setembro_2013 gec/la senai - 1º seminÁrio internacional de inovaÇÃo industrial em eletroquÍmica...

Setembro_2013 GEC/LA

SENAI - 1º SEMINÁRIO INTERNACIONAL DE INOVAÇÃO INDUSTRIAL EM

ELETROQUÍMICA

Aplicação da técnica eletroquímica na avaliação de corrosão e seleção de materiais para melhoria de

processos na indústria química.

João Carlos Lazarini Laboratório de Materiais e Corrosão Centro de Pesquisas de Paulínia - Rhodia Solvay Group

1º Seminário Internacional de Inovação Industrial em Eletroquímica2

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica

JCLazarini_Setembro_2013

Centros de Pesquisas e Inovação

€ € 85 m85 m€ € 261 m261 m 300300 “venturing”

R&I Investimento líquido

CentrosR&I no Mundo

novas patentes

Bristol

Shanghai

Paris

Lyon

Brussels

Dombasle

AtlantaMilano

Vadodara

Seoul

1,9001,900 R&Iempregados

Hannover

Colaboração com Institutos Acadêmicos

Maiores Centros R&I

Europe

1,353pessoas

Asia

246pessoas

North America

208pessoas

Latin America

95pessoas

Paulinia

1212

1º Seminário Internacional de Inovação Industrial em EletroquímicaJCLazarini_Setembro_20133


Paulínia (SP) – CPP - GBU’s – Coatis, Novecare, P&I, Silice, Energy.

Jacareí (SP) –GBU - Fibras

São Bernardo (SP) – GBU - EP&P

Santo André (SP) – GBU’s - Fibras, Novecare, Acetow e Indupa

Solvay Bahia Blanca (Argentina)

Peróxidos do Brasil (Curitiba - Brasil)

São Paulo


CENTRO RHODIA DE PESQUISAS E TECNOLOGIA

1100400

100

200

300

5001000

Silica Labs Coatis Labs

TecnologiaMateriais &Corrosão

CEDOCCoatis labsP&I Labs

Novecare labs (Agro, HPC, Coating)Shared Labs (QA, FQ)

Livre

1500

GECLA


Coatis

Physical Chemistry

Pilot

AnalyticalTechnology

Knowledge managementKnowledge

management

CPP

Market &Customers

IndustrialSites

EPFIBRASNOVECARE

P&I

SÍLICAS



6

MISSÃO LAB. MATERIAIS E CORROSÃO

Oferecer Serviço Especialista às equipes de Inspeção de Equipamentos, Manutenção, Engenharia e Processos, visando

Seleção e Aplicação de Materiais, Análises de Falha e Estudos de Corrosão para implementação de melhorias dos processos e das

instalações.

Histórico:-1983 – Foi criado o laboratório de Estudos e Ensaios no Departamento

de Inspeção de Equipamentos da UQP;

-1989 – Transferência para CPP, visando extensão dos serviços a todo

Grupo Rhodia AL e integração com equipe da França.

- 2008 – Criada oficialmente Rede Mundial Materiais e Corrosão -

CRL(Saint Fons) / CPP(Paulinia) / CRTB(Bristol) / CRTS(Shangai).

- 2013 – Concluída Integração com Solvay - Inclusão Especialistas Centro de Bruxelas



Principais Atividades:

• Seleção de materiais (metálicos, cerâmicos e poliméricos)• Corrosão de materiais metálicos e testes de corrosão (acelerados e “in situ”)• Testes eletroquímicos aplicados aos materiais• Vida residual de equipamentos que operam em altas temperaturas• Tratamento térmico de materiais• Procedimentos de Soldagem de materiais metálicos• Microscopia ótica• Microscopia eletrônica de varredura• Materiais compósitos, aços vitrificados, plásticos e elastômeros• Análise de imagens• Análises de falhas e propostas de soluções• Análises de fraturas e metalográficas usando MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura)



BioLogic SP200/Z-01 Potentiostat/Galvanostat Board with EIS

Laboratório Materiais e Corrosão - Eletroquímica

1 - Principais técnicas Utilizadas:

- Avaliação Sensitização – Método EPR-DL

- Corrosão Uniforme – Método de Polarização (Extrapolação de

Tafel).

- Corrosão Localizada – Método de Polarização Potenciodinâmica

Cíclica.

2 – Dificuldades

- EIS – Electrochemical Impedance Spectroscopy



Normas ASTM mais utilizadas:

- A262 Practices for Detecting Susceptibility to Intergranular Attack in Austenitic Stainless Steels.

- G1 Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluating Corrosion Test Specimens.

- G3 Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing.

- G5 Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements.

- G28 Test Methods for Detecting Susceptibility to Intergranular Corrosion in Wrought, Nickel-Rich, Chromium-Bearing Alloys

- G61 Test Method for Conducting Cyclic Potentiodynamic Polarization Measurements for Localized Corrosion Susceptibility of Iron-, Nickel-, or Cobalt-Based Alloys

- G108 Electrochemical Reactivation (EPR) for Detecting Sensitization of AISI Type 304 and 304L Stainless Steels



Curva de polarização típica de materiais passiváveis (ex. aços inoxidáveis; titânio; níquel e alumínio)



EPR – DL - Electrochemical Potentiokinetic Reactivation Double Loop

Contorno Carbonetos Cr grão precipitados

Matriz

Microestrutura aço inoxidável

austenitico Tp 304 solubilizado Microestrutura aço inoxidável austenitico Tp 304 sensitizado

-Técnica que permite a detecção e quantificação de áreas empobrecidas em cromo sobre aços inoxidáveis austeníticos ou ligas base de níquel passivável (sensitização).



Foi desenvolvido e validado pela Rhodia França procedimento para aplicação da Técnica EPR para os materiais fundidos:

- Aço inoxidável austenítico AISI Tp CF8 e CF3 (Tp 304 e Tp 304L) - Aço inoxidável austenítico AISI Tp CF8M e CF3M (Tp 316 e Tp 316L) - Aço inoxidável austenítico alloy 20 (AISI Tp 904L)

- Ligas de níquel Hastelloy® C-276, C22, C4




Método de Polarização (Extrapolação de Tafel)

1 - Seleção de Materiais para Recheios da Coluna de Concentração Nítrica

Condições do ensaio:

- Produto – HNO3 30%

- Temperatura – 70ºC

- Aeração – Natural

- Velocidade – 0,2 mV/s

- Inicial = -250 mV vs E

- Final = +250 mV vs E

- Eletrodo Referência = prata / cloreto prata

- Materiais = aços inoxidáveis Tp 304L; 316L e 2RE10 (310L) Curva típica de Tafel



Método de Polarização (Extrapolação de Tafel)

Resultados:

Ensaios Eletroquímicos

- 304L = 0,07 mm/ano

- 316L = 0,05 mm/ano

- 2RE10 = 0,03 mm/ano

Resultados Real obtidos no campo:

- 304L = 0,07 mm/ano


SENAI – 1º Seminário EletroquímicaMétodo de Polarização Potenciodinâmica Cíclica

2 – Substituição da Soda Rayon Grade por Soda Comercial no Processo de Produção de Silicatos

Condições do ensaio:

- ASTM A 61 – procedimento orientativo

- Produtos – Água 84%, SiO2 14%, Na2SO4 2%, Cloretos 56 a 650 ppm (equipamentos mais críticos)- Temperatura – 40 e 85 ºC

- Velocidades – 0,16 e 0,30 mV/s

- Inicial = -500 mV vs E

- Referência - prata / cloreto prata

- Materiais - aços inoxidáveis Tp 304 e 316LCurva típica de polarização

cíclica



Método de Polarização Potenciodinâmica Cíclica

Resultados:

- Aço inoxidável Tp 304

Rayon 8 ppm cloretos

Comercial 56 ppm cloretos

Ecorr (mV)

-110

-180

Enp (mV)

1030

1000



Método de Polarização Potenciodinâmica Cíclica

Resultados:

- Aço inoxidável Tp 316L

Rayon 10 ppm cloretos

30% Comercial 200 ppm cloretos

100% Comercial 650 ppm cloretos

Ecorr (mV)

-120

-150

-220

Enp (mV)

960

1070

900



Outros Exemplos:

-Avaliação de procedimentos de decapagem e passivação para aços inoxidáveis austeníticos.

-Seleção de materiais para feixe do trocador E-2603 da coluna de concentração nítrica.

-Avaliação de material a ser utilizado na confecção do rotor de um compressor de anel líquido.

-Seleção de materiais para revestimento da piscina e do poço cumênicos.

-Seleção de materiais para vaso cristalizador da unidade ácido tereftálico



Conclusão

•As técnicas eletroquímicas tem se mostrado muito útil para avaliação de corrosão e para seleção de materiais visando a melhoria dos processos.

•A implantação do Centro de Inovação em Eletroquímica pelo SENAI deverá contribuir muito para inovação e evolução do segmento industrial do Brasil.o de corrosão e

OBRIGADO!

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