Avaliação da resistência à corrosão do aço carbono ASTM 572 Gr50 exposto a óleo cru, água do mar e misturas de óleo/água do mar em condições estáticas e dinâmicas

Abstract

Nas diversas etapas processuais da indústria de petróleo – extração, recuperação, armazenamento, transporte e refino, os materiais metálicos são expostos a fluidos corrosivos e solicitações mecânicas. Na etapa de armazenamento, em tanques de petróleo, é possível evidenciar a presença de duas fases, uma oleosa e outra aquosa, que de forma isolada ou associada podem influenciar no processo corrosivo. No transporte de petróleo, apresenta-se o efeito de corrosão-erosão (C-E) gerado pela presença de sais, gases e partículas sólidas que prejudicam a integridade dos equipamentos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento do aço ASTM 572 Gr50 exposto a óleo cru, água do mar e misturas desses fluidos em diferentes proporções; sob condições estáticas simulando tanques de armazenamento e dinâmicas, visando simular transporte dos fluidos. Foram realizados testes de imersão do aço em diferentes fluidos corrosivos (óleo cru, água do mar, misturas de óleo e água do mar nas proporções de 20 e 50 % em volume de água do mar), ao longo de 60 dias em condições estáticas e dinâmicas. O processo corrosivo do material exposto aos diferentes meios foi analisado através de ensaios de perda de massa, análises eletroquímicas de potencial de circuito aberto (PCA), polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). A morfologia da corrosão foi avaliada através de microscopia eletrônica de microscopia óptica (MO) e varredura (MEV). Testes de microdureza Vickers e análises microestruturais foram realizados para analisar a ocorrência de mudanças nas propriedades mecânicas dos aços. Os resultados evidenciaram a influência do teor de água do mar no processo corrosivo, onde foram observados maiores valores de taxa de corrosão para os sistemas contendo maior proporção de água do mar. O mecanismo de C-E, observado nos sistemas dinâmicos mostrou ser mais agressivo que o processo de corrosão isoladamente (sistemas estáticos) o que foi observado por meio dos maiores valores de taxa de corrosão e também pelas morfologias de processo de deterioração da superfície vista por MO e MEV, onde cavidades de maior longitude e pites internos foram observados para os sistema sujeitos ao processo de C-E. Não foram observadas mudanças significativas na microestrutura do material após exposição às condições de fluido estudadas. Os resultados de MEV mostraram a presença de corrosão localizada em todos os sistemas, inclusive para os sistemas contendo apenas óleo cru, que apresentou baixa taxa de corrosão. Os ensaios eletroquímicos de PCA, polarização e EIE realizados com os eletrólitos advindos dos ensaios de imersão (fase aquosa) mostraram que o contato entre fluidos distintos (óleo e água do mar) sob condições de agitação, promove uma intensa troca composicional entre os meios, aumentando a agressividade e modificando a interação metal/meio. O eletrólito proveniente do sistema dinâmico contendo mistura de óleo e água do mar (50%) foi o que se mostrou mais agressivo, visto que no ensaio de polarização linear apresentou o maior valor de densidade de corrente anódica.