ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: Estudo do comportamento do inibidor de corrosão CRW9150 com o aço carbono ASTM 1010
AUTORES: MACHADO, W.A. (UFU) ; SOUZA, D.H. (UFU) ; CANOBRE, S.C. (UFU) ; AMARAL, F.A. (UFU)
RESUMO: A descoberta de novas bacias petrolíferas na baia de santos (pré-sal) traz enormes investimentos nas áreas relacionadas à corrosão, que buscam tecnologias eficientes para a exploração deste petróleo. Algumas das formas de redução à corrosão é a utilização de inibidores, estudados para obtenção de melhor eficiência e de menor custo para as indústrias. O objetivo do trabalho foi saber em quais das áreas eletroquímicas (anodo ou catodos) que o inibidor age. Pelas técnicas eletroquímicas de potencial de circuito aberto e curvas de polarização foi possível saber que o inibidor CRW9150 reage na região catódica devido aos grupos aminas presentes na sua constituição.
PALAVRAS CHAVES: curvas de polarização, corrosão, inibidor de corrosão.
INTRODUÇÃO: A indústria petrolífera atualmente enfrenta um grande desafio em combater ou minimizar a corrosão ocorrente em tubulações de plataformas, expostas à condições agressivas de ataques químicos, um problema sério que requer investimento muito alto em pesquisas nas formas de evitar um prejuízo causado pela corrosão. O fato é que os prejuízos causados pelos danos de corrosão do ponto de vista econômico atingem custos extremamente altos que podem chegar a milhões de dólares. No Brasil a grande estatal Petrobras, descobriu em 2009 enormes bacias de petróleo na camada do pré-sal, e a partir de então concentra seus esforços de investimento em novas fontes que minimizem a agressividade da corrosão em dutos submarinos, que se encontra em um meio bastante comum desse problema, a água do mar salina. A água do mar é um eletrólito muito forte, constituída de matéria orgânica viva, com grandes quantidades de sais e gases dissolvidos. E um dos estudos dos meios anti-corrisivos realizados é a aplicação de inibidores, substâncias químicas (orgânicas ou inorgânicas) capazes de reduzir significativamente ou até eliminar o processo da corrosão. Existem diferentes tipo de inibidores, os anódicos que atuam no ânodo retardando ou impedindo as reações anódicas que causam a corrosão, os catódicos, reprimindo as reações no cátodo e os inibidores de absorção que funcionam como formadores de películas protetoras¹. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi investigar o comportamento do inibidor CRW9150 atuando na inibição da corrosão do aço carbono ASTM 1010.
MATERIAL E MÉTODOS: O inibidor CRW9150 e a liga de aço carbono ASTM 1010 usada nas fabricações dos dutos petrolíferos foram obtidos da Petrobras. Os ensaios eletroquímicos foram realizados em uma celular de corrosão de um único compartimento com capacidade de 200 mL de solução, contendo três eletrodos, sendo eletrodo de trabalho de aço ASTM 1010, contra eletrodo de grafite e eletrodo de referência de Ag/AgCl saturado, conectados a um Potenciostato/Galvonostato acoplado a um computador. A solução eletrolítica simulava uma solução sintética de água do mar (mistura composta de NaCl, MgCl2, SrCl2, KCl, NaHCO3 KBr, NaF e H3BO3). O comportamento do eletrodo de trabalho na ausência e presença de inibidor frente ao ambiente corrosivo foi avaliado variando-se as concentrações deste em 0, 50 e 100 ppm. A composição química do inibidor CRW9150 é uma mistura composta de metanol, derivado de amina, ácido poli carboxílico, composto de amônio quaternário, isopropanol, composto de sulfato, nafta aromática pesada e naftalina, portanto, constituído basicamente de derivados orgânicos. A área de exposição do corpo de prova com a água do mar sintética foi de aproximadamente 0,785 cm². Já com a célula montada e com todos os eletrodos conectados ao potenciostato, a água do mar sintética foi introduzida na célula e a variação de potencial de circuito aberto (OCP) “open circuit potential” foi acompanhada num período de 30 minutos, para cada concentração de inibidor. Para a realização de medidas de OCP era fundamental que a célula estivesse desligada, até que o sistema (água e metal) se estabilizasse eletroquimicamente, ou seja, não apresentasse oscilações de potencial. Posteriormente, medidas de polarizações (catódica e anódica) foram realizadas para o sistema².
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os inibidores orgânicos, em geral, se conhecem como inibidores de adsorção por que se crê que sua inibição tem como fator primordial a sua adsorção na superfície (anódica ou catódica) do material a proteger.
Na Fig. 1 a) estão representados os potenciais de circuito aberto das placas de aço em água do mar sintética em função do tempo, onde é verificado a diminuição do potencial até estabilização eletroquímica, um indicativo de corrosão generalizada com ruptura de algum filme, assim que expostas ao meio eletrolítico salino. Com relação à adição do inibidor, há uma diminuição nos valores de OCP com aumento da concentração do inibidor, indicando a formação de uma película protetora na superfície do aço ASTM 1010. O potencial de corrosão registra o valor médio do potencial de circuito aberto nos últimos 5 minutos de experimento, de aproximadamente -0,65 V. Na ausência de inibidor e na presença de 50 ppm de inibidor apresentaram o praticamente o mesmo potencial de circuito aberto após 30 min. Mas na presença de 100 ppm de inibidor já foi observado o aumento do potencial de circuito aberto, indicando assim a eficiência da concentração do inibidor.
Na Fig. 1 b) são representadas as curvas de polarizações (anódica e catódica). Os aços apresentam dissolução ativa nos meios estudados, isto é, nenhum domínio de passivação foi encontrado na faixa de aproximadamente 300 mV de polarização. Na ausência de inibidor e na presença de 50 ppm de inibidor, as correntes são praticamente as mesmas. Com a concentração de 100 ppm percebe-se que ouve um deslocamento do potencial de corrosão para valores mais positivos, sugerindo maior proteção do aço ao meio corrosivo contendo esta concentração de inibidor e também que o inibidor apresenta um comportamento típico de inibidor catódico.
CONCLUSÕES: Com a presença de 100 ppm de inibidor, há um aumento no potencial de corrosão, com possível formação de uma película protetora nas regiões catódicas, já que este inibidor possui derivados de aminas grupos que produzem cargas parcialmente positivas, por “interiorizar” seus elétrons. Com isto estes se adsorvem mais facilmente sobre superfícies carregadas negativamente formando uma camada passivante nas regiões catódicas³. Estas afirmações são válidas através das técnicas usadas neste trabalho como o potencial de circuito aberto e as curvas de polarizações.
AGRADECIMENTOS: FAPEMIG, CNPq e Petrobras
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. Gomes, A. C. T. “Análise da corrosão e da erosão-corrosão do aço carbono em meio com NaHCO3 e CO2” Dissertação de Mestrado., Programa de Pós- Graduação em Engenharia de Materiais e Processos, Universidade Federal do Paraná, 2005.
2.Lopez, D. A. ; Simison, S. N. & Sa´nchez, S. R..“The influence of steel microstructure on CO2 corrosion. EIS studies on the inhibition efficiency of benzimidazole “ Electrochimica Acta 48 (2003) 845-854.
3.“http://www.ufrgs.br/lapec/cariboost_files/inibidores_20org_c3_a2nicos.pdf” acessado em 01/07/2011
