Corrosão por Pite: Influência da Velocidade de Varredura

O objetivo central da pesquisa é avaliar a influência da velocidade de varredura durante ensaios de polarização cíclica na resistência à corrosão por pite de aço inoxidável UNS S31600. A investigação se concentra em determinar se a alteração dessa variável afeta os parâmetros característicos da corrosão por pite. O estudo utiliza uma solução 0,6M de cloreto de sódio (NaCl) como eletrólito, simulando um ambiente corrosivo comum para esse tipo de aço. A hipótese subjacente é que diferentes velocidades de varredura podem modificar a cinética do processo de formação e propagação de pites, impactando diretamente nos parâmetros medidos. A pesquisa busca quantificar essa influência, fornecendo dados para uma melhor compreensão do comportamento do aço inoxidável UNS S31600 sob diferentes condições de teste e, consequentemente, contribuindo para a otimização de processos e previsões de vida útil em aplicações práticas. A metodologia empregada, polarização cíclica, é uma técnica eletroquímica padrão para avaliação da suscetibilidade à corrosão localizada em metais e ligas.

Para atingir o objetivo principal, a pesquisa se concentra na análise de diversos parâmetros relacionados à corrosão por pite. São eles: o potencial de pite (Epite), que indica a resistência à iniciação de pites; o potencial de circuito aberto (Eca), representando o potencial de equilíbrio do sistema antes da polarização; os potenciais de proteção (Eprot1 e Eprot2), marcadores das transições entre estados passivos e ativos durante o ensaio de polarização cíclica; a densidade de corrente no potencial de pite (ipite), refletindo a taxa de corrosão após a ruptura da película passiva; e a área do laço de histerese (U), que representa a energia necessária para a repassivação dos pites e, consequentemente, a resistência à corrosão por pite do material. A análise conjunta desses parâmetros permite uma avaliação completa da suscetibilidade do aço inoxidável UNS S31600 à corrosão por pite em função da velocidade de varredura empregada nos ensaios de polarização cíclica.

Além da quantificação dos parâmetros eletroquímicos, a pesquisa também inclui a observação e análise da morfologia dos pites formados. Essa análise visual, realizada por microscopia óptica, complementa a caracterização do processo de corrosão por pite. A expectativa é que a velocidade de varredura possa influenciar não apenas os parâmetros eletroquímicos, mas também o tamanho, forma e distribuição dos pites na superfície do aço inoxidável. A observação da morfologia dos pites permitirá uma melhor compreensão dos mecanismos de corrosão envolvidos e a correlação entre os aspectos eletroquímicos e microestruturais do processo. A caracterização morfológica dos pites fornece informações valiosas sobre a natureza da corrosão localizada, auxiliando na interpretação dos resultados eletroquímicos e na compreensão da influência da velocidade de varredura no processo corrosivo.

A metodologia iniciou com a preparação cuidadosa das amostras de aço inoxidável UNS S31600. Este processo envolveu o lixamento das amostras até 500 mesh, utilizando uma máquina ABRAMIN localizada no CDMatM-FEI (Centro de Desenvolvimento de Materiais Metálicos da FEI). Posteriormente, realizou-se o polimento com pasta de diamante em granulometrias de 6 µm, 3 µm e 1 µm, empregando álcool etílico como lubrificante, também na máquina ABRAMIN. Este procedimento de preparação superficial é crucial para garantir a reprodutibilidade dos resultados e minimizar a influência de defeitos superficiais nos ensaios de corrosão. Amostras de chapa, após laminação a frio, foram cortadas e embutidas em resina termofixa de cura quente (baquelite), resultando em corpos de prova com área exposta entre 0,4 e 0,5 cm², adequados para as análises metalográficas e ensaios de polarização cíclica. A homogeneidade da superfície é um fator crítico para a confiabilidade dos testes eletroquímicos.

Os ensaios de polarização cíclica foram conduzidos no CLQ-FEI (Centro de Laboratórios Químicos da FEI), utilizando um potenciostato AUTOLAB20. A solução eletrolítica empregada foi uma solução 0,6M (3,5% em massa) de cloreto de sódio (NaCl), naturalmente aerada. Para cada conjunto de ensaios, utilizou-se uma solução fresca, descartando-a após seis testes, procedimento este que visa minimizar contaminações e garantir a reprodutibilidade dos resultados. Um eletrodo de calomelano saturado (ECS) serviu como eletrodo de referência, enquanto uma barra de platina com área de 1,75 cm² atuou como contra-eletrodo. Os corpos de prova de aço inoxidável UNS S31600, previamente preparados, constituíram o eletrodo de trabalho. A polarização cíclica foi realizada em diferentes velocidades de varredura, sendo cada taxa repetida seis vezes para obter resultados estatísticos confiáveis. A escolha do CLQ-FEI e do potenciostato AUTOLAB20 garantiu a precisão e padronização dos ensaios.

Após os ensaios de polarização cíclica, os dados foram processados para determinar e analisar os parâmetros relacionados à corrosão por pite. Especificamente, foram determinados o potencial de pite (Epite), os potenciais de proteção (Eprot1 e Eprot2), o potencial de circuito aberto (Eca), a densidade de corrente no potencial de pite (ipite), e a área do laço de histerese (U). Cada parâmetro fornece informações importantes sobre a resistência à corrosão por pite do aço inoxidável UNS S31600. A análise comparativa desses parâmetros obtidos em diferentes velocidades de varredura permitiu avaliar a influência desta variável no processo corrosivo. Adicionalmente, a morfologia dos pites foi avaliada por microscopia óptica, fornecendo dados complementares sobre as características do processo de corrosão localizada. A precisão na determinação desses parâmetros e a sua posterior análise estatística foram cruciais para a interpretação dos resultados e a validação das conclusões da pesquisa.

A análise dos resultados mostrou que a variação da velocidade de varredura durante os ensaios de polarização cíclica não teve um impacto significativo nos principais parâmetros eletroquímicos relacionados à corrosão por pite. Parâmetros como o potencial de pite (Epite), o potencial de circuito aberto (Eca), os potenciais de proteção (Eprot1 e Eprot2), a densidade de corrente no potencial de pite (ipite) e a área do laço de histerese (U) apresentaram variações, mas dentro da margem de erro experimental, indicando que os valores médios permanecem consistentes independente da taxa de varredura. Apesar de alguma irregularidade nos dados, uma análise mais detalhada considerando os intervalos de erro demonstra que não há uma correlação clara e significativa entre a velocidade de varredura e os valores desses parâmetros. A menor dispersão dos dados foi observada na velocidade de 10 mV/s, sugerindo uma melhor condição de ensaio nessa taxa, e uma maior aproximação aos resultados teóricos encontrados na literatura.

Em relação à morfologia dos pites, a análise por microscopia óptica revelou que a forma predominante é arredondada e larga, podendo também apresentar padrões rendilhados. O tamanho dos pites, no entanto, apresentou uma clara dependência da velocidade de varredura. Com o aumento da velocidade de varredura, observou-se uma redução no tamanho dos pites, resultado atribuído ao menor tempo disponível para sua formação e crescimento durante o ensaio de polarização cíclica. Essa observação reforça a influência da cinética do processo corrosivo na morfologia dos pites, demonstrando que velocidades de varredura mais elevadas impedem o desenvolvimento de pites maiores. A observação da menor quantidade de pites em velocidades de varredura mais baixas, sugere que tempos mais longos podem favorecer a nucleação de novos pites, enquanto tempos curtos impedem seu desenvolvimento completo.

Os resultados obtidos foram comparados com dados da literatura. Apesar de algumas diferenças nos valores absolutos dos parâmetros, principalmente para Epite, a concordância geral é satisfatória, considerando os intervalos de erro e as diferentes condições experimentais relatadas nas publicações. As discrepâncias observadas podem ser atribuídas a fatores como o tempo de imersão das amostras antes do ensaio, que variou entre os estudos. Os desvios encontrados nos parâmetros analisados foram consideráveis em algumas velocidades de varredura, sendo menor em 10 mV/s. Isso sugere que, além dos fatores controlados, a experiência do operador e a precisão da preparação das amostras também influenciaram nos resultados. A análise dos resultados destaca a importância de considerar a margem de erro experimental e a variabilidade inerente aos ensaios eletroquímicos na interpretação dos dados, especialmente para parâmetros que mostraram maior irregularidade, como Eprot1 e Eprot2.

A principal conclusão deste trabalho é que a velocidade de varredura empregada nos ensaios de polarização cíclica não influencia significativamente os parâmetros de corrosão por pite do aço inoxidável UNS S31600. Apesar da variação observada nos valores de potencial de pite (Epite), potencial de circuito aberto (Eca), potenciais de proteção (Eprot1 e Eprot2), densidade de corrente (ipite) e área do laço de histerese (U) entre as diferentes taxas de varredura, a análise considerando os intervalos de erro demonstra que essas diferenças não são estatisticamente significativas. Isso indica que, para o aço inoxidável estudado nessas condições experimentais, a resistência à corrosão por pite permanece relativamente constante, independente da velocidade de varredura utilizada no método de polarização cíclica. Essa constatação tem implicações importantes na escolha das condições de teste e na interpretação dos resultados em estudos futuros de corrosão.

Embora a velocidade de varredura não afete significativamente os parâmetros eletroquímicos de corrosão por pite, ela demonstra influência direta no tamanho dos pites. Observou-se que o aumento da velocidade de varredura resulta em pites menores, devido à redução do tempo disponível para a sua formação e desenvolvimento durante o ensaio. A morfologia dos pites mostrou-se predominantemente arredondada e larga, com a ocorrência ocasional de padrões rendilhados. Essa observação sugere que, mesmo sem alterar a resistência à corrosão por pite, a velocidade de varredura influencia a cinética do processo corrosivo, afetando diretamente a dimensão dos defeitos. É importante considerar que essa conclusão é específica para as condições experimentais analisadas neste trabalho, podendo variar em diferentes meios corrosivos ou tipos de aço. A consistência na morfologia dos pites, independentemente da taxa de varredura, indica que o mecanismo de corrosão por pite permanece o mesmo, variando apenas sua extensão.

A análise dos resultados evidencia a importância de considerar os desvios padrão e os intervalos de erro na interpretação dos dados. Apesar da conclusão principal sobre a independência dos parâmetros eletroquímicos em relação à velocidade de varredura, a grande variação observada em alguns parâmetros, como Eprot1 e Eprot2, exige cautela na comparação direta entre diferentes taxas de varredura. Para trabalhos futuros, recomenda-se a realização de um maior número de repetições experimentais para reduzir a influência de erros aleatórios e melhorar a precisão dos resultados. Além disso, a investigação de outras velocidades de varredura, expandindo a faixa analisada, poderia fornecer uma visão mais completa da influência cinética da corrosão por pite. Considerar também outros fatores como tempo de imersão, temperatura e composição do eletrólito pode levar a uma análise mais abrangente da resistência à corrosão deste tipo de aço inoxidável.

A pesquisa foi realizada nos laboratórios do Centro de Desenvolvimento de Materiais Metálicos da FEI (CDMatM-FEI) e do Centro de Laboratórios Químicos da FEI (CLQ-FEI), ambos pertencentes ao Centro Universitário da FEI. A menção a técnicos de ambos os centros destaca a colaboração e suporte técnico essenciais para a execução do trabalho. O envolvimento do Professor Dr. Rodrigo Magnabosco é explicitado, sugerindo sua atuação como orientador ou supervisor da pesquisa. A participação de Daniella Caluscio é também mencionada, indicando uma colaboração na pesquisa ou análise dos resultados, possivelmente como coautora ou colega de estudos. A citação dessas pessoas e instituições reforça a credibilidade e o contexto da pesquisa. A infraestrutura de laboratório disponível na FEI, como o equipamento de polimento ABRAMIN e o microscópio óptico LEICA DMLM no CDMatM-FEI e o potenciostato AUTOLAB20 no CLQ-FEI, foram fatores cruciais na realização dos ensaios.

O documento cita diversas referências bibliográficas relevantes para o entendimento do tema da corrosão por pite em aços inoxidáveis. Autores como Sedriks (1996), Gentil (1996), Magnabosco (2001), e Wolynce (2003) são mencionados, indicando o embasamento teórico da pesquisa e a contextualização dos resultados obtidos. A inclusão de Caluscio (2007) como referência, sugere um trabalho anterior com metodologias e análises semelhantes. A citação de normas ASTM (G46-94A e G61-86) reforça a padronização e a validação das técnicas experimentais utilizadas. A referência a trabalhos de Barbosa (2008) e Senatore (sem data) sugere a existência de estudos complementares na área de corrosão de aços inoxidáveis, evidenciando a relevância da temática e o posicionamento da pesquisa dentro de um contexto mais amplo. A inclusão de referências de trabalhos já realizados indica a continuidade e aprofundamento de pesquisas na FEI sobre este tema. A menção a L. Peguet (2006) e suas condições experimentais permite a comparação e contextualização dos dados.