A corrosão é a destruição ou deterioração de materiais ou de suas propriedades causada pelo ambiente. A maior parte da corrosão ocorre em ambientes atmosféricos, que contêm componentes e fatores corrosivos, como oxigênio, umidade, variações de temperatura e poluentes.
A corrosão cíclica é uma forma comum e extremamente destrutiva de corrosão atmosférica. A corrosão cíclica na superfície de materiais metálicos ocorre devido à penetração de íons cloreto na camada oxidada e na camada protetora do metal, bem como à reação eletroquímica interna causada por esses íons. Ao mesmo tempo, os íons cloreto possuem certa energia de hidratação, sendo facilmente adsorvidos nos poros da superfície metálica. As fissuras se acumulam e substituem o oxigênio na camada de óxido, transformando óxidos insolúveis em cloretos solúveis, de modo que a superfície, antes passivada, torna-se ativa.
O teste de corrosão cíclica é um tipo de teste ambiental que utiliza principalmente equipamentos específicos para criar simulações artificiais de condições ambientais de corrosão cíclica, a fim de avaliar a resistência à corrosão de produtos ou materiais metálicos. Ele se divide em duas categorias: uma para testes de exposição em ambiente natural e outra para testes de simulação acelerada artificial de ambiente de corrosão cíclica.
A simulação artificial de testes ambientais de corrosão cíclica consiste na utilização de um equipamento de teste com determinado volume espacial - a câmara de teste de corrosão cíclica (Figura) - que, dentro desse volume, cria um ambiente de corrosão cíclica por meio de métodos artificiais, permitindo avaliar a qualidade da resistência à corrosão cíclica do produto.
Comparado com o ambiente natural, a concentração de cloreto em um ambiente de corrosão cíclica pode ser várias ou dezenas de vezes maior do que a encontrada em ambientes naturais, aumentando significativamente a taxa de corrosão. Consequentemente, o tempo necessário para obter resultados em testes de corrosão cíclica em produtos é consideravelmente reduzido. Por exemplo, enquanto em um ambiente natural, a corrosão de uma amostra de produto pode levar um ano, em uma simulação artificial de condições ambientais de corrosão cíclica, resultados semelhantes podem ser obtidos em apenas 24 horas.
A corrosão cíclica simulada em laboratório pode ser dividida em quatro categorias.
(1)Teste de corrosão cíclica neutra (teste NSS)É um método de teste de corrosão acelerada que surgiu primeiro e é atualmente o mais utilizado. Utiliza uma solução salina de cloreto de sódio a 5%, com o pH ajustado para a faixa neutra (6,5 ~ 7,2), como solução para pulverização. A temperatura de teste é de 35 ℃ e a taxa de sedimentação, conforme exigido para a corrosão cíclica, é de 1 ~ 2 ml/80 cm²/h.
(2)Teste de corrosão cíclica com ácido acético (teste ASS)O teste foi desenvolvido com base no teste de corrosão cíclica neutra. Consiste na adição de ácido acético glacial a uma solução de cloreto de sódio a 5%, reduzindo o pH da solução para cerca de 3, tornando-a ácida. Consequentemente, a formação final da corrosão cíclica passa de neutra para ácida. Sua taxa de corrosão é aproximadamente três vezes mais rápida que a do teste NSS.
(3)Teste de corrosão cíclica acelerada com ácido acético e sal de cobre (teste CASS)Trata-se de um teste de corrosão cíclica rápida recentemente desenvolvido no exterior, realizado a uma temperatura de 50 °C, utilizando uma solução salina com uma pequena quantidade de sal de cobre (cloreto de cobre), que induz fortemente a corrosão. Sua taxa de corrosão é cerca de 8 vezes maior que a do teste NSS.
(4)Teste de corrosão cíclica alternadaÉ um teste abrangente de corrosão cíclica, que na verdade consiste em um teste de corrosão cíclica neutra combinado com um teste de umidade e temperatura constantes. É utilizado principalmente para produtos com cavidades, pois, através da penetração em um ambiente úmido, a corrosão cíclica ocorre não apenas na superfície do produto, mas também em seu interior. O produto é submetido alternadamente a essas duas condições ambientais (corrosão cíclica e calor úmido) e, ao final, avalia-se se as propriedades elétricas e mecânicas do produto sofreram alterações.
Os resultados dos testes de corrosão cíclica são geralmente apresentados de forma qualitativa, e não quantitativa. Existem quatro métodos específicos de avaliação.
①método de julgamento de classificaçãoA área de corrosão e a área total são representadas pela proporção percentual, de acordo com um determinado método de divisão em vários níveis, sendo um nível considerado como base para julgamento qualificado. Isso é adequado para amostras planas para avaliação.
②método de julgamento ponderadoO método de pesagem consiste em calcular a perda de peso devido à corrosão da amostra antes e depois do teste, para determinar a qualidade da sua resistência à corrosão. É particularmente adequado para a avaliação da qualidade da resistência à corrosão de metais.
③método de determinação da aparência corrosivaÉ um método de determinação qualitativa, o teste de corrosão cíclica, que visa determinar se o produto apresenta fenômenos de corrosão na amostra. Nesse método, são utilizadas principalmente normas gerais de produto.
④método de análise estatística de dados de corrosãoO método fornece o projeto de testes de corrosão, análise de dados de corrosão e determinação do nível de confiança desses dados, sendo utilizado principalmente para análise estatística da corrosão, e não especificamente para avaliação da qualidade de um produto específico.
Teste de corrosão cíclica em aço inoxidável
O teste de corrosão cíclica foi inventado no início do século XX e é o teste de corrosão com o uso mais longo, sendo o preferido pelos usuários de materiais altamente resistentes à corrosão e tornando-se um teste "universal". Os principais motivos são: ① economia de tempo; ② baixo custo; ③ possibilidade de testar uma variedade de materiais; ④ resultados simples e claros, favoráveis à resolução de disputas comerciais.
Na prática, o teste de corrosão cíclica do aço inoxidável é o mais conhecido – quantas horas esse material pode suportar sob corrosão cíclica? Profissionais da área certamente já se depararam com essa questão.
Os fornecedores de materiais geralmente usampassivaçãotratamento oumelhorar o grau de polimento da superfície, etc., para melhorar o tempo do teste de corrosão cíclica do aço inoxidável. No entanto, o fator determinante mais crítico é a composição do próprio aço inoxidável, ou seja, o teor de cromo, molibdênio e níquel.
Quanto maior o teor dos dois elementos, cromo e molibdênio, maior será o desempenho anticorrosivo necessário para resistir ao início da corrosão por pites e frestas. Essa resistência à corrosão é expressa em termos do chamadoEquivalente de resistência à corrosão por piteValor (PRE): PRE = %Cr + 3,3 x %Mo.
Embora o níquel não aumente a resistência do aço à corrosão por pites e frestas, ele pode efetivamente retardar a taxa de corrosão após o início do processo corrosivo. Portanto, os aços inoxidáveis austeníticos contendo níquel tendem a apresentar um desempenho muito melhor em testes de corrosão cíclica e corroem de forma muito menos severa do que os aços inoxidáveis ferríticos com baixo teor de níquel com resistência similar à corrosão por pites.
Curiosidade: Para o aço inoxidável 304, a corrosão cíclica neutra geralmente ocorre entre 48 e 72 horas; para o aço inoxidável 316, a corrosão cíclica neutra geralmente ocorre entre 72 e 120 horas.
Deve-se notar queoCorrosão CíclicaO teste apresenta grandes desvantagens ao avaliar as propriedades do aço inoxidável.O teor de cloreto no teste de corrosão cíclica é extremamente alto, muito superior ao do ambiente real. Portanto, o aço inoxidável que resiste à corrosão em ambientes de aplicação reais com um teor de cloreto muito baixo também será corroído no teste de corrosão cíclica.
O teste de corrosão cíclica altera o comportamento de corrosão do aço inoxidável, não podendo ser considerado nem um teste acelerado nem um experimento de simulação. Os resultados são unilaterais e não possuem relação equivalente com o desempenho real do aço inoxidável em uso.
Assim, podemos usar o teste de corrosão cíclica para comparar a resistência à corrosão de diferentes tipos de aço inoxidável, mas esse teste apenas classifica o material. Ao selecionar materiais de aço inoxidável especificamente, o teste de corrosão cíclica, por si só, geralmente não fornece informações suficientes, pois não temos um entendimento completo da relação entre as condições do teste e o ambiente de aplicação real.
Pelo mesmo motivo, não é possível estimar a vida útil de um produto com base apenas no teste de corrosão cíclica de uma amostra de aço inoxidável.
Além disso, não é possível comparar diferentes tipos de aço; por exemplo, não podemos comparar aço inoxidável com aço carbono revestido, pois os mecanismos de corrosão dos dois materiais utilizados no teste são muito diferentes, e a correlação entre os resultados do teste e o ambiente real em que o produto será utilizado não é a mesma.
Data da publicação: 06/11/2023