Análise de corrosão em conexões e terminais de mangueiras hidráulicas em semeadoras de grãos

Abstract

A corrosão, de maneira geral, é um dos problemas mais estudados na área metalúrgica, devido aos grandes prejuízos financeiros ocasionados. No meio agrícola, a utilização de fertilizantes NPK (nitrogênio, fósforo e potássio) para suplementação de solos vem crescendo nas últimas décadas, bem como, a utilização de semeadoras adubadoras de grãos de precisão. Essas máquinas são constituídas de extensos e complexos sistemas hidráulicos, os quais são formados por elementos como mangueiras flexíveis, tubos rígidos, conexões e adaptadores, entre outros. Os processos corrosivos nos aços utilizados em conexões e terminais hidráulicos ocorrem de maneira agressiva, podendo ocasionar paradas para manutenção de semeadoras em momentos inoportunos, como em períodos ideais de plantio. No presente trabalho, buscou-se determinar as taxas de corrosão dos materiais comumente utilizados na fabricação de terminais de mangueiras hidráulicas e conexões (aço SAE/AISI 1215, 1010 com revestimento Zinco-Níquel e aço inoxidável SAE/AISI 316L), empregando para isso, ensaios eletroquímicos Para avaliar o processo de corrosão gerado em campo, foram coletadas e caracterizadas amostras corroídas as quais estavam em uso na semeadora, que operava utilizando o fertilizante misto NPK. Para realização dos ensaios eletroquímicos, foi empregada a técnica de polarização potenciodinâmica, em uma célula de 3 eletrodos, utilizando como eletrólito uma solução contendo o fertilizante NPK 02-23-23 diluído a 1% em massa em água deionizada. A partir das curvas de polarização obtidas, foram calculadas as taxas de corrosão para cada material testado neste meio específico, a partir das retas de Tafel obtidas via software NOVA 2.1. As amostras coletadas em campo foram analisadas quanto à morfologia e microestrutura e composição química (tanto no substrato quanto produtos de corrosão), utilizando técnicas de análise metalográfica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e detecção de energia dispersiva (EDS). Os resultados obtidos indicam um desempenho superior do aço inoxidável nessas condições. Porém é preciso levar em consideração que a seleção do material a ser empregado nos terminais de mangueiras hidráulicas e conexões deve considerar também a vida útil de uma mangueira hidráulica que depende do tempo de operação do tubo flexível, recomendado por cada fabricante

XII ABSTRACT Corrosion, in general, is one of the most studied issues in the metallurgical field due to the significant financial losses it may causes. In agriculture, the use of NPK fertilizers (Nitrogen, Phosphorus, and Potassium) for soil supplementation has been increasing in recent decades, along with the use of precision grain seeders. These machines are based on extensive and complex hydraulic systems, composed of elements such as flexible hoses, rigid pipes, fittings, and adapters, among others. Corrosive processes in the steels used in hydraulic connections and terminals can be evident aggressively, leading to unwished maintenance from seeders, often occasioned during planting periods. In this study, the aim was to determine the corrosion rates of materials commonly used in the manufacturing of hydraulic hose terminals and connections (SAE/AISI 1215 steel, SAE/AISI 1010 steel with Zinc-Nickel coating, and stainless-steel SAE/AISI 316L) based on electrochemical tests To evaluate the corrosion process that occurs in the field, corroded samples being used on the seeder and operating with the mixed NPK fertilizer, were collected and characterized. For the electrochemical tests, the potentiodynamic polarization technique was employed in a three-electrode cell, using an electrolyte solution containing the NPK 02-23-23 fertilizer diluted to 1% by weight in deionized water. Corrosion rates for each material tested in this specific environment were calculated from the polarization curves obtained through the NOVA 2.1 software. Field-collected samples were analyzed concerning morphology, microstructure, and chemical composition (both in the substrate and corrosion products) using metallographic analysis techniques, scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The results obtained indicate a greater performance of stainless steel in these conditions. However, it is essential to consider that the material selection for hydraulic hose terminals and connections should also consider the hose's service life, which depends on the recommended operating time specified by each manufacturer