Teste de corrosão por imersão em laboratório ASTM G31 de metais

A norma "ASTM G31 Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals", publicada pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), descreve os procedimentos aceitos para ensaios de corrosão por imersão em laboratório, particularmente ensaios de perda de massa, e os fatores que os afetam. Esses fatores incluem a preparação da amostra, o equipamento utilizado nos ensaios, as condições de ensaio, os métodos de limpeza da amostra, a avaliação dos resultados e o cálculo e relato das taxas de corrosão. A norma também enfatiza a importância do registro de todos os dados relevantes e fornece uma lista de verificação para o relato dos dados dos ensaios.

Na maioria dos casos, o produto de corrosão nos metais reativos titânio e zircônio é um óxido duro e fortemente ligado, difícil de remover por métodos químicos ou mecânicos convencionais. Em muitos desses casos, as taxas de corrosão são determinadas pelo ganho de massa, e não pela perda de massa.

Considerações específicas sobre os efeitos do ataque localizado, da fissuração assistida pelo ambiente e do fluxo de solução estão fora do escopo desta norma.

Esta norma destina-se a ser utilizada por aqueles que projetam ensaios de imersão em laboratório e que não estão familiarizados com todas as variáveis ​​e dificuldades envolvidas no projeto e na execução desses ensaios. Este método deve ser usado como referência para garantir que os dados relevantes para a aplicação sejam gerados com o mínimo de intervenção.

Os ensaios de corrosão, por sua própria natureza, impedem a criação de uma norma completa. Portanto, esta norma é apresentada como um guia para evitar algumas das armadilhas desses ensaios, e não como um método de ensaio padrão.

Nem todos os metais e ligas respondem igualmente aos diversos fatores que influenciam a corrosão, e os ensaios de corrosão acelerada fornecem apenas resultados indicativos. Muitas vezes, podem ser enganosos. Com exceção dos ensaios de qualificação de materiais, que devem ser padronizados, é impraticável recomendar um procedimento rígido e padronizado de ensaio de corrosão em laboratório para uso geral. Um dos objetivos desta norma é melhorar a correlação futura dos resultados e reduzir relatórios conflitantes, registrando fatores e condições significativos com mais detalhes.

Em suma, o ensaio de corrosão por imersão em laboratório é uma técnica fundamental usada para avaliar a resistência à corrosão de metais e ligas em ambientes controlados. Ele fornece informações valiosas sobre o desempenho do material, auxiliando engenheiros e cientistas a selecionar materiais adequados para uso em ambientes corrosivos.

A corrosão é um processo eletroquímico natural que causa a deterioração dos metais por meio da interação com o ambiente. Compreender e mitigar a corrosão é fundamental em setores como aeroespacial, marítimo, de petróleo e gás e construção, onde falhas de materiais podem levar a riscos de segurança e perdas econômicas. Os ensaios de imersão em laboratório são um dos métodos mais utilizados para simular a corrosão em condições reais em um ambiente controlado, permitindo a análise comparativa de diferentes materiais e revestimentos.

O teste de corrosão por imersão envolve essencialmente a imersão de amostras metálicas em um meio corrosivo líquido por um período de tempo especificado. Esse meio pode incluir água destilada, soluções ácidas ou alcalinas, soluções salinas (por exemplo, cloreto de sódio) ou agentes corrosivos específicos da indústria (por exemplo, salmouras, simuladores de água do mar). O objetivo é simular as condições de serviço e observar o comportamento do metal, incluindo a taxa de corrosão, os danos superficiais e o tipo de corrosão (por exemplo, por pites, homogênea, galvânica).

Em geral, o processo de teste inclui as seguintes etapas:

• Preparação da amostra: Amostras de metal são cortadas em tamanhos padrão e suas superfícies são usinadas para garantir uniformidade. Práticas comuns incluem retificação e polimento para remover camadas de óxido.
• Pesagem inicial: As amostras são pesadas com alta precisão para determinar a massa elementar.
• Imersão: As amostras são completamente imersas na solução de teste, que é mantida em temperatura e pH constantes por um período de tempo especificado (de horas a semanas).
• Limpeza pós-imersão: Após o teste, os produtos de corrosão são removidos usando os métodos de limpeza química especificados nesta norma.
• Pesagem e análise finais: A perda de peso é medida para calcular a taxa de corrosão. Técnicas de análise de superfície, como microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e microscopia óptica, são frequentemente utilizadas para avaliações mais aprofundadas.

Os testes de imersão em laboratório são particularmente importantes para:

• Seleção de materiais para ambientes corrosivos.
• Comparação de revestimentos ou tratamentos (por exemplo, anodização, passivação).
• Investigação dos efeitos dos elementos de liga na resistência à corrosão.
• Avaliação de mecanismos de falha após exposição em serviço.

As principais vantagens deste método são o ambiente controlado, que permite repetibilidade, e a medição direta das taxas de corrosão. No entanto, ele pode não capturar todas as variáveis ​​do mundo real (por exemplo, dinâmica do fluxo, atividade microbiana), e a preparação da superfície pode impactar significativamente os resultados. Além disso, os tempos de teste para materiais passivos podem ser longos.

A norma ASTM G31 é considerada importante pelos seguintes motivos:

• Estabelece um método de teste consistente: esta norma fornece um procedimento uniforme e reprodutível para ensaios de corrosão por imersão. Essa consistência é crucial para comparar resultados entre laboratórios, materiais ou indústrias.
• Fornece medição precisa da taxa de corrosão: explica como medir a perda de peso, a área de superfície e o tempo de exposição, todos necessários para calcular a taxa de corrosão. Sem um método padronizado, os dados podem ser distorcidos por variações na preparação da amostra ou nas condições de teste.
• Define o ambiente e as condições de teste: Esta norma define a composição da solução (por exemplo, cloreto de sódio, ácidos, salmouras), o controle de temperatura, os procedimentos de aeração ou desaeração e o tempo de imersão. Isso permite que o teste simule realisticamente as condições de serviço ou ambientes específicos (por exemplo, marinho, industrial, ácido).
• Auxilia na seleção e no design de materiais: projetistas contam com a norma ASTM G31 para avaliar novos materiais ou revestimentos, comparar o desempenho de ligas e identificar riscos de falhas em ambientes corrosivos. Isso auxilia na seleção mais inteligente de materiais em setores como aeroespacial, marítimo, automotivo, petróleo e gás e infraestrutura.
• Ela fornece a base para pesquisa e desenvolvimento. Esta norma é utilizada em laboratórios de P&D para avaliar ligas ou tratamentos de superfície, validar inibidores de corrosão, estudar mecanismos de corrosão (por exemplo, homogeneidade e corrosão por pites) e fornecer uma base cientificamente válida para comparações experimentais.

Como resultado, os ensaios de corrosão por imersão em laboratório continuam sendo um pilar fundamental da ciência da corrosão, fornecendo insights valiosos sobre o comportamento de degradação de metais sob diversas condições ambientais. Quando realizados de acordo com a norma ASTM G31 e normas similares, e apoiados por análises de superfície avançadas, os ensaios de imersão fornecem uma base confiável para a seleção de materiais e estratégias de prevenção à corrosão.

Nossa organização, que há anos apoia empresas de todos os setores por meio de uma ampla gama de atividades de teste, medição, análise e avaliação, conta com uma equipe sólida que acompanha de perto os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia e se aprimora constantemente. Nesse contexto, também prestamos serviços de teste em conformidade com a Norma ASTM G31 para Testes de Corrosão por Imersão em Laboratório de Metais.