Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20201960
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

AÇOS INOXIDÁVEIS APLICADOS NA INDÚSTRIA PETROQUÍMICA: ESTUDO COMPARATIVO DA RESISTÊNCIA À CORROSÃO POR TÉCNICAS ELETROQUÍMICAS

STAINLESS STEELS APPLIED IN THE PETROCHEMICAL INDUSTRY: A COMPARATIVE STUDY OF CORROSION RESISTANCE USING ELETROCHEMICAL TECHNIQUES

Leonardo Augusto Luiz, Sérgio Luiz Henke, Bruna Corina Emanuely Schibicheski Kurelo, Gelson Biscaia de Souza, Juliano de Andrade, Cláudia Eliana Bruno Marino

Downloads: 2
Views: 225

Resumo

O objetivo deste estudo foi analisar comparativamente a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis UNS S41426 (martensítico), AISI 444 (ferrítico), UNS S31254 (austenítico) e UNS S32205 (duplex), em solução de 3,5% NaCl por voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os aços inoxidáveis duplex, austenítico e ferrítico se apresentaram estáveis e com valores elevados de resistência à polarização, enquanto o aço martensítico se apresentou suscetível a dissolução e repassivação em solução salina ao longo de 30 dias, conforme medidas de EIE e potencial de circuito aberto. O aço duplex exibiu maior resistência à quebra do filme de passivação, seguido do austenítico, ferrítico e martensítico, além deste apresentar maior densidade de pites em sua superfície, o que foi revelado por microscopia eletrônica de varredura após medidas de VC. Esses resultados apontam que Cr, Mo e N atuam de forma sinérgica na proteção, formação e repassivação do filme de óxido de cromo. Por fim, é ressaltada a importância dos aços inoxidáveis ferríticos e duplex, em que mesmo com menor teor de Ni é possível obter aços de resistência à corrosão superior ou equivalente aos tão comerciais austeníticos.

Palavras-chave

Aços inoxidáveis; Elementos de liga; Técnicas eletroquímicas; Resistência à corrosão

Abstract

The objective of this study was to analyze comparatively the corrosion resistance of UNS S41426 (martensitic), AISI 444 (ferritic), UNS S31254 (austenitic) and UNS S32205 (duplex) stainless steel (SS) in NaCl 3.5 wt%. The duplex, austenitic and ferritic SS showed a stable behaviour and high values of polarization resistance, while the martensitic SS was unstable in saline solution along 30 days of immersion, which was obtained by electrochemical impedance spectroscopy and open circuit potential. The duplex SS exhibited the more anodic passivity breakdown potential, followed by the austenitic, ferritic and more susceptible to corrosion, the martensitic SS, in addition presents a larger amount and size of pits, which was obtained by scanning electron microscopy after cyclic voltammetry. These data show that Cr, Mo and N acts synergistically in the protection, formation and repassivation of the chromium oxide film. Lastly, the importance of duplex and ferritic stainless steel is emphasized, in which is possible to obtain steels with superior or equivalent corrosion resistance than the commercial austenitic, using lower Ni content.

Keywords

Stainless steel; Alloying elements; Electrochemical methods; Corrosion resistance.

Referências

1 Koch G, Brongers M, Thompson N, Virmani Y, Payer J. Corrosion costs and preventive strategies in the United States, FHWA-RD-01-156. Houston: US Department of Transportation, Federal Highway Administration (FHWA); 2001.

2 Groysman A. Corrosion problems and solutions in oil refining and petrochemical industry. 32nd ed. Cham: Springer; 2017. 351 p.

3 Brondel D, Edwards R, Hayman A, Hill D, Semerad T. Corrosion in the oil industry. Oilfield Review. 1994;6(2):4-69.

4 Davison M, DeBold T, Johnson M. Corrosion of stainless steels. In: American Society for Metals. Metals handbook. 10th ed. Materials Park: ASM; 1991. p. 1325-1381. (vol. 13).

5 Jinlong L, Tongxiang L, Chen W, Limin D. Comparison of corrosion properties of passive films formed on coarse grained and ultra fine grained AISI 2205 duplex stainless steels. Journal of Electroanalytical Chemistry. 2015;757:263- 269.

6 Fattah-Alhosseini A, Vafaeian S. Comparison of electrochemical behavior between coarse-grained and fine-grained AISI 430 ferritic stainless steel by Mott-Schottky analysis and EIS measurements. Journal of Alloys and Compounds. 2015;639:301-307.

7 Olsson A. The influence of nitrogen and molybdenum on passive films formed on the austeno-ferritic stainless stell 2205 studied by AES and XPS. Corrosion Science. 1995;37(3):467-479.

8 Loable C, Viçosa IN, Mesquita TJ, Mantel M, Nogueira RP, Berthomé G, et al. Synergy between molybdenum and nitrogen on the pitting corrosion and passive film resistance of austenitic stainless steels as a pH-dependent effect. Materials Chemistry and Physics. 2017;186:237-245.

9 Cheng X, Wang Y, Li X, Dong C. Interaction between austein-ferrite phases on passive performance of 2205 duplex stainless steel. Journal of Materials Science and Technology. 2018;34(11):2140-2148.

10 Vicente AA, Cabral DA, Espinosa DCR, Tenório J A S. Efeito dos gases de proteção na microestrutura e nas cinéticas de oxidação a altas temperaturas ao ar de juntas soldadas de um aço inoxidável austenítico através do processo MIG/MAG. Tecnologica em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2017;14(4):357-365.

11 Vicente AA, Cabral DA, Coleti JL, Telles VB, Santos T F A, Tenório J A S. Caracterização microestrutural e análises químicas semi-quantitativas das fases ferrita e austenita em aços inoxidáveis duplex. In: Anais do 72º Congresso Anual da ABM; 2017; São Paulo. São Paulo: ABM; 2017.

12 Yamamoto Y, Brady MP, Lu ZP, Maziasz PJ, Liu CT, Pint BA, et al. Creep-resistant Al2O3 austenitic stainless steels. Science. 2007;316:433-436.

13 Sabioni ACS, Huntz AM, Luz EC, Mantel M, Haut C. Comparative study of high temperature oxidation behaviour in AISI 304 and AISI 439 stainless steels. Materials Research. 2003;6(2):179-185.

14 Cheng X, Wang Y, Dong C, Li X. The beneficial galvanic effect of the constituent phases in 2205 duplex stainless steel on the passive films formed in a 3.5% NaCl solution. Corrosion Science. 2018;134:122-130.

15 Jiang Y, Sun T, Li J, Xu J. Evaluation of pitting behavior on solution treated duplex stainless steel UNS S31803. Journal of Materials Science and Technology. 2014;30(2):179-183.

16 Bird CR. Stainless steel casting alloys: metallographic techniques and microstructures. In: American Society for Metals. Metals handbook. 10th ed. Materials Park: ASM; 1991. p. 1325-1381. (vol. 9).

17 Carmezim MJ, Simões AM, Montemor MF, Belo MC. Capacitance behavior of passive films on ferritic and austenitic stainless steel. Corrosion Science. 2005;47(3):581-591.

18 Hakiki NE, Boudin S, Rondot B, Belo MC. The electronic structure of passive films formed on stainless steels. Corrosion Science. 1995;37(11):1822-1837.

19 Marcelin S, Pébère N, Régnier S. Electrochemical characterisation of a martensitic stainless steel in a neutral chloride solution. Electrochimica Acta. 2013;87:32-40.

20 Fonseca I, Proença L, Capelo S. A voltametria cíclica e de varrimento linear unidirecional: suas potencialidades na caracterização de processos de corrosão. Corrosão e Protecção de Materiais. 2015;34(1):12-21.

5e833e590e8825c445a14d49 tmm Articles
Links & Downloads

Tecnol. Metal. Mater. Min.

Share this page
Page Sections