn55Al. The μ-XRD spectrum for the galvanized coating indicates the presence of zincite and Fe-α on the IF steel (interstitial free), showing that under OCP conditions the IF steel surface was protected by the coating despite its large area. This precipitation can further protect exposed steel areas where the coating has been damaged by scratches or at the cutting edge.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298392.pdf: 4909601 bytes, checksum: 91a4852a6cfb0025df841c600bcde576 (MD5) / No contexto da crescente pressão exercida sobre os recursos hídricos, que traz conseqüências tanto em relação aos aspectos quantitativos quanto qualitativos, o desenvolvimento de tecnologias apropriadas para sistemas de aproveitamento de água da chuva surge como uma alternativa promissora. Este trabalho tem como principal objetivo propor e avaliar tecnologias inovadoras para sistemas de aproveitamento de água da chuva, com enfoque no reservatório de armazenamento e nos dispositivos de descarte de sólidos e desvio dos primeiros escoamentos. No desenvolvimento das tecnologias aqui propostas, são apresentados três reservatórios com placas de ardósia, de 50, 80 e 250 m3, e um reservatório de chapas de aço galvanizado de 200 m3. Os dois primeiros foram executados em escolas públicas (sistemas piloto S1 e S2) e armazenam água da chuva para fins não-potáveis. Os outros dois foram construídos em instalações suinícolas e armazenam água da chuva para dessedentação animal e higienização das instalações (sistemas piloto S3 e S4). Após a execução dos sistemas piloto, foi calculada a eficiência dos mesmos. Paralelamente, foram feitas análises físico-químicas e bacteriológicas da água da chuva em diversos pontos dos sistemas piloto a fim de verificar sua qualidade ao longo do percurso no sistema, com enfoque na qualidade da água armazenada nos reservatórios. Nessa perspectiva, realizou-se um ensaio de potabilidade com o objetivo de verificar se os materiais utilizados em contato com a água armazenada nos reservatórios comprometem a potabilidade da água. Com os resultados de qualidade de água de chuva, foi possível calcular a eficiência dos conjuntos de dispositivos desenvolvidos e utilizados neste trabalho para tratamento físico da água da chuva. Por fim, foi realizada uma análise comparativa de custos entre os reservatórios de ardósia, os reservatórios de chapas de aço galvanizado e outros tipos de reservatórios comumente encontrados na região de estudo. Também foram verificados os custos dos dispositivos de descarte de sólidos e desvio dos primeiros escoamentos aqui desenvolvidos e propostos. Observando os resultados obtidos no cálculo da eficiência dos sistemas piloto, constatou-se que os sistemas piloto S1 e S2 atendem a 100% das demandas de água da chuva, respectivamente. Já os sistemas piloto S3 e S4 atendem a 41 e 40% das demandas, respectivamente. Na etapa de monitoramento da qualidade da água da chuva, pode-se concluir que a água armazenada nos reservatórios é de excelente qualidade. A grande maioria dos parâmetros estava de acordo com os padrões de potabilidade da Portaria no 518 do MS e observaram as condições ou padrões para as águas de classe 3 da Resolução CONAMA 357. Em alguns casos, somente o pH e/ou o teor de coliformes totais estavam fora dos padrões. A água da chuva, após passar pelo processo de desinfecção, se apresentou com melhor qualidade que as águas superficiais também fornecidas aos animais. Os resultados também comprovam que a água armazenada nos reservatórios, sem desinfecção, também se apresentou com melhor qualidade que as águas superficiais, para praticamente todos os parâmetros. O ensaio de potabilidade mostrou que a grande maioria dos elementos verificados se apresentou bem abaixo dos valores máximos permitidos pela Portaria no 518, do MS. Dois parâmetros, o ferro e o alumínio, apresentaram valores superiores ao máximo permitido pela Portaria. Porém, seus respectivos brancos também ficaram acima do máximo permitido, com exceção de dois dias de coleta, para o ferro. Isso significa que o problema pode não estar relacionado com os materiais imersos na água, e sim com o próprio branco. Apesar dos valores mais elevados destes dois elementos, verificou-se que a ardósia e a chapa metálica, em contato com a água, não comprometem sua qualidade. Os conjuntos de dispositivos de tratamento físico instalados neste trabalho apresentaram boa eficiência de remoção, todos acima de 50%. O método construtivo do reservatório de ardósia possibilitou a execução do mesmo com facilidade e rapidez, bom desempenho estrutural, e baixo custo de execução. O reservatório de aço é também uma boa opção devido à disponibilidade de empresas capacitadas, que trabalham com materiais similares, na execução de silos metálicos na região. Este reservatório apresentou maior facilidade e rapidez na execução, embora tenha apresentado um custo mais elevado em comparação ao reservatório de ardósia. Os dispositivos de descarte de sólidos e dispositivos de desvio dos primeiros escoamentos, desenvolvidos neste trabalho, e portanto, inovadores, também apresentaram baixo custo de execução, viabilidade técnica e ambiental / In the context of the increasing pressure on water resources, bringing consequences both in relation to qualitative and quantitative aspects, the development of appropriate technologies for rainwater harvesting systems emerges as a promising alternative. This work aims to propose and evaluate innovative technologies to rainwater harvesting systems, focusing on storage tank and on devices for solid disposal and first flush diverter. In the development of the technologies proposed, three slate tanks of 50, 80 and 250 m3 and one galvanized steel tank of 200 m3 are presented here. The first two were executed in public schools and they store rainwater to non-potable purposes (pilot systems S1 and S2). The other two were built in pig installations and they store rainwater to livestock drinking and sanitation farms (pilot systems S3 and S4). After the execution of the pilot systems, the efficiency of them was calculated. Parallel, physical-chemical and bacteriological analysis were made of rainwater at various points of pilot systems in order to verify the water quality along the system, with a focus on the quality of stored water in tanks. From this perspective, a potability test was realized in order to ascertain whether the materials used in contact with stored rainwater in tanks commit the drinking water. The efficiency of the sets of devices developed and used in this work to physical treatment of rainwater was evaluated. With the results of rainwater quality, it was possible to calculate the efficiency of the sets of devices developed and used in this work for rainwater physical treatment. Ultimately, a comparative analysis of costs between slate tanks, galvanized steel tanks and other types of tanks commonly found in the area of study was realized. The costs of devices for solid disposal and first flush diverter here proposed and developed were also verified. Observing the results obtained in calculating the efficiency of pilot systems, it was found that the pilot systems S1 and S2 meet 100% of rainwater demands, respectively. Already the pilot systems S3 and S4 meet 41 and 40% of demand, respectively. In the step of monitoring the rainwater quality, it can be concluded that the stored water in tanks has excellent quality. Most of parameters was in accordance with the standards of potability of Ordinance 518 of of Ministry of Health and observed the conditions or standards for Class 3 waters of CONAMA Resolution 357. In some cases, only the pH and / or the content of total coliforms were not in accordance with the standard. The rainwater, after passing through the disinfection process, performed with better quality than surface water also supplied to the animals. The results also prove that the stored water in reservoirs, without disinfection, also performed with better quality than surface water, for almost all parameters. The potability test showed that the vast majority of items checked performed below the maximum allowed by Ordinance 518. Two parameters, iron and aluminum, had values above the maximum allowed by Ordinance. However, in these days its respective whites had also been above of the allowed maximum, with exception of two days of collection, for the iron. This means that the problem may not be related to the materials immersed in water, but with the control sample. Despite the higher values of these two elements, it was found that slate and metal plate in contact with water, do not compromise quality. The sets of physical treatment devices installed in this work showed good removal efficiency, all above 50%. The constructive method of slate tank allowed the execution with ease and speed, good structural performance, and low cost of implementation. The steel tank is also a good option due to the availability of qualified companies who work with similar materials, in the performance of metal silos in the region. This reservoir has greater ease and speed of execution, although he has presented a higher cost in comparison to slate tank. Alternative devices were also developed for solid disposal and diversion devices of the first flush, which have provided low cost of implementation. The steel tank is also a good option because of the wide range of material in the region, to the ease and speed of execution, even showing a higher cost in comparison to slate tank. The devices for solid disposal and first flush diverter developed in this work, innovative, also had low cost of implementation, technical and environmental feasibility

Revestimentos de zinco obtidos por imersão a quente têm sido amplamente utilizados em estruturas expostas em solos, águas naturais e atmosfericamente, devido a excelente resistência em meios de baixa agressividade. Nessas aplicações, as arestas de corte ficam expostas e estão mais susceptíveis à corrosão. Objetivando relacionar a microestrutura dos revestimentos com técnicas de microssondas eletroquímicas, para melhor entender os processos corrosivos de aços galvanizados, buscou-se uma nova metodologia para ampliar as fases e obter uma estrutura em camadas. Para a caracterização da morfologia dos revestimentos obtidos pelo processo de galvanização por imersão a quente (galvanized, galvannealed e galvalume) utilizou-se microscopia óptica e eletrônica de varredura com microanálise. Para verificar e analisar os mecanismos de corrosão das fases presentes nos revestimentos de zinco de forma localizada empregou-se a técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET) e microcélula capilar (MEC), e de forma complementar, para identificar os produtos de corrosão formados utilizou-se micro difração de raios X (μ-DRX). Os resultados demonstraram que a metodologia empregada neste estudo é adequada para avaliar as fases de forma individual ou conectadas galvanicamente, e assim identificar as fases mais ativas durante os processos corrosivos. Os resultados obtidos por microcélula complementam os mapeamentos de densidade de corrente obtidos por eletrodo vibratório, mostrando que os intermetálicos permanecem estáveis após os ensaios e a região mais ativa é o revestimento não intemperizado (polido) próximo à interface aço/revestimento. O revestimento que apresentou melhor resistência à corrosão em soluções contendo cloreto foi o Zn55Al. O espectro μ-XRD para o revestimento galvanized, indica a presença das fases zincita e Fe-α sobre o aço IF (interstitial free), mostrando que sob condições de OCP a superfície de aço IF foi protegida pelo revestimento apesar da sua grande área. Esta precipitação pode ainda proteger áreas de aço expostas aonde o revestimento foi danificado por arranhões ou na aresta de corte. / Hot-dip zinc coatings have been widely used in structures exposed to soils, natural water and atmosphere due to their excellent resistance in low aggressive media. In such applications, the cutting edges are exposed and more susceptible to corrosion. In order to correlate the microstructure of the coating with electrochemical microprobe techniques, a new methodology was developed to amplify the size of the phases and to obtain a layered structure. Optical microscopy and scanning electron microscopy were used to characterize the morphology of the coatings obtained by the hot dip galvanization process (galvanized, galvannealed e galvalume). Scanning vibrating electrode technique (SVET) and capillary microcell (MEC) were used to identify and study the corrosion mechanisms of the phases present in zinc coatings. The corrosion products were identified by X-ray micro-diffraction (μ-XRD). The results demonstrated that the methodology employed in this study is adequate to evaluate the phases individually or galvanically connected, thus identifying the most active phases during the corrosive processes. The results obtained by microcell complement the current density mappings obtained by vibrating electrode, showing that the intermetallics remain stable after the analysis and the most active region is the not wedered coating near the steel/coating interface. The coating that showed the best corrosion resistance in solutions containing chloride was the Zn55Al. The μ-XRD spectrum for the galvanized coating indicates the presence of zincite and Fe-α on the IF steel (interstitial free), showing that under OCP conditions the IF steel surface was protected by the coating despite its large area. This precipitation can further protect exposed steel areas where the coating has been damaged by scratches or at the cutting edge.

O comportamento eletroquímico do aço-carbono 1005, do aço galvanizado e do zinco foi estudado em meios aerados de ácido sulfúrico 0,5 mol.L-1 (aço-carbono) e cloreto de sódio 0,01 mol.L-1 na ausência e presença do inibidor de corrosão benzotriazol (BTAH), a 25 ºC. Foram empregadas como técnicas ensaios gravimétricos, medidas de transitórios de potencial de circuito aberto, voltametria linear, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), varredura com eletrodo vibratório (SVET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia (EDS), espectroscopia eletrônica de raio X (XPS), espectroscopia Raman. O BTAH se mostrou inibidor para os três materiais metálicos nos meios estudados, comportando-se como inibidor misto. A sua ação inibidora decresce na ordem Zn>aço carbono>aço galvanizado em meio de cloreto de sódio. Para o aço-carbono em meio de ácido sulfúrico a adição de íons Cu(II) eleva a eficiência do BTAH, mas em tempos mais elevados de imersão há formação de cobre metálico que promove corrosão galvânica. Em meio de cloreto de sódio os filmes formados sobre aço e sobre zinco correspondem aos respectivos complexos Fe(III) e Fe(II) e de Zn(II) com BTAH. A ação sobre o zinco do BTAH, no caso do aço galvanizado reduz a eficiência na proteção catódica conferida pelo zinco ao aço. A eficiência inibidora sobre aço-carbono depende da composição da liga e da natureza das inclusões presentes no material. Estudos sobre a secção transversal do aço galvanizado em meio de cloreto de sódio mostraram que o BTAH inibe a oxidação do zinco, com formação do complexo, e a redução do oxigênio sobre o aço, com adsorção da molécula de BTAH. O filme formado sobre zinco, ensaiado separadamente, obedece à isoterma de Langmuir, com valores de energia livre padrão de adsorção que evidenciam a natureza química da adsorção, apontando para um complexo com BTAH. / The electrochemical behavior of carbon steel, galvanized steel and zinc has been studied in aerated 0.5 mol.L-1 sulfuric acid and 0.01 mol.L-1 sodium chloride solutions in the absence and presence of benzotriazole (BTAH) at 25ºC. Weight loss experiments, open circuit potential, transient measurements, linear voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electronic microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), canning vibrating electrode technique (SVET), X-ray photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy used as techniques. BTAH has shown inhibition for the three materials in the media studied and acted as a mixed inhibitor. Its inhibitive effect decreases in the sequence Zn>carbon steel>galvanized steel in chloride medium. In sulfuric medium the BTAH efficiency is improved with the presence of Cu(II) ions but this effect is suppressed at long times immersion when metallic copper is formed promoting galvanic corrosion. The films formed on zinc and carbon steel in chloride medium correspond, respectively to a Fe(II), Fe(III) mixed complex and to Zn(II) complex with BTAH. Studies on the cross section of galvanized steel (cut edge) have shown that the high effect of BTAH as inhibitor for zinc tends to decrease the efficiency of cathodic protection of this metal on carbon steel. For carbon steel in sulfuric medium the composition and the nature of inclusions have an important role on the inhibitor efficiency. On the cut edge the inhibitor promotes the formation of a zinc complex on this metal and it is adsorbed on carbon steel as a molecule inhibiting the oxygen reduction. The film formed on zinc when separately studied obeys to a Langmuir isotherm with standard adsorption free energy values denoting the presence of chemical adsorption as an indicative of the presence of a complex

Orientador: Celia Marina de Alvarenga Freire / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:48:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarciaCristinaGoncalvesdos_M.pdf: 7174846 bytes, checksum: 71b57284d8926f02702b824e265c956a (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A excelente resistência do Zinco em diferentes ambientes corrosivos e sua habilidade em proteger o aço, fazem do aço galvanizado e eletrodepósitos, materiais comuns na indústria automotiva e de construção civil. Os substratos de aço galvanizado e eletrodepósitos de Zinco necessitam, no entanto, ser protegidos em ambientes altamente corrosivos por revestimentos orgânicos (pinturas).A má aderência do sistema Zinco/pintura faz com que a superfície do substrato de Zinco receba um pré-tratamento contendo Cromo relativamente barato e efetivo porém, tóxico ao homem e ao meio ambiente. Filmes poliméricos contendo silanos organofuncionais surgem como alternativa à substituição de pré-tratamento livre de Cromo hexavalente 'CR POT. +6¿, pois são moléculas que podem atuar como agente de acoplamento, promotores de adesão e como protetoras de superfície. A principal vantagem da sua utilização é a promoção da adesão entre materiais orgânicos (pinturas) e inorgânicos (metais). Os sistemas Galvanizado/Silano e Ligas eletrodepositadas/Silano, foram estudados nesta dissertação. Para tanto, técnicas como EIE (Espectroscopia de Impedância Eletroquímica), XPS (Espectrometria Fotoelétrica de Emissão de Raios-X), Ângulo de Contato e análises microscópicas foram utilizadas. A avaliação da resistência por barreira foi feita através da Espectroscopia de Impedância Eletroquímica em solução de 0,1 M de NaCI, comparando-se os desempenhos dos revestimentos. A cura induziu uma modificação importante nos diagramas de impedância, além de outras variáveis, como a concentração, o tempo de hidrólise, os tipos de silano e os substratos diferentes. Os resultados indicaram o Zn/Co revestido por VS e Zn/Fe revestido por 'gama¿-UPS como os sistemas mais promissores / Abstract: The Zinc' s excellent resistance, as used in differents corrosive environments, and its hability to protect steel, make galvanized steel (HDG) and Zinc electrodepositions very usual materiaIs in the automotive and construction industries. Galvanized steel and Zinc electrodepositions substrates need, however, to be protected from strongly corrosive environments by organic coatings (painting). Zinc/paint system weak adhesion results in a relatively cheap and effective zinc substrate pretreatment, however toxic to humam being, and also to the environment. Organofunctional silanes appear as an altemative to substitute this pretreatment, without making use of hexavalent chromium 'CR POT. +6¿), because they are bifuncional molecules that can act as adhesion promoters and surface protectors. The main benefit to employ them is to promote adhesion between organic (painting) and inorganic (metals) materiaIs. The GalvanizedlSilane and Electrodeposition Alloys/Silane systems had been studied in this essay. Techniques like EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy), XPS (X-Ray Emission Photoeletric Spectrometry), Contact Angle and microscopical analyses were used in this work. The barrier for resistance was evaluated through Electrochemical Impedance Spectroscopy in a 0,1M NaCI solution comparing coatings performances. Curing caused as importante modification in the impedance diagrams, as well as other variables like concentration, hydrolysis time, silane types and different substrates. The results indicate the Zn/Co alloy coated for VS and Zn/Fe alloy coated for 'gama¿-UPS as the systems most promising / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo - Alessandro.pdf: 35986 bytes, checksum: 64527c70f5220aac3e4860e883de96f7 (MD5) Previous issue date: 2014-08-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Carbon steel is among the most widely used materials in manufacturing metallic structures in the world, due to its low cost and good physical and mechanical properties. However, steel is the metal that suffers the greatest corrosive impact among building materials. Carbon steel corrosion is one of the biggest factors of structural degradation in the world. One of the applications for carbon steel is manufacturing bus bodies, whereas steel is used in making the frame and body components. Steel has always attracted interest in its use, but this material has always been susceptible to corrosive degradation compromising its properties. In many studies, researchers have presented alternatives to slow down the corrosion process and thus extend the life of metal components. The purpose of this work has been to study the corrosion of unpainted and painting galvanized steel plates, similar to components used in bus bodies, thus seeking to analyze the influence of painting on the corrosion resistance in galvanized steel. The test specimens were prepared using the 1020 steel ZAR230 specimens in the Albrecht Equipamentos Industriais Company from specimens donated by ArcelorMittal Vega do Sul. The specimens were prepared and painted with galvanic corrosion primer paint at the Gabivel Honda dealership purchased from the WEG tintas Company. The specimens were cleaned and sorted into three types, without painting, one coat of paint, and two coats of paint. The specimens were then weighed and measured, and the coats of paint were analyzed for thickness and adhesion. Then the specimens were placed in a laboratory machine donated by Schultz S / A. They salt sprayed for accelerated testing and cyclic corrosion and subjected to testing for 480 hours. We also conducted accelerated corrosion tests by immersion in saline solution for 1032 hours. Throughout the tests, the specimens were visually examined and upon completion these specimens underwent cleaning and weighing, for visual analysis and mass loss. The corrosion in the specimens caused corrosive pitting and corrosive scaling. The painted specimens displayed a higher corrosion resistance compared to unpainted specimens. The red oxidation and mass loss were higher in unpainted specimens. / Dentre os materiais mais utilizados na confecção de estruturas pelo mundo, o aço carbono se destaca pelo seu baixo custo e boas propriedades físicas e mecânicas. Contudo, o aço é o metal que mais sofre com a corrosão dentre os materiais de construção. A corrosão do aço carbono é um dos maiores fatores de degradação das estruturas no mundo. Uma das aplicações do aço carbono é na fabricação de carrocerias de ônibus, onde o aço é utilizado na confecção da estrutura e dos componentes da carroceria. O aço sempre despertou interesse em sua utilização, porém este material sempre foi susceptível a degradação pela corrosão o que acaba por comprometer suas propriedades. Em muitos trabalhos, os pesquisadores vêm apresentando alternativas para retardar o processo corrosivo e assim prolongar a vida útil de componentes metálicos. O presente trabalho teve por objetivo estudar a corrosão de chapas de aço galvanizado sem pintura e com pintura anticorrosiva, similares aos componentes utilizados em carrocerias de ônibus, buscando assim analisar a influência da pintura na resistência à corrosão do aço galvanizado. Os corpos de prova foram confeccionados na empresa Albrecht Equipamentos Industriais, a partir de amostras doadas pela ArcelorMittal Vega do Sul, sendo estas amostras de aço 1020 tipo ZAR230. Os corpos de prova foram preparados e pintados na Concessionária Honda Gabivel com a tinta primer anticorrosiva galvânica adquirida na empresa WEG tintas. As amostras foram limpas e separadas em três tipos, sem pintura, com uma camada de pintura e com duas camadas de pintura. Os corpos de prova foram então pesados e dimensionados, e suas camadas de pintura analisadas quanto à espessura e aderência. Em seguida as amostras foram posicionadas em máquina de ensaio acelerado e cíclico de corrosão acelerada por névoa salina, no laboratório cedido pela Schultz S/A, e submetidos ao ensaio por 480 horas. Foram realizados ainda, ensaios acelerados de corrosão por imersão em solução salina por 1032 horas. Ao longo dos ensaios, os corpos de prova foram analisados visualmente e após a finalização destes foram submetidos à limpeza e pesagem, para análise visual e de perda de massa. A corrosão presente nas amostras foi do tipo corrosão por pite e corrosão por placas. As amostras, com pintura, apresentaram uma maior resistência à corrosão em relação ás amostras sem pintura. A oxidação vermelha e a perda de massa foram maiores nos corpos de prova sem pintura.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 175711 bytes, checksum: 4c45110c54dab616ccb4e24cf3e91d86 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In coastal and in industrial region the atmosphere is considered aggressive due to the high relative humidity, and also due to the presence of chloride ions (Cl־) and sulphate (SO4 -²)ions, accelerating the corrosion process to accelerate. This onerous on electric distribution companies due to direct costs, because even the galvanized metal components must be replaced often, and indirect costs such as disruption of electricity supply for maintenance. Thus, the aim of this work, together with CELESC SA (Electric Centrals of Santa Catarina), was to study the atmospheric corrosion of the galvanized steel used in electric distribution networks in the south coast of Santa Catarina. For this it was installed 10 different locations, monitoring stations of atmospheric parameters to measure the rate of sulfate, chloride and sedimentary particles in a period of six months. The zinc layer applied to the SAE 1010 steel plates used in corrosion tests were characterized by optical and electron microscopy. The corrosion products formed on the surface of galvanized steel in corrosion tests were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results indicated that most of the locations had a high rate of corrosion, classified according to ISO 9223 as C5. The variations in the chloride content per month were attributed to the wind direction. The Simonkolleite (Zn5(OH)8Cl2.H2O) was the main corrosion product formed on the galvanized steel, due to the presence of chloride in the air at all monitoring stations. This product was also observed in salt spray corrosion tests. / Em regiões litorâneas e industriais a atmosfera é considerada agressiva devido à umidade relativa ser elevada, e também devido à presença de íons de cloreto (Cl־) e de sulfato (SO4 -²), fazendo com que o processo de corrosão seja acelerado. Isso onera as empresas de distribuição de energia elétrica devido aos custos diretos, pois freqüentemente componentes metálicos mesmo galvanizados devem ser substituídos, e custos indiretos como interrupções do fornecimento de energia elétrica para manutenção. Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho, vinculado a CELESC S.A. (Centrais Elétricas de Santa Catarina) foi estudar a corrosão atmosférica em aço galvanizado empregado em redes de distribuição de energia elétrica no litoral sul de Santa Catarina. Para isto foram instaladas em 10 locais diferentes, estações de monitoramento de parâmetros atmosféricos, tais como, taxa de sulfatação, teor de cloretos e partículas sedimentáveis em um período de seis meses. A camada de zinco aplicada nas placas de aço SAE 1010 utilizadas nos ensaios de corrosão foi caracterizada por meio de microscopia óptica e eletrônica. Os produtos de corrosão formados na superfície do aço galvanizado nos ensaios de corrosão foram caracterizados por difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram que a maioria dos locais apresentou alto índice de corrosividade, classificado segundo a norma ISO 9223 como C5. As variações nos valores de teor de cloretos mensais foram atribuídas à direção dos ventos. O Simonkolleite (Zn5(OH)8Cl2.H2O) foi o principal produto de corrosão formado sobre o aço galvanizado, devido à presença de cloretos no ar em todas as estações de monitoramento. Esse produto também foi encontrado nos ensaios de corrosão em névoa salina.

[pt] O processo de galvanização por imersão a quente é uma técnica industrial largamente utilizada para proteger componentes de aço expostos à corrosão ambiental. Este processo envolve reações complexas, cujos mecanismos ainda são motivo de debate. A boa performance do revestimento está diretamente relacionada com as fases intermetálicas presentes no revestimento final. Assim, o entendimento do mecanismo de nucleação e crescimento das fases durante a etapa de tratamento térmico contribui para a melhoria do processo, principalmente para redução de custos e desenvolvimento de novos produtos. No presente trabalho, a técnica MAXIM (Materials X-rays Imaging) foi utilizada para identificar as fases presentes em amostras galvanizadas submetidas a diferentes tratamentos. Um difratômetro equipado com um sistema de colimação e detecção formado por uma placa contendo microcanais (Micro-Channel Plate, MCP) situada em frente à uma câmera CCD, permite a obtenção de uma imagem de raios-X. Com esta técnica pode-se identificar a origem posicional do feixe difratado com resolução de cerca de 12mm. Foram realizados dois tipos de experimentos: (1) experimentos, à temperatura ambiente, que consistiam na observação de amostras galvanizadas previamente tratadas (2) experimentos de tratamento térmico in situ, onde a evolução das fases pode ser acompanhada em tempo real. Pode- se concluir que a técnica MAXIM, acoplada ao forno de tratamento térmico in situ, é um método eficiente de observar a distribuição e evolução das fases presentes nas amostras galvanizadas e galvannealed. Este técnica é sensível o suficiente para detectar a evolução das fases com boa resolução espacial. / [en] Galvannealing is an important commercial processing technique used to protect steel components exposed to corrosive environments. This process involves a number of complex reactions and their precise mechanisms are still a matter of debate. The good performance of the coating is closely related to the Fe-Zn intermetallic phases present in the coating. The understanding of the mechanisms for phase nucleation and growth during the galvannealing process is, therefore, essential to help improving current processes, mainly for cost reduction and new products development. In the present study, the MAXIM (MAterials Xrays Imaging) technique was used to identify the phases present in previously galvanized steel samples subjected to different annealing conditions. A diffractometer equipped with a novel imaging system comprising a micro-channel plate (MCP) in front of a CCD detector was used. This setup allows positionresolved X-ray diffraction investigation of materials, with a resolution of 12mm. The experiments involved two sets of conditions; (1) experiments based on the observation, at room temperature, of previously galvannealed samples. (2) in-situ annealing experiments, where the phase evolution was recorded in real time. It can be concluded that MAXIM, coupled to in-situ annealing, provides a useful method for observing the phase evolution and distribution in galvanized/galvannealed samples. The method is sensitive enough to detect the time/temperature evolution of these phases, with good spatial resolution.