PT2231892T - Aço resistente à corrosão para aplicações marítimas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "AÇO RESISTENTE À CORROSÃO PARA APLICAÇÕES MARÍTIMAS"

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se geralmente a aços resistentes à corrosão e produtos desses aços. A invenção refere-se especialmente, mas não exclusivamente, a aços resistentes à corrosão para produtos para utilização em aplicações marítimas. Estes produtos incluem nomeadamente estaca-prancha, estacas de suporte, paredes combinadas, etc., que são submersos em água.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Estacas-prancha em aço têm sido usadas desde o início do século 20 na construção de cais e portos, eclusas e molhes, proteção de margens bem como escavações em terra e na água, e, em geral trabalhos de escavação para pilares de pontes, muros de contenção, estruturas de fundações, etc.

Para além de paredes simples de estaca-prancha, estacas-prancha podem ser facilmente utilizadas como chapas de enchimento entre escoramento para erguer paredes combinadas (ou "combi-walls") , para a construção de paredes profundas de cais com elevada resistência ao encurvamento. Escoras são tipicamente traves de flange ou tubos soldados formados a frio. As chapas de enchimento são ligadas às escoras por barras interligadas (conectores). O design de uma parede de estaca-prancha e mais geralmente de uma parede combinada de aço é regido pelas cargas que nelas agem, as quais incluem forças aplicadas por solos, água e sobrecargas de superfície. 0 desempenho mecânico dos elementos estruturais como estacas-prancha e tubos é consequentemente um parâmetro principal.

Outro aspeto essencial a ser considerado num design de parede combinada é a durabilidade. A vida útil de estruturas de estaca-prancha será claramente influenciada de forma significativa por fatores ambientais. Aqueles que trabalham num ambiente marítimo sabem que a corrosão é um dos fatores mais importantes a considerar na vida a longo prazo de uma estrutura.

De facto, os cloretos que se encontram em ambientes marítimos estimulam o processo de corrosão e são a razão principal para os ataques mais agressivos ao aço. Vento e ondas unem-se para fornecer oxigénio e humidade para uma reação eletroquímica e a abrasão pode remover qualquer película protetora de ferrugem. Pode, contudo, ser notado que nem todos os ambientes de água do mar são perigosamente agressivos para aço, e nem todas as zonas ao longo da altura da estrutura de estacas são atacadas à mesma taxa.

De facto, a parte marítima da parede de estaca-prancha é exposta a seis "zonas" - atmosférica, rebentação, maré, maré baixa, imersão e solo. A taxa de corrosão em cada uma destas zonas varia consideravelmente. Geralmente, a experiência mostrou que estacas-prancha de aço em ambientes marítimos costeiros têm as taxas de corrosão mais altas nas zonas de rebentação (imediatamente acima da maré alta média) e maré baixa, taxas de corrosão nas áreas atmosféricas e do solo são consideradas insignificantes em tais estruturas de estacas.

Os efeitos da corrosão em ambientes marítimos podem ser acautelados por uma reserva sacrificial de aço e/ou métodos protetores (pintura, proteção catódica). Contudo, uma pintura protetora ou camada de cimento só pode ser aplicada nas zonas não submersas da estrutura de aço. A adição de certos elementos de liga a aço de carbono proporciona igualmente desempenhos melhorados em certos ambientes. Já desde 1913 que trabalhos experimentais levados a cabo pela indústria siderúrgica indicam que pequenas quantidades de cobre melhoram a resistência à corrosão atmosférica do aço de carbono.

Nos anos 60 foi desenvolvido a assim designada qualidade "Mariner", que é hoje em dia uma alternativa sobejamente conhecida ao aço de carbono para estacas-prancha para ambientes marítimos. O Standard ASTM A690 dá a composição química desta elevada resistência, aço de baixa liga (HSLA), que contém níveis mais elevados de cobre (0,08-0,11 wt.%), níquel (0,4-0,5 wt.%) e fósforo (0,08-0,11 wt.%) do que aços de carbono estruturais típicos. Testes indicaram uma resistência à corrosão substancialmente melhorada à corrosão por água do mar na zona de rebentação de estruturas marítimas expostas do que aços de carbono estruturais típicos.

Igualmente interessados pela corrosão em ambiente marítimo, Corus UK, Ltd. depositaram um pedido de patente em 12.09.2002, publicado como GB 2 392 919, referindo-se a um aço resistente à corrosão CrAlMo para a produção de estacas-prancha para aplicações marítimas. É divulgada a seguinte composição de aço (por percentagem de peso): carbono 0,05 -0,25; silício até 0,60; manganês 0,80 - 1,70; crómio 0,75 -1,50; molibdénio 0,20 - 0,50; alumínio 0,40 - 0,80; titânio até 0,05; fósforo até 0,045; enxofre até 0,045; ferro remanescente e incidental e/ou impurezas residuais. O objetivo seguido por Corus era o de fornecer um aço resistente à corrosão soldável, que seja especialmente resistente à água do mar, e possuindo as seguintes propriedades mecânicas: - tensão de cedência mínima de cerca de 355 MPa; - resistência à tração mínima de cerca de 480 MPa; - energia de impacto Charpy mínima absorvida de 27 J a uma temperatura de teste de 0°C.

Infelizmente, este aço CrAlMo concebido para produtos de estaca-prancha nunca foi fabricado à escala industrial devido a dificuldades iniciais enfrentadas no processo de fundição contínuo bem como algumas propriedades mecânicas insuficientes. Para além disso, resultados de testes conhecidos do presente requerente no aço acima não permitiram alcançar os alegados desempenhos mecânicos. Em especial, o aço CrAlMo acima mostrou pouca robustez e ductilidade.

Deve ser notado que uma variedade de estudos e testes foram levados a cabo no passado para determinar os efeitos de elementos de liga nas propriedades anticorrosão de aços de baixa liga. Enquanto na generalidade os autores de tais estudos tenham observado algumas tendências no efeito de um determinado elemento de liga, relativamente a uma dada zona de corrosão e num dado período de tempo, as conclusões foram sempre moderadas. Para além disso, existem muitos resultados contraditórios.

Como regra geral, deve ser mantido presente que a relação entre propriedades anticorrosão do aço em ambiente marítimo e elementos de liga é consideravelmente diferente com a variação de ambiente marítimo. Como é conhecido da técnica, o efeito do mesmo elemento de liga na anticorrosão do aço nas zonas de rebentação e imersão pode ser claramente diferente. Com efeito, um dado elemento de liga pode melhorar a resistência à corrosão do aço numa zona, mas não noutra zona, ou mesmo acelerar a taxa de corrosão nessa outra zona. Para além disso, foi observado que se um aumento no crómio, por exemplo, pode inicialmente melhorar a resistência à corrosão, após um determinado período de tempo a situação pode ser revertida. Igualmente, alguns efeitos sinérgicos podem existir entre elementos de liga, tal efeito sinérgico dependendo naturalmente das concentrações mas geralmente não variando linearmente com as concentrações.

Outro tipo de corrosão às quais estruturas metálicas podem estar sujeitas é a denominada "corrosão galvânica". Corrosão galvânica é definida como a corrosão acelerada de um metal devido a contacto elétrico com um metal mais passivo num eletrólito. A condutividade elétrica mais elevada da água do mar facilita este tipo de corrosão entre dois tipos de metais que se podem encontrar numa estrutura metálica. Consequentemente, aquando da conceção de paredes combinadas, deve evitar-se a ligação entre elementos estruturais de aço de carbono e outros feitos de aço de micro-ligas.

Mais recentemente, foi chamada a atenção para uma fonte de corrosão adicional geralmente designada por corrosão microbiologicamente influenciada (MIC). Com efeito, foi recentemente provado que tal tipo de corrosão localizada ocorria na zona de maré baixa de estruturas de aço em ambiente marítimo. Este fenómeno é conhecido por Corrosão

Acelerada de Maré Baixa (ALWC) e é responsável por taxas de corrosão extremamente elevadas. 0 acima sugere que devem ser considerados numerosos fatores na construção de paredes combinadas em ambientes marítimos. Os aços selecionados para os diferentes elementos estruturais devem responder aos desempenhos mecânicos requeridos, mas ao mesmo tempo é recomendável que o aço apresente resistência melhorada à corrosão de água do mar.

Embora a adição de certos elementos de liga possa ser útil para melhorar a resistência à corrosão, não deve comprometer os desempenhos mecânicos. A ligação de aço de carbono deve assim ser cuidadosamente efetuada para atingir a resistência e robustez pretendidas, aumentar a resistência à corrosão em uma ou mais zonas sem acelerar a corrosão nas outras, e tendo em consideração a soldabilidade e questões de custo.

Na prática, embora a corrosão aguda do aço em ambientes marítimos venha sendo uma preocupação desde os anos 50, tem de ser notado que a grande maioria de estacas-prancha e tubos para utilização em ambiente marítimo atualmente fabricados são feitos de aço de carbono simples. JP 2007-197757 descreve um aço para chapas com resistência à corrosão atmosférica nas aberturas. O aço tem como base uma combinação de Al e Cr (em proporções específicas), juntamente com uma quantidade sinergicamente eficaz de Cu. JP-2001-032035 diz respeito a aço estrutural com uma estrutura de ferrite específica. Cu, Ni e Cr são mencionados como elementos que melhoram a resistência à corrosão em água do mar.

OBJETO DA INVENÇÃO

Um objeto da presente invenção é fornecer um aço resistente à corrosão que fornece especialmente resistência melhorada à corrosão da água do mar e proporciona desempenhos mecânicos adequados aos produtos de aço relacionados para construção de paredes combinadas e outras estruturas em ambiente marítimo.

RESUMO DA INVENÇÃO A presente invenção de facto deriva da ideia de que, para aumentar a vida útil e simplificar a manutenção de estruturas de estaca-prancha e mais em geral paredes combinadas de aço em ambiente marítimo, seria vantajoso dispor de uma única composição (química) de aço adequada para o fabrico de diferentes elementos estruturais. Nesta ligação é relembrado que paredes combinadas são convencionalmente fabricadas de tubos e estacas-prancha obedecendo a diferentes standards o que implica requisitos variáveis nas composições químicas dos elementos estruturais.

Usar um mesmo aço para fabricar os elementos estruturais como tubos ou traves de flange larga, estacas-prancha e conectores de uma parede combinada diminui os problemas associados à corrosão galvânica entre membros estruturais ligados. Para além disso, a corrosão progredirá uniformemente através da estrutura, para as mesmas zonas.

Ainda a respeito da manutenção, os presentes inventores pretenderam desenvolver uma composição de aço apresentando pelo menos resistência melhorada à corrosão na zona de imersão. Tal foi decidido de forma a facilitar a manutenção de paredes combinadas ou paredes de estaca-prancha. Com efeito, a manutenção de regiões submersas de estruturas de aço é obviamente menos conveniente que para a zona atmosférica ou de rebentação, estando a zona submersa sempre debaixo de água.

Uma dificuldade no desenvolvimento de tal aço é assim a soma dos parâmetros que têm de ser tidos em conta, adicionada ao facto de que estacas-prancha e tubos terem diversas proveniências de fabrico, cada um com os seus métodos de fabrico, instalações e know-how, em particular no que respeita às composições de aço com que podem lidar. Durante o desenvolvimento da presente invenção, os inventores tiveram em conta numerosos parâmetros: desempenho mecânico (força e robustez, microestrutura); resistência à corrosão, especialmente a água do mar na zona submersa; soldabilidade; viabilidade industrial, considerando que a composição do aço tem de ser adequada para utilização em rotas de produção para produtos longos e planos; e por último, mas não menos importante, custo.

De acordo com a presente invenção, é proposto um aço, que consiste em ferro e, por percentagem de peso:

Carbono: 0,05 a 0,20;

Silício: 0,15 a 0,55;

Manganês: 0,60 a 1,60;

Crómio: 0,75 a 1,50;

Alumínio: 0,40 a 0,80;

Nióbio e/ou vanádio: 0,01 < [Nb] + [V] < 0,60;

Enxofre: até 0,045; Fósforo até 0,045; opcionalmente: até 0,15 wt.% molibdénio, preferencialmente até 0,10 wt.%, e/ou até 0,05 wt.% titânio Ferro remanescente e impurezas incidentais e/ou residuais.

Deve ser apreciado que o aço de micro-ligas da invenção possui uma resistência melhorada à corrosão, especialmente a água do mar, em relação a aço de carbono convencional, i.e. a taxa de corrosão na zona de imersão é reduzida. Resistência melhorada à corrosão na zona de imersão é especialmente vantajosa uma vez que as regiões submersas não podem ser protegidas por um revestimento de tinta ou cimento.

Embora não pretendendo ser limitada à teoria, deve ser notado que resistência melhorada à corrosão resulta de uma camada aderente e compacta formada nas zonas submersas e de maré baixa. Esta camada é enriquecida em elementos de micro-ligas e funciona como uma barreira para oxigénio, necessário para que ocorra corrosão uniforme.

Deve igualmente ser apreciado que a presente composição de aço possui resistência melhorada à corrosão a MIC, especialmente ALWC.

Uma vez que as paredes combinadas são introduzidas no solo com recurso a um martelo de impacto ou um bate-estacas vibratório, os vários componentes devem resistir às pressões geradas durante a instalação. Nesta ligação, deve ser apreciado que um aspeto vantajoso adicional do presente aço é a robustez e ductilidade a elevado nível de pressão (traduzida pelo alongamento na fratura A).

Esta resistência melhorada à corrosão não sacrifica os desempenhos mecânicos, uma vez que os seguintes desempenhos podem ser obtidos: - tensão de cedência mínima de cerca de 355 Mpa para estacas-prancha e 400 Mpa para tubos; e - resistência à tração mínima de cerca de 480 Mpa para estacas-prancha e 500 Mpa para tubos.

Para além disso, uma resistência à fratura mínima de 27J a 0°C pode ser assegurada com a presente composição.

Como tal, o presente aço permite o fabrico de estacas-prancha (nomeadamente escoras U, Z ou H) e conectores possuindo pelo menos desempenhos mecânicos de uma qualidade S355GP de acordo com ο EN10248-1. Permite igualmente o fabrico de tubos possuindo pelo menos desempenhos mecânicos da qualidade S420MH do EN10219-1 ou X60 dos standards API 5L.

As concentrações preferidas (wt.%) de cada um dos elementos de liga acima são: Carbono: 0,06 a 0,10; Silício: 0,16 a 0,45; Manganês: 0,70 a 1,20; Crómio: 0,80 a 1,20; Alumínio: 0,40 a 0,70; Nióbio e/ou vanádio: 0,01 < [Nb] + [V] <_ 0,20; Enxofre: até 0,008, Fósforo: até 0,020.

Embora não pretendendo ser limitadas à teoria, podem ser dadas algumas explicações quanto à seleção de alguns elementos e suas respetivas quantidades. A presente composição de aço tem como base o efeito sinérgico do Cr e Al que melhora a resistência à corrosão na zona submersa. É igualmente considerado que estes elementos de liga são particularmente eficientes contra a ALWC.

Como é conhecido o crómio contribui para a robustez mas é principalmente utilizado aqui para resistir à corrosão da água do mar. Considera-se que níveis mais elevados de Cr conduzem à inversão do seu efeito, e a quantidade de Cr foi selecionada tendo em conta os outros elementos, especialmente Al. Um intervalo de 0,75 a 1,5 wt.% foi assim selecionado.

Enquanto na maioria das indústrias produtoras de aço o alumínio é usado em pequenas quantidades (até 0,05 wt.%) para fins de desoxidação, o alumínio é aqui um elemento de liga principal com crómio. 0 intervalo mais elevado selecionado de 0,40 a 0,80 wt.% proporciona o efeito sinérgico pretendido com crómio que permite uma resistência melhorada à corrosão da água do mar e biocorrosão que o aço de carbono.

Um conteúdo mínimo de carbono de 0,05 wt.% foi selecionado para assegurar a robustez adequada. O limite superior de carbono foi fixado em 0,20 wt.% para soldabilidade melhorada do aço.

Manganês é conhecido por ser um elemento de reforço de solução sólida. Um intervalo de 0,60 a 1,60 wt.% foi selecionado como compromisso entre robustez, temperabilidade e tenacidade. A adição de nióbio e/ou vanádio causa endurecimento por precipitação e fortalecimento do grão, e permite atingir um limite de elasticidade mais elevado no estado laminado a quente. Nb ou V podem ser adicionados isoladamente. A utilização combinada de V e Nb nos aços com baixos conteúdos de carbono (especialmente abaixo de 0,10 wt.%) reduz a quantidade de perlite e melhora a tenacidade, ductilidade e soldabilidade.

Pode ser opcionalmente adicionado molibdénio ao presente aço. Uma adição de Mo pode proporcionar robustez melhorada. Não obstante, uma quantidade demasiado elevada de Mo pode ser problemática na produção industrial de paredes combinadas. Para além disso, o efeito do Mo não foi considerado como sendo particularmente eficiente relativamente ao melhoramento da resistência à corrosão na zona submersa. Como tal, a concentração de Mo pode ser até 0,15% wt.%, preferencialmente entre 0,001 e 0,15 wt. % e é mais preferencialmente não superior a 0,10 wt.%.

Outro elemento de liga opcional é titânio, que permite precipitar N e S. Para evitar efeitos adversos, o limite superior preferido de Ti é definido para 0,05 wt.%, preferencialmente com um limite inferior de 0,001 wt.%.

Nesta ligação, para um aspeto melhorado de acabamento de produtos (laminados) longos fabricados com o presente aço, o conteúdo de azoto é preferencialmente controlado para não exceder 0,005 wt.%, mais preferencialmente 0,004 wt.%. Isto minimiza a precipitação de nitretos de alumínio que se podem formar durante a fundição contínua e pode conduzir, em algumas circunstâncias, a imperfeições na superfície. Como é conhecido dos peritos na técnica, podem ser tomadas diversas medidas para evitar/limitar esse efeito do azoto, combinando N com elementos adicionais conhecidos (Ti, Nb e V possuem uma afinidade particular para azoto), e/ou tomando as medidas adequadas durante a fundição contínua (p. ex. fluxo protegido, etc.). Aço e produtos de aço de acordo com a presente invenção podem ser fabricados com recurso a técnicas convencionais de produção de aço (forno de cuba/alto-forno, conversor a oxigénio, ou forno de arco elétrico) e transformação (p. ex. laminação a quente, perfilagem a frio).

Deve ser entendido que a natureza e nível de impurezas no aço dependerão da rota de produção do aço. Enquanto o aço com origem em alto-forno é bastante puro, estacas-prancha são frequentemente fabricadas com aço com origem em fornos de arco elétrico (i.e. de sucata) . Neste último caso, elementos como cobre, níquel ou estanho, podem estar presentes como elementos residuais em níveis relativamente elevados, como é conhecido dos peritos na técnica.

Para soldabilidade melhorada, o valor equivalente de carbono (CEV) deve ser preferencialmente inferior a 0,43, sendo o CEV calculado de acordo com a fórmula seguinte:

A composição de aço da invenção permite fabricar aços com uma microestrutura compreendendo principalmente ferrite e perlite. De preferência, especialmente para estacas-prancha laminadas a quente, a microestrutura consiste em ferrite (fase principal) e perlite, p. ex. numa proporção de 4:1.

Quando comparado com o aço CrAlMo descrito na GB 2 392 919, o presente aço pode ser fabricado industrialmente e possui desempenhos mecânicos superiores. Em particular, possui uma ductilidade considerável a alta pressão (expressa pelo alongamento em ensaio de tração), como requerido pelos modernos métodos de conceção (com base no Estado Limite Último). O presente inventor desenvolveu um aço possuindo desempenhos mecânicos melhorados com boa resistência à corrosão utilizando Al e Cr como elementos de liga principais, enquanto GB 2 392 919 insiste na utilização dos três elementos de liga Cr, Al e Mo, o último sendo adicionado para robustez e resistência à corrosão.

Em particular, o presente inventor verificou que o molibdénio não é necessário para obter os desempenhos pretendidos, um conteúdo demasiado elevado de molibdénio conduzindo até a heterogeneidades na microestrutura (desenvolvimento de bainita) e problemas no laminador. A utilização de molibdénio aumenta os custos de produção. A presente invenção diz igualmente respeito a produtos de aço, produtos de aço intermediário e estruturas de aço feitas do aço acima. Quando a estruturas de aço tais como paredes combinadas ou paredes de estaca-prancha, todos os elementos de aço individuais são feitos de um aço em linha com os intervalos acima prescritos, e preferencialmente com a mesma composição (i.e. com substancialmente as mesmas concentrações para cada elemento de liga).

Exemplos:

Diversas composições do presente aço foram testadas em laboratório para imitar a viabilidade de uma estaca-prancha industrial. Laminação a quente em laboratório foi levada a cabo com amostras de aço usando parâmetros de laminação habituais usados na fábrica (temperatura, redução).

Amostras com uma composição de aço como indicado na Tabela 1 (remanescentes sendo aço e impurezas incidentais e/ou residuais) abaixo foram fabricadas no laboratório. Os desempenhos mecânicos destas amostras foram então testados de modo a serem comparados aos requisitos dos standards. As amostras B119, B121 e B123 foram sujeitas a laminação a quente de estaca-prancha em laboratório. A amostra B125 foi sujeita a simulação de produção de chapa de aço laminada.

Tabela 1

A Tabela 2 por sua vez mostra os desempenhos mecânicos resultantes das amostras testadas, bem como os valores prescritos pelos standards relevantes (os standards atuais não prescrevem valores de resistência ao impacto). Como pode ser visto, as amostras B119, B121 e B123 apresentam respetivos limite de elasticidade (Rp0.2), resistência à tração (TS), e valores de alongamento excedendo os prescritos para uma qualidade S355GP do Standard Europeu de estaca-prancha . A amostra B125 representando um tubo de aço no teste exibe igualmente propriedades mecânicas excedendo as dos níveis X60 e S420MH (com espessura de parede entre 16 e 40mm) para tubos de aço soldados. Deve ser notado que para todas as amostras a ductilidade, indicada pelo alongamento A, é significativamente acima do valor prescrito.

Tabela 2

Ensaios Industriais

Foram igualmente levados a cabo testes a nível industrial, tanto para estacas-prancha como para tubos. Dois ensaios são aqui relatados abaixo para estacas-prancha sob as referências AZ18 e AZ26. Placas foram produzidas por fundição contínua. Estacas-prancha de perfil em Z (AZ18 e AZ26) foram então laminadas a quente a partir de placas obtidas num laminador a quente industrial. Análises ao aço nos produtos são relatadas na Tabela 3 abaixo (remanescente sendo ferro e impurezas incidentais e/ou residuais).

Tabela 3

Os desempenhos mecânicos destas estacas-prancha são resumidos na tabela 4 (limite de elasticidade - ReH, resistência à tração - Rm, e alongamento-A5d) abaixo, onde e indica a espessura da teia. Para cada estaca-prancha, foram testadas duas amostras da teia e flange. Para o teste de elasticidade, foram tiradas várias amostras e testadas a 0 e -20°C, o valor médio sendo indicado na última coluna.

Tabela 4

Como pode ser visto, estas estacas-prancha são, no que respeita a desempenhos mecânicos, substancialmente superiores aos requisitos da S355GP (EN 10248-1).

Como é conhecido da técnica, tubos soldados são fabricados de bobinas de aço. Bobinas possuindo a composição de aço da tabela 5 (remanescente sendo ferro e impurezas incidentais e/ou residuais) foram fabricadas sob condições industriais convencionais de produtos planos (fundição continua e laminação a quente), e submetidas a testes de tração e resistência à fratura; os resultados são relatados na tabela 6 (e sendo a espessura da chapa). Embora as amostras sejam tiradas de bobinas e não de um tubo soldado, é geralmente reconhecido na técnica que tais testes, todavia proporcionam uma boa indicação do desempenho mecânico de um tubo soldado, sendo a tensão de cedência e resistência à tração do tubo soldado ligeiramente inferiores (alguns MPa).

Tabela 5

Tabela 6

Novamente, os valores são claramente superiores aos requisitos do S420MH (EN 10219-1) ou X60. Os valores de resistência à fratura obtidos são dados para informação.

Por fim conectores tipo C foram produzidos industrialmente a partir de blocos com uma composição de aço como indicado na tabela 7 (remanescente Fe e impurezas incidentais e/ou residuais) e submetidos a ensaios mecânicos, que são relatados na tabela 8 abaixo.

Tabela 7

Tabela 8

Ensaios de corrosão

Testes iniciais de corrosão em laboratório usando uma simulação acelerada de corrosão indicou para todas as amostras uma resistência melhorada à corrosão da água do mar comparada ao aço de carbono convencional.

Foram levados a cabo ensaios adicionais em laboratório para simular corrosão em ambiente marítimo em estruturas de estacas. Amostras de aço foram expostas a um ambiente livre de bactérias, bem como a um com bactérias (reconhecidamente envolvidas na corrosão acelerada do aço) durante 15 semanas. Os parâmetros de teste foram selecionados para acelerar a corrosão de modo a observar o comportamento relativo da presente qualidade de aço quando comparada a estacas em aço de carbono tradicional bem como ao conhecido aço de qualidade marine da GB 2 392 919. Estes testes revelaram que o presente aço demonstra, em ambos os ambientes, um padrão de corrosão comparável ao do aço de qualidade marine da GB 2 392 919, ambos exibindo resistência melhorada à corrosão do que a do aço de carbono.

Para efeitos de conclusão, amostras de aço feitas do presente aço foram expostas num ambiente portuário nos níveis de maré baixa e imersão. Após 8 meses de exposição, medições de perda de massa confirmaram uma resistência melhorada à corrosão do presente aço quando comparado a aço de carbono convencional.

Das experiências acima deduz-se que o presente aço permite o fabrico dos vários componentes requeridos para uma parede combinada, nomeadamente estacas-prancha, tubos e conectores que apresentam desempenhos mecânicos superiores aos prescritos pelos standards relevantes e possuem uma resistência melhorada à corrosão em ambiente marítimo.

Nos exemplos acima, estacas-prancha e tubos foram produzidos com sucesso a partir do mesmo molde e como tal possuem uma composição química substancialmente idêntica. Tal evitará os efeitos da corrosão galvânica quando usados conjuntamente numa parede.

Lisboa, 26 de setembro de 2017

Claims (17)

REIVINDICAÇÕES

1. Um aço, para aplicações marítimas, consistindo em por percentagem de peso: Carbono: 0,05 a 0,20; Silício: 0,15 a 0,55; Manganês: 0,60 a 1,60; Crómio: 0,75 a 1,50; Alumínio: 0,40 a 0,80; Nióbio e/ou vanádio: 0,01 < [Nb] + [V] < 0,60; Enxofre: até 0,045; Fósforo até 0,045; Opcionalmente: até 0,15 wt.% molibdénio, preferencialmente até 0,10 wt.%, e/ou até 0,05 wt.% titânio; Ferro remanescente e impurezas incidentais e/ou residuais.

2. 0 aço de acordo com a reivindicação 1, em que o conteúdo de carbono é entre 0,06 e 0,10 wt.%.

3. O aço de acordo com as reivindicações 1 ou 2, em que o conteúdo de silício é entre 0,16 e 0,45 wt.%.

4. O aço de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, em que o conteúdo de manganês é entre 0,70 e 1,20 wt.%.

5. O aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o conteúdo de crómio é entre 0,80 e 1,20 wt.%.

6. 0 aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o conteúdo de alumínio é entre 0,40 e 0,70 wt.%.

7. O aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o conteúdo de nióbio e/ou vanádio é definido por: 0,01 _< [Nb] + [V] < 0,20 wt.%.

8. O aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o conteúdo de enxofre não é superior a 0,008 wt.%; e/ou o conteúdo de fósforo não é superior a 0,020 wt.%.

9. 0 aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, compreendendo não mais de 0,005 wt.% de azoto, preferencialmente não mais de 0,004 wt.%.

10. O aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, possuindo um valor equivalente de carbono (CEV) inferior a 0,43 como calculado de acordo com a fórmula:

11. O aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, possuindo no estado laminado a quente uma microestrutura compreendendo principalmente ferrite e perlite.

12. Produto de aço feito de um aço de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, especialmente uma estaca-prancha, uma trave de flange larga, um tubo soldado ou um conector.

13. Produto de aço intermediário tal como uma placa, bobina, viga ou bloco feito de um aço de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

14. Estrutura de aço tal como uma parede de estaca-prancha ou uma parede combinada compreendendo elementos estruturais feitos de um aço de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

15. Estaca-prancha laminada a quente feita de um aço de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, compreendendo uma microestrutura consistindo em ferrite e perlite.

16. Uma parede combinada de tubos e estacas-prancha ligados entre si por conectores, em que os referidos tubos, estacas-prancha e conectores são feitos de uma mesma composição de aço de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

17. Uso de um aço de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11 para aplicações marítimas. Lisboa, 26 de setembro de 2017