Técnicas eletroquímicas para avaliar a proteção contra corrosão de metais

Abstract

Na indústria, um dos principais problemas que levam a necessidades frequentes de manutenção e eventual parada na produção, perda na qualidade dos produtos e acidentes é a corrosão, decorrente da exposição dos equipamentos e tubulações ao ambiente e aos fluidos de processo. Por isso, métodos de proteção contra corrosão são necessários, de modo a mitigar esses problemas e aumentar a vida útil dos materiais, tanto na indústria quanto em outras atividades que se utilizem de metais. Nesta monografia, foram estudos três métodos de proteção contra corrosão para três materiais diferentes: revestimentos organometálicos para parafusos, inibidores voláteis de corrosão para projéteis de chumbo e cobre, e passivação galvanostática para aço inox 316L, de modo a verificar a ação desses métodos na proteção contra corrosão, visando um aumento na resistência à corrosão dos materiais. Em relação ao aço inox, também foi estudada a passivação galvanostática em solução de ácido cítrico para substituir o ácido nítrico. Para obtenção das resistências à corrosão, utilizou-se de duas técnicas eletroquímicas: Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS: Electrochemical Impendance Spectroscopy) e Análise do Ruído Eletroquímico (ENA: Electrochemical Noise Analysis), com os objetivos de avaliar a proteção contra a corrosão e comparar os resultados obtidos pelas duas técnicas. A comparação foi feita para avaliar o uso da técnica de ENA na análise de proteção contra corrosão, tendo em vista que a técnica possui ainda pouca utilização industrial, porém apresenta menor custo do que a técnica de EIS e mais facilidade na aquisição dos dados. Os resultados obtidos mostraram uma relação próxima entre os valores de resistência à corrosão reportados pelas técnicas de EIS e ENA, porém não valores iguais, indicando que o uso de ambas as técnicas em ambientes industriais se apresenta, por ora, como a melhor opção para a verificação da resistência à corrosão. Em relação aos métodos de proteção contra a corrosão estudados, observou-se que todos os métodos resultaram em um aumento na resistência à corrosão, principalmente na aplicação do inibidor volátil de corrosão no projétil de cobre.

In industry, one of the main problems leading to frequent maintenance needs and eventual production downtime, loss of product quality and accidents is corrosion, resulting from the exposure of equipment and piping to the environment and process fluids. Therefore, corrosion protection methods are necessary to mitigate these problems and increase the lifespan of materials, both in industry and in other activities that use metals. This thesis examines three corrosion protection methods for three different materials: organometallic coatings for bolts, volatile corrosion inhibitors for lead and copper projectiles, and galvanostatic passivation for 316L stainless steel, with the aim of evaluating the effectiveness of these methods in corrosion protection and enhancing the materials' corrosion resistance. Regarding stainless steel, galvanostatic passivation in citric acid solution was also studied as a replacement for nitric acid. To obtain corrosion resistance data, two electrochemical techniques were used: Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Electrochemical Noise Analysis (ENA), in order to asses corrosion protection and compare the results obtained by both techniques. The comparison was made to evaluate the use of the ENA technique in corrosion protection analysis, considering that this technique is still minimally used in industry, but it is lower in cost than EIS and has easier data acquisition procedure. The results showed a close correlation between the corrosion resistance values reported by the EIS and ENA techniques, though not identical, indicating that the use of both techniques in industrial environments is currently the best option for corrosion resistance verification. Regarding the corrosion protection methods studied, it was observed that all methods resulted in an increase in corrosion resistance, particularly the application of the volatile corrosion inhibitor on the copper projectile.