15º Encontro e Exposição Brasileira de Tratamentos de Superfície
4º INTERFINISH Latino Americano
CORROSÃO EM MEIO DE DIESEL DO AÇO CARBONO REVESTIDO COM
COBRE
Danielle Cristina Silva (Universidade Estadual do Centro-Oeste - Brasil)
Julian Johann (Universidade Estadual do Centro-Oeste - Brasil)
Maico Taras da Cunha (Universidade Estadual do Centro-Oeste - Brasil)
Mayara Soares (Universidade Estadual do Centro-Oeste - Brasil)
Paulo Rogério Pinto Rodrigues (Universidade Estadual do Centro-Oeste Brasil)
Everson do Prado Banczek* (Universidade Estadual do Centro-Oeste - Brasil)
RESUMO
A corrosão associada ao uso de combustíveis e biocombustíveis é
um tema importante, principalmente quando estão relacionados os prejuízos
causados. A corrosão em meio de combustíveis é de difícil determinação, pois
as condutividades adequadas para a aplicação dos métodos eletroquímicos
não são atingidas. O objetivo deste trabalho foi a caracterização eletroquímica
do aço carbono revestido com cobre, em meio de diesel B5. Os ensaios de
corrosão foram realizados em meio de NaCl 0,5 molL-1 após a imersão das
amostras em diesel por 2 meses. Os ensaios foram: Potencial de circuito
aberto,
espectroscopia
de
impedância
eletroquímica
e
polarização
potenciodinâmica anódica. A caracterização morfológica foi realizada por
microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram que as amostras
são susceptíveis a corrosão em meio de diesel.
* Autor correspondente: [email protected]
Rua Simeão Varela de Sá, 03 – Vila Carli - CEP 85040-080 – Guarapuava -PR
15º Encontro e Exposição Brasileira de Tratamentos de Superfície
4º INTERFINISH Latino Americano
ABSTRACT
The corrosion associated with fuels and biofuels use is an important issue,
especially when related the damage caused. Corrosion in fuel is difficult to
determine, as appropriate conductivities for the application of electrochemical
methods are not achieved.. The objective of this work was the electrochemical
characterization of carbon steel copper coated, in B5 diesel. The corrosion tests
were carried out in NaCl 0.5 molL-1 samples after immersion in diesel fuel for 2
months. The tests were: open circuit potential, electrochemical impedance
spectroscopy
and
potentiodynamic
anodic
polarization.
Morphological
characterization was performed by scanning electron microscopy. The results
indicated that the samples are suffer corrosion in diesel medium.
1. INTRODUÇÃO
O Diesel é um óleo derivado do petróleo que há muitos anos tem sido
empregado como combustível para motores do ciclo diesel. Nos veículos
automotivos há peças de ligas ferrosas presentes no sistema de alimentação
que estão sujeitas à corrosão por entrarem em contato com o diesel [1]. O
contato do metal com combustíveis gera corrosão, esta por sua vez pode
ocasionar desgaste prematuro das peças e contaminação do combustível pelo
metal. A determinação da corrosão em meio de combustíveis é difícil, pois não
são atingidas as condutividades adequadas para a aplicação dos métodos
eletroquímicos. Quando o óleo combustível passa pelos sistemas de
alimentação do veículo, pode ocorrer a oxidação das peças ferrosas
contaminando o combustível e ao mesmo tempo danificando o motor veicular.
A corrosão causa danos indesejáveis nas peças e uma diminuição da eficiência
energética do diesel [2]. Uma forma de proteger melhor estas peças seria
revestindo-as com cobre, já que o cobre é um metal mais nobre do que as ligas
ferrosas. Este revestimento impediria a corrosão e evitaria tais problemas
citados [3,4].
* Autor correspondente: [email protected]
Rua Simeão Varela de Sá, 03 – Vila Carli - CEP 85040-080 – Guarapuava -PR
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2. MATERIAIS E MÉTODOS
Utilizaram-se peças de aço carbono para o estudo.
As peças foram lixadas com lixas SiC #220, #320, #400, #600 e #1200 e
polidas com pasta de diamante 9 µ, 6 µ,3 µ, 1µ e ¼ µ.
A eletrodeposição de cobre foi feita numa solução de NaOH 2 molL-1,
CuSO4 0,1 molL-1 e tartarato de sódio como complexante, utilizando um
potenciostato, o eletrodo de referência foi de Hg/HgSO4 e contra eletrodo de
Platina.
As peças foram imersas ao diesel S10 tipo B5 durante dois meses. O
volume de diesel foi determinado de acordo com a norma ASTM G31/72 (0,20
mL/mm2).
As medidas eletroquímicas foram realizadas em uma célula de 3
eletrodos em meio de NaCl 0,5 molL-1. O contra eletrodo foi de Platina e o
eletrodo de referência Ag/AgCl. Os ensaios realizados foram: Potencial de
circuito aberto (PCA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e
polarização potenciodinâmica Anódica (PPA). A caracterização da morfologia
foi realizada Microscopia eletrônica de varredura (MEV).
3. RESULTADOS
Na Figura 1 são apresentados os resultados de PCA. Observa-se que as
peças de aço carbono e a de aço carbono com cobre imersas em diesel
mostram um deslocamento de potencial para valores mais positivos, indicando
que as peças imersas são mais nobres.
Os resultados de EIE são apresentados na Figura 2 na forma de
digramas de Nyquist e ângulo de fase de Bode. As peças submetidas à
imersão apresentam menor impedância e maior ângulo de fase do que as suas
respectivas peças não imersas, mostrando que estão mais suscetíveis à
corrosão por diesel.
* Autor correspondente: [email protected]
Rua Simeão Varela de Sá, 03 – Vila Carli - CEP 85040-080 – Guarapuava -PR
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Figura 1: Potencial de circuito aberto, antes e após imersão em diesel, obtido
em meio de NaCl 0,5 molL-1.
Figura 2. Diagramas de impedância (A) Nyquist e (B) Ângulo de fase de Bode,
antes e após imersão em diesel, obtidos em meio de NaCl 0,5 molL-1.
Na figura 3 os resultados de PPA indicam que a peça de aço carbono
com cobre é a mais resistente dentre as estudadas, já que apresenta as
menores densidades de corrente.
* Autor correspondente: [email protected]
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Figura 3. Curvas de Polarização Anódica, antes e após imersão em diesel,
obtidas em meio de NaCl 0,5 molL-1.
Na Figura 4 estão apresentadas as micrografias das peças metálicas
antes e após imersão em diesel. Comparando as imagens A e B observa-se
que na peça imersa em diesel (B) há uma corrosão bem visível, mostrando que
o diesel atacou a superfície da peça. O resultado se repete quando compara-se
as imagens C e D.
* Autor correspondente: [email protected]
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Figura 4: Micrografias para a peça de aço carbono antes (A) e após (B)
imersão em diesel e para peça de aço carbono com revestimento de cobre
antes (C) e após (D) imersão em diesel. Aumento de 1500 x.
4. CONCLUSÃO
- Conclui-se por meio dos resultados obtidos que as peças não imersas
em diesel são mais resistentes do que na presença do combustível.
- A partir dos resultados de PCA observou-se que o as peças de aço
carbono e aço carbono com cobre apresentam um comportamento mais
estável.
* Autor correspondente: [email protected]
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- Os resultados de EIE mostraram que estas peças apresentam maior
impedância e menor ângulo de fase, indicando que são mais resistentes.
- A reposta de PPA indicou que menores densidades de corrente são
medidas para a peça de aço carbono com cobre sugerindo que este é mais
resistente à corrosão.
- Através disto vê-se que a eletrodeposição de cobre sobre peças de aço
carbono não é indicada para o uso na presença de diesel, como em peças de
automóveis e tanques de combustíveis.
5. BIBLIOGRAFIA
1. Adriano H. Akita, Luca Paussa, Francesco Andreatta, Lorenzo Fedrizzi,
Cecílio S. Fugivara, Assis V. Benedetti. Using the Electrochemical
Impedance Spectroscopy to Characterize Different Metallic Materials in
Biodiesel B100, São Paulo, 2010.
2. Alessandra Regina Pepe Ambrozin e Sebastião Elias Kuri,
Marcos
Roberto Monteiro*, CORROSÃO METÁLICA ASSOCIADA AO USO DE
COMBUSTÍVEIS MINERAIS E BIOCOMBUSTÍVEIS, Quim. Nova, Vol.
32, No. 7, 1910-1916, 2009.
3. COSTA, M. V. da. Revestimentos de conversão. UFRGS – Universidade
Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2009.
4. COSTA, J. S. Estudo do revestimento nanocerâmico à base de Zr no
aço zincado por eletrodeposição. Trabalho de diplomação – UFRGS –
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, 2011.
* Autor correspondente: [email protected]
Rua Simeão Varela de Sá, 03 – Vila Carli - CEP 85040-080 – Guarapuava -PR