Aula 4 - Meios e mecanismos corrosão - 31.08.2011

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CORROSÃO METÁLICA
OXIDANDO A CADA DIA...
◊Meios corrosivos
◊ Atmosfera
◊ Água
◊ Solo 
◊Mecanismos de corrosão
◊ Químico
◊ Eletroquímico
◊ Corrosão galvânica
◊ Corrosão por concentração iônica
◊ Corrosão por aeração diferencial
◊ Corrosão seletiva
◊ Corrosão eletrolítica
Tópico de aula
MEIOS CORROSIVOS
ATMOSFERA
ÁGUA
SOLO
Meios corrosivos mais comuns
ATMOSFERA
Responsável por aproximadamente 50% dos 
custos totais das perdas por corrosão.
Ação corrosiva da atmosfera depende, 
principalmente, dos seguintes fatores:
◊ Umidade relativa (UR);
◊Substâncias poluentes (particulados e 
gases).
CORROSÃO ATMOSFÉRICA – UMIDADE RELATIVA
Classificação da corrosão atmosférica:
◊Seca: atmosfera isenta de umidade, ocasionando lenta
oxidação do metal e formação de produto de corrosão. 
Mecanismo puramente químico e não há formação de 
filme de eletrólito na superfície metálica;
◊Úmida: ocorre em atmosfera com UR abaixo de 100%. 
Forma-se um filme fino de eletrólito e a velocidade
depende da UR, dos poluentes atmosféricos e da
higroscopicidade dos produtos de corrosão.
◊Molhada: UR de aproximadamente 100%, ocorre
condensação na superfície metálica, que fica molhada
com o eletrólito, como por exemplo, chuva e névoa
salina depositadas na superfície.
ATMOSFERA
Influência da UR na ação corrosiva da atmosfera sobre
o ferro:
CORROSÃO ATMOSFÉRICA – POLUENTES
◊Particulados: 
◊ Deposição de material não metálico (SiO2 – aeração
diferencial e corrosão localizada); 
◊ Deposição de substâncias higroscópicas (CaCl2, MgCl2);
◊ Deposição de sais que são eletrólitos fortes (NaCl, 
(NH4)2SO4);
◊ Deposição de material metálico de natureza química
diferente (formação de pilha de corrosão galvânica);
◊ Deposição de partículas sólidas (carvão) que podem
reter gases corrosivos e formar ácidos (H2SO4, HNO3, 
H2S).
Influência da ação conjunta de SO2 e carvão sobre a 
corrosão atmosférica do ferro
Carvão + SO2
SO2
Carvão
CORROSÃO ATMOSFÉRICA – POLUENTES
◊Gases: 
◊ CO2 e CO: provenientes da queima de combustíveis; em
presença de H2O formam H2CO3.
◊ Presença de NOx e SOx: chuva ácida e corrosão severa de 
estruturas metálicas.
◊ SO2 e SO3: corrosivos mais comuns de atmosferas
industriais. Provenientes da queima de combustíveis.
◊ NO2 e NO: provenientes da exaustão de veículos
automotivos ou da combinação de N2 e O2 atmosféricos.
SO2 H2O H2SO3+
+ H2SO4H2OSO3
SO2 H2O H2SO4++ 1/2O2
+ HNO3O2NO H2O4 3 2 4+
+ 424 H2ONO2 O2 HNO3+
CORROSÃO ATMOSFÉRICA – POLUENTES
◊ Reações dos processos corrosivos no ferro na
presença de NOx e SOx:
Fe + H2SO4 FeSO4 H2+
+ H2OFeSO4H2SO4+Fe2 2 + O2 2 2
2FeSO4 + O21/2 H2SO4+ Fe2(SO4)3 H2O+
e
FeSO4 2H2O+ Fe(OH)2 H2SO4+
Fe2(SO4)3 + H2O6 Fe(OH)32 + H2SO43
SO22 + + + + +NO NO2 O2 H2O H2SO42 NO2NO +2
Classificação da ação corrosiva da atmosfera
(de acordo com a corrosão relativa de aço-carbono)
ATMOSFERA
RURAL SECA →
MARINHA →
INDUSTRIAL →
INDUSTRIAL, FORTEMENTE 
POLUÍDA →
CORROSÃO RELATIVA
1 – 9
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100
CORROSÃO EM PRESENÇA DE ÁGUA
◊Materiais metálicos em contato com a água tendem a 
sofrer corrosão, a qual vai depender dos 
contaminantes presentes na mesma.
◊Contaminantes: 
◊ Sais dissolvidos: NaCl, FeCl2, MgCl2 etc. Geralmente, 
aceleram os processos corrosivos pela presença de 
eletrólito forte (aumento de condutividade) e pela
diminuição de pH; 
◊ Gases dissolvidos: O2 (principal agente oxidante), N2
(NOx), CO2 (H2CO3), Cl2(HCl), H2S etc. Geralmente, 
aceleram a corrosão pela diminuição do pH;
◊ Outros: sólidos suspensos Al2O3, CaO etc.
SOLO COMO MEIO CORROSIVO
◊É de grande importância, considerando as enormes
extensões de tubulações enterradas (oleodutos, 
gasodutos, tanques de combustível)
◊Velocidade de corrosão: não é muito influenciada por
pequenas variações na composição ou estrutura do 
material metálico, sendo mais influente a natureza do 
solo (características físico-químicas):
◊ Umidade; 
◊ Acidez;
◊ Presença de sais;
◊ Presença de gases (aeração);
◊ Resistividade elétrica (condutividade), etc.
MECANISMOS DE CORROSÃO
MECANISMOS DE CORROSÃO
◊No estudo de processos corrosivos devem ser 
consideradas, em conjunto, as seguintes variáveis:
◊ Material metálico;
◊ Meio corrosivo;
◊ Condições operacionais.
◊Os conhecimentos teórico e prático dessas variáveis
permitirá indicar o material mais adequado para ser 
utilizado em determinados equipamentos ou
instalações. 
MECANISMOS DE CORROSÃO
◊De acordo com o meio corrosivo e o material, 
existem diferentes mecanismos:
◊ Mecanismo eletroquímico: reações químicas que
envolvem transferência de carga ou elétrons através
de uma interface ou eletrólito.
◊ Corrosão em água ou soluções aquosas;
◊ Corrosão atmosférica;
◊ Corrosão no solo…
◊ Mecanismo químico: reações químicas diretas entre 
material metálico, ou não metálico, com o meio
corrosivo, não havendo geração de corrente elétrica. 
◊ Corrosão de materiais não metálicos;
◊ Corrosão de metais, em temperaturas elevadas, por
gases e ausência de umidade (corrosão seca)…
Ataque de metais, como níquel, por CO com formação de 
carbonila de Niquel (Ni(CO4), líquido volátil
Ataque de metais, como ferro, alumínio e cobre, por cloro 
em temperaturas elevadas, com formação dos 
respectivos cloretos
Outros: ataque da borracha por ozônio, deterioração de 
concreto por sulfato
EXEMPLOS DE MECANISMO QUÍMICO
MECANISMO ELETROQUÍMICO
◊Na corrosão eletroquímica, elétrons são cedidos em
determinada região e recebidos em outra, formando
uma pilha de corrosão.
◊Etapas:
◊ Processo anódico: passagem de íons para a solução.
◊ Processo catódico: recepção de elétrons, na área
catódica, pelos íons ou moléculas existentes na
solução. 
◊ Deslocamento dos elétrons e íons: transferência dos 
elétrons das regiões anódicas para as catódicas pelo
circuito metálico e uma difusão de ânios e cátions na
solução eletrolítica.
Avaliação da intensidade do processo de corrosão
- no cargas dos íons que passam à solução no anodo ou
- no cargas dos íons que se descarregam no catodo ou
- no elétrons que migram do anodo para o catodo.
MECANISMO ELETROQUÍMICO
◊Reações anódicas e catódicas.
Reação anódica
M Mn+ ne-+
Oxidação do metal
Reações catódicas
nH+ ne- H2n/2+
Redução do íon H+
(meio ácido)
(meio neutro ou básico
Redução do oxigênio
+ n/2H2O ne
-
(meio ácido)
n/4O2 + nOH
-
nH+ +O2n/4 ne
- H2On/2+
Fe Fe2+ + 2e-
2e-+Zn
2+Zn
Al Al3+ + 3e-
MECANISMO ELETROQUÍMICO
◊Natureza química do produto de corrosão: o produto
de corrosão será formado pelos íons resultantes das 
reações anódicas e catódicas.
Mn+ + nOH- → M(OH)n
Exemplo: corrosão do ferro.
Produtos de corrosão (meio básico
+Fe2+ 2OH- Fe(OH)2
Produtos de corrosão (meio ácido
FeCl22Fe
2+ +
SO4
2-
Cl-
+Fe2+ FeSO4
MECANISMO ELETROQUÍMICO
◊Natureza química do produto de corrosão: o produto
de corrosão será formado pelos íons resultantes das 
reações anódicas e catódicas.
Mn+ + nOH- → M(OH)n
Exemplo: corrosão do ferro.
Reação no anodo
2e-+Fe
2+Fe
Reação no catodo
H2O O2 OH
-2e-+ +1/2 2
Região intermediária
Fe(OH)22OH
-Fe2+ +
Sofre transformações
e forma a ferrugem
(Fe2O3.H2O)
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Corrosão Galvânica
Ocorre quando dois materiais metálicos, com diferentes 
potenciais, estão em contato em presença de um eletrólito.
Exemplo: Fe acoplado com outros metais e imersos em 
solução aquosa de NaCl 1%
Segundo metal Corrosão no seg. metal (mg)
Corrosão no 
ferro (mg)
Mg 3104,3 0,0
Al 105,9 9,8
Pb 3,6 183,2
Ni 0,2 181,1
Cu 0,0 183,1
Trocadores de calor com feixe de tubos de aço inoxidável 
e chicanas ou separadoresde aço carbono: corrosão 
severa das chicanas ou separadores
Corrosão Galvânica - Exemplos
Corrosão em componente de liga de alumínio, anodo, 
fixado com parafuso de latão, catodo
Corrosão Galvânica - Exemplos
1) Placa de alumínio em 
contato com solução de 
CuSO4
2) Início da reação entre 
Al e CuSO4 3) Reação predominante em pontos da placa de 
alumínio
Corrosão Galvânica do Alumínio em solução de CuSO4
Corrosão Galvânica - Exemplos
Corrosão Galvânica do Alumínio em solução de CuSO4
4) Cobre: resultante da reação
2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu.
5) Cobre depositado sobre a 
placa de alumínio
6) Corrosão na placa de alumínio, 
observada após retirada do cobre 
depositado, confirmando a 
predominância em partes da placa onde 
ocorreu esse depósito.
Formas de Proteção
• Uso de inibidores de corrosão
• Isolamento elétrico dos materiais de nobrezas diferentes 
(Neoprene,Teflon, entre outros)
• Aplicação de revestimentos protetores: pintura, tanto no 
anodo como no catodo
• Proteção catódica
• Uso de materiais com nobrezas próximas.
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Ocorre quando um material metálico está imerso em 
soluções eletrolíticas com diferentes concentrações de 
íons.
Na pilha formada, a região anódica, portanto corroída, é
aquela onde a concentração do íon metálico é menor, e a 
região catódica é aquela onde a concentração do íon 
metálico é maior.
A forma de corrosão é aquela por contato ou em frestas ou 
ainda corrosão por crevice (cavidades).
Corrosão por Concentração Iônica
Formas de Proteção
• Usar massas de vedação, ou selantes, à base de 
silicones, epóxi, poliuretana em locais onde possa haver 
formação de frestas e presença de eletrólito.
• Fazer homogeneização do eletrólito, afim de se chegar 
a uma mesma concentração em todas as regiões de um 
equipamento.
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Um material metálico está imerso em regiões 
diferentemente aeradas, constituindo tipo freqüente de 
heterogeneidade que conduz à formação de uma pilha de 
aeração diferencial.
Área anódica: Fe → Fe2+ + 2e-
Área catódica: H2O + 2e- + ½ O2→ 2OH-
Corrosão localizada: pites ou alveolar
Casos: estruturas metálicas colocadas no mar, tubulações 
parcialmente enterradas, chapas superpostas e em 
presença de umidade.
Corrosão por Aeração Diferencial
Corrosão por Aeração Diferencial
Tubulação Parcialmente Enterrada
Corrosão por Aeração Diferencial
Faixa do costado interno de tanque de ácido sulfúrico concentrado, 
apresentando corrosão logo abaixo da linha de nível. Causa: a) por 
aeração diferencial; b) pela diluição do ácido sulfúrico concentrado, 
na linha de nível, devida à absorção de umidade no interior do tanque 
(o ácido sulfúrico concentrado não ataca o aço‐carbono, ao contrário 
do diluído).
Corrosão por Aeração Diferencial
Formas de Proteção
• Usar apoio com pequena área de contato, como apoio 
tubulares de aço ou polipropileno.
• Procurar, limitado pelas dimensões, usar tanques ou 
reservatórios apoiados em pilares e não no solo.
• Reforço na interface solo-atmosfera quando se tem 
tubulações com trechos aéreos e enterrados.
• Revestimentos na faixa de variação de maré e zona de 
respingos.
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Algumas ligas sofrem uma deterioração que se realiza em 
um dos seus componentes, permanecendo intacto o 
restante.
Ocorrência: ferro fundido, latões, ligas de Cu-Ni e de Cu-Al.
Corrosão Seletiva
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Grafítica: ocorre no ferro fundido cinzento a temperatura 
ambiente. O Fe sofre corrosão, restando a grafite intacta.
Pilha: Fe/Condutor eletrolítico/Grafite
2 Fe-C + nH2O + 3/2 O2 → Fe2O3.nH2O + C
Corrosão Seletiva
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Dezincificação: processo corrosivo que ocorre 
principalmente em latões (ligas Cu-Zn), em soluções 
salinas estagnadas e com maior intensidade em 
soluções ligeiramente ácidas.
Forma: alveolar
Exemplos: trocadores de calor, condensadores e em 
tubulações de latão que conduzem água do mar.
Corrosão Seletiva
Dezincificação em válvula de latão área dezincificada
com coloração avermelhada.
Dezincificação, área avermelhada, em latão 70% 
de Cu e 30% de Zn.
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Correntes elétricas que abandonam o seu circuito normal (correntes 
de fuga) e quando atingem instalações metálicas enterradas podem 
ocasionar corrosão na superfície. Como as intensidades dessas 
correntes são maiores do que as originadas nas pilhas naturais da 
própria estrutura metálica, a corrosão resultante poderá ser mais 
intensa e de alta velocidade.
Forma de corrosão localizada, ocorrendo perfuração na parede 
metálica.
Fontes de corrente de fuga: sistema de tração eletrificada (trem, metro, 
bonde), instalações de solda elétrica, sistemas eletroquímicos 
industriais, etc.
Corrosão Eletrolítica
Perfurações em trecho de adutora de água potável 
ocasionadas por correntes de fuga.
FIM DA AULA!