Avaliação da corrosão do aço carbono ASTM A106 GR. B submetido a um meio rico em finos de processo de produção de liga ferro-níquel

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Tese de doutorado

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Corrosion Assessment of ASTM A106 Grade B Carbon Steel Subjected to a Medium Rich in Fines from the Ferro-Nickel Alloy Production Process

Primeiro orientador

Membros da banca

Jorgimara de Oliveira Braga
Thales Eduardo Leal

Resumo

A liga ferro-níquel, normalmente referida como FeNi, apresenta 19% a 38% de níquel em sua composição e tem importância significativa na cadeia produtiva de aços inoxidáveis, além de ser utilizada como matéria prima para ligas com maiores teores de níquel. Sua produção por vias piro metalúrgicas ocorre a elevadas temperaturas em fornos elétricos a arco submerso, em um processo de redução carbotérmica, que gera gases de processo com grandes quantidades de particulados finos e que precisam ser coletados nos sistemas de limpeza de gases. Observa-se em algumas plantas, em maior ou menor grau, um processo de corrosão nos dutos refrigerados desse sistema, após alguns anos de operação e, portanto, o objetivo geral deste trabalho é de avaliar a corrosividade dos particulados no aço carbono ASTM A106 Gr. B, principal material construtivo destes equipamentos. Para isso, foram realizadas análises de composição química dos particulados, por fluorescência de raios-x e espectroscopia por energia dispersiva, além de ensaios de corrosão do aço carbono na presença desse material por meio de técnicas polarização eletroquímicas e complementadas por ensaios de microscopia eletrônica de varredura, visando avaliar o comportamento do aço carbono quanto à corrosão na presença desse particulado. Os resultados encontrados mostram que a corrosividade do pó não é significativa para esse aço, não sendo possível traçar uma correlação direta entre o grau de corrosão e a concentração de pó no meio, porém sua presença e deposição tem relação direta com o processo corrosivo devido à formação de pilhas. Esses resultados foram comparados com dados de inspeções em campo e mostraram ter correlação com características e parâmetros de operação dos equipamentos.

Abstract

The ferro-nickel alloy, commonly referred to as FeNi, has 19% to 38% nickel in its composition and is of significant importance in the stainless-steel production, in addition to being used as a raw material for alloys with higher nickel contents. Its production by pyrometallurgical means occurs at elevated temperatures in submerged electric arc furnaces, in a carbothermic reduction process, which generates process gases with massive quantities of fine particles that need to be collected in gas cleaning system. In some plants, a corrosion process has been observed, to a greater or lesser extent, in the water-cooled ducts of this system, after a few years of operation. Therefore, the general objective of this work is to evaluate the corrosivity of the particles in ASTM A106 Gr. B carbon steel, the main construction material of this equipment. For this purpose, analyses of the chemical composition of the particulates were performed by X-ray fluorescence and energy dispersion spectroscopy, in addition to corrosion tests of carbon steel in the presence of this material by means of electrochemical polarization techniques and complemented by scanning electron microscopy tests, to evaluate the behavior of carbon steel regarding corrosion in the presence of this particulate. The results found show that the corrosivity of the dust is not significant for this steel, and it is not possible to draw a direct correlation between the degree of corrosion and the concentration of dust in the medium, however its presence and deposition are directly related to the corrosive process due to the formation of piles. These results were compared with data from field inspections and showed a correlation with characteristics and operating parameters of the equipment.

Assunto

Engenharia metalúrgica, Aço-carbono, Aço - Corrosão, Ferroligas, Ligas de ferro-niquel

Palavras-chave

Corrosão, Ferro-liga, Forno a arco submerso, Aço Carbono, Despoeiramento

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