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JOÃO PAULO DANTAS DE CARVALHO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1534561 bytes, checksum: 93959f6eca85fa51565d250b6a984284 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T21:32:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1
JOÃO PAULO DANTAS DE CARVALHO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1534561 bytes, checksum: 93959f6eca85fa51565d250b6a984284 (MD5)
Previous issue date: 2015-11-11 / CNPq / Desde a sua descoberta, em 1864 por Cailletet, a fragilização de metais por hidrogênio, foi sujeito a inúmeras investigações, sendo primeiramente estudado com a injeção de hidrogênio gasoso em metais e ligas. Devanathan e Stachurski (1962) desenvolveram a técnica eletroquímica de permeação de hidrogênio em metais e ligas, tornando o estudo mais prático, esta metodologia se baseia em uma dupla célula eletroquímica dispostas simetricamente onde o metal a ser estudado é inserido entre elas. Uma delas conhecida como célula de carga irá gerar o H2 a ser permeado através do corpo de prova e na outra, conhecida como célula de detecção, o mesmo será oxidado e quantificado seu fluxo. Toda a detecção é realizada potenciostaticamente, mas a geração pode ser
realizada por meio galvanostático (método galvanostático-potenciostático), potenciostacamente (método duplo-potenciostático) ou por permeação em circuito aberto em meio ácido, chamado de „PCAA‟. As normas ASTM 148-97 (2003) e ISO 17081 (2004) padronizam os experimentos de permeação eletroquímica de hidrogênio. Como os diferentes métodos são baseados em soluções de contorno diferenciados para solução da segunda lei de Fick, tais normas não levam isto em consideração adotando o cálculo da difusividade do hidrogênio apenas pelo método duplo potenciostático, mesmo para aqueles que estudam o fenômeno, diga-se de passagem, em sua grande maioria, utilizando a metodologia galvanostático-potenciostático. Autores como McBreen
et al (1966) e Boes & Zuchner (1972) descrevem o fenômeno de permeação de hidrogênio em metais de forma matemática, a partir da solução da segunda de lei de Fick, estes trabalhos atestam a diferença entre os métodos duplo-potenciostatico e galvanostático-potenciostático, porém nunca foi proposto um modelo que descreva o comportamento do método PCAA. Com isso, o trabalho tem como objetivo elucidar o emprego dos modelos matemáticos para determinação do coeficiente de difusão do hidrogênio em metais através das distintas técnicas eletroquímicas de permeação, utilizando os aços API 5L X70 e X65, além disto procurou-se um modelo matemático
para o caso em que a geração de hidrogênio seja realizada pelo método PCAA. Neste trabalho atesta-se que que o uso das equações proposta pela norma, a princípio, subestimam o valor da difusividade. A equação proposta para o método PCAA, apresentou um perfeito ajuste de dados experimentais de permeação. A correlação proposta para o cálculo da difusividade mostrou-se coerente para estimar este parâmetro, não só para o caso PCAA, como também para todos os casos. / Since its discovery in 1864 by Cailletet, hydrogen embrittlement of metals, was subjected to
numerous investigations, first being studied with the injection of gaseous hydrogen in metals and
alloys. Devanathan and Stachurski (1962) developed the electrochemical technique of hydrogen
permeation in metals and alloys, making it the study more practical this methodology is based on
a dual symmetrically arranged electrochemical cell where the metal to be studied is inserted
between them. One known as load cell will generate H2 to be permeated through the specimen
and the other, known as the detection cell, it will be oxidized and its flow quantified. All detection
is performed potentiostaticly, but the generation can be performed by galvanostatic (galvanostaticpotentiostatic
method), potentiostaticly (double- potentiostatic method), or by hydrogen
permeation on acid environment method known as a PCAA. The regulations ASTM 148-97
(2003) and ISO 17081 (2004) standardize the electrochemical hydrogen permeation experiments.
How different methods are based on different workarounds for solution of the second Fick's law,
such rules do not take this into account by adopting the calculation of the hydrogen diffusivity
only by the dual voltage method, even for those who study the phenomenon, say passing for the
most part, using the galvanostatic-potentiostatic methodology. Authors such as McBreen et al
(1966) and Boes & Züchner (1972) describe the hydrogen permeation phenomenon in
mathematical form of metal from the solution of the second Fick law, these works attest to the
difference between the double-potentiostatic methods and galvanostatic-potentiostatic, but has
never proposed a model that describes the behavior of the PCAA method. Thus, the study aims to
elucidate the use of mathematical models to determine the hydrogen diffusion coefficient in
metals through the different electrochemical techniques permeation using the API 5L steels X70
and X65, in addition sought a mathematical model for the case where the hydrogen generation is
performed by the PCAA method. This work testifies that the use of the equations proposed by the
standard at first underestimate the value of diffusivity. The equation proposed for the PCAA
method, presented a perfect fit experimental permeation data. The proposed correlations for
calculating the diffusivity was found to be consistent to estimate this parameter not only to the
case PCAA, but also for all cases.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/321 |
| Date | 23 March 2018 |
| Creators | CARVALHO, João Paulo Dantas de. |
| Contributors | VILAR, Eudésio de Oliveira., ARAÚJO, Bruno Allisson., ALVES, José Jailson Nicácio. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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