Você está aqui: Página Inicial > Defesas > Mestrado - Oriana Palma Calabokis
conteúdo

Mestrado - Oriana Palma Calabokis

por dirppg-ct publicado 31/01/2020 10h40, última modificação 31/01/2020 11h55
Corrosão localizada do aço dúplex UNS S32750 nitretado por plasma em baixas temperaturas.
Quando
17/02/2020
de 08h30 até 11h30
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Sede Ecoville: EL-101
Pessoa de contato
Prof. Paulo César Borges
Participantes
Orientador(a): Prof. Paulo César Borges, Dr. - UTFPR
Coorientador(a): Prof. Carlos M. Lepienski, Dr. - UTFPR
Banca examinadora: Presidente: Prof. Paulo César Borges, Dr. - UTFPR
Prof. Márcio Mafra, Dr. - UTFPR
Prof. Gelson Biscaia de Souza, Dr. - UEPG
Prof. Carlos Cruz, Dr. - UTFPR
Adicionar evento ao calendário
iCal

Resumo: Os aços inoxidáveis dúplex da série UNS S32750 são geralmente utilizados na indústria petroleira, química e petroquímica devido à elevada resistência a corrosão generalizada e localizada. Na montagem dos equipamentos podem existir elementos como arruelas, cabeças de parafuso, suportes e braçadeiras de tubulação, depósitos sobre a superfície, e em outras heterogeneidades de superfície, como respingos de solda, biopelículas de microrganismos entre outros, os quais geram regiões oclusas que podem favorecer a corrosão localizada por frestas, causando a falha catastrófica das peças. Uma forma de melhorar a resistência a corrosão localizada consiste na introdução de nitrogênio no aço. No presente trabalho, foram realizadas nitretações por plasma em baixas temperaturas (300°C, 350°C e 400°C; designadas como N300, N350 e N400, respectivamente) em um reator de parede fria com fonte pulsada durante 4 horas, utilizando uma mistura gasosa composta por 70% N2, 20% H2 e 10% de Ar, visando estudar a resistência a corrosão localizada destes aços nitretados. A nitretação formou uma camada de fase austenita expandida (γ_N) sem nitretos de cromo nem de ferro, cuja espessura de camada incrementou-se desde 0,94 ± 0,10 µm até 2,99 ± 0,32 µm, com o aumento da temperatura de tratamento. O valor máximo de dureza foi de HV0,025 = 879 ± 136 para a condição N400, comparado com a dureza de HV0,025 = 338 ± 13 do estado de fornecimento (EF). Todas as condições nitretadas exibiram menores taxas de corrosão generalizada, a formação de camadas de passivação mais protetoras e melhor capacidade de repassivação, em referência ao EF, confirmado por meio de ensaios de polarização cíclica em solução 3,5% NaCl. Finalmente, foi avaliada a susceptibilidade a corrosão por frestas utilizando uma adaptação da norma ASTM G192-08. As condições nitretadas (N350 e N400) apresentaram menor corrosão por fresta, considerando as menores densidades de corrente durante o estágio potenciostático tanto no potencial passivo (1,2 V) como transpassivo (1,5 V) e menores profundidades de corrosão por fresta, com respeito ao EF. O aço UNS S32750 e as condições nitretadas em 350°C e 400°C são totalmente resistentes à corrosão por fresta quando foram polarizados no potencial passivo (1,2 V). Os resultados confirmam o efeito benéfico da nitretação por plasma em baixas temperaturas na resistência a corrosão por frestas e corrosão generalizada do aço dúplex UNS S32750.

Palavras-chave: Aço inoxidável duplex UNS S32750; nitretação por plasma em baixas temperaturas; corrosão localizada.

 

Localized corrosion on duplex stainless steel UNS S32750 plasma nitrided on low temperatures.

Abstract: The UNS S32750 stainless steel is generally used in the oil and gas, chemical and petrochemical industries because of their high generalized and localized corrosion resistance. In the assembly of the machinery, there may be elements such as washers, screw heads, pipe supports and clamps, deposits on the surface, and in other surface heterogeneities, such as weld spatter and microorganism bio-films. Those elements generate occluded regions that can favor crevice corrosion and therefore, it could cause the catastrophic failure of machinery parts. One way to improve the localized corrosion resistance is the introduction of nitrogen into the steel. In this work, were accomplished low temperature plasma nitriding treatments (300°C, 350°C and 400 °C, named as N300, N350 and N400). These treatments were performed in a pulse plasma reactor with a cold-wall chamber for 4 hours. A gas mixture composed of 70% N2, 20% H2 and 10% Ar were used in the nitriding process. The nitriding treatment formed a nitrided layer composed of expanded austenite (γN) without chromium or iron nitrides. The thickness of this layer was increased from 0.94 ± 0.10 µm to 2.99 ± 0.32 µm, as the treatment temperature increases. The maximum hardness value was HV0,025 = 879 ± 136 for N400, compared to the hardness value of untreated condition HV0,025 = 338 ± 13. All the nitrided conditions exhibited lower corrosion rates, the formation of a more protective passivation layer and a better repassivation capacity, compared to untreated condition. Those results were obtained by cyclic polarizations test in 3.5% NaCl solution. Finally, the susceptibility to crevice corrosion was assessed by an adaptation of the standard ASTM G192-08. The nitrided conditions (N350 and N400) presented lower susceptibility to crevice corrosion. Those conditions had lower current density during the potentiostatic stage in both the passive (1.2 V) and in the transpassive (1.5 V) potentials. Also, they showed smaller corrosion depths compared to untreated condition. Duplex UNS S32750 and its nitrided conditions (N350 and N400) were completely resistant to crevice corrosion when they were polarized at the passive potential (1.2 V). The results confirm the beneficial effect of low temperature plasma nitriding on the crevice corrosion and general corrosion resistances of the UNS S32750 duplex steel.

Keywords: Duplex Stainless Steel UNS S32750; low temperature plasma nitriding; localized corrosion

Lista de publicações

Palma, O., Núñez, Y., Ribeiro, J., Borges, P. C., AVALIAÇÃO DA NITRETAÇÃO A PLASMA EM BAIXAS TEMPERATURAS NA RESISTÊNCIA À CORROSÃO DO AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX UNS S32205. In: COBEF 2019, 2019, São Carlos. 10º Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação, 2019. doi://10.26678/ABCM.COBEF2019.COF2019-0548

Palma, O., Núñez, Y., Ribeiro, J., Borges, P. C., COMPORTAMENTO TRIBOLÓGICO DO AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX UNS S32205 SUBMETIDO A NITRETAÇÃO A PLASMA EM BAIXAS TEMPERATURAS. In: COBEF 2019, 2019, São Carlos. 10º Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação, 2019. doi://10.26678/ABCM.COBEF2019.COF2019-0552