ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: AVALIAÇÃO DA TAXA DE CORROSÃO ELETROQUÍMICA DO AÇO AISI 316 L EM ÁGUAS DE PRODUÇÃO COM DIFERENTES TEORES DE CLORETOS E SULFETOS
AUTORES: PINON, G.O. (UFES) ; FREITAS, M. B. J. G (UFES) ; PERINI, N. (UFES) ; CORRADINI, P. G. (UFES)
RESUMO: A produção de petróleo é normalmente acompanhada da produção de água. O potencial corrosivo dessa água em aços inoxidáveis austeníticos, utilizados em planas petroquímicas, ainda é pouco conhecido. O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento corrosivo de amostras de água-livre e correlacionar os parâmetros eletroquímicos com a composição das amostras estudadas e os dados obtidos pela técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica. Foram avaliadas duas amostras de água-livre e determinados os teores de cloretos e sulfetos presentes. Constatou-se que o teor de sulfetos é determinante nas taxas de corrosão, se comparado ao teor de cloreto presente nas amostras.
PALAVRAS CHAVES: corrosão, aço austenítico e águas de produção.
INTRODUÇÃO: A exploração de petróleo é acompanhada de significativa produção de água, que pode ser a existente no reservatório de óleo desde a sua formação, a que chamamos Água Conata, ou a sua mistura com a água subterrânea que pode estar sendo utilizada em processos de recuperação secundária denominada de Água de Injeção. Geralmente, contém elevado teor de sais, partículas de óleo em suspensão, produtos químicos adicionados nos diversos processos de produção, sólidos suspensos, sólidos dissolvidos. Além disso, apresenta substâncias orgânicas dissolvidas resultantes de longos períodos de contato, propiciando a solubidade dessas substâncias. Alguns desses compostos são altamente corrosivos, tais como os cloretos, presentes em maior quantidade, e os compostos de enxofre. Pouco se conhece sobre o seu efeito corrosivo nos aços inoxidáveis austeníticos. Esses aços, amplamente aplicados na indústria petroquímica, caracterizam-se por serem ligas Fe-Cr com o mínimo de 10,5% de Cr e apresentarem outros constituintes como Ni, Mn, Mo e N. O aço austenítico inoxidável 316 L, por exemplo, é aplicado como revestimento interno de torres de destilação, por apresentar propriedades satisfatórias a temperaturas elevada e boa resistência à corrosão.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram avaliadas duas amostras de água livre com determinação de: teor de cloretos e sulfetos. As medidas eletroquímicas foram realizadas no potenciostato/galvanostato da AUTOLAB. A cela eletroquímica foi a padrão de três eletrodos com eletrodo de referencia de Ag/AgCl/Saturado e eletrodo auxiliar de grafite. O eletrodo de trabalho foi confeccionado com aço 316 L. Os eletrodos foram preparados com polimento em lixas d’água de quatro granulometrias diferentes: 100, 320, 400 e 600, desengordurados com acetonas e secos. As medidas eletroquímicas foram feitas a temperatura ambiente, sem agitação. Inicialmente, foram determinados os potenciais de circuito aberto (E0) com medidas de ruído eletroquímico. Em seguida, foram realizadas polarizações e, por meio das curvas de Tafel, variando-se o potencial em ±200 mV a partir de E0, a uma taxa de 1,0 mV/s, determinaram-se as taxas de corrosão e densidade de corrente de corrosão. Polarizou-se o sistema em 0,5 V durante 500 s. A medidas de impedância eletroquímica foram realizadas na faixa de freqüência de f = 104 até 10-3 Hz e com tempo de equilíbrio de 600 s.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A figura 1 apresenta a curva de polarização linear para as amostras de água-livre estudadas. A Tabela 1 apresenta a caracterização das amostras de água-livre e os parâmetros eletroquímicos encontrados a partir das curvas de Tafel. De acordo com os resultados obtidos, podemos perceber que a amostra 1306 apresenta maior taxa de corrosão e, consequentemente, maior corrente de corrosão e menor resistência à polarização. Por outro lado, a amostra 1315 apresentou menor taxa de corrosão, com resistência bastante elevada. Relacionando os valores eletroquímicos com as caracterizações das amostras avaliadas, podemos perceber que aquela com maior teor de cloretos, apresentou maior taxa de corrosão. A alta salinidade das águas de petróleo favorece a corrosão por pites. Para a amostra 1315, percebe-se que o teor elevado de sulfetos diminui as taxas de corrosão no aço em estudo. Esse fato está relacionado com a formação de filmes de proteção sobre a superfície do metal. O que pode ser observado na Tabela 1, visto que com uma concentração de maior sulfeto aumentou-se significativamente a resistência à polarização. Estudaram-se os sistemas fora das condições de equilibrio com medidas amperométricas. Aplicando-se um potencial de 0,5 V por um período de 500 s, determinaram-se as cargas transportadas no sistema, e observou-se que a amostra 1315 apresenta a maior corrente estacionária, seguida por 1306. Desta forma, a amostra 1315 é mais corrosiva nesta condição. As medidas de impedância foram realizadas e os resultados de resistência à polarização são próximos àqueles obtidos por meio das curvas de polarização, pelo método de Tafel. Para a amostra 1306 foi de 7,29 kOhm e para a amostra 1315 foi de 27,37 kOhm.
CONCLUSÕES: Os valores de resistência à polarização obtidos pelas curvas de Tafel e por medidas de impedância eletroquímica apresentam valores semelhantes. A composição química das águas de petróleo influencia nas taxas de corrosão, sendo que esta aumenta com o elevado teor de cloretos e baixo teor de sulfetos. O elevado teor de sais favorece a corrosão por pites e a concentração sulfetos favorece a formação de filmes protetores sobre o metal diminuindo a corrosão.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao Lab-Petro, DQUI-UFES e ao CNPQ.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Prado, A.; Merino, M.C.; Coy, A.E.; Viejo, F.; Arrabal, R.; Matykina, E. Pitting corrosion behaviour of austenitic stainless steels – combining effects of Mn and Mo additions. Corrosion Science 2008, 1796-1806
BATZINGER, T.; MAY, A.; LESTER, C.; KUTTY, K.; ALLISON, P. A novel electrical potential drop method for the detection of naphthenic acid corrosion in oil refining processing. General Electric, Niskayuna, New York, 2005.
