SENAI - 1º SEMINÁRIO INTERNACIONAL DE INOVAÇÃO INDUSTRIAL EM ELETROQUÍMICA Aplicação da técnica eletroquímica na avaliação de corrosão e seleção de materiais para melhoria de processos na indústria química. João Carlos Lazarini Laboratório de Materiais e Corrosão Centro de Pesquisas de Paulínia - Rhodia Solvay Group GEC/LA Setembro_2013

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Centros de Pesquisas e Inovação 12 1,900 € 261 m 300 € 85 m Centros R&I no Mundo R&I empregados R&I Investimento líquido “venturing” novas patentes North America 208 pessoas Brussels Europe 1,353 pessoas Hannover Paris Dombasle Asia 246 pessoas Milano Seoul Bristol Atlanta Lyon Vadodara Shanghai Latin America 95 pessoas Maiores Centros R&I Paulinia Colaboração com Institutos Acadêmicos 2 JCLazarini_Setembro_2013 2 2

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Paulínia (SP) – CPP - GBU’s – Coatis, Novecare, P&I, Silice, Energy. Jacareí (SP) –GBU - Fibras Santo André (SP) – GBU’s - Fibras, Novecare, Acetow e Indupa São Bernardo (SP) – GBU - EP&P São Paulo Peróxidos do Brasil (Curitiba - Brasil) Solvay Bahia Blanca (Argentina) 3 JCLazarini_Setembro_2013 3

CENTRO RHODIA DE PESQUISAS E TECNOLOGIA Silica Labs Coatis Labs Tecnologia Materiais & Corrosão 1100 400 100 200 300 500 1000 1500 Novecare labs (Agro, HPC, Coating) Shared Labs (QA, FQ) CEDOC Coatis labs P&I Labs GEC LA Livre 4 JCLazarini_Setembro_2013 4

CPP Industrial Sites Market & Customers NOVECARE FIBRAS EP P&I Coatis SÍLICAS Physical Chemistry Knowledge management Pilot Technology Analytical 5 JCLazarini_Setembro_2013 5

MISSÃO LAB. MATERIAIS E CORROSÃO SENAI – 1º Seminário Eletroquímica MISSÃO LAB. MATERIAIS E CORROSÃO Oferecer Serviço Especialista às equipes de Inspeção de Equipamentos, Manutenção, Engenharia e Processos, visando Seleção e Aplicação de Materiais, Análises de Falha e Estudos de Corrosão para implementação de melhorias dos processos e das instalações. Histórico: 1983 – Foi criado o laboratório de Estudos e Ensaios no Departamento de Inspeção de Equipamentos da UQP; 1989 – Transferência para CPP, visando extensão dos serviços a todo Grupo Rhodia AL e integração com equipe da França. 2008 – Criada oficialmente Rede Mundial Materiais e Corrosão - CRL(Saint Fons) / CPP(Paulinia) / CRTB(Bristol) / CRTS(Shangai). - 2013 – Concluída Integração com Solvay - Inclusão Especialistas Centro de Bruxelas JCLazarini_Setembro_2013 6 6

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Principais Atividades: Seleção de materiais (metálicos, cerâmicos e poliméricos) Corrosão de materiais metálicos e testes de corrosão (acelerados e “in situ”) Testes eletroquímicos aplicados aos materiais Vida residual de equipamentos que operam em altas temperaturas Tratamento térmico de materiais Procedimentos de Soldagem de materiais metálicos Microscopia ótica Microscopia eletrônica de varredura Materiais compósitos, aços vitrificados, plásticos e elastômeros Análise de imagens Análises de falhas e propostas de soluções Análises de fraturas e metalográficas usando MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura) JCLazarini_Setembro_2013 7 7

Potentiostat/Galvanostat Board with EIS SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Laboratório Materiais e Corrosão - Eletroquímica 1 - Principais técnicas Utilizadas: - Avaliação Sensitização – Método EPR-DL Corrosão Uniforme – Método de Polarização (Extrapolação de Tafel). - Corrosão Localizada – Método de Polarização Potenciodinâmica Cíclica. 2 – Dificuldades - EIS – Electrochemical Impedance Spectroscopy BioLogic SP200/Z-01 Potentiostat/Galvanostat Board with EIS JCLazarini_Setembro_2013 8 8

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Normas ASTM mais utilizadas: - A262 Practices for Detecting Susceptibility to Intergranular Attack in Austenitic Stainless Steels. - G1 Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluating Corrosion Test Specimens. - G3 Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing. - G5 Reference Test Method for Making Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements. - G28 Test Methods for Detecting Susceptibility to Intergranular Corrosion in Wrought, Nickel-Rich, Chromium-Bearing Alloys - G61 Test Method for Conducting Cyclic Potentiodynamic Polarization Measurements for Localized Corrosion Susceptibility of Iron-, Nickel-, or Cobalt-Based Alloys - G108 Electrochemical Reactivation (EPR) for Detecting Sensitization of AISI Type 304 and 304L Stainless Steels JCLazarini_Setembro_2013 9 9

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Curva de polarização típica de materiais passiváveis (ex. aços inoxidáveis; titânio; níquel e alumínio) JCLazarini_Setembro_2013 10 10

Microestrutura aço inoxidável austenitico Tp 304 sensitizado SENAI – 1º Seminário Eletroquímica EPR – DL - Electrochemical Potentiokinetic Reactivation Double Loop Técnica que permite a detecção e quantificação de áreas empobrecidas em cromo sobre aços inoxidáveis austeníticos ou ligas base de níquel passivável (sensitização). Microestrutura aço inoxidável austenitico Tp 304 solubilizado Microestrutura aço inoxidável austenitico Tp 304 sensitizado JCLazarini_Setembro_2013 11 11

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica EPR – DL - Electrochemical Potentiokinetic Reactivation Double Loop Foi desenvolvido e validado pela Rhodia França procedimento para aplicação da Técnica EPR para os materiais fundidos: - Aço inoxidável austenítico AISI Tp CF8 e CF3 (Tp 304 e Tp 304L) - Aço inoxidável austenítico AISI Tp CF8M e CF3M (Tp 316 e Tp 316L) - Aço inoxidável austenítico alloy 20 (AISI Tp 904L) - Ligas de níquel Hastelloy® C-276, C22, C4 JCLazarini_Setembro_2013 12 12

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica EPR – DL - Electrochemical Potentiokinetic Reactivation Double Loop JCLazarini_Setembro_2013 13 13

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica JCLazarini_Setembro_2013 14 14

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Método de Polarização (Extrapolação de Tafel) 1 - Seleção de Materiais para Recheios da Coluna de Concentração Nítrica Condições do ensaio: Produto – HNO3 30% Temperatura – 70ºC Aeração – Natural Velocidade – 0,2 mV/s Inicial = -250 mV vs E Final = +250 mV vs E Eletrodo Referência = prata / cloreto prata Materiais = aços inoxidáveis Tp 304L; 316L e 2RE10 (310L) Curva típica de Tafel JCLazarini_Setembro_2013 15 15

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Método de Polarização (Extrapolação de Tafel) Resultados: Ensaios Eletroquímicos - 304L = 0,07 mm/ano - 316L = 0,05 mm/ano - 2RE10 = 0,03 mm/ano Resultados Real obtidos no campo: JCLazarini_Setembro_2013 16 16

Curva típica de polarização cíclica SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Método de Polarização Potenciodinâmica Cíclica 2 – Substituição da Soda Rayon Grade por Soda Comercial no Processo de Produção de Silicatos Condições do ensaio: - ASTM A 61 – procedimento orientativo - Produtos – Água 84%, SiO2 14%, Na2SO4 2%, Cloretos 56 a 650 ppm (equipamentos mais críticos) - Temperatura – 40 e 85 ºC Velocidades – 0,16 e 0,30 mV/s Inicial = -500 mV vs E Referência - prata / cloreto prata Materiais - aços inoxidáveis Tp 304 e 316L Curva típica de polarização cíclica JCLazarini_Setembro_2013 17 17

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Método de Polarização Potenciodinâmica Cíclica Resultados: - Aço inoxidável Tp 304 JCLazarini_Setembro_2013 18 18

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Método de Polarização Potenciodinâmica Cíclica Resultados: - Aço inoxidável Tp 316L JCLazarini_Setembro_2013 19 19

SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Outros Exemplos: Avaliação de procedimentos de decapagem e passivação para aços inoxidáveis austeníticos. Seleção de materiais para feixe do trocador E-2603 da coluna de concentração nítrica. Avaliação de material a ser utilizado na confecção do rotor de um compressor de anel líquido. Seleção de materiais para revestimento da piscina e do poço cumênicos. Seleção de materiais para vaso cristalizador da unidade ácido tereftálico JCLazarini_Setembro_2013 20 20

OBRIGADO! SENAI – 1º Seminário Eletroquímica Conclusão As técnicas eletroquímicas tem se mostrado muito útil para avaliação de corrosão e para seleção de materiais visando a melhoria dos processos. A implantação do Centro de Inovação em Eletroquímica pelo SENAI deverá contribuir muito para inovação e evolução do segmento industrial do Brasil.o de corrosão e OBRIGADO! JCLazarini_Setembro_2013 21 21