Avaliação comparativa da resistência à corrosão nos aços inoxidáveis AISI 304 e AISI 316, em condições que simulam as utilizadas nas destilarias e usinas de açúcar e álcool

Abstract

O objetivo deste trabalho foi de investigar e mensurar o quanto o processo de extração e moagem das destilarias e usinas de açúcar e álcool podem agredir, em termos de corrosão, dois diferentes aços inoxidáveis, que são extensivamente utilizados na fabricação dos componentes como castelos, tubulações, tanques, entre outros. Neste trabalho, estudou-se o comportamento dos aços inoxidáveis AISI 304 e 316 quanto à corrosão causada pelo caldo da cana-de-açúcar nos processos que simulam a extração do caldo. Esses aços são muito utilizados em equipamentos para o setor sucroalcooleiro por causa da boa resistência à corrosão que possuem. Em função da inviabilidade de realização dos ensaios de imersão utilizando o próprio caldo da cana-de-açúcar, que tem pH médio de 5,5, devido à deterioração do caldo, da variação na concentração dos elementos que o compõe decorrentes da variedade da cana, tempo de maturação e condições ambientais e pelo longo tempo que as amostras deveriam ficar expostas, foi utilizado o ácido cítrico, que é o precursor do ácido transaconitico, sendo o ácido encontrado em maior concentração no caldo da cana, utilizando-se uma solução de 10% em massa, apresentando pH em torno de 5,0 a 5,5. As amostras permaneceram imersas por vários períodos de tempo, sendo que, para tornar o ensaio acelerado, a solução foi submetida à ebulição durante todo período que as amostras ficaram imersas. Ao final de cada um dos períodos, os corpos de prova foram limpos, pesados e avaliados com o intuito principal de analisar a relação de perda de massa por área, tendo-se medido a massa inicial das amostras, bem como avaliado a área superficial inicial das mesmas. Foram obtidos resultados interessantes que mostram o ataque diferenciado da solução ácida a estes dois aços inoxidáveis, onde se observou, na superfície dos mesmos, a presença de "pites", cujo tamanho e quantidade dos mesmos foram distintos para os diferentes aços inoxidáveis, sendo que o AISI 304 foi o que sofreu maior ataque.

The aim of this study was to investigate and measure how much the milling and extraction process of the distilleries and sugar mills can harm, in terms of corrosion, two different types of stainless steels, which are extensively used in the fabrication of components such as housings, pipeline, tubes, among others. In this work, we have studied the behavior of the AISI 304 and 316 stainless steel as for the corrosion, caused by the sugarcane juice in the processes that simulate the juice extraction. These steels are widely used in equipment for the sugar and ethanol industry because of the good corrosion resistance they have. Due to the unfeasibility of the immersion tests realization using the actual juice of sugar cane, which has an average pH of 5,5, due to the juice deterioration, the variation of the elements concentration that composes itself due the sugarcane variety, maturing time and environmental conditions and the long time that the samples should be exposed, citric acid was used, which is the precursor of transaconitic acid, being the acid present in greater concentration in the sugarcane juice, using a solution of 10% in mass, presenting pH around 5,0 to 5,5. The samples remained immersed for different periods of time and, to accelerate the essay, the solution was subjected to boiling during all the time the samples were immersed. At the end of each period, the test specimens were cleaned, weighed and evaluated with the primary purpose of analyze the relation of mass loss per area, having measured the initial mass of the samples as well as evaluated the initial superficial area of them. Interesting results were obtained which shows the differentiated attack of the acid solution to these two types of stainless steel, where it was observed on their surface, the presence of "pits" whose size and quantity were distinct for the different types of stainless steels, being the AISI 304 the one which suffered the greatest attack.