Análise pela técnica de Reativação Eletroquímica Potenciocinética com ciclo

As amostras foram lixadas na granulometria de 400 mesh e analisadas pela técnica de reativação eletroquímica potenciocinética com a célula portátil, desenvolvida e em processo de patente pelo ENGESOLDA, que inicialmente foi elaborada para detectar o grau de susceptibilidade à corrosão intergranular em AIA, devido ao fenômeno de sensitização, isto é, o grau de corrosão causado pela precipitação de carbonetos de cromo.

Essa célula eletroquímica portátil foi desenvolvida e melhorada ao longo do projeto até ficar com sua estrutura definida conforme ilustrado na Figura 28.

Foram estudados também os eletrodos de referência e contra eletrodo que seriam utilizados para aperfeiçoar a análise eletroquímica.

A célula portátil foi testada com diferentes padrões com graus de precipitação de carboneto de cromo para a sua validação. Além disso, foi desenvolvido um software para essa análise eletroquímica que constrói a curva de EPR-DL além de classificar após o ensaio o grau de sensitização do material (step, dual ou ditch) através da razão Ir/Ia, conforme determinado na norma A262.

Figura 28 – Ensaio de EPR-DL. a)célula montada para o ensaio. b) Conjunto célula e sensor.(RELATÓRIO TÉCNICO UFC-PETROBRAS, 2007).

FONTE: PRÓPRIA DO AUTOR

Conforme mencionado anteriormente, o material de estudo nesse trabalho foram aços inoxidáveis super duplex (AISD), em que é esperado que a célula portátil sejacapaz de detecção e avalia a susceptibilidade a corrosão causada por outros tipos de precipitados, já que os AISD possuem baixo teor de carbono.

As principais fases deletérias que afetam o AISD e que foram avaliadas nesse trabalho são as fases sigma, fase chi, austenita secundária e fase alfa linha, que se formam pela retirada de cromo da matriz do material e deixam o material susceptível à corrosão, processo este semelhante ao fenômeno de sensitização.Na Figura 28b pode-se observar a célula portátil juntamente com o sensor sendo utilizada em uma análise de EPR-DL para o AISD UNS S32750.

Um dos parâmetros estudados serão as velocidades de varredura utilizadas nos EPR com essa célula portátil, este é um dado importante visto que o estudo das reações eletroquímicas são feitas por meio da relação entre o potencial aplicado e a corrente gerada nas reações eletroquímicas (anódicas e catódicas) que se desenvolvem. Assim, a varredura contínua de potencial e o correspondente registro da corrente gerada permitem o estudo do comportamento eletroquímico de um material, gerando a sua curva. (SEDRIKS, 1986). As velocidades de varredura adotadas nos ensaios eletroquímicos desse trabalho foram 1,67mV/s, 3,0mV/s e 6,0mV/s.

Os eletrólitos para o ensaio de EPR-DL utilizados no presente estudo foram os mesmos utilizados para os AISD citados nos trabalhos de LOPES et. al, (1997); CHAVES E WOLYNEC(2003), TAVARES et al, (2005); PARDAL(2009), uma solução com essa concentração de eletrólitos :2M de H2SO4+0,01M de KSCN+0,5 M de NaCl.

Também foi testada uma segunda solução mais agressiva (2M de H2SO4+0,01M de KSCN+1,0 M de NaCl) para avaliar se o aumento da concentração dos eletrólitos influencia na detecção e no comportamento dos picos com a célula portátil. Ambas as soluções foram utilizadas em temperatura ambiente.

Para o AISD UNS S32750 (SAF 2507) as amostras foram analisadas nas regiões próximas da superfície e na região central da chapa. Isso porque foi verificado que na região central da chapa já havia uma pequena quantidade de sigma localizada em alguns pontos do material como recebido. Esse material foi analisado com as duas soluções citadas anteriormente.

Para os tratamentos térmicos a 475°C foi realizado uma solubilização a 1100°C por 1 hora para que houvesse a dissolução da fase sigma no material, foi então analisadas as amostras com e sem solubilização, ambas nas regiões próximas a superfície do material.

Para o AISD UNS S32760 (Zeron 100) as análises foram realizadas próximas a borda, pois o material se encontrou livre de qualquer precitado na condição como recebido, e apenas com a solução com maior concentração de eletrólitos (solução 1) por esta ser que obteve resultados mais interessantes com o UNS S32750.

Foram realizados ensaios utilizando a solução 2 com a célula portátil, em que a amostra foi submetida a intervalo de potencial que estava dentro dos potenciais de reativação identificados anteriormente pelo EPR, para avaliar o que estava sendo detectado pela célula portátil como zona pobre em cromo no material. As amostras do AISD UNS S32750 que foram tratadas a 850°C (por 1 hora e 10 horas) foram corroídas por 1 hora e meia, e a amostra tratada por 475°C por 250 horas foi corroída por meia hora.

Também foram realizadas análises de variância (ANOVA) com um programa de análises estatísticas, com o intuito de avaliar a influência que as velocidades de varredura, o tempo de tratamento e o tipo de AISD utilizado tiveram sobre a razão Ir/Ia obtida no ensaio de EPR , em que esta razão indica a susceptibilidade à corrosão do material.

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

5. 1. Análises no AISD UNS S32750 (SAF 2507)

Nesse tópico serão abordados os resultados referentes ao AISD UNS S32750 nas condições como recebido, e tratados termicamente a 475°C e 850°C com diferentes tempos de tratamento conforme mencionado anteriormente. Essas amostras serão analisadas por EPR-DL com a célula portátil e suas microestruturas avaliadas por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).

Além disso, foram realizados análises de espectroscopia de energia dispersiva de raio-x (EDS) para avaliar a composição química de cada fase do aço e também o ensaio de dureza vickers a fim de observar o comportamento mecânico do material devido a presença das fases deletérias no AISD.