Avaliação da taxa de corrosão, resistência a corrosão e taxa de delaminação de um aço baixo carbono revestido com polímero de dispersão aquosa

Abstract

O processo de deterioração afeta diretamente a produção mundial de aço, estima-se que 30% da produção mundial de aço é perdida por processos de corrosão. Para reduzir perdas e diminuir custos devido deterioração da produção mundial de aço os revestimentos orgânicos são amplamente utilizados como modo de proteção do aço contra a corrosão. Assim, nesse trabalho é abordada a proteção do aço com revestimento polimérico. Amostras de aço baixo carbono foram revestidas com um polímero de dispersão aquosa a base de um copolímero de éster acrílico/estireno. Essa barreira física imposta pelo filme polimérico sobre a superfície do aço influencia a resistência e a taxa de corrosão do material metálico, e a taxa de delaminação. Para avaliar esse comportamento foram realizados experimentos expondo as amostras a meios aquoso agressivos a base de sais de cloreto com diferentes de cátions (sódio, potássio e lítio). As análises das taxas de corrosão foram realizadas a partir de curvas de polarização, a resistência a corrosão por espectroscopia de impedância eletroquímica e a taxa de delaminação do revestimento polimérico pela sonda Kelvin de varredura. Os ensaios eletroquímicos realizados são adequados para a avaliação desse tipo de sistema, avaliando o desempenho do revestimento orgânico. As técnicas eletroquímicas ainda apresentam vantagem por serem medições in-situ e gerarem resultados com rapidez. O estudo ainda aborda por meio de microscopia confocal de varredura a laser as diferentes micrografias da superfície criadas por desgaste com diferentes papéis abrasivos. Como resultado obteve-se que para a taxa de corrosão, resistência a polarização e taxa de delaminação sofrem a influência direta do meio aquoso e do eletrólito em que são inseridos e são altamente dependentes da configuração de amostras, sendo elas revestidas, não revestidas, com defeito e também são dependentes da rugosidade da superfície, pela aderência do filme polimérico e ainda são dependentes da orientação de abrasão. Os resultados obtidos para taxa de corrosão e resistência a polarização com as amostras submersas nos meios eletrolíticos de NaCl, KCl e LiCl, mostram uma tendência similar para os tipos de amostras com e sem revestimento, como, o meio mais corrosivo sendo KCl e o menos corrosivo LiCl. Já para as amostras com defeito em X, foi observada uma alteração, sendo meio de LiCl mais corrosivo que o KCl sendo necessário mais investigações para comprovações. O resultado obtido para taxa de delaminação segue a tendência encontrada na literatura, onde o diâmetro dos íons hidratados segue o aumento de K+ , Na+ e Li+ , sendo o Li+ o íon hidratado com maior diâmetro, fazendo com que a taxa de delaminação seja mais devagar na presença desse eletrólito. Por fim, ao avaliar todos os resultados obtidos nos ensaios eletroquímicos, pode-se confirmar que o polímero de dispersão aquosa à base de éster acrílico/estireno pode ser utilizado como protetor contra corrosão.

The deterioration process directly affects world steel production, it is estimated that 30% of world steel production is lost through corrosion processes. To reduce losses and decrease costs due to the deterioration of world steel production, organic coatings are widely used as a way of protecting steel against corrosion. Thus, this work addresses the protection of steel with polymeric coating. Low carbon steel samples were coated with an aqueous dispersion polymer based on an acrylic ester / styrene copolymer. This physical barrier imposed by the polymeric film on the steel surface influences the resistance and the corrosion rate of the metallic material, and the delamination rate. To evaluate this behavior, experiments were carried out exposing the samples to aggressive aqueous media based on chloride salts with different cations (sodium, potassium and lithium). The analysis of corrosion rates were performed from polarization curves, corrosion resistance by electrochemical impedance spectroscopy and the rate of delamination of the polymeric coating by the scanning Kelvin probe. The electrochemical tests performed are suitable for the evaluation of this type of system, evaluating the performance of the organic coating. Electrochemical techniques still have an advantage because they are in-situ measurements and generate results quickly. The study also addresses by means of laser scanning confocal microscopy the different micrographs of the surface created by wear with different abrasive papers. As a result, it was obtained that for the corrosion rate, polarization resistance and delamination rate, they are directly influenced by the aqueous medium and the electrolyte in which they are inserted and are highly dependent on the sample configuration, being coated, not coated, with defect and are also dependent on the surface roughness, the adhesion of the polymeric film and are still dependent on the abrasion orientation. The results obtained for corrosion rate and resistance to polarization with samples submerged in the electrolytic media of NaCl, KCl and LiCl, show a similar trend for the types of samples with and without coating, such as the most corrosive medium being KCl and the least corrosive LiCl. Already for samples with defects in X, a change was observed, with LiCl medium being more corrosive than KCl, and further investigations are needed to prove it. The result obtained for the delamination rate follows the trend found in the literature, where the diameter of hydrated ions follows the increase in K+ , Na+ and Li+ , with Li+ being the hydrated ion with the largest diameter, causing the delamination rate to be slower in the presence of this electrolyte. Finally, when evaluating all the results obtained in the electrochemical tests, it can be confirmed that the aqueous dispersion polymer based on acrylic ester / styrene can be used as a corrosion protector.