Absorção de hidrogênio na corrosão por fresta de aço baixo carbono

Abstract

O principal objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de uma membrana de aço 1010 absorver hidrogênio, quando submetida à corrosão por fresta em meios simulando as condições encontradas entre o aço e o concreto, comumente empregados na construção civil. Além disso, desenvolveu-se uma técnica para confecção de frestas, com áreas e espessuras específicas. No desenvolvimento deste trabalho, foi empregada a técnica de eletropermeação de hidrogênio em membranas de ferro, desenvolvida por Devanathan e Stachursky [1]. O fluxo de hidrogênio permeado foi medido no potencial de corrosão e em diferentes potenciais aplicados. Nos eletrólitos de medida - solução saturada de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) - variou-se o pH da solução e/ou a concentração de íons cloreto (CI-). A variação desses parâmetros teve como objetivo medir o efeito dos mesmos na absorção de hidrogênio em membranas de ferro expostas a frestas com diferentes espessuras. As superfícies das membranas expostas em eletrólitos variando-se o pH entre 12,4 e 6,5 foram examinadas ao microscópio eletrônico de varredura (MEV). Verificou-se, nas condições estudadas, que a nucleação da corrosão por fresta ocorreu após um período de aproximadamente 1 h, provocando também absorção de hidrogênio pelo aço. Maiores concentrações de cloreto produzem maiores taxas de absorção de hidrogênio. A solução contida na fresta sofre isolamento do restante da solução pela formação de um muro de magnetita. Isto explica a pouca influência da espessura da fresta na absorção de hidrogênio (H), para frestas com corrosão já nucleadas. Em valores mais baixos de pH ocorre a dissolução parcial do muro de magnetita e aumento da taxa de absorção de hidrogênio.

The principal aim of this work was to evaluate the absorption of hydrogen of a steel 1010 membrane, submitted to crevice corrosion in mediums simulating the conditions between steel and reinforced concrete in civil engineering. Moreover, a technique was developed to produce crevices with specific areas and widths. During this work, the hydrogen electropermeation technique developed by Devanathan and Stachursky [1] was applied to an iron membrane, The flux of permeated hydrogen was measured at the corrosion potential as well as under potentiostatic polarization. In the eletrolyte which consisted of a saturated calcium hidroxide solution (Ca(OH)2, the pH of the solution and/or the chloride concentration (CI-) were varied. The change of these parameters had the aim to measure their effect on the hydrogen absoption of the iron membrane exposed to crevices with different widths. Scanning electron microscopic examinations were performed with the surfaces of membranes, which had been exposed to saturated Ca(OH)2 solution, the pH of which varied between 12.4 and 6.5. Under the conditions studied in this work, the crevice corrosion usually started after ca. 1 hour. The solution inside the crevice was isolated from the bulk solution due to the formation of a magnetite wall. This probably explains the poor influence of the crevice width on the hydrogen absorption. Partial dissolution of this wall and an increase of the hydrogen absorption rate occurred at lower pH-values.