Efeito de corrosão por vinhaça nos materiais AISI 316 e AISI 410D

Abstract

No presente trabalho, investigaram-se os processos de corrosão sofridos nos materiais AISI 316 e AISI 410D, que são submetidos a meios oxidantes, identificados no processo de destilação fracionada do caldo de cana-de-açúcar (garapa) fermentado, para a obtenção do etanol (álcool etílico). O desenvolvimento deste trabalho teve como base, componentes em aços inox de trocadores de calor, equipamentos utilizados em usinas do setor sucroalcooleiro. A confrontação dos aços inoxidáveis austenítico 316 e ferrítico 410D teve como objetivo, avaliar a resistência para cada um destes materiais em meios oxidantes. Desta forma, foi escolhida a vinhaça extraída da produção de álcool para os ensaios corrosivos. Consideraram-se as diferentes formas de corrosão, e os aços indicados para diversas aplicações, em especial para evitar a corrosão por pites e corrosão sob tensão. Atualmente é bem-conhecida a aplicação dos aços inoxidáveis 316 nos trocadores de calor, que são aços mais resistentes contra a ação do vinhoto (vinhaça) e seus contaminantes, principalmente cloretos, aliando-se este efeito mais agressivo a temperaturas normalmente superiores a 450°C. Nestas condições, estes aços fazem parte dos costados das bandejas, calotas e dos tubos dos trocadores de calor, todos componentes que trabalham a alta temperatura nos processos de fabricação de álcool. Como resultados, observou-se uma maior tendência à corrosão por pites nos aços 410, apresentando pites nas regiões de bordas dos corpos de prova, enquanto que para os aços inox 304, praticamente esses pites não foram observados, ou apresentaram-se extremamente discretos e após muitas horas de exposição ao meio corrosivo.

In the present work, we investigated the corrosion processes in AISI 316 and AISI 410D materials, which are subjected to oxidizing media, identified in the fractional distillation process of the fermented sugar cane juice (garapa), to obtain the Ethanol (ethyl alcohol). The development of this work was based on components in stainless steel of heat exchangers, equipment used in sugar and alcohol industry plants. The comparison of austenitic 316 and ferritic stainless steels 410D aimed to evaluate the resistance to each of these materials in oxidizing media. In this way, the vinasse extracted from the alcohol production was chosen for the corrosive tests. The different forms of corrosion and the steels indicated for various applications were considered, in particular to avoid pitting corrosion and stress corrosion. It is currently well known that 316 stainless steels are used in heat exchangers, which are more resistant to the action of vinhoto (vinasse) and its contaminants, mainly chlorides, combining this more aggressive effect at temperatures normally higher than 450°C. Under these conditions, these steels form part of the sides of trays, hubs and heat exchanger tubes, all components that work at high temperature in the alcohol manufacturing processes. As a result, a higher tendency for pitting corrosion was observed in 410 steels, with pitting in the border regions of the specimens, whereas for stainless steel 304, these pits were not observed or were extremely discrete and After many hours of exposure to the corrosive medium.