Uma experiência de corrosão metálica em meio ácido

In this paper it is proposed a method to characterize the corrosion reactions of many metals and alloys in acid media and to evaluate the corrosion rate. An alloy of aluminum and zinc was partially dissolved in HCl solution and the medium acidity decrease was monitored at different time intervals by using a pHmeter. Data analysis and physical chemistry treatment permitted associate the pH increase with the alloy mass loss. This proposal promotes learning of terminology and concepts involved as well as contribute to better understand the corrosion phenomena.

Efeito do oxigênio nas propriedades anelásticas da liga Ti-10Mo para aplicação biomédica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo morfológico e cinético da corrosão por pites em liga de alumínio 1050

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Investigação do processo de corrosão causado pela polpa de bauxita em mineroduto de aço carbono

O tempo de vida útil de um mineroduto depende de diversos fatores, dentre os quais aqueles relacionados ao processo de corrosão provocado pelo escoamento da polpa de minério. Nesse contexto, a corrosão do aço carbono API 5L-X70 foi investigada em meio de água do processo e polpa de bauxita (5% m/v) utilizando técnicas eletroquímicas. Os resultados do potencial de circuito aberto (E_OC), polarização e impedância eletroquímica (EIE) mostraram que a presença do minério de bauxita provocou mudanças no comportamento eletroquímico do meio quando comparados aos obtidos em água do processo na ausência do minério. Um aumento na taxa de corrosão do aço carbono foi observado pela presença da bauxita. A análise de superfície nos corpos de prova utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou a formação de rachaduras nos óxidos presentes na superfície do metal, sendo esse fenômeno o responsável pelo aumento da corrosão do aço na presença da bauxita. A metodologia utilizada neste trabalho mostrou-se útil para a investigação de processos corrosivos em minerodutos e aplicável a outras situações onde polpas de minérios são escoadas em tubulações de aço.

Desenvolvimento de recobrimento submicrométrico de óxido de nióbio para aplicação em tubulações de prospecção de petróleo

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Corrosão do aço-carbono: uma abordagem do cotidiano no ensino de química

In this paper, two simple ways of evaluating carbon steel sheet corrosion in a hydrochloric acid solution were presented as an experimental proposal for corrosion teaching. The first method is based on direct measurements of mass before and after corrosion tests. The second approach follows the principle of visual colorimetry by which soluble corrosion products are transformed into red complexes allowing monitoring of the products'concentration according to increases in solution color intensity. Both methods proved able to determine the corrosion rate.

Influence of light, temperature and metallic ions on biodiesel degradation and corrosiveness to copper and brass

Corrosion is a relevant issue regarding the problem of biodiesel compatibility with polymers and metals. This work aims to evaluate the influence of the natural light incidence and temperature in the corrosion rate of brass and copper immersed in commercial biodiesel as well as biodiesel degradation after the contact with metallic ions. The characterization of corrosion behavior was performed by weight loss measurements according to ASTM G1 and ASTM G31. The experiments according to ASTM G1 were performed at room temperature in light presence and absence. Experiments were also conducted at 55 degrees C in order to compare with ASTM G31 that is also performed at that temperature. The biodiesel degradation was characterized by water content, oxidation stability, viscosity as well as XRF, IR and Raman spectroscopies. The results of ASTM G1 tests showed that the thickness loss for both metals determined at room temperature is slightly higher when there is light incidence and these values significantly decrease for the highest temperature. The results of ASTM G31 tests indicated that air bubbling along with higher temperature affects mostly immersed samples. Biodiesel in contact with metals shows significant degradation in its properties as evidenced by increasing water content, higher viscosity and lower oxidation stability. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Estudo das propriedades inibidoras de corrosão das imidazolinas oleica e quaternária e seu encapsulamento em partículas inertes.

Entre os inibidores de corrosão clássicos que já são utilizados na indústria do petróleo, foram estudadas a imidazolina oleica e a quaternária através de técnicas eletroquímicas, gravimétrica e analíticas, para avaliar a eficiência de inibição e como esses inibidores atuam em meio ácido. O meio agressivo foi uma solução de NaCl 3,5% em massa acidificada com ácido clorídrico até atingir um pH=2 com o objetivo de simular o ambiente de extração petrolífera. O substrato empregado foi o aço carbono 1020. As técnicas eletroquímicas utilizadas foram: monitoramento do potencial de circuito aberto, medidas de resistência de polarização linear, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE ) e curvas de polarização. Os valores das componentes real e imaginária de impedância indicam uma resistência maior aos processos de transferência de carga com o aumento da concentração dos inibidores e os Diagramas de Bode de ângulo de fase, revelaram a presença de uma camada de inibidor adsorvida sobre o metal com uma constante de tempo em altas frequências observada para a imidazolina oleica e quaternária. Para a imidazolina quaternária, verificou-se que só para tempos maiores de imersão é que o filme se adsorve de forma eficiente demonstrando uma cinética mais lenta de adsorção. Nos ensaios gravimétricos, os resultados de taxa de corrosão em m/ano foram decrescentes com o tempo após período de imersão de 30 dias, para ambas as imidazolinas. O uso das técnicas analíticas foi necessário a fim de se compreender melhor o comportamento das imidazolinas sobre o aço no meio estudado. Os resultados da análise de íons férricos em solução, por emissão atômica, foram obtidos durante várias amostragens durante o período do ensaio de perda de massa, e foi possível verificar um processo de inibição da corrosão até doze dias de imersão do metal, depois disto ocorre um disparo na quantidade de ferro liberado em solução, sugerindo que pode estar ocorrendo uma degradação do inibidor após 12 dias de imersão. Para esclarecer esse ponto, análises por espectroscopia Raman dos produtos de fundo formados durante os ensaios de perda de massa indicaramm que a degradação pode realmente estar ocorrendo. Foi confirmado, também por espectroscopia Raman sobre a superfície do aço após imersão prévia em solução contendo a imidazolina oleica, que há uma película adsorvida que protege o metal do meio agressivo. Técnica de microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterizar os corpos de prova na ausência e presença do inibidor, depois dos ensaios eletroquímicos e foi possível caracterizar, através dessa técnica a maior eficiência inibidora do filme de imidazolina quaternária. Dois tipos de nanoconatiners foram avaliados para o encapsulamento das duas imidazolinas estudadas: nanocontainers a base do argilomineral haloiista e sílica mesoporosa tipo SBA 15. Resultados de impedância eletroquímica mostraram a liberação dos inibidores de corrosão encapsulados com o tempo de imersão. Análise na região do infravermelho por sonda de fibra ótica foi utilizada para comprovar química e qualitativamente a liberação do inibidor a partir dos nanorreservatórios, no meio agressivo.

Desenvolvimento de um elemento combustível instrumentado para o reator de pesquisa IEA-R1

Após o aumento de potência do reator IEA-R1 de 2 MW para 5 MW observou-se um aumento da taxa de corrosão nas placas laterais de alguns elementos combustíveis e algumas dúvidas surgiram com relação ao valor de vazão utilizada nas análises termo-hidráulicas. A fim de esclarecer e medir a distribuição de vazão real pelos elementos combustíveis que compõe o núcleo do reator IEA-R1, um elemento combustível protótipo, sem material nuclear, chamado DMPV-01 (Dispositivo para Medida de Pressão e Vazão), em escala real, foi projetado e construído em alumínio. A vazão no canal entre dois elementos combustíveis é muito difícil de estimar ou ser medida. Esta vazão é muito importante no processo de resfriamento das placas laterais. Este trabalho apresenta a concepção e construção de um elemento combustível instrumentado para medir a temperatura real nestas placas laterais para melhor avaliar as condições de resfriamento do combustível. Quatorze termopares foram instalados neste elemento combustível instrumentado. Quatro termopares em cada canal lateral e quatro no canal central, além de um termopar no bocal de entrada e outro no bocal de saída do elemento. Existem três termopares para medida de temperatura do revestimento e um para a temperatura do fluido em cada canal. Três séries de experimentos, para três configurações distintas, foram realizadas com o elemento combustível instrumentado. Em dois experimentos uma caixa de alumínio foi instalada ao redor do núcleo para reduzir o escoamento transverso entre os elementos combustíveis e medir o impacto na temperatura das placas externas. Dada a tamanha quantidade de informações obtidas e sua utilidade no projeto, melhoria e capacitação na construção, montagem e fabricação de elementos combustíveis instrumentados, este projeto constitui um importante marco no estudo de núcleos de reatores de pesquisa. As soluções propostas podem ser amplamente utilizadas para outros reatores de pesquisa.

Efeito da corrosão do chapeamento do fundo do casco sobre a confiabilidade estrutural de navios.

A engenharia é a ciência que transforma os conhecimentos das disciplinas básicas aplicadas a fatos reais. Nosso mundo está rodeado por essas realizações da engenharia, e é necessário que as pessoas se sintam confortáveis e seguras nas mesmas. Assim, a segurança se torna um fator importante que deve ser considerado em qualquer projeto. Na engenharia naval, um apropriado nível de segurança e, em consequência, um correto desenho estrutural é baseado, atualmente, em estudos determinísticos com o objetivo de obter estruturas capazes de suportar o pior cenário possível de solicitações durante um período de tempo determinado. A maior parte das solicitações na estrutura de um navio se deve à ação da natureza (ventos, ondas, correnteza e tempestades), ou, ainda, aos erros cometidos por humanos (explosões internas, explosões externas e colisões). Devido à aleatoriedade destes eventos, a confiabilidade estrutural de um navio deveria ser considerada como um problema estocástico sob condições ambientais bem caracterizadas. A metodologia probabilística, baseada em estatística e incertezas, oferece uma melhor perspectiva dos fenômenos reais que acontecem na estrutura dos navios. Esta pesquisa tem como objetivo apresentar resultados de confiabilidade estrutural em projetos e planejamento da manutenção para a chapa do fundo dos cascos dos navios, as quais são submetidas a esforços variáveis pela ação das ondas do mar e da corrosão. Foram estudados modelos estatísticos para a avaliação da estrutura da viga-navio e para o detalhe estrutural da chapa do fundo. Na avaliação da estrutura da viga-navio, o modelo desenvolvido consiste em determinar as probabilidades de ocorrência das solicitações na estrutura, considerando a deterioração por corrosão, com base numa investigação estatística da variação dos esforços em função das ondas e a deterioração em função de uma taxa de corrosão padrão recomendada pela DET NORSKE VERITAS (DNV). A abordagem para avaliação da confiabilidade dependente do tempo é desenvolvida com base nas curvas de resistências e solicitações (R-S) determinadas pela utilização do método de Monte Carlo. Uma variação estatística de longo prazo das adversidades é determinada pelo estudo estatístico de ondas em longo prazo e ajustada por uma distribuição com base numa vida de projeto conhecida. Constam no trabalho resultados da variação da confiabilidade ao longo do tempo de um navio petroleiro. O caso de estudo foi simplificado para facilitar a obtenção de dados, com o objetivo de corroborar a metodologia desenvolvida.

Mechanical Properties and Durability of CNT Cement Composites

In the present paper, changes in mechanical properties of Portland cement-based mortars due to the addition of carbon nanotubes (CNT) and corrosion of embedded steel rebars in CNT cement pastes are reported. Bending strength, compression strength, porosity and density of mortars were determined and related to the CNT dosages. CNT cement paste specimens were exposed to carbonation and chloride attacks, and results on steel corrosion rate tests were related to CNT dosages. The increase in CNT content implies no significant variations of mechanical properties but higher steel corrosion intensities were observed.

Chloride resistance and durability of cement paste and concrete containing metakaolin

Metakaolin (MK), a calcined clay, was included as a partial cement replacement material, at up to 20% by weight of binder, in cement pastes and concrete, and its influence on the resistance to chloride ingress investigated. Reductions in effective chloride diffusion coefficients through hardened cement paste were obtained for binary blends and by combining OPC, MK and a second cement replacement material of pulverised fuel ash or ground granulated blast furnace slag. Steady state oxygen diffusion measurements through hardened cement pastes measured using an electrochemical cell showed that the interaction between charged species and the pore surfaces is a major factor in determining chloride diffusion rate. Rheology of the binder, particularly at high MK replacement levels, was found to have a dramatic influence on the diffusion performance of cement pastes. It was concluded that plasticising admixtures are essential for adequate dispersion of MK in cement pastes. Chloride concentration profile analysis of the concrete cylinders, exposed to sodium chloride solution for one year, was employed to obtain apparent chloride diffusion coefficients for concrete specimens. MK was found to reduce the depth of chloride penetration into concrete when compared with that of unblended mixes. Corrosion rate and corrosion potential measurements were taken on steel bars embedded in concrete exposed to a saline environment under conditions of cyclic wetting and drying. The initiation time for corrosion was found to be significantly longer for MK blended mixes than for plain OPC systems. The aggregate-paste interfacial zone of MK blended systems was investigated by steady state diffusion of chloride ions through mortar containing glass beads as model aggregate. For the model aggregate specimens tested the work confirmed the hypothesis that properties of the bulk paste are the controlling factors in ionic diffusion through mortar.

An Investigation on Biocompatibility of Bio-Absorbable Polymer Coated Magnesium Alloys

Advances in biomaterials have enabled medical practitioners to replace diseased body parts or to assist in the healing process. In situations where a permanent biomaterial implant is used for a temporary application, additional surgeries are required to remove these implants once the healing process is complete, which increases medical costs and patient morbidity. Bio-absorbable materials dissolve and are metabolized by the body after the healing process is complete thereby negating additional surgeries for removal of implants. Magnesium alloys as novel bio-absorbable biomaterials, have attracted great attention recently because of their good mechanical properties, biocompatibility and corrosion rate in physiological environments. However, usage of Mg as biodegradable implant has been limited by its poor corrosion resistance in the physiological solutions. An optimal biodegradable implant must initially have slow degradation to ensure total mechanical integrity then degrade over time as the tissue heals. The current research focuses on surface modification of Mg alloy (MZC) by surface treatment and polymer coating in an effort to enhance the corrosion rate and biocompatibility. It is envisaged that the results obtained from this investigation would provide the academic community with insights for the utilization of bio-absorbable implants particularly for patients suffering from atherosclerosis. The alloying elements used in this study are zinc and calcium both of which are essential minerals in the human metabolic and healing processes. A hydrophobic biodegradable co-polymer, polyglycolic-co-caprolactone (PGCL), was used to coat the surface treated MZC to retard the initial degradation rate. Two surface treatments were selected: (a) acid etching and (b) anodization to produce different surface morphologies, roughness, surface energy, chemistry and hydrophobicity that are pivotal for PGCL adhesion onto the MZC. Additionally, analyses of biodegradation, biocompatibility, and mechanical integrity were performed in order to investigate the optimum surface modification process, suitable for biomaterial implants. The study concluded that anodization created better adhesion between the MZC and PGCL coating. Furthermore, PGCL coated anodized MZC exhibited lower corrosion rate, good mechanical integrity, and better biocompatibility as compared with acid etched.

Resistance of an epoxy coating with an organic inhibitor to cathodic disbondment in sea water

In this study, the effect of anti-corrosion inhibitor addition to epoxy coating, on the disbanding rate was evaluated. First to determination of mechanism, the bare steel substrates were immersed in the 3.5% NaCl solution and the solution containing 1 mM anti corrosion. The Electrochemical Impedance Spectroscopy was performed after 5 and 24 hour. The results indicated a lower corrosion rate in the presence of inhibitor. During the time, charge transfer resistance, was decreased for the substrates immersed in NaCl solution, and increased for the substrates immersed in NaCl solution containing 1 mM anti corrosion. This result can be related to more stability of corrosion products in presence of anti-corrosion and film formation. The coated substrates, with four different concentration of anticorrosion in coating, were protected under -1.2 voltage in the 3.5% NaCl solution. After 12 and 24 hour, the EIS test and disbanding area measurement, were evaluate. The lower disbanding rate, more charge transfer resistance and less double layer capacitance for the coating containing 0.75w% inhibitor, were observed. The result of Pull-off test after 1 day immersion in 3.5% NaCl solution, showed more wet adhesion for the coating containing 0.75w% inhibitor. The images of FE-SEM electron microscope and surface analyses EDX on the coated substrate after disbanding and the bare substrate immersed in 3.5w% NaCl containing 1 mM inhibitor, were proved the formation of stabilized film.

Avaliação do efeito de particulados sólidos na eficiência de um inibidor de corrosão recomendado para meios salinos com CO2

The main problem on the exploration activity on petroleum industry is the formation water resulted on the fields producing. The aggravating of this problem is correlated with the advancing technologies used on the petroleum extractions and on its secondary approach objecting the reobtainment of this oil. Among the main contaminants of the water formation are corrosives gases such as: O2, CO2 and H2S, some solids in suspension and dissolved salts. Concerning to those gases the CO2 is the one that produce significant damage for carbon steel on corrosion process of the petroleum and gas industries. Corrosion inhibitors for carbon steel in formation water is one of the most used agents in control of those damages. In this context, the poor investigations of carbon steel corrosion proceeding from solids in suspension is an opened field for studies. On this work the inhibitor effect of the commercial CORRTREAT 703 was evaluated on some specific solids in suspension at saline medium containing 10.000 ppm of de-aerated chloride using CO2 until non oxygen atmosphere been present. For that, quartz, calcium carbonate, magnetite and iron sulphide were subjected to this investigation as the selected solids. The effect of this inhibitor on corrosion process correlated with those specific solids, was measured using electrochemical (resistance of linear polarization and galvanic pair) and gravimetrical techniques. During all the experimental work important parameters were monitored such as: pH, dissolved oxygen, temperature, instantaneous corrosion rate and galvanic current. According to the obtained results it was proved that the suspension solids calcium carbonate and iron sulphide decrease the corrosion process in higher pH medium. Meanwhile the quartz and magnetite been hardness increase corrosion by broking of the passive layer for erosion. In the other hand, the tested inhibitor in concentration of 50 ppm, showed to be effective (91%) in this corrosion process