ESTUDO LABORATORIAL E EM CAMPO DA COMBINAÇÃO DOS MECANISMOS DE CORROSÃO GALVÂNICA ... · 2020....
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ESTUDO LABORATORIAL E EM CAMPO DA COMBINAÇÃO DOS MECANISMOS DE CORROSÃO GALVÂNICA E POR FRESTAS D.Sc. Juliano de Andrade - Institutos Lactec – Curitiba – Paraná - Brasil D.Sc. Heloisa Nunes da Motta - Institutos Lactec – Curitiba – Paraná - Brasil M.Sc. Camila Melo Pesqueira - Institutos Lactec – Curitiba – Paraná - Brasil Jean Gustavo de Andrade Ruthes - Institutos Lactec – Curitiba – Paraná - Brasil Eng. Luiz Fernando Cortez - Companhia Paranaense de Energia (COPEL) Curitiba – Paraná – Brasil Palavras-chave: corrosão galvânica; corrosão por frestas; sistema de resfriamento INSTITUTOS LACTEC II WORKSHOP DE CORROSÃO PARA O SETOR ELÉTRICO - II WCSE 2018 METODOLOGIA Em laboratório, foi estudada a influência dos íons cloreto e uma composição baseada na composição da água do sistema de resfriamento, exposta na Tabela 1. Em campo, foram realizadas medidas na entrada de água do sistema de resfriamento da usina. Corrosão por frestas Foram realizadas medidas de potencial de circuito aberto e voltametrias cíclicas em célula eletroquímica convencional de três eletrodos (eletrodo de referência de calomelano saturado e contra-eletrodo de carbono). Corrosão galvânica A passagem de corrente entre os eletrodos de naturezas distintas (AISI 304 e 316) foi medida através da técnica ZRA (Zero Resistance Ammeter). RESULTADOS As frestas favorecem o processo corrosivo, como indicado pelo deslocamento catódico do potencial de quebra de passivação, principalmente na presença de cloreto. Na corrosão galvânica, após 192 h de imersão, a solução 1 apresentou pequenas variações na corrente, indicando possível formação de pites metaestáveis. Porém, o contato elétrico entre as ligas distintas não implicou em taxas de corrosão relevantes. O potencial na combinação dos mecanismos se apresentou menos nobre, se comparado com a presença só de frestas. CONCLUSÕES As medidas de corrosão mostraram que a presença de frestas modifica efetivamente o mecanismo principal do ataque corrosivo. Por outro lado, o acoplamento das duas ligas distintas não implicou em taxas de corrosão relevantes. A combinação frestas + par galvânico, mostrou que a presença de frestas é mais significativa, mas o contato elétrico das ligas pode tornar o sistema mais instável. REFERÊNCIAS 1 ABDULSALAM, M. I. Corrosion Science, v. 47, p. 1336–1351, 2005. 2 YANG, Y.Z.; et.al. Corrosion Science, v. 76, p. 163–169, 2013. 3 HASAN, B. O. Journal of Petroleum Science and Engineering, v. 124, p. 137–145, 2014. 4 MOSHREFI, R. et al. Anti-Corrosion Methods and Materials, v.58, n.5, p.250–257, 2011. INTRODUÇÃO A corrosão é uma das fontes mais comuns de danos em equipamentos como os trocadores de calor presentes em termelétricas, podendo resultar em altos custos de manutenção, perda da eficiência energética e interrupção da produção. A degradação dos equipamentos pode ocorrer via diferentes mecanismos, dois exemplos bem comuns são a corrosão por frestas e galvânica. As frestas estão presentes em regiões de contato entre duas partes, como no caso de flanges, juntas e revestimentos. A abertura da fresta é estreita, causando uma restrição do transporte de massa, de forma que a troca de espécies entre as soluções dentro e fora da fresta é dificultada. 1,2 A corrosão galvânica é resultado do acoplamento de dois metais ou ligas distintos. Nesse caso, o metal ou a liga com o potencial mais negativo sofre dissolução anódica. Na superfície da liga mais positiva, esses elétrons em excesso são consumidos por uma reação catódica. 3,4 O objetivo deste trabalho foi estudar isoladamente a corrosão por frestas, galvânica e a combinação destas duas nos aços inoxidáveis AISI 304 e 316 em meio contendo cloreto e próximo ao sistema de resfriamento da Usina Elétrica a Gás de Araucária. NaCl/ppm NH 3 /ppm Na 2 SO 4 /ppm Solução 1 500 - - Solução 2 500 24 600 Tabela 1: Concentrações das espécies químicas das soluções de trabalho. Figura 1: Eletrodo chapa-arruela para teste de corrosão por frestas e corrosão galvânica + frestas . Figura 2: Célula para medidas de corrosão galvânica. Figura 4: Curvas de corrente que circulam pelas placas de aços inoxidáveis 304 e 316 durante medidas de corrosão galvânica na solução 1, à esquerda e solução 3, à direita. Figura 3: Voltametrias de eletrodos de aço inoxidável 304 sem e com frestas, na solução 1 à esquerda e solução 3 à direita. Figura 5: Potencial do eletrodo de aço inoxidável 304 e 316 em contato galvânico com frestas em campo, à esquerda e em laboratório, à direita.
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ESTUDO LABORATORIAL E EM CAMPO DA COMBINAÇÃO DOS MECANISMOS DE
CORROSÃO GALVÂNICA E POR FRESTASD.Sc. Juliano de Andrade - Institutos Lactec – Curitiba – Paraná - Brasil
D.Sc. Heloisa Nunes da Motta - Institutos Lactec – Curitiba – Paraná - Brasil
M.Sc. Camila Melo Pesqueira - Institutos Lactec – Curitiba – Paraná - Brasil
Jean Gustavo de Andrade Ruthes - Institutos Lactec – Curitiba – Paraná - Brasil
Eng. Luiz Fernando Cortez - Companhia Paranaense de Energia (COPEL) Curitiba – Paraná – Brasil
Palavras-chave: corrosão galvânica; corrosão por frestas; sistema de resfriamento
INSTITUTOS LACTEC
II WORKSHOP DE CORROSÃO PARA O SETOR ELÉTRICO - II WCSE 2018
METODOLOGIA
Em laboratório, foi estudada a influência dos íons cloreto e umacomposição baseada na composição da água do sistema deresfriamento, exposta na Tabela 1.
Em campo, foram realizadas medidas na entrada de água do sistema deresfriamento da usina.
Corrosão por frestas
Foram realizadas medidas de potencial de circuito aberto e voltametriascíclicas em célula eletroquímica convencional de três eletrodos(eletrodo de referência de calomelano saturado e contra-eletrodo decarbono).
Corrosão galvânica
A passagem de corrente entre os eletrodos de naturezas distintas (AISI304 e 316) foi medida através da técnica ZRA (Zero ResistanceAmmeter).
RESULTADOS
As frestas favorecem o processo corrosivo, como indicado pelo deslocamento catódico do potencial de quebra de passivação, principalmente na presença de cloreto.Na corrosão galvânica, após 192 h de imersão, a solução 1 apresentou pequenas variações na corrente, indicando possível formação de pites metaestáveis. Porém, o contato elétrico entre as ligas distintas não implicou em taxas de corrosão relevantes. O potencial na combinação dos mecanismos se apresentou menos nobre, se comparado com a presença só de frestas.
CONCLUSÕES
As medidas de corrosão mostraram que a presença de frestas modifica efetivamente o mecanismo principal do ataque corrosivo. Por outro lado, o acoplamento das duas ligas distintas não implicou em taxas de corrosão relevantes.
A combinação frestas + par galvânico, mostrou que a presença de frestas é mais significativa, mas o contato elétrico das ligas pode tornar o sistema mais instável.
REFERÊNCIAS1 ABDULSALAM, M. I. Corrosion Science, v. 47, p. 1336–1351, 2005.2 YANG, Y.Z.; et.al. Corrosion Science, v. 76, p. 163–169, 2013.3 HASAN, B. O. Journal of Petroleum Science and Engineering, v. 124, p. 137–145, 2014.4 MOSHREFI, R. et al. Anti-Corrosion Methods and Materials, v.58, n.5, p.250–257, 2011.
INTRODUÇÃO
A corrosão é uma das fontes mais comuns de danos em equipamentos como os trocadores de calor presentes em termelétricas, podendo resultarem altos custos de manutenção, perda da eficiência energética e interrupção da produção. A degradação dos equipamentos pode ocorrer viadiferentes mecanismos, dois exemplos bem comuns são a corrosão por frestas e galvânica.
As frestas estão presentes em regiões de contato entre duas partes, como no caso de flanges, juntas e revestimentos. A abertura da fresta éestreita, causando uma restrição do transporte de massa, de forma que a troca de espécies entre as soluções dentro e fora da fresta é dificultada.1,2
A corrosão galvânica é resultado do acoplamento de dois metais ou ligas distintos. Nesse caso, o metal ou a liga com o potencial mais negativo sofredissolução anódica. Na superfície da liga mais positiva, esses elétrons em excesso são consumidos por uma reação catódica.3,4
O objetivo deste trabalho foi estudar isoladamente a corrosão por frestas, galvânica e a combinação destas duas nos aços inoxidáveis AISI 304 e 316em meio contendo cloreto e próximo ao sistema de resfriamento da Usina Elétrica a Gás de Araucária.
NaCl/ppm NH3/ppm Na2SO4/ppm
Solução 1 500 - -
Solução 2 500 24 600
Tabela 1: Concentrações das espécies químicas das soluções de trabalho.
Figura 1: Eletrodo chapa-arruela para teste de corrosão por frestas e
corrosão galvânica + frestas .
Figura 2: Célula para medidas de corrosão
galvânica.
Figura 4: Curvas de corrente que circulam pelas placas de aços inoxidáveis 304 e 316 durante medidas de corrosão galvânica na solução 1, à esquerda e solução 3, à direita.
Figura 3: Voltametrias de eletrodos de aço inoxidável 304 sem e com frestas, na solução 1 à esquerda e solução 3 à direita.
Figura 5: Potencial do eletrodo de aço inoxidável 304 e 316 em contato galvânico com frestas em campo, à esquerda e em laboratório, à direita.
