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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2019.tde-06022019-154812
Document
Author
Full name
Sergio Henrique Cavallaro
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Aoki, Idalina Vieira (President)
Ferrari, Jean Vicente
Aquino, Isabella Pacifico
Title in Portuguese
Avaliação do uso de um sulfossilanol como inibidor de corrosão para aço galvannealed.
Keywords in Portuguese
Aço
Eletroquímica (Técnicas)
Inibidores de corrosão
Abstract in Portuguese
O processo de deposição de uma fina camada de zinco sobre o aço carbono por imersão a quente e posterior tratamento térmico gera como produto o aço galvannealed. O baixo custo do zinco e o fácil processo de aplicação faz com que o maior consumo deste metal seja aplicado na proteção da superfície do aço carbono de um meio agressivo a que ele esteja exposto. Esta camada de zinco não pode ser muito espessa, pois limita a soldabilidade, dificulta o acabamento após pintura e limita a aderência de tintas à superfície. Essa condição da fina espessura da camada de zinco depositada sobre o aço carbono torna necessário o desenvolvimento de revestimentos com espessuras menores, com melhores propriedades de dureza, ductilidade e resistência à corrosão mais elevada. Sendo assim, a superfície de zinco tem de ser pré tratada com a fosfatização e cromatização antes que as tintas possam ser devidamente aplicadas. No entanto, estes processos de pré-tratamento vêm sendo questionados devido à sua toxidade e agressividade ao meio ambiente, levando o seu uso a ser menos frequente por meio do desenvolvimento de novos processos e compostos. Alguns destes compostos estudados são os inibidores de corrosão à base de silanóis, cujo desenvolvimento e aplicação busca a baixa toxicidade, a exigência de serem ecologicamente corretos e a alta eficiência. Quando exposto em meios ácidos, o processo de corrosão para o aço galvannealed pode ser acentuado e dessa maneira, o uso de soluções aquosas de silanos organofuncionais hidrolisados em pH ácido vem sendo promissor como promotores de aderência e como inibidores de corrosão. O número de estudos publicados para o uso de silanóis adicionados diretamente no meio agressivo para a formação de filmes adsorvidos no metal protegendo-o contra a corrosão ainda é baixo, devido seu caráter inovador. Neste estudo, caracterizou-se o uso do sulfossilanol obtido a partir da hidrólise em meio ácido (pH 4,0) do silano NXT (3 - octanoiltio - 1 - propiltrietoxisilano) como inibidor de corrosão para o aço galvannealed, zinco puro e aço carbono em meio ácido (pH 5,0) de NaCl 0,1 mol L-1. Escolheu-se o zinco puro e o aço carbono para estudo pois seus átomos de zinco e ferro são constituintes da liga Fe-Zn do aço galvannealed, de maneira a se observar a adsorção do sulfossilanol em diferentes superfícies. Por meio de técnicas eletroquímicas como a técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), curvas de polarização, medida da resistência de polarização linear (Rp) foi possível verificar que o sulfossilanol estudado atua como inibidor de corrosão para o aço galvannealed, se mostrando promissor para o zinco. Através deste estudo verificou-se que o inibidor de corrosão em questão atuou principalmente na inibição das regiões ricas em zinco, já que a avaliação isolada dos metais constituintes do aço galvannealed mostrou melhores resultados para o zinco do que para o ferro. A partir disto, estudou-se por meio de técnicas eletroquímicas em meio ácido (pH 5,0) de NaCl 0,1 mol L-1, outro inibidor de corrosão clássico para aço carbono contendo também o enxofre em sua molécula, o 2 - mercaptobenzotiazol (MBT) com o intuito de comparar a eficiência da inibição da corrosão para o aço galvannealed com um inibidor clássico para ferro e o sulfossilanol, já que o aço galvannealed possui áreas ricas em ferro. O estudo evidenciou que tanto o sulfossilanol, como o MBT são bons inibidores para o aço galvannealed, sendo o sulfossilanol um excelente inibidor para zinco e o MBT um excelente inibidor para o ferro.
Title in English
Evaluation of sulfur swilanol as corrosion inhibitor galvannealed steel.
Keywords in English
Corrosion inhibitors
Electrochemical techniques
Galvannealed steel
Sulfur silanol
SVET
Abstract in English
The process of deposition of a thin layer of zinc on carbon steel by hot immersion and subsequent heat treatment generates as product the galvannealed steel. The low cost of zinc and the easy application process leads to high consumption of this metal for carbon steel surface protection from an aggressive medium. This layer of zinc cannot be too thick because it limits the weldability, hinders the finish after painting and limits the adhesion of paints to the surface. This condition of the thin thickness of the zinc layer deposited on the carbon steel requires the development of coatings having smaller thicknesses with better hardness, ductility and higher corrosion resistance properties. Thus, the zinc surface must be pre-treated with the phosphatization and chromatization before painting. However, these pretreatments processes have been questioned because of their toxicity and aggressiveness to the environment, making their use less frequent with the development of new processes and compounds. Some of these compounds studied are silane-based corrosion inhibitors, whose development and application seek the low toxicity, the requirement of being environmentally correct and the high corrosion inhibition efficiency. When exposed in acidic media, the corrosion process for galvannealed steel can be accentuated and, in this way, the use of aqueous solutions of hydrolyzed organofunctional silanes has been promising as adhesion promoters and as corrosion inhibitors. The number of published studies for the use of sulfur silanol added directly in the aggressive medium for the formation of adsorbed films in the metal protecting it against corrosion is still low due to its novelty. In this study, the use of the sulfur silanol obtained from acid hydrolysis (pH 4.0) of NXT (3-Octanoylthio-1 propyltriethoxysilane) silane as a corrosion inhibitor for galvannealed steel, metallic zinc and carbon steel (pH 5.0) in 0.1 mol L-1 NaCl. Zinc and carbon steel were also chosen for this study because they are constituents of the Fe-Zn alloy phases present in galvannealed steel. By means of electrochemical techniques such as the scanning vibrating electrode (SVET), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), polarization curves and linear polarization resistance (Rp) measurements, it was possible to verify that the evaluated sulfur silanol acts as a corrosion inhibitor for galvannealed steel. In this study, it was also verified that the corrosion inhibitor in question acted mainly in the inhibition of zinc rich regions or phases, since the isolated study of the constituent metals of the galvannealed steel showed better results for pure zinc than for iron. From this, it was studied by means of electrochemical techniques in acidic environment (pH 5,0) of 0,1 mol L-1 NaCl, another classic corrosion inhibitor for carbon steel also containing the sulfur in its molecule, 2 - mercaptobenzothiazole (MBT) in order to compare the corrosion inhibition efficiency for galvannealed steel with a classical inhibitor for iron and sulfur silanol, since galvannealed steel has iron rich areas. The study showed that both sulfur silanol and MBT are good inhibitors for galvannealed steel, with sulfur silanol being an excellent inhibitor for zinc and MBT being an excellent inhibitor for iron.
 
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Publishing Date
2019-02-08
 
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