On-site galvanostatic passivation treatment of stainless steel tanks

• Grant number: 22/09935-1
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: August 01, 2022
• End date: April 30, 2023
• Field of knowledge: Engineering - Materials and Metallurgical Engineering - Metallurgical Equipment and Facilities
• Principal Investigator: Luis Henrique Guilherme
• Grantee: Luis Henrique Guilherme
• Company: Luis Henrique Guilherme
• CNAE: Manutenção e reparação de tanques, reservatórios metálicos e caldeiras, exceto para veículos ; Instalação de máquinas e equipamentos industriais ; Serviços de engenharia
• Associated research grant: 21/11684-4 - On-site galvanostatic passivation of stainless steel tanks, AP.PIPE

Abstract

O objetivo do presente projeto de pesquisa é o desenvolvimento de um procedimento otimizado para o tratamento de passivação galvanostática de tanques de aço inoxidável instalados na unidade industrial (on-site), incluindo o desenvolvimento dos dispositivos requeridos. O setor industrial nacional e internacional que utiliza tanques de aço inoxidável para o bioprocessamento apresenta constantemente perdas financeiras devido à degradação por corrosão e biofilme desses ativos, e os tratamentos de passivação convencionais por imersão ou aspersão de eletrólitos não promovem a formação de um filme passivo com suficiente resistência à corrosão. O tratamento de passivação galvanostática permite obter superfícies de aço inoxidável mais resistentes à corrosão, contudo, estão limitadas a execuções de bancada e pequenas áreas. O desafio científico e tecnológico desse projeto de pesquisa é viabilizar o tratamento on-site de passivação galvanostática em grandes áreas superficiais com foco no tratamento da face interna de tanques de aços inoxidáveis. A comercialização da tecnologia ocorrerá pela prestação de serviços de tratamentos de superfícies, e destaca-se o elevado nível de ineditismo do projeto pois nenhum player de mercado oferece esse tipo de serviço e não há publicações científicas ou de patentes para uma aplicação concorrente. A metodologia consiste na otimização dos parâmetros do procedimento de passivação galvanostática: (I) eletrólito a base de ácido cítrico com adição de nitrato de sódio; (II) definição da densidade de corrente e tempo de passivação. Os dispositivos necessários utilizados na passivação galvanostática serão desenvolvidos para que possam ser redimensionados para grandes áreas (alvo de um PIPE fase 2). Um tanque piloto de aço inoxidável 316L com área de 1 m2 será construído para ser submetido ao tratamento de passivação galvanostática. O grau de passivação da superfície do tanque piloto será quantificado usando microcélulas eletroquímicas portáteis a fim de avaliar a eficácia do tratamento de passivação galvanostática. O desenvolvimento do projeto utilizará intensamente medidas eletroquímicas com sistemas portáteis e a técnica de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-x (XPS), visto que são técnicas aceitas pela norma ASME BPE (Bioprocessing equipment) para a qualificação de superfícies passivadas. Outras técnicas como microscopia de forças atômicas, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura complementam às duas técnicas principais. Os resultados esperados são relativos ao procedimento on-site otimizado de passivação galvanostática, os dispositivos requeridos para a sua execução e a especificação do eletrólito a base de ácido cítrico. O alcance dessas metas condiciona o projeto para a fase 2 do PIPE e a consequente oferta de serviços para o mercado. (AU)