Análise da corrosão do aço VM12 em uma mistura de sais (NaCl-KCl-MgCl2) em alta temperatura

Abstract

Desde as últimas décadas, o mundo se depara com uma crescente demanda energética, o que levou muitos países a buscar e aperfeiçoar fontes renováveis de energia que não contribuam para o aquecimento global nem agravem os efeitos das mudanças climáticas. Um exemplo é o desenvolvimento de energia solar térmica concentrada, do inglês “concentrated solar power (CSP) plant”. Esse sistema usa a energia do sol para produzir eletricidade e tem sido uma opção atrativa, pois o acoplamento de um sistema de armazenamento de energia térmica (TES) a essas plantas permite que a energia seja produzida mesmo em períodos sem radiação solar. Atualmente, esses sistemas já existem e possuem nitretos como fonte TES, porém os nitretos possuem limitações quanto à temperatura máxima na qual podem ser trabalhados, além de poder causar problemas ambientais e sanitários em caso de vazamento. Para contornar esses problemas, novas misturas vêm sendo estudadas para substituir os nitretos - como os cloretos. Contudo, as ligas metálicas utilizadas nas plantas são próprias para nitretos e não para cloretos. Logo, é necessário encontrar uma liga que possa suportar as condições de trabalho exigidas pelos cloretos. O objetivo deste trabalho foi estudar a possibilidade de se utilizar uma mistura eutética de MgCl2-KCl-NaCl como fluido de transferência de calor (HTF) e TES em CSP. Para isso, conduziu-se um estudo de corrosão para verificar qual seria a vida útil de uma planta CSP utilizando a mistura eutética de cloretos. Foi utilizado o aço inoxidável VM12 para simular a estrutura da planta (este é um dos aços utilizados para a construção dessas plantas). Todos os experimentos, bem como a mistura de sais utilizada neles, foram produzidos na BAM (Instituto Federal de Pesquisa e Testes de Materiais), objetivando minimizar a ocorrência de erros. Os testes foram feitos em ambiente controlado em 3 tempos diferentes - 96, 240 e 480 h. Os resultados encontrados não foram promissores para a aplicação dessa mistura eutética em plantas comerciais, uma vez que a taxa de corrosão para aplicações comerciais é limitada a 0,01 – 0,03 mm/ano e o obtido no trabalho foi de 1,06849 mm/ano e 1,75847 mm/ano. Um dos principais problemas enfrentados foi a presença de impurezas como água e oxigênio, que, mesmo em quantidades pequenas, sempre estão presentes no sistema, o que leva à formação de impurezas corrosivas como o MgOH+.