Estudo cinético da corrosão do aço carbono em meio ácido clorídrico e nítrico

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dc.contributor.advisorOliveira, Fernando Castro de
dc.contributor.advisor-coSilva Neto, Almir
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/9638508781178425
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4957496389166388
dc.contributor.authorMartins, Renata Maria Seara
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2977616321127486
dc.contributor.refereeColeti, Jorge Luis
dc.contributor.refereeCosta, Tiago Almeida
dc.date.accessioned2025-04-28T23:03:39Z
dc.date.available2025-04-28T23:03:39Z
dc.date.issued2024-12-06
dc.description.abstractA corrosão é um processo espontâneo que gera grandes prejuízos econômicos para diversos setores industriais, resultando na perda de milhões de dólares anualmente. O aço carbono 1020, devido às suas propriedades mecânicas e baixo custo, é amplamente empregado em indústrias siderúrgicas, refinarias de petróleo, indústria automobilística, agroindústrias, entre outras. Este trabalho apresenta um estudo detalhado sobre a cinética do mecanismo de corrosão do aço carbono 1020 em soluções de ácidos fortes, amplamente utilizados em contextos industriais e rotinas de laboratório. Para isso, foram realizadas medições diretas (perda de massa) e indiretas (pH, condutividade iônica, curvas de polarização e potencial de circuito aberto) da taxa de corrosão do aço carbono 1020 em diferentes concentrações de ácidos clorídrico (HCl) e nítrico (HNO3). Nos ensaios com HCl, os resultados de perda de massa, pH e condutividade iônica indicaram uma cinética de corrosão de ordem zero (k = 10⁻⁵ g min⁻¹), sugerindo a existência de um gargalo no mecanismo de corrosão, corroborado pelas análises de polarização e potencial de circuito aberto. Esse gargalo foi atribuído à saturação da superfície do aço por íons H⁺ e Cl⁻, resultando em um processo de corrosão uniforme, como observado nas imagens microscópicas obtidas por meio de análise metalográfica. Por outro lado, no sistema contendo HNO₃, os mesmos experimentos revelaram uma cinética de primeira ordem nos primeiros 60 minutos de exposição (k = 10⁻² g min⁻¹ a 10⁻³ g min⁻¹). Após esse período, houve a passivação da superfície do aço, devido à presença de íons nitrato (NO₃⁻). Além disso, foi observado o efeito da solubilidade das fases contendo perlita e carbonetos, que aumentaram a área de contato da superfície do aço, evitando a saturação observada no sistema HCl. Este estudo contribui para uma compreensão mais profunda da corrosão do aço carbono 1020 em ambientes ácidos, fornecendo análises sobre a sua resistência e os mecanismos de corrosão que ocorrem em diferentes condições industriais.
dc.description.abstractotherCorrosion is a spontaneous process that causes significant economic losses across various industrial sectors, resulting in the loss of millions of dollars annually. Carbon steel 1020, due to its mechanical properties and low cost, is widely used in steel mills, oil refineries, the automotive industry, agribusiness, and other sectors. This work presents a detailed study of the kinetics of the corrosion mechanism of carbon steel 1020 in strong acid solutions, which are widely used in industrial contexts and laboratory routines. For this purpose, both direct (weight loss) and indirect (pH, ionic conductivity, polarization curves, and open circuit potential) measurements of the corrosion rate of carbon steel 1020 were performed in different concentrations of hydrochloric (HCl) and nitric (HNO₃) acids. In the HCl tests, the results of weight loss, pH, and ionic conductivity indicated a zero-order corrosion kinetics (k = 10⁻⁵ g min⁻¹), suggesting the existence of a bottleneck in the corrosion mechanism, corroborated by the polarization curves and open circuit potential techniques. This bottleneck was attributed to the saturation of the steel surface by H⁺ and Cl⁻ ions, resulting in uniform corrosion, as observed in microscopic images obtained through metallographic analysis. On the other hand, in the system containing HNO₃, the same experiments revealed first-order kinetics during the first 60 minutes of exposure (k = 10⁻² g min⁻¹ to 10⁻³ g min⁻¹). After this period, the steel surface became passivated due to the presence of nitrate (NO₃⁻) ions. Additionally, the solubility of phases containing pearlite and carbides was observed, which increased the contact area of the steel surface, preventing saturation as seen in the HCl system. This study contributes to a deeper understanding of the corrosion behavior of carbon steel 1020 in acidic environments, providing analyses on its resistance and the corrosion mechanisms that occur under different industrial conditions.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/1312
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectAço Carbono
dc.subjectCinética Química
dc.subjectCorrosão
dc.subjectInibidores de Corrosão
dc.titleEstudo cinético da corrosão do aço carbono em meio ácido clorídrico e nítrico
dc.typeDissertação

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