Taxa de corrosão - Eng - CR 2022

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Universidade Paulista
Química Aplicada
Taxa de Corrosão
Curso de Engenharia
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Taxa de Corrosão
• A corrosão pode ser explicada como a deterioração do material
metálico que se inicia na sua superfície por ação química ou
eletroquímica de um meio oxidante, agravada geralmente por
esforços mecânicos.
• A resistência à corrosão e a taxa de corrosão de um material
metálico são os parâmetros mais importantes a serem determinados
(VAZ, E.L.S. et. al., 2011). Enquanto a primeira fornece uma
informação meramente comparativa da estabilidade de um material
em um determinado meio corrosivo, a segunda apresenta
informação da rapidez com que a reação de corrosão (perda de
massa) ocorre quando um determinado material é exposto a um
determinado meio corrosivo.
• As taxas de corrosão equivalem a um valor médio, em corrosão
uniforme, num intervalo de tempo considerado.
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As unidades mais empregadas para medir a taxa de corrosão são:
• mdd: milligrams per square decimeter per day (miligramas por
decímetro quadrado por dia)
• ipy: inches penetration per year (polegadas de penetração por ano)
• mih: milligrams per square inches per hour (miligramas por polegada
quadrada por hora)
• mpy: mils penetration per year (milésimo de polegada de penetração
por ano)
• mmpy: milimeters penetration per year (milímetros de penetração por
ano)
Taxa de Corrosão
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Relação entre as unidades de taxa de corrosão:
𝑖𝑝𝑦 =
𝑚𝑑𝑑
696 𝑥 𝑑
𝑜𝑢 𝑚𝑑𝑑 = 696 𝑥 𝑑 𝑥 𝑖𝑝𝑦
𝑖𝑝𝑦 =
𝑚𝑖ℎ
1,87 𝑥 𝑑
𝑜𝑢 𝑚𝑖ℎ = 1,87 𝑥 𝑑 𝑥 𝑖𝑝𝑦
𝑚𝑝𝑦 = 1000 𝑥 𝑖𝑝𝑦 𝑚𝑚𝑝𝑦 = 25,4 𝑥 𝑖𝑝𝑦
d = densidade (g/cm3)
Taxa de Corrosão
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Resistência à Corrosão
De acordo com o valor da taxa de corrosão de um determinado metal, expressa em
mpy (milésimo de polegada de penetração por ano), o mesmo pode ser classificado
pela sua resistência à corrosão (boa, média ou baixa resistência à corrosão), conforme
segue:
tc ≤ 5 mpy
boa resistência à corrosão
apropriados para partes críticas de equipamentos
5 mpy < tc < 50 mpy
média resistência à corrosão
metais usados no caso em que uma alta taxa de corrosão é 
tolerada, ex. tanques, tubulações, corpos de válvulas
tc ≥ 50 mpy
baixa resistência à corrosão
metais de uso não recomendado
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Experimento de Laboratório
1. Obter as dimensões da placa de metal (comprimento,
largura e espessura) com a ajuda de um paquímetro;
2. Obter a massa inicial da placa de metal com a ajuda da
balança;
3. Submergir a placa de metal em solução de ácido
sulfúrico 2 mol/L por no mínimo 24h, usando uma placa
de Petri;
𝑚𝑑𝑑 =
𝑚𝑔
𝑑𝑚2𝑥 𝑑𝑖𝑎
Perda de massa em mg (minicial – mfinal)
Tempo de exposição em dias (tinicial – tfinal)
Área em dm2 (Atotal = 2.A1 + 2.A2 + 2.A3)
C
L
E
A1
A2
A3
4. Determinar a densidade (g/cm3);
5. Converter a taxa de corrosão obtida
em mdd para as outras unidades de
taxa de corrosão;
6. Determinar a resistência à corrosão.
Placa de Petri
Fonte: Site ALPAX
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Relatório
1 – Capa com NOME, RA, TURMA, NOME DO EXPERIMENTO.
2 – Objetivo: Determinação da intensidade de corrosão em função do tempo (taxa de
corrosão em um intervalo de tempo).
3 – Introdução teórica: Pesquisar entre três e cinco parágrafos sobre taxa de corrosão.
4 – Materiais utilizados: placa de Petri; placa de metal; solução de ácido sulfúrico
(H2SO4) 2mol/L; balança; paquímetro.
5 – Procedimentos:
a) Obter as dimensões da placa de metal (comprimento, largura e espessura) com a
ajuda de um paquímetro;
b) Obter a massa inicial da placa de metal com a ajuda da balança;
c) Colocar a placa de metal dentro da placa de Petri;
d) Preencher a placa de Petri com a solução de ácido sulfúrico até que esta cubra
totalmente a placa de metal;
e) Anotar o horário início de exposição da placa de metal ao meio corrosivo;
f) Deixar a placa de metal exposta à solução corrosiva por no mínimo 24h;
g) Retirar a placa e determinar sua massa final com ajuda da balança.
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6 – Resultados e Conclusões
a) Dados iniciais da placa de metal:
Comprimento (cm):__________________
Largura (cm): ______________________
Espessura (cm):____________________
Volume (cm3): ______________________
Massa (g): _________________________
Horário início de exposição: ___________
Densidade (g/cm3): __________________
Área de exposição (dm2): _____________
b) Dados finais da placa de ferro:
Massa (g): _________________________
Horário final de exposição: ____________
c) Cálculo das taxas de corrosão:
Diferença de massa (mg): _____________
Tempo total de exposição (dia): ________
Área de exposição (dm2): _____________
Relatório
tc mdd = diferença de massa (mg)/[área
de exposição (dm2) x tempo total de
exposição (dia)] = ________________
Converter a taxa de corrosão de mdd para
as demais unidades de taxa de corrosão.
Classificar o metal quanto à resistência à
corrosão.
7 - Referências Bibliográficas
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RESOLUÇÃO
tcipy = 60/ (696 x 7,2) = 0,01197 pol/ano (ipy)
tcmpy = 0,012 x 1000 = 11,97 mpy
O material apresenta média resistência à 
corrosão
Exercício 1 
DADOS GERAIS
tc = 60 mg/dm2.dia (mdd)
Densidade = 7,2 g/cm3
Classificar quanto a resistência à corrosão um material metálico
que apresenta uma taxa de corrosão de 60 mg/dm2.dia (mdd) e
densidade de 7,2 g/cm3.
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Exercício 2 
Os materiais A, B e C são avaliados para a construção de um
tanque cilíndrico de 3,5 m de diâmetro de 6 m de altura e 38 mm
de espessura. O tempo mínimo de vida útil do tanque deve ser
de 40 anos. Supondo que os materiais sofram corrosão uniforme,
e que a redução máxima da espessura seja de 15% da inicial,
determine a vida útil e a resistência à corrosão de cada um dos
materiais avaliados. Qual(is) material(is) pode(m) ser utilizados
para a construção do tanque?
Material A B C
Densidade (g/cm3) 8,6 7,1 5,9
Taxa de corrosão 27 mdd 17 x 10–2 mih 34 mdd
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DADOS GERAIS
CORROSÃO UNIFORME
Tanque: Diâmetro = 2,5 m e
Altura = 5 m
Vida útil mínima = 40 anos
Espessura = 38 mm
Perda máxima = 38mm x 0,15 = 5,7 mm
MATERIAL A
tcipy = 27 / (696 x 8,6) = 4,5 x 10
-3 ipy
tcmpy = 4,5 x 10
-3 x 1000 = 4,5 mpy
(boa resistência à corrosão)
tcmmpy = 4,5 x 10
-3 x 25,4 = 0,114 mmpy
1 ano - 0,114 mm
X - 5,7 mm
X = 50 anos (SIM)
MATERIAL B
tcipy = 0,17 / (1,87 x 7,1) = 12,8 x 10
-3 ipy
tcmpy = 12,8 x 10
-3 x 1000 = 12,8 mpy
(média resistência à corrosão)
tcmmpy = 12,8 x 10
-3 x 25,4 = 0,325 mmpy
1 ano - 0,325 mm
X - 5,7 mm
X = 17,54 anos (NÃO)
MATERIAL C
tcipy = 34 / (696 x 5,9) = 8,3 x 10
-3 ipy
tcmpy = 8,3 x 10
-3 x 1000 = 8,3 mpy
(média resistência à corrosão)
tcmmpy = 8,3 x 10
-3 x 25,4 = 0,210 mmpy
1 ano - 0,210 mm
X - 5,7 mm
X = 27,14 anos (NÃO)
Exercício 2 - resolução
 Apenas o material A pode ser utilizado para a construção do tanque.
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Um projeto adequado de tubulação para distribuição de água de
abastecimento público deve incluir uma previsão de tempo de
vida útil baseada na taxa de corrosão do material utilizado frente
ao meio escolhido. As paredes laterais e da base de um
reservatório estão sujeitas internamente a corrosão uniforme com
taxas de corrosão: tclateral = 74,9 x 10
-3 mih e tcbase = 41,76 mdd.
As espessuras das paredes laterais e da base, ao cabo de 7300
dias não podem ser inferiores a 17 mm e 16,5 mm,
respectivamente. A densidade do material é 10,16 g/cm3. Quais
as espessuras mínimas iniciais respectivamente das paredes
laterais e da base (em mm)? Classifique as paredes laterais e da
base quanto à resistência à corrosão.
Exercício 3
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LATERAL
tcmpy = 3,94 x 10-3 x 1000 = 3,94 mpy
(boa resistência à corrosão)
BASEtcmpy = 5,90 x 10-3 x 1000 = 5,90 mpy
(média resistência à corrosão)
DADOS GERAIS
CORROSÃO UNIFORME
Densidade = 10,16 g/cm3
Espessura final base = 16,5 mm
Espessura final lateral = 17 mm
Vida útil = 7300 dias ou 20 anos
LATERAL
tcipy = 0,0749 / (1,87 x 10,16) = 3,94 x 10
-3 ipy
tcmmpy = 3,94 x 10
-3 x 25,4 = 0,10 mmpy
1 ano - 0,10 mm
20 anos - x
x = 2 mm
Espessura inicial = 17 + 2 = 19 mm
BASE
tcipy = 41,76 / (696 x 10,16) = 5,90 x 10
-3 ipy
tcmmpy = 5,90 x 10
-3 x 25,4 = 0,15 mmpy
1 ano - 0,15 mm
20 anos - x
x = 3 mm
Espessura inicial = 16,5 + 3 = 19,5 mm
Classificações
Exercício 3 - resolução
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Exercício 4
Para medir a resistência à corrosão de um material metálico
frente a determinado produto químico, emergiu-se totalmente
uma lâmina do metal naquele produto por um período de 33,6 h.
Verificou-se uma perda de massa de 28,5 mg. A área total
exposta da lâmina era de 45,2 cm2 e a densidade do material 7,8
g/cm3. Pretende-se armazenar o produto químico em um tanque
cilíndrico do metal, medindo 30 m de altura, 6 m de diâmetro e
espessura 8 mm. O tanque não mais poderá ser usado para esta
finalidade quando a espessura ficar reduzida a 6,1 mm.
Considere corrosão uniforme. Determine quanto tempo o tanque
poderá ser usado para armazenar o produto em questão e
classifique o material quanto à resistência a corrosão.
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DADOS GERAIS
CORROSÃO UNIFORME
TANQUE: Diâmetro = 6 m; Altura = 30 m
Perda de massa = 28,5 mg
Área total de exposição = 45,2 cm2 = 0,452 dm2
Tempo total de exposição = 33,6 h = 1,4 dia 
Densidade = 7,8 g/cm3
Espessura inicial = 8 mm
Espessura inicial = 6,1 mm
Perda = 8 – 6,1 = 1,9 mm
RESOLUÇÃO
Vida útil
tc = 28,5 / (0,452 x 1,4) = 45 mdd
tcipy = 45/ (696 x 7,8) = 0,0083 ipy = 8,3 x 10
-3 ipy
tcmmpy = 8,3 x 10
-3 x 25,4 = 0,21 mmpy
1 ano - 0,21 mm
x - 1,9 mm
x = 9,05 anos
Exercício 4 - resolução
Classificação
tcmpy = 8,3 x 10-3 x 1000 = 8,3 mpy
(média resistência à corrosão)
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FIM !