Influência da microestrutura na formação de produtos de corrosão para aços ao carbono em meio aquoso na presença de CO2

Abstract

Os processos corrosivos em meios aquosos contendo CO2 têm relevante importância ao que se trata de operações de extração e produção de petróleo e seus derivados, principalmente aquelas que se dão em caráter offshore. Isto exposto, o presente trabalho buscou compreender como a microestrutura de diferentes aços pode afetar a formação de filmes protetivos contra corrosão nestes ambientes através de ensaios eletroquímicos. Foram realizadas medidas eletroquímicas de Potencial de Circuito Aberto (OCP), Resistência à Polarização Linear (LPR), Polarização Cíclica (PC) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS), além de medidas de perda de massa. Medidas confirmam a formação de um filme superficial devido a um aumento nos valores de OCP a partir de um maior tempo de imersão. A respeito das medidas de impedância, foi possível perceber uma diminuição da resistência destes filmes com a prolongação da imersão. Foi possível visualizar com os Diagramas de Bode que há um processo de difusão dos eletrodos em direção ao eletrólito. Em relação às medidas de LPR, notou-se uma diminuição da resistência de polarização com o tempo. No tocante às medidas de polarização cíclica observou-se curvas com regimes anódicos com inclinações baixas, indicando processos corrosivos acelerados. Adicionalmente, a parte cíclica não indicou a formação de um segundo filme após as polarizações. Conclui-se que os resultados apresentam interconexão e, a partir dos parâmetros testados, verificou-se que as microestruturas não afetaram de forma significativa a formação de produto de corrosão. Por fim, o filme formado nestas condições possui defeitos que reduzem sua protetividade ao longo do tempo.

Corrosive processes in aqueous environments containing CO2 are of significant importance when addressing oil and its derivatives’ extraction and production operations, especially those conducted in offshore settings. In light of this, the present study aimed to comprehend how the microstructure of different steel types can influence the formation of protective corrosion films in these environments through electrochemical tests. Electrochemical measurements of Open Circuit Potential (OCP), Linear Polarization Resistance (LPR), Cyclic Polarization (CP), and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) were conducted, alongside mass loss measurements. The measurements confirmed the formation of a surface film due to an increase in OCP values with extended immersion time. Regarding impedance measurements, a decrease in the resistance of these films was observed with prolonged immersion. Bode diagrams allowed us to visualize the diffusion of electrodes toward the electrolyte. Regarding LPR measurements, a reduction in polarization resistance over time was noted. Concerning cyclic polarization measurements, curves with anodic regions of low slopes were observed, indicating accelerated corrosive processes. Additionally, the cyclic portion did not indicate the formation of a second film post-polarizations. In conclusion, the results demonstrate interconnections, and based on the tested parameters, it was found that microstructures did not significantly affect the formation of corrosion products. Lastly, the film formed under these conditions exhibits defects that diminish its protective capability over time.