Desenvolvimento de revestimentos de zinco, aluminío e bentonita depositados via aspersão térmica

Abstract

Resumo: Os pés das torres das linhas de transmissão elétrica são frequentemente fabricados com aço galvanizado e estão sujeitos a diferentes condições de corrosão que outras instalações metálicas enterradas, como as adutoras, os oleodutos, os gasodutos e as tubulações de um modo geral. A galvanização dos materiais das estruturas de aço dos pés das torres e das superestruturas das torres confere normalmente proteção razoável, mas quando as torres se encontram em solos altamente corrosivos, ou onde existe aterramento elétrico ou contrapesos construídos com cobre nu, a galvanização torna-se ineficiente muito antes das torres alcançar o final do seu período econômico de vida. Visando contribuir na identificação de alternativas de proteção contra corrosão duradouras em fundações metálicas de haste de estai de torres atirantadas, nesta pesquisa foram protegidas superfícies de aço carbono 1020 depositando revestimentos de misturas de zinco, alumínio, com bentonita, aplicados por aspersão térmica a chama pó e avaliado seu desempenho por intermédio de ensaios eletroquímicos (impedância eletroquímica, resistência de polarização linear, potenciodinâmica anódica e pela aplicação da potenciodinâmica catódica ou técnica de Tafel). O revestimento também foi estudado em laboratório pela caracterização microestrutural por intermédio de técnicas de superfície, fração de área de óxidos e poros (microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, "MEV", análise de composição química por microanálise de energia dispersiva "EDS"). Os resultados mostram que quando adicionada à bentonita ao ZN e ao AL, aumenta significativamente a passivação do material, ou seja, aumentada a proteção contra a corrosão. Quando adicionada aumenta a vida útil do substrato em no mínimo 10 a 12 anos de acordo com os testes que foram apresentados. Esta pesquisa apresenta parte do resultado do projeto de P&D PD-06491-0329/2019, iniciado em 2019, intitulado "Metodologia baseada em utilização de materiais sintéticos à base de aditivos orgânicos para melhoramento da dissipação de surtos atmosféricos em linhas de transmissão de energia elétrica", executado pelos Institutos LACTEC e COPEL GeT como parte das obrigações desta última junto ao Programa de Pesquisa e Desenvolvimento do Setor Elétrico Brasileiro regulamentado pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica).

Abstract: The feet of electrical transmission line towers are often made of galvanized steel and are subject to different corrosion conditions than other underground metallic installations, such as water mains, oil pipelines, gas pipelines and pipes in general. The severity of these types of corrosion is determined by the level of aggressiveness of the soil. Galvanizing the materials for the steel structures of tower feet and tower superstructures normally provides reasonable protection, but when towers are in highly corrosive soils, or where electrical grounding or counterweights constructed of bare copper are available, galvanizing becomes inefficient long before the towers reach the end of their economic lifetime. Aiming to contribute to the identification of alternatives to protect against long-lasting corrosion in metallic foundations of cable-stayed towers, in this research, 1020 carbon steel surfaces were protected by depositing coatings of mixtures of zinc, aluminum, with bentonite, applied by thermal spraying with powder flame. and its performance was evaluated through electrochemical tests (electrochemical impedance, linear polarization resistance and by the application of cathodic potentiodynamics or Tafel technique). The coating was also studied in the laboratory by microstructural characterization through surface techniques in the analysis of thickness, area fraction of oxides and pores (optical microscopy, scanning electron microscopy, "SEM", chemical composition analysis by energy dispersive microanalysis "EDS"). The results show that when added to bentonite to Zn and Al, it significantly increases the passivation of the material, that is, increased corrosion protection. When added, it increases the shelf life of the substrate by at least 10 to 12 years according to the tests that have been presented. This research presents part of the P&D project PD-06491- 0329/2019, started in 2019, entitled "Methodology based on the use of synthetic materials based on organic additives to improve the dissipation of atmospheric surges in electrical power transmission lines", carried out by the LACTEC and COPEL GeT Institutes as part of the latter’s obligations with the Research and Development Program for the Brazilian Eletricity Sector regulated by ANEEL (National Eletric Energy Agency).