CORROSÃO E PROTEÇÃO 2 Prova - Puc minas

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CORROSÃO E PROTEÇÃO – 2ª Prova 
CORROSÃO POR PITES A corrosão por pite é uma forma localizada de corrosão 
que produz cavidades na superfície do metal, deixando o metal ao seu redor sem 
sofrer corrosão. Sujeira, óxidos (ferrugem), trincas, fissuras e etc. atuam como focos 
para este tipo de corrosão. É frequentemente encontrada em materiais formadores 
de películas protetoras e aderentes (Al, Ti, Ni, Cr, aço inox) 
Mecanismo: Nucleação - O meio é composto por íons Cl- que é adsorvido pelo 
material fazendo com que a concentração de Cl- seja crítica em determinada parte 
do metal. Essa alta concentração de Cl- rompe as ligações da película passiva 
corroendo o metal. O Cl- migra para o pite formando hidróxido e HCl, diminuindo 
assim o pH e favorecendo a corrosão. 
Dissolução do metal: Me = Me+x +xe- 
Reação catódica: O2 + 2 H2O + 4e- = 4OH 
 
Fatores que influenciam a corrosão: Composição do material, temperatura, 
estagnação (limpeza e agitação), acabamento, inibidores, potencial do eletrodo, 
concentração de cloreto. A presença de liga de Cr, Mo (molibdênio) e N favorecem a 
resistência ao pite. 
 
Avaliação de corrosão por pite: Imersão, ensaio acelerado e eletroquímica 
Medidas preventivas: Manter a água aerada, remover imperfeições da superfície, 
pré-passivar a superfície, inibidor anódico, concentração de íons agressivos (Cl-) em 
níveis aceitáveis, boa seleção do material. 
 
1) Potencial de corrosão. É onde os íons são liberados formando a dupla camada 
elétrica. Quanto maior o potencial de corrosão, mais nobre é o metal (quanto mais 
alto, mais forte é a camada protetora); (Maior pot. de corrosão=mais nobre é o metal 
então maior E=mais forte é a camada protetora). Abaixo deste ponto, a taxa de 
dissolução do material é baixa. 
2) Início da camada passiva, E aumenta. i diminui. Para criar o filme passivo, i deve 
ser < 10^-5 A/cm². De 2 até 3 é a região passiva 
3) Potencial de pite. Onde começa a formar o pite e há aumento na corrente i. 
Quanto maior este potencial, mais tempo leva para a formação do pite. É perigoso 
trabalhar neste ponto pois o pite pode não se repassivar e o material é perfurado. 
4 a 5) Densidade de corrente de passivação. Deve ser analisada no meio da “reta”. 
Deve ser <10-5 A/cm², em densidades pequenas tem-se a camada passiva protetora. 
10^-4 = camada porosa. O filme passivo não permite a troca de e- do material com o 
meio, impedindo a saída de –e e com isso inibe a corrosão. Em 5 há a extensão da 
camada passiva protetora. Quanto maior a extensão, mais protetora é a camada. 
6) Abaixa i para tentar a repassivação do pite. 
7) Potencial de proteção (repassivação) Ponto onde a curva de início (direção ao 
início) se encontra com a curva de retorno. Tentativa de repassivação para que o pite 
não aumente. Quanto maior a área do “laço”, maior o pite (o material demorou a se 
repassivar). 
 
CORROSÃO EM FRESTAS 
Fresta: abertura estreita ou pequeno espaço entre duas superfícies em contato 
A corrosão em frestas pode ocorrer sobre diversos tipos de metais, desde metais 
nobres como o cobre, a metais eletronegativos como o alumínio. Tem sido observado 
que os metais que se passivam são mais propensos à corrosão em frestas. 
Ocorrem normalmente em junções: gaxetas, parafusos, flanges, roscas. 
Frestas apresentam pouca demanda de oxigênio (precisa para formar camada 
passiva – óxidos de Cromo por exemplo), debilitando a camada passiva. 
Ocorrem normalmente em depósitos de sujeiras ou produtos de corrosão permeáveis 
sobre a superfície metálica (poeira, areia, incrustações e etc.) 
Podem acumular íons cloreto, surgindo uma região com picos desse agente 
corrosivo. 
 
Meios: As soluções aquosas nas quais a corrosão em frestas ocorre podem ser 
ácidas ou neutras, mas a presença de íons cloreto torna a corrosão MAIS provável. 
 
Mecanismo: Ocorrem em materiais passivos ou não. No início, tanto a fresta quanto 
a região externa corroem com a mesma velocidade. 
Mecanismo por Corrosão por Aeração Diferencial 
• Interior da fresta 
Após consumo de O2 surge uma célula diferencial de oxigênio 
- Dissolução de Me+x 
- Migração de Cl-: Me+xCl- 
• Superfície externa 
- Eletrólito não muda 
- Agentes oxidantes 
Prevenção: Eliminar a fresta, abertura da fresta, concentração de Cl-, temperatura, 
renovação do eletrólito, eliminar condições estagnantes, limpeza. 
 
CORROSÃO INTERGRANULAR 
Ocorre quando existe um caminho preferencial para a corrosão na região dos 
contornos de grão. Os grãos vão de destacando à medida que a corrosão se propaga. 
O principal fator na resistência a corrosão da matriz (material no meio do grão) e do 
material vizinho é a diferença na composição química nestes locais. Ocorre em ligas 
de Al com Cu e Fe, soldas de aço inox. O meio deve ser aquoso ou úmido. 
O ataque ocorre na região empobrecida em Cr, que se torna anódica em relação ao 
grão e também aos carbetos. 
Característica: Trinca associada a corrosão que ocorre nas adjacências do contorno 
do grão. Pode ocorrer fraturas sem nenhuma perda de espessura aparente. 
 
Exemplos: Fe em CG de Al (Segregação do Fe é catódica) 
Cr23C6 em aço inox (Gradiente de Cr), CuAl2 em ligas de Al, Al em ligas de Zn (Zn 
é anódico) 
 
No aço inox: Formação de uma zona empobrecida em cromo ao longo do contorno 
do grão (sensitização). O átomo de cromo que se encontrava em solução sólida do 
aço, difunde para os contornos do grão formando carbonetos de cromo diminuindo a 
resistência à corrosão. 
Quando expostos à temperatura de 450 a 900°C, os aços austenóticos sofrem 
sensitização, enquanto os férricos somente acima de 925°C 
 
Solubilização: Reaquecer o aço inox sensitizado à temperatura de 1050°C seguido 
de um resfriamento muito rápido não havendo tempo para a reprecipitação do 
carboneto. Pode causar deformações e decapagem (oxidação). 
 
Prevenção: Tratamento a quente da peça após a solda (acima da temperatura de 
sensitização) seguido por resfriamento rápido (têmpera). Altas temperaturas 
dissolvem o carboneto de cromo formado; usar aço inox com teor em carbono abaixo 
de 0,02%; adicionar ao aço meteriais com maior afinidade ao carbono do que com o 
cromo (titânio e nióbio). 
 
CORROSAO FILIFORME 
• Se processa em superfícies metálicas revestidas, especialmente aquelas 
pintadas; 
• Defeitos dos revestimentos: falhas, riscos, etc.; 
• Elevada umidade relativa: acima de 85%; 
• Filamentos finos e pouco profundos; 
• Podendo conter produtos de corrosão 
 
CORROSAO SELETIVA 
Remoção preferencial de um ou mais elementos da liga. Os processos corrosivos 
denominados de corrosão seletiva são aqueles em que se tem a formação de um par 
galvânico devido a grande diferença de nobreza entre dois elementos de uma liga 
metálica. Ocorre por influência metalúrgica, do ambiente a que o material está 
exposto e a química da água. 
 
Se desdobram em grafítica e dezincificação: 
Grafítica: Ocorre em tubulações de ferro fundido cinzento (3 a 4% de carbono) 
ou nodular utilizadas para águas, em esgotos, na drenagem, etc. O ataque 
seletivo ocorre na matriz do ferro (área anódica), deixando uma rede de grafite, 
que é catódica em relação ao ferro.A corrosão grafítica não contraindica a 
utilização de tubulações de ferro fundido para usos normais, onde as pressões 
são pequenas. 
Produto de corrosão: Fe2O3 e Fe3O4 
Proteção: Revestir a tubulação internamente com argamassa de cimento e 
externamente com um revestimento adequado. 
Dezincificação: Processo corrosivo seletivo que se observa nas ligas de zinco, 
especialmente nos latões (ligas de Zn e Cu). Corrosão preferencial do zinco 
(material mais anódico), restando o cobre e produtos de corrosão. 
Condições que facilitam: meio ácido, temperaturas elevadas. 
Ocorrem em trocadores de calor, condensadores, resfriadores. Tubulações que 
conduzem água do mar. 
Proteção: Diminuindo-se a agressividade do meio, tratamento térmico de 
solubilização da liga, utilização de ligas com adição de Sn, P, Sb, As à liga de 
Cu. 
CORROSÃO – EROSÃO 
Deterioração dos materiaispela ação de fluidos em movimento. Ocorre 
principalmente em estrangulamentos, cotovelos, curvas e ejetores de vapor. 
Fenômeno puramente mecânico onde o metal é removido sofrendo apenas 
alterações físicas. Metais que se passivam também estão suscetíveis a este tipo de 
corrosão. 
 
A corrosão pode ser causada por soluções aquosas, gases, fluidos orgânicos e etc. 
A velocidade influencia fortemente no processo de corrosão (escoamento turbulento 
aumentas as falhas por corrosão – erosão). 
 
Fatores que influenciam: Presença de partículas sólidas, velocidade do meio 
influencia fortemente pois age mecanicamente. O seu aumento geralmente provoca 
um ataque mais acentuado; Condições de escoamento: turbulento podem aumentar 
as falhas por corrosão-erosão; A corrosividade do meio. 
 
Aparência: Forma de ondulações, ranhuras, buracos arredondados que ocorrem no 
sentido do escoamento do meio. 
Prevenção: Materiais com maior resistência à corrosão-erosão; alterar a geometria 
dos materiais evitando mudanças bruscas de direção do fluido; usar inibidores, 
diminuir a temperatura e filtrar as soluções; aplicar revestimentos; 
 
CORROSÃO – CAVITAÇÃO (BOLHAS QUE CAVAM BURACO) 
É o desgaste em uma superfície metálica provocado pelo choque de bolhas de vapor 
existentes em um fluido. Se origina no comportamento do liquido e não do metal. A 
corrosão cavitação é frequente em sistemas onde ocorrem variações bruscas de 
pressão, como nas bombas, turbinas, condutores de água, etc. 
 
Mecanismo: 
1. A cavitação surge em regiões de baixa pressão onde o líquido entra em 
ebulição formando bolhas (bolhas do fluido); 
2. As bolhas entram em contato com uma região de pressão mais alta e são 
destruídas instantaneamente; 
3. A cavitação destrói a camada passiva e provoca deformação plástica no metal; 
 
Fatores que influenciam: O teor de ar não dissolvido ajuda na não cavitação; até 50°C 
o dano da cavitação aumenta (na agua). Acima de 50°C, diminui; o aumento da 
velocidade do líquido diminui a pressão formando mais bolhas. 
 
Prevenção: alterar a geometria para diminuir a turbulência e variações bruscas de 
pressão; materiais com maior resistência e usar inibidores. 
 
CORROSÃO – FADIGA 
Fadiga de um material é a progressão de uma trinca a partir da superfície do material 
até a sua fratura. Ocorre quando um material é submetido a solicitações mecânicas 
alternadas ou cíclicas. Ocorre em tubulações que transportam líquidos e vapores, 
equipamentos de perfuração de poços, vasos de pressão e trocadores de calor 
devido a vibrações. 
 
O caráter corrosivo do meio tem alta importância. A agressividade do meio aumenta 
de acordo com o pH, temperatura, teor de oxigênio e etc. 
A presença da camada passiva diminui a ação do meio, mas não impede, ela só é 
menor. Todos os materiais podem sofrer corrosão – fadiga quando eles tiverem sob 
tensão cíclica e o meio for corrosivo. Metais que se passivam também sofrem 
corrosão por fadiga mas estes são, geralmente, mais resistentes porque a presença 
da camada passiva diminui a ação do meio. 
 
Aparência: Presença de duas zonas uma lisa e outra rugosa. (Lisa relacionada a 
propagação da fissura, e a rugosa a ruptura catastrófica final) 
 
Mecanismo: 
1. A trinca inicia na superfície do material devido a um processo corrosivo; 
2. A ponta da trinca é uma região tensionada e age como área anódica em relação 
ao resto do material; 
3. A presença do eletrólito dentro da trinca acelera a corrosão; 
 
Prevenção: Usar materiais resistentes à corrosão, redução da tensão, proteção 
catódica e inibidores de corrosão solúveis. 
 
CORROSÃO – TENSÃO 
É a deterioração dos materiais devido a ação combinada de tensões residuais ou 
aplicadas em meio corrosivo. Para ocorrer a Corrosão sob tensão, são necessárias 
3 condições: meio corrosivo, liga suscetível e componente de tensão. E tempo! Não 
se observa perda significativa de massa do material. Ocorre em materiais formadores 
de camada passiva. 
 
Prevenção: Quando constatada uma fratura, modificar o sistema para não ocorrer 
novamente; reduzir as tensões; usar inibidores ou proteção catódica. 
 
FRAGILIZACAO PELO HIDROGENIO 
Sugere a existência de uma transição dúctil-frágil provocada pela interação de um 
material com o hidrogênio. 
Reduz as propriedades mecânicas, particularmente a tenacidade à fratura; 
enfraquecer as ligações atômicas; diminuição da ductilidade. 
Mecanismo: 
O hidrogênio atômico tem grande capacidade de se difundir nos materiais metálicos. 
1. Se o hidrogênio for gerado na superfície de um material, ele migra para o 
interior e acumula-se em falhas existentes. 
2. O hidrogênio acumulado passa da forma atômica para a molecular e provoca o 
aparecimento de altas pressões no interior da falha. 
3. As altas pressão de Hidrogênio produzem tensões que podem ser suficientes 
para escoar o material e, nesse caso, os danos são irreversíveis, ou apenas 
para torná-lo mais frágil e, neste caso com a eliminação do hidrogênio antes da 
solicitação, o material voltará as suas condições normais. 
 
Causas do aparecimento: 
Usados em processos de decapagem (ácido sulfúrico/clorídrico/nítrico/fosfórico – 
ataca o metal e dissolve o produto aumenta o consumo de ácido; quanto maior a 
dissolução do ferro, mais H2 formado e maior a fragilização do metal), limpeza 
química de equipamentos e em sistemas de refrigeração industrial. 
 
Prevenção: utilização de revestimentos não impermeáveis ao hidrogênio; utilização 
de inibidores; remoção de elementos nocivos; substituição de ligas: aços contendo 
Ni e ligas a base de Ni apresentam uma baixa taxa de difusão para o hidrogênio. 
 
CONTROLE E PREVENÇÃO DA CORROSÃO 
1. Purificação de metais e adição de elementos de liga; 
Usar metais de elevada pureza, as impurezas tornam o metal mais 
heterogêneo, menos resistente a corrosão. Adição de elementos de formação 
de ligas que se passivam no meio. Tratamento térmico para obter uma liga mais 
homogênea. Definir o que é mais preponderante resistência mecânica ou 
resistência a corrosão. Observar disponibilidade, fabricação e custo. 
2. Projeto adequado; 
Evitar junção de dois metais diferentes; Evitar a formação de frestas; Evitar 
tensões elevadas; Dimensionar os equipamentos com durabilidade 
conveniente: através da determinação da taxa de corrosão; Prever sobre 
espessura de corrosão: corrosão uniforme; Evitar curvas fechadas em 
tubulações, grandes variações de pressão e turbulência no fluido em 
escoamento; Especificar uma boa velocidade de escoamento do fluido. 
3. Controle por Modificação do meio corrosivo; 
Remoção de impurezas; Desaeração: diminui a taxa de reação catódica e 
anódica consequentemente; Elevada umidade relativa: aumenta a corrosão 
atmosférica; Controle da temperatura; Controle do pH – neutralização; 
Mudança da velocidade de escoamento; Adição de inibidores 
4. Emprego de inibidores; 
São substâncias que adicionadas em pequenas concentrações ao meio 
corrosivo reduzem a velocidade de corrosão. 
 
Inibidores das reações anódicas: Agentes oxidantes que promovem a 
passivação do metal ou formam produtos insolúveis nas áreas anódicas. 
Concentração uniforme em todo o sistema. Agem se os ânions penetrarem no 
filme de óxido formando um filme estável. Hidróxidos, carbonatos, silicatos, 
boratos e fosfatos reagem com os íons metálicos produzidos no anodo 
formando produtos insolúveis com ação protetora. 
Cuidados: Concentração deve ser eficiente senão ocorrerá corrosão localizada 
(Perigo: Acatódica >> Aanódica), os empregos dos inibidores podem ser feitos de 
forma intermitente. 
 
Inibidores das reações catódicas: Impedem ou reduzem as possíveis reações 
catódicas capazes de reduzirem formando produto de corrosão que geram 
compostos insolúveis. Forma-se uma película impermeável na área catódica 
impedindo a condução de e-. Sulfato de zinco/magnésio/níquel. Zn2+ liga-se ao 
OH- gerando hidróxidos insolúveis cessando o processo corrosivo. 
 
Inibidores mistos: Formam uma película protetora sobre as áreasanódicas e 
catódicas que reveste a superfície por adsorção. 
Seleção de inibidores: deve ser compatível com o processo, deve ser solúvel e 
estável, não deve formar resíduos ou espuma, não deve ser poluente e toxico, 
custo baixo inclusive de despejo. O metal, o meio e o custo influenciam a 
escolha do inibidor. 
 
5. Emprego de proteção anódica ou catódica; 
Proteção anódica: Técnica de proteção 
eletroquímica que consiste na aplicação 
constante de uma corrente anódica de modo a 
colocar o potencial do sistema metal/meio a ser 
protegido no domínio da passivação; 
Aplicada em sistemas metal/meio que 
apresentam comportamento ativo/passivo; 
É um processo de prevenção da corrosão muito 
eficiente pois reduz significativamente a velocidade de corrosão do material; 
Proteção catódica: A proteção catódica é um processo anticorrosivo ativo - em 
que é possível ajustar a eficiência às necessidades operacionais; Utilizada 
também para complementar a proteção proporcionada pelo revestimento 
externo/interno das tubulações. SOMENTE UTILIZADA EM MATERIAIS 
ENTERRADOS OU SUBMERSOS. É o único processo capaz de eliminar a 
corrosão eletroquímica, mesmo em estruturas não-revestidas. 
 Mecanismos: 
Proteção Galvânica 
(anodo de sacrifício) é feita 
a instalação de um ânodo 
galvânico paralelo à 
tubulação. Exemplos: 
placas de Zn no casco do 
navio, plataforma de 
petróleo (Zn ou Mg). Vida 
limitada 
Corrente impressa: A força eletromotriz para a proteção é uma fonte 
geradora de corrente elétrica contínua. Vida bastante longa. Manutenção 
periódica. Fonte externa de corrente. Interfere com estruturas vizinhas. 
6. Aplicação de revestimentos protetores 
Constituem-se em películas interpostas entre o metal e o meio corrosivo, 
ampliando a resistência a corrosão do material metálico. Esta película pode dar 
ao material um comportamento mais nobre como é o caso das películas 
metálicas mais catódicas que o metal de base. 
Os revestimentos podem ser: metálicos, não-metálicos inorgânicos ou 
orgânicos e a sua utilização pode ser no aumento da resistência à corrosão 
atmosférica, na imersão e na corrosão pelo solo.