Você sabe sobre a resistência à corrosão do aço inoxidável em vários ambientes?

A resistência à corrosão do aço inoxidável geralmente aumenta com maior teor de cromo. O princípio básico é que, quando há cromo suficiente no aço, uma película de óxido muito fina e densa se forma na superfície, o que evita oxidação adicional. Ambientes oxidantes podem fortalecer esse filme, enquanto ambientes redutores inevitavelmente o destroem, levando à corrosão do aço.

Resistência à corrosão em vários ambientes

Corrosão atmosférica

A resistência do aço inoxidável à corrosão atmosférica depende essencialmente do teor de cloreto da atmosfera. Consequentemente, a corrosão do aço inoxidável nas proximidades do mar ou outras fontes de contaminação por cloreto é de suma importância. A água da chuva só é um fator significativo quando afeta a concentração de cloreto na superfície do aço.

Ambientes rurais 1Cr13, 1Cr17 e aços inoxidáveis austeníticos são adequados para uma ampla gama de aplicações sem alterações significativas em sua aparência. Consequentemente, a escolha do aço inoxidável para uso externo em áreas rurais pode ser baseada no preço, disponibilidade no mercado, propriedades mecânicas, trabalhabilidade e aparência.

Ambientes industriais Em ambientes industriais livres de contaminação por cloreto, o 1Cr17 e os aços inoxidáveis austeníticos podem operar por longos períodos, permanecendo essencialmente livres de ferrugem. Uma película de sujeira pode se formar na superfície, mas uma vez removida, a aparência brilhante original é mantida. Em ambientes industriais que contêm cloretos, o aço inoxidável sofrerá corrosão.

Os aços inoxidáveis 1Cr13 e 1Cr17 da Marine Environment formam uma fina película de ferrugem em um curto período, mas isso não causa alterações dimensionais significativas. Aços inoxidáveis austeníticos como 1Cr17Ni7, 1Cr18Ni9 e 0Cr18Ni9 podem apresentar alguma corrosão quando expostos a um ambiente marinho. Essa corrosão geralmente é superficial e pode ser facilmente removida. O aço inoxidável contendo molibdênio 0Cr17Ni12Mo2 é essencialmente resistente à corrosão em ambientes marinhos.

Além das condições atmosféricas, existem dois outros fatores que influenciam a resistência à corrosão atmosférica do aço inoxidável: condição da superfície e processo de fabricação. O grau de acabamento afeta a resistência à corrosão do aço inoxidável em ambientes contendo cloreto. Superfícies foscas (superfícies ásperas) são altamente suscetíveis à corrosão, enquanto acabamentos industriais padrão são menos suscetíveis. O grau de acabamento superficial também afeta a remoção de sujeira e ferrugem. É fácil remover sujeira e ferrugem de superfícies altamente polidas, mas é difícil fazê-lo em superfícies não polidas. Para superfícies não polidas, é necessária uma limpeza frequente para manter a condição original da superfície.

Água doce

Água doce pode ser definida como água de rios, lagos, lagoas ou poços, independentemente de ser ácida, salina ou ligeiramente salobra.

A corrosividade da água doce é influenciada pelo pH da água, pelo teor de oxigênio e pela tendência à formação de incrustações. Água dura. Sua corrosividade é determinada principalmente pela quantidade e tipo de incrustação formada na superfície do metal. A formação desta incrustação é resultado dos minerais presentes e da temperatura. A água macia é geralmente mais corrosiva que a água dura. Sua corrosividade pode ser reduzida aumentando o pH ou reduzindo o teor de oxigênio.

O aço inoxidável 1Cr13 é significativamente mais resistente à corrosão de água doce do que o aço carbono e apresenta excelente desempenho quando usado em água doce. Este aço é amplamente utilizado em aplicações como estaleiros e barragens, onde são necessárias alta resistência e resistência à corrosão. Entretanto, deve-se observar que, em certas circunstâncias, o 1Cr13 pode ser suscetível à corrosão moderada em água doce. No entanto, a corrosão por pites pode ser totalmente evitada por métodos de proteção catódica. 1Cr17 e aços inoxidáveis austeníticos são quase completamente resistentes à corrosão de água doce à temperatura ambiente (temperatura ambiente).

Água ácida

Água ácida refere-se à água natural contaminada lixiviada de minérios e carvão. Por ser fortemente ácido, sua corrosividade é muito maior que a da água doce natural. Devido à lixiviação de sulfetos de minérios e carvão, a água ácida normalmente contém grandes quantidades de ácido sulfúrico livre. Além disso, esta água contém quantidades significativas de sulfato férrico, que desempenha um papel importante na corrosão do aço carbono.

Equipamentos de aço carbono expostos a água ácida geralmente corroem muito rapidamente. Os resultados dos testes utilizando vários materiais expostos à água ácida do rio indicam que o aço inoxidável austenítico apresenta alta resistência à corrosão em tais ambientes.

O aço inoxidável austenítico apresenta excelente resistência à corrosão tanto em água doce quanto em água ácida de rios; em particular, a sua película de corrosão impede em menor grau a transferência de calor, razão pela qual os tubos de aço inoxidável são amplamente utilizados em aplicações de troca de calor.

Água Salina

A característica da corrosão em água salina é que ela frequentemente se manifesta como corrosão por pites. No caso do aço inoxidável, isto se deve em grande parte à quebra localizada da película de passivação que proporciona resistência à corrosão. Outras causas de corrosão por pites nesses aços incluem a formação de células de concentração potentes por algas marinhas e outras matérias orgânicas marinhas aderidas ao equipamento de aço inoxidável. Uma vez formadas, essas células são altamente ativas e causam corrosão e corrosão significativas. Em condições de fluxo de alta velocidade em água salina, como dentro de impulsores de bombas, a corrosão do aço inoxidável austenítico é geralmente mínima.

Para condensadores que utilizam tubos de aço inoxidável, a velocidade do fluxo de água deve ser mantida acima de 1,5 m/s para minimizar o acúmulo de matéria orgânica marinha e outros sólidos dentro dos tubos. Ao projetar equipamentos de aço inoxidável para manuseio de água salina, é aconselhável minimizar fendas e utilizar componentes de paredes espessas.

Solo

Os metais enterrados no solo estão sujeitos a condições complexas e em constante mudança, dependendo do clima e de outros fatores. A experiência tem demonstrado que os aços inoxidáveis austeníticos geralmente apresentam excelente resistência à corrosão na maioria dos solos, enquanto o 1Cr13 e o 1Cr17 são propensos a corrosão em muitos solos. Foi descoberto que o aço inoxidável 0Cr17Ni12Mo0 é completamente resistente à corrosão em todos os testes de solo.

Ácido nítrico

Aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos contendo pelo menos 14% de cromo apresentam excelente resistência à corrosão por ácido nítrico. O aço inoxidável 1Cr17 tem sido amplamente utilizado em equipamentos de processamento para plantas de ácido nítrico. Entretanto, como o 0Cr18Ni9 geralmente oferece melhor conformabilidade e soldabilidade, ele substituiu amplamente o aço inoxidável 1Cr17 nas aplicações mencionadas acima.

A resistência à corrosão por ácido nítrico de outros aços inoxidáveis austeníticos é semelhante à do 0Cr18Ni9. O aço inoxidável 0Cr17 geralmente apresenta uma taxa de corrosão ligeiramente maior que o 0Cr18Ni9, e temperaturas e concentrações mais altas têm um efeito mais prejudicial sobre ele.

Se o aço não for tratado termicamente adequadamente, o ácido nítrico quente causará corrosão intergranular em aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos. Portanto, este tipo de corrosão pode ser evitado através de tratamento térmico adequado ou através da utilização de aços inoxidáveis resistentes a este tipo de corrosão.

Ácido sulfúrico

Os tipos padrão de aço inoxidável raramente são usados em soluções de ácido sulfúrico porque sua faixa de serviço é muito estreita. À temperatura ambiente, o aço inoxidável 0Cr17Ni12Mo2 (o grau padrão com maior resistência ao ácido sulfúrico) é resistente à corrosão quando a concentração de ácido sulfúrico é inferior a 15% ou superior a 85%. Entretanto, na faixa de concentração mais alta, o aço carbono é geralmente usado. Aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos geralmente não são resistentes à corrosão por soluções de ácido sulfúrico.

Tal como acontece com o ácido nítrico, o ácido sulfúrico pode causar corrosão intergranular se o aço inoxidável não for tratado adequadamente. Para estruturas soldadas onde o tratamento térmico pós-soldagem não é possível, devem ser utilizados graus de baixo carbono, como 00Cr19Ni10 ou 00Cr17Ni14Mo2, ou graus estabilizados, como aço inoxidável 0Cr18Ni11Ti ou 0Cr18Ni11Nb.

Ácido fosfórico

Aços inoxidáveis austeníticos apresentam boa resistência à corrosão por soluções de ácido fosfórico e são amplamente utilizados em equipamentos para produção e processamento de ácido fosfórico. Eles demonstram resistência efetiva à corrosão em temperaturas de até 107°C e em diversas concentrações. Em temperaturas de até aproximadamente 95°C, equipamentos feitos de aço inoxidável 0Cr17Ni12Mo2 podem lidar efetivamente com concentrações de ácido fosfórico superiores a 100% H ₃PO₄.

Deve-se notar que vestígios de impurezas de sais de flúor ou cloreto estão às vezes presentes no ácido fosfórico produzido por processos úmidos. A presença destes halogenetos no ácido pode ter um efeito prejudicial na resistência à corrosão do aço inoxidável.

Aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos apresentam resistência significativamente menor à corrosão por ácido fosfórico do que aços inoxidáveis austeníticos e, portanto, geralmente não são usados com esse ácido.

Ácido clorídrico

Mesmo à temperatura ambiente, soluções de ácido clorídrico de várias concentrações corroem rapidamente o aço inoxidável. Consequentemente, não é possível utilizar aço inoxidável neste ácido.

Outros ácidos inorgânicos

Os aços inoxidáveis austeníticos geralmente apresentam boa resistência à corrosão por ácido bórico, ácido carbônico, ácido clórico e ácido crômico em quase todas as concentrações e temperaturas, com exceção do ácido clórico a 100%. Os aços inoxidáveis 1Cr13 e 1Cr17 apresentam resistência significativamente menor ao ácido crômico do que os aços inoxidáveis austeníticos, mas possuem resistência relativamente boa à corrosão por ácido bórico e ácido carbônico.

Ácido acético

Os aços inoxidáveis austeníticos geralmente apresentam excelente resistência à corrosão por ácido acético, enquanto os aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos são inadequados para a maioria das aplicações que envolvem ácido acético. Os aços inoxidáveis austeníticos são totalmente resistentes ao ácido acético de todas as concentrações à temperatura ambiente; em temperaturas mais altas, 0Cr17Ni12Mo2 e 0Cr19Ni13Mo3 demonstram melhor resistência à corrosão por ácido acético do que outros aços inoxidáveis austeníticos.

Ácido fórmico

À temperatura ambiente, qualquer aço inoxidável austenítico pode ser usado para manusear ácido fórmico sem problemas. Entretanto, quando o ácido fórmico está quente, ele pode corroer rapidamente aços inoxidáveis que não contêm molibdênio; portanto, é necessário o uso de 0Cr17Ni12Mo2 e 0Cr19Ni13Mo3. O ácido fórmico corrói rapidamente aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos em todas as temperaturas.

Ácido oxálico

De um modo geral, à temperatura ambiente e em concentrações de pelo menos 50%, o aço inoxidável apresenta boa resistência à corrosão pelo ácido oxálico. Entretanto, em temperaturas mais altas, soluções de ácido oxálico são tão corrosivas para todos os tipos de aço inoxidável quanto uma solução 100% é em temperatura ambiente.

Ácido láctico

O aço inoxidável 0Cr18Ni9 pode ser usado em equipamentos de armazenamento de ácido láctico em temperaturas de até aproximadamente 38°C. Em temperaturas mais altas, os aços inoxidáveis austeníticos isentos de molibdênio são suscetíveis à corrosão por pites; portanto, 0Cr17Ni12Mo2 e 0Cr19Ni13Mo3 são preferidos. Aços inoxidáveis martensíticos e ferríticos geralmente apresentam menor resistência à corrosão por ácido láctico.

Álcalis

Aços inoxidáveis geralmente apresentam boa resistência à corrosão por álcalis fracos, como hidróxido de amônio. Para álcalis fortes, como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, os aços inoxidáveis austeníticos demonstram boa resistência à corrosão em temperaturas de até aproximadamente 105°C e concentrações de até aproximadamente 50%; em temperaturas e concentrações mais altas, a taxa de corrosão pode se tornar significativa. A fissuração por corrosão sob tensão pode ocorrer em aços inoxidáveis austeníticos quando as temperaturas excedem o ponto de ebulição à pressão atmosférica (e em temperaturas ligeiramente mais baixas com concentrações próximas de 50%).

Soluções de ácido clorídrico

Com exceção de soluções de haleto sob certas condições, os aços inoxidáveis geralmente apresentam excelente resistência à corrosão por soluções de ácido clorídrico. Para sais ácidos, a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis é inevitavelmente influenciada, em certa medida, pelos ácidos específicos formados pela hidrólise do sal. Para soluções salinas ácidas em temperaturas mais altas, os aços inoxidáveis austeníticos contendo molibdênio (0Cr17Ni12Mo2 e 0Cr19Ni13Mo3) geralmente apresentam melhor resistência à corrosão do que outros tipos de aço inoxidável.

Quando o aço inoxidável é usado em soluções de haleto, particularmente soluções de cloreto, deve-se ter em mente que, embora as taxas de corrosão sejam geralmente baixas, corrosão por pites e/ou corrosão sob tensão podem ocorrer sob certas condições. Embora existam muitos casos em que o aço inoxidável tem sido utilizado com excelentes resultados na presença de cloretos (como em equipamentos de processamento de alimentos e água do mar fluindo a temperaturas relativamente baixas), cada aplicação deve ser considerada individualmente. A ocorrência de corrosão por pites ou corrosão sob tensão depende de muitos fatores, incluindo o meio ambiente, o projeto e a operação do equipamento.