Desenvolvimento de revestimento inteligente com carepas dos aços AISI 420, 304 & 316

Abstract

Solucionar o problema da geração e acúmulo de resíduos é um dos principais desafios da sociedade moderna. A indústria siderúrgica é uma das maiores geradoras de subprodutos e resíduos. Grande quantidade de óxidos são gerados nos processos de obtenção e conformação do aço, muitos deles com composição química de importante valor. Convergente a isso, para a nossa investigação, foram estudados alguns tipos de carepas provenientes de processos siderúrgicos. Para isso, foram processadas carepas de aço carbono SAE 1045 trefilado, com morfologia lamelar, testadas em resina alquídica para melhorar a propriedade de barreira do revestimento orgânico, analisadas por métodos eletroquímicos, como medidas da capacitância, potenciometria e espectroscopia de impedância eletroquímica para quantificar a permeação de água, difusão de cloretos e compreender os processos físicos das barreiras ao transporte de espécies nesse sistema. Para quantificar o transporte do cloreto na tinta, foi desenvolvida uma técnica baseada na medida do potencial AgAgCl. Foi medido o potencial de uma placa de prata de alta pureza anodizada em solução NaCl e revestida com o revestimento experimental contra outro eletrodo de referência AgAgCl, estando ambos os eletrodos imersos na mesma solução de cloreto. Foram também estudadas carepas provenientes de aços AISI 304, 316 e 420 na forma de carga mineral em tintas como liberadoras de cromato e molibdato, paralelamente à solubilização de outros ânios. Para isso, foi aumentada a área superficial dessas carepas, reduzindo-as a partículas micrométricas e submicrométricas, para então serem testadas em ensaios de solubilização em soluções tampão de pH 7,0 e 2,2. O acompanhamento da solubilização dos ânios nas soluções ensaiadas foi realizado por espectrometria de absorção atômica por chama. O efeito inibidor na corrosão do aço SAE 1006 proporcionado pelas espécies liberadas de carepas foi testado por voltametria cíclica em solução dos respectivos extratos. Por fim, a proteção promovida pela carepa liberadora de inibidores foi testada com o uso de micro células capilares em solução de NaCl 0,01 M.

One of the main challenges of modern society is to reduce waste production and accumulation. The steel industry is one of the largest producers of by-products and waste. Large amounts of oxides are generated during the steel production and forming processes, and many of them have a functional chemical composition. Different types of steel scales were analyzed in this study as possible corrosion inhibitor sources and lamellar charges for paints. Scales industrially obtained from cold drawn SAE 1045 carbon steel were processed to have a lamellar morphology. These lamellae were added to alkyd resin for improving the barrier property of the organic coating and analyzed by electrochemical methods such as capacitance at a single frequency, potentiometry, and electrochemical impedance spectroscopy. Those methods helped to quantify water and chloride permeation through the paint. For this, a technique was developed by which an Ag|AgCl reference electrode's potential is compared against another Ag|AgCl reference coated with the modified paint, both immersed in the same solution. Additionally, scales from the forging of AISI 304, 316, and 420 steel were tested as chromate and molybdate releaser, among other cations. For this, the scale surface area was increased, reducing them to powder particles with granulometry in the micrometric/submicrometric range and later tested in solubilization tests in buffer solutions of pH 7.0 and 2.2. The solubilized cation in the tested solutions was determined by atomic absorption spectrometry, and, subsequently, the respective extracts were used to observe the behavior of these cations as corrosion inhibitors of the SAE 1006 steel by polarization techniques. Finally, the corrosion protection conferred by the inhibitor released by the scales was tested on the SAE 1006 steel in 0.0 1 M NaCl solution by the electrochemical microcapillary cell technique.