Proteção da corrosão do cobre em aplicações industriais

Abstract

O presente trabalho apresenta um estudo comparativo de diferentes métodos para a prevenção e controlo da corrosão do cobre em aplicações industriais. Embora o cobre seja um material resistente à corrosão, em condições específicas, este fenómeno pode ocorrer de maneira severa. Esta dissertação aborda diferentes soluções para a mitigação deste problema, focando-se especialmente na utilização de inibidores de corrosão (L-metionina, L-cisteína e benzotriazole), e revestimentos protetores à base de sol-gel, quitosano, e um verniz acrílico comercial. A resistência à corrosão foi estudada recorrendo a técnicas eletroquímicas, mais especificamente por espetroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização linear. Foi possível comprovar o impacto dos iões cloreto e sulfato na corrosão do cobre e a importância no controlo da composição da água para a mitigação deste problema. De entre os inibidores de corrosão testados, o benzotriazole foi o inibidor que mais se destacou, sendo aquele que apresentou melhor proteção contra a corrosão do substrato de cobre. O filme de quitosano revelou-se poroso e sem qualquer efeito na resistência à corrosão do cobre. O filme sol-gel apresentou uma relação entre a espessura do revestimento e a eficiência de proteção contra a corrosão, a porosidade diminuiu com a espessura do revestimento. O verniz acrílico comercial proporcionou a melhor proteção contra a corrosão, mantendo o seu aspeto original ao longo de todos os ensaios.

This work presents a comparative study of several methods for the prevention and control of copper corrosion in industrial applications. Copper is a material resistant to corrosion, however, under specific conditions this phenomenon can occur severely. This dissertation addresses different solutions to mitigate this problem, focusing especially on the use of corrosion inhibitors (L-methionine, L-cysteine and benzotriazole), and on the use of coatings developed in the laboratory (one based on the sol-gel method and the other from chitosan, a natural biopolymer) and a commercial acrylic varnish. Corrosion resistance was studied using electrochemical techniques, namely electrochemical impedance spectroscopy and linear polarization curves. The impact of chloride and sulphate ions on copper corrosion was confirmed and the importance of controlling the composition of water to mitigate this problem. Among the corrosion inhibitors tested, benzotriazole was the inhibitor that stood out the most, being the one that showed the best protection against corrosion of the copper substrate. The chitosan film proved to be porous and without any effect on the corrosion resistance of copper. The sol-gel film showed a relationship between coating thickness and corrosion protection efficiency, porosity decreased with coating thickness. Commercial acrylic varnish provided the best protection against corrosion, maintaining its original appearance throughout all tests.