Aço carbono 1040 como indicador de agressividade do solo e da pasta de cimento em sistemas de ancoragem de linhas de transmissão

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FONTE

Matéria (Rio J.)

DATA DE PUBLICAÇÃO

16/09/2019

RESUMO

RESUMO O encapsulamento de hastes de âncora em pasta de cimento reduz o contato dos materiais metálicos com os ambientes agressivos, em torres estaiadas de linhas de transmissão de energia elétrica. Contudo, ainda são reportados casos de falha prematura devido à corrosão do sistema de ancoragem. O íon cloreto é considerado um dos principais responsáveis pelo início e pela propagação da corrosão. Entretanto, existem muitas divergências em relação a concentração crítica de cloreto no solo e na pasta de cimento e a sua influência na formação dos produtos de corrosão. Neste estudo, o aço carbono 1040 foi exposto em laboratório a ambientes com diferentes concentrações de íons cloreto, 764 e 1764 mg/kg no solo, 2,0% e 3,5% na pasta de cimento, teores estes, baseados nos resultados analíticos obtidos em amostras de hastes e de seu entorno, retiradas do campo. A investigação do estado quanto à corrosão do metal em laboratório foi efetuada ao longo do tempo, pela medida do potencial de circuito aberto (OCP- “Open Circuit Potential”) e pela espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os produtos de corrosão foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, com análise química elementar (MEV/EDS) e difração de raios-X (DRX). Por meio da análise de EIE foi possível detectar a evolução do processo corrosivo do metal no solo e na pasta de cimento, mesmo sendo observadas diferentes formas de corrosão: generalizada no primeiro e localizada nesta última, respectivamente. Na avaliação dos produtos de corrosão, por MEV e DRX, foi inferida a presença de goetita, e calcita na superfície do aço exposto ao solo, e no encapsulado em pasta cimento foi possível visualizar os pites formados e as composições do seu entorno superficial. Esses resultados indicaram a necessidade da utilização de metais mais resistentes à corrosão em ambientes com íons cloreto, visando o aumento da durabilidade do sistema de ancoragem.ABSTRACT The encasement of anchor rods in cement paste reduces the contact of metal materials with aggressive environments in guyed power transmission line towers, however, many cases of premature failure due to corrosion of the anchorage systems are still reported. Chloride ions are considered to be one of the main factors responsible for the initiation and propagation of corrosion, however, there are many differences regarding the critical concentration of chloride in the soil and cement paste and their influence on the formation of corrosion products. In this study carbon steel 1040 was exposed in the laboratory to environments with different concentrations of chloride ions, 764 and 1764 mg/kg in the soil, 2.0% and 3.5% in the cement paste, based on the analytical results obtained in samples of rods and their surroundings, taken from the field. The investigation of the corrosion state of the metal in the laboratory was evaluated, over time, by the measurement of open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The corrosion products were characterized by scanning electron microscopy with elemental chemical analysis (SEM/EDS) and X-ray diffraction (XRD). By means of the EIS analysis, it was possible to detect the evolution of the corrosive process of the metal in the soil and cement paste, even though different forms of corrosion were observed: general in the soil and localized in the cement paste. Moreover, the evaluation of the corrosion products, by SEM and XRD, indicated the presence of goethite and calcite on the steel surface exposed to the soil, and in the steel encapsulated in cement paste it was possible to visualize the pits formed and the compositions of their surface surroundings. These results suggest to need to use corrosion resistant metals in environments with chloride ions, in order to increase the durability of the anchorage system.

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