top of page

Tratamento de passivação química como mecanismo de aumento de performance do aço inoxidável 316L: aplicações assépticas e de resistência à corrosão

gabripivael

Atualizado: 31 de out. de 2024

Prof. Dr. Luis Henrique Guilherme


“Tanques, reatores, fermentadores e outros equipamentos em aço inox 316L para uso sanitário podem ter sua propriedade asséptica aumentada expressivamente pelo tratamento químico de passivação”.


A passivação química ainda não é tão discutida e tão pouco aplicada na construção e reparo de equipamentos de aço inoxidável utilizados em bioprocessamento. Este processo, relativamente barato, pode ser a diferença entre a ocorrência ou não de biofilmes e corrosão. 

A passivação química tem por objetivo gerar um filme passivo na superfície do aço inoxidável de extrema resistência e uniformidade, alcançando o máximo potencial que cada liga pode alcançar, de acordo com sua composição química. De forma simples e direta, a passivação química consiste, inicialmente, na dissolução do filme passivo natural do aço e, posteriormente, na formação de um filme passivo com influência de soluções químicas especificas que o tornam mais resistente.

É lógico que o aço inox forma um filme passivo em sua superfície naturalmente, contudo, este “filme natural” é negativamente influenciado por contaminantes e defeitos de superfícies, como ferro livre, sulfeto de manganês entre tantos outros. A formação de um filme passivo quimicamente proporciona ao equipamento industrial outro nível de performance!

Clean in place (CIP) não é passivação química, e evidentemente não atinge o mesmo resultado em termos de assepsia e resistência à corrosão. Mas esta discussão fica para outro artigo.

Para evidenciar tais afirmações, vamos considerar um estudo de caso de um aço inox AISI 316L com acabamento de superfície de rugosidade média (Ra) igual a 0.5 μm., e em duas condições:

  • Como polido (as-polished).

  • Passivado quimicamente (passivated).

Os ensaios foram realizados com o objetivo de caracterizar a sua superfície, como mostra a Figura 1. Foram realizados ensaios de microscopia ótica e microscopia de força atômica (AFM) para obter imagem 3D de superfície e o perfil de rugosidade. 



Microscopia ótica da superfície do aço inoxidável 316L com polimento mecânico de rugosidade Ra=0.5 μm; (b) imagem 3D da superfície obtida por microscopia de força atômica (AFM); (c) perfil de rugosidade da superfície analisada por AFM

Figura 1. Mostrado em (a) microscopia ótica da superfície com polimento mecânico Ra=0.5 μm, (b) imagem 3D da superfície obtida por microscopia AFM, (c) perfil de rugosidade obtida por AFM.



Em seguida, ensaios de polarização cíclica (CPP) foram conduzidos para mensurar a resistência a corrosão por pite, e as áreas expostas ao ensaio de corrosão foram fotografados em um microscópio ótico logo após os ensaios, como pode ser observado na Figura 2.

Os resultados são claros e evidenciam que o aço AISI 316L passivado não sofreu a nucleação de pites, e com base nas curvas CPP, o tratamento de passivação química tornaram-o não susceptível ao pite. Isto pode ser observado pela histerese negativa da curva que indica a re-passivação após a inversão do corrente de corrosão (de anódica para catódica): ou seja, o material passivado não teve seu filme passivo dissolvido. 

Por outro lado, o aço AISI 316L como-polido sofreu com a nucleação de pites em potenciais relativamente baixos (0.4 V) e apresentou uma histerese positiva, que indica que após a dissolução do filme passivo e nucleação de pites de corrosão, o material não foi capaz de re-passivar. Basicamente é isto que ocorre na indústria e gera a formação de biofilmes e corrosão localizada de equipamentos com fino acabamento.



Curva de polarização cíclica para amostras de aço inoxidável 316L como-polido e passivado; (b) microscopia ótica da superfície como-polido após ensaio de corrosão; (c) microscopia ótica da amostra passivada após ensaio de corrosão.

Figura 2. Mostrado em (a) curva de polarização ciclíca para amostras como-polido e passivado, (b) microscopia ótica da superfície como-polido após ensaio de corrosão e (c) MO amostra passivada após ensaio de corrosão.



Ficou evidente que a passivação química como última etapa de manufatura de equipamentos industriais em aço inox AISI 316L proporciona um desempenho extremamente superior no processamento asséptico e/ou corrosivo. E o uso de técnicas eletroquímicas portáteis permitem controlar o momento adequado para passivações periódicas.

Fica a recomendação, construiu ou reformou equipamentos em aço inox AISI 316L, planeje a passivação química.


49 visualizações0 comentário

Comments

Rated 0 out of 5 stars.
No ratings yet

Add a rating
bottom of page