Title

ESTUDO DA CORROSÃO ELETROQUÍMICA DOS AÇOS CARBONO ASTM SA 516 Gr. 70, INOXIDÁVEL ASME SA 240 TP 317 L E AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX EM AMBIENTE DE H2SO4 0,5M

STUDY OF ELECTROCHEMICAL CORROSION OF CARBON STEEL ASTM SA 516 Gr 70, ASME SA 240 TP 317 STAINLESS STEEL STAINLESS LE DUPLEX IN ENVIRONMENT H2SO4 0,5 M

Authorship

Araújo, Carlos Roberto; Carneiro, José Rubens Gonçalves; França, André Bragança Carvalho; França, Gabriela Diniz; Figueiredo, Célia de Araújo; Lins, Vanessa Freitas de Cunha; Silva, Leonardo José Dutra

Araújo, Carlos Roberto

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Carneiro, José Rubens Gonçalves

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França, André Bragança Carvalho

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França, Gabriela Diniz

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Figueiredo, Célia de Araújo

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Lins, Vanessa Freitas de Cunha

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Silva, Leonardo José Dutra

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DOI

10.5151/2594-5327-23012

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Abstract

Os vasos de pressão são recipientes, que podem estar sujeitos à chama, e são feitos para armazenar fluidos sob pressão interna ou externa em diferentes temperaturas; são utilizados em indústrias químicas, petroquímicas, papel e celulose, dentre outras. Em geral, os vasos de pressão são construídos em aço carbono; entretanto, também podem ser usados os aços inoxidáveis na condição de cladeado por explosão ou laminação. A seleção do material se baseia em diversos parâmetros tais como fluido de trabalho, pressão, temperatura, e resistência ao meio corrosivo, tal como H2S(g), H2SO4(aq), H2(g), CO2(g), ao qual o material será exposto. O objetivo do presente trabalho é avaliar a resistência à corrosão dos aços carbono ASTM SA 516 Gr.70, inoxidável austenítico ASME SA 240 TP 317L e inoxidável duplex em solução aquosa 0,5 moℓ/L H2SO4, não aerado, à temperatura de 22 ºC. Foram realizados ensaios de levantamento de curva de evolução do potencial de corrosão com o tempo, curvas de polarização potenciodinâmica e diagramas de espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados experimentais obtidos pela espectroscopia de impedância eletroquímica evidenciam um controle cinético de transferência de elétrons como mecanismo de reação eletroquímica para o aço inoxidável ASME SA 240 TP 317L. Em relação ao aço carbono ASTM SA 516 Gr.70, o controle do processo corrosivo, também, é cinético com transferência de elétrons seguido de adsorção superficial; para o aço inoxidável duplex tem-se mecanismo de cinética de transferência de elétrons seguido de difusão iônica. A partir das curvas de polarização potenciodinâmica, foram obtidos valores de resistência a polarização (RP), potencial de corrosão (Ecorr) e taxa de corrosão (Rcorr) para os aços estudados. O aço inoxidável ASME SA 240 TP 317L e o aço inoxidável duplex mostraram-se resistentes ao meio corrosivo, adquirindo caráter passivo (de 0 a 950 mV), enquanto que o aço SA 516 Gr.70 apresenta pseudopassivação característica em solução 0,5 moℓ/L H2SO4.

Pressure vessels are containers for storing fluids under external or internal pressure at different temperatures, used in chemical, petrochemical, pulp and paper industries, among others. In general, the pressure vessels are made of carbon steel, however, stainless steel clad over carbon steel can also be used. Cladding can be done by explosive welding or roll welding. The material selection is based on various parameters such as working fluid, pressure, temperature, and resistance to corrosive environment to which the material is exposed as, for example, H2S(g), H2SO4(aq), H2(g), CO2(g). The objective of this study is to evaluate the corrosion resistance of carbon steel SA 516 Gr.70, austenitic stainless steel ASME SA 240 TP 317L and duplex stainless steel in non-aerated corrosive H2SO4 0,5 moℓ/L, containing natural dissolved oxygen. Electrochemical tests were carried out comprising open circuit potential measurements, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. The experimental results obtained by electrochemical impedance spectroscopy of stainless steel ASME SA 240 TP 317L showed a kinetic control of electron transfer in two-step mechanism for the electrochemical reaction. Regarding carbon steel SA 516 Gr.70, the control of the corrosion process is also kinetic electron transfer, but in a single step. From the polarization curves, the polarization resistance (RP), the corrosion potential (Ecorr) and the corrosion rate (Rcorr) were obtained for the studied steels. The stainless steel ASME SA 240 TP 317L stainless steel and duplex stainless steel proved resistant to the corrosive medium, acquiring passive character (0 to 950 mV), while the SA 516 Gr.70 steel corrodes continuously in the corrosive medium H2SO4 0.5 moℓ/L.

Keywords

Corrosão eletroquímica; Aço inoxidável austenítico; Aço carbono; Aço inoxidável duplex.

Electrochemical corrosion; Austenitic stainless steel; Carbon steel; Duplex stainless steel.