taxa de corrosao

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Prática 2 
Taxa de corrosão
S.J. dos Campos 
QUÍMICA APLICADA
Prof. Dr. FERNANDO CRUZ BARBIERI
UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP
ENGENHARIA MECÂNICA ELÉTRICA E MECATRONICA 
• Podemos avaliar a corrosão de um material metálico de várias
maneiras, entre elas, por perda de massa, variação da espessura
e alteração de uma ou mais propriedades mecânicas, como
resistência à tração e ao impacto.
• A melhor escolha tem que considerar as condições em que a
estrutura será construída.
• Vamos estudar a taxa de corrosão que nos permite dimensionar a
perda de massa por unidade de área e unidade de tempo, e ainda
transformar tal informação para penetração por unidade de
tempo.
• Para a utilização destes cálculos, consideramos a corrosão como
um processo uniforme de degradação do material, o que nem
sempre é verdade.
MEDIDA DA CORROSÃO
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1 Taxa de corrosão: A intensidade de corrosão depende de fatores
físicos, físico-químicos e biológicos, bem como da natureza do material
metálico e do meio. As formas mais usadas para quantificar a taxa de
corrosão são:
a) ipy: inches penetration per year (penetração em polegadas por ano);
b) mdd: milligrams per square decimeter per day (miligramas por
decímetro quadrado por dia);
c) mpy: mils penetration per year (penetração em milésimo de polegada
por ano);
d) mmpy: millimeters penetration per year (penetração em milímetros
por ano);
e) mih: milligrams per square inches per hour (miligramas por polegada
quadrada por hora).
1 TAXA DE CORROSÃO
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A relação entre unidades é possível apenas quando as grandezas são
de mesma espécie. Assim consideramos as equações dimensionais.
Exemplo de cálculo
1. Estabelecimento da relação de equivalência e de transformação
entre ipy e mdd.
Devemos analisar as equações dimensionais das grandezas.
Sendo: L = comprimento, M = massa e T = tempo, tem-se:
1 TAXA DE CORROSÃO
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1 TAXA DE CORROSÃO
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1 dm = 10 cm ou 0,10 m
Dividindo-se (a) por (b) membro a membro, obtém-se:
Sendo: L = comprimento, M = massa e T = tempo
• Assim, o confronto só poderá ser feito comparando-se d x ipy e
mdd, que são grandezas de mesma espécie.
1 TAXA DE CORROSÃO
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Nesta dedução, a densidade será considerada em gramas por
centímetro cúbico (g/cm3). Assim, para a aplicação da relação
resultante, a densidade deverá ser expressa em g/cm3.
Substituindo-se as grandezas envolvidas pelas unidades de interesse
(mg, dm2 e dia), tem-se:
Lembrando que:
1 TAXA DE CORROSÃO
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1cm = 102dm => 0,1 e 1pol = 2,54cm
2. Estabelecimento da relação de equivalência e de transformação
entre ipy, mpy e mmpy.
Considerando-se que 1 polegada tem 1.000 milésimos de polegada,
tem-se:
Cancelando-se o termo polegada no lado direito da expressão, tem-se:
2 RELAÇÃO DE EQUIVALÊNCIA ENTRE IPY, MPY E MMPY.
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mpy: mils penetration per year (penetração em milésimo de polegada por ano);
mmpy: millimeters penetration per year (penetração em milímetros por ano);
2 RELAÇÃO DE EQUIVALÊNCIA ENTRE IPY, MPY E MMPY.
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3. Determinação da intensidade de corrosão em função do tempo.
Exemplo de cálculo
• Taxa média de corrosão num intervalo de tempo.
a) Considerando uma placa metálica de densidade d, retangular,
limpa e seca, obter com um paquímetro as dimensões:
C = comprimento
L = largura
e = espessura
b) Obter por pesagem a massa inicial m da placa.
c) Expô-la ao meio agressivo (submergi-la completamente na solução
agressiva, indicada pelo professor), marcando o horário de início de
exposição.
3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
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d) Após 24 horas retirar a placa do meio agressivo, lavar, deixar
secar e pesar, obtendo a massa final m.
e) Calcular a taxa média de corrosão no intervalo considerado em
mdd, ipy, mih, mpy e mmpy.
Dependendo do valor da taxa de corrosão de um determinado metal,
expressa em mpy (penetração em milésimo de polegada por ano), o
material pode ser classificado de acordo com o quadro a seguir:
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
f) Classificar um material metálico, que apresenta em certo meio mdd
igual a 60 e densidade de 7,2 g/m3, quanto à resistência à corrosão.
Aplicando a fórmula de transformação deduzida, chega-se a (Taxa de
Corrosão):
Transformando-se em mpy, tem-se:
De acordo com o quadro anterior, o metal apresenta média resistência à
corrosão.
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
g) Os materiais A, B, C e D são estudados 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 40 anos.
Supondo que os materiais sofram corrosão uniforme e que a redução
máxima de espessura seja de 15% da inicial, qual(is) material(is)
pode(m) ser utilizado(s)?
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
• Embora possamos concluir que nem sempre a totalidade da área
interna da parede estará em contato com o meio, devemos considerar
a pior situação possível, que é a exposição permanente de todo o
material ao meio agressivo.
• Como admitimos a corrosão uniforme, podemos converter as unidades
dadas (perda de massa por área e tempo) para uma unidade de
penetração por tempo.
• Das três unidades de penetração por tempo estudadas, a mais
indicada para este estudo é mmpy (mm/ano).
• Foram deduzidas as relações de transformação:
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
Aplicando-se as fórmulas, obtém-se:
Para o material A
Para o material B
mmpy: millimeters penetration per year (penetração em milímetros por ano);
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
8,6
Para o material C
Para o material D
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
Os materiais A, B, C e D são estudados 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 40 anos.
Supondo que os materiais sofram corrosão uniforme e que a redução
máxima de espessura seja de 15% da inicial, quantos anos durarão para
sofrer corrosão completa?
A penetração máxima permitida é: 0,15 x 38 = 5,7 mm
Para o material A
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
Para o material B
Para o material C
Para o material D
Conclui-se que o único material que satisfaz a exigência de durar pelo
menos 40 anos é o material A.
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3. DETERMINAÇÃO DA INTENSIDADE DE CORROSÃO EM FUNÇÃO DO TEMPO.
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Taxa de Corrosão 
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4.1 Introdução
• A taxa de corrosão ou medida de remoção de material é
consequência de ação química e parâmetro relevante, podendo ser
expressa como perda de espessura do material por unidade de
tempo (CALLISTER, 2012).
4.2 Objetivo
• Determinar a intensidade de corrosão em função do tempo (taxa
média de corrosão num intervalo de tempo).
4 Pratica 
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4.3 Materiais
• Placa de metal.
• Placa de Petri.
• Solução de ácido sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L.
• Paquímetro.
• Balança.
4 Pratica 
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Como preparar uma Solução de ácido sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L.
d= 184g/mL, Titulo = 95% (m1/m), PM = MM = 98 g/mol
Calculo da massa total do ácido
4 Pratica 
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H2SO4
T=95%
d= 1,84g/mL
PM=98 g/mol
V=1,0L
ℳ𝐻2𝑆𝑂4 =
𝑚1
𝑉.𝑀𝑀
= 𝑚1 = ℳ𝐻2𝑆𝑂4 𝑥 𝑉 𝑥 𝑀𝑀 = 2 𝑥 1 𝑥 98 = 196,0 𝑔 
Calculo da quantidade de acido sulfúrico em 1,84g/mL
1,84g -----100%
Xg --------95%
X= 1,748g
Calculo do volume de ácido sulfúrico para 1L de H2O
1,74g ------1mL
196g--------Vt
Vt =112,6 = 113mL
Para 1L de H2O precisa de 113 mL de H2SO4
4 Pratica 
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4.4 Procedimento experimental
1. Considerar uma placa metálica de densidade d, retangular, limpa e seca,
obter com um paquímetro as dimensões:
C = comprimento
L = largura
e = espessura
2. Calcular a área e o volume da placa.
3. Obter por pesagem a massa inicial da placa.
4. Calcular a densidade do metal da placa em g/cm3.
5. Mergulhar a placa no meio agressivo por um determinado período (verificar
o tempo com o professor). Após esse tempo, retirar a placa, lavar, secar e
pesar novamente.
4 Pratica 
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4.4 Procedimento experimental
6. Marcar o horário de início e fim da exposição e obter por pesagem a
massa final da placa.
7. Calcular a taxa média de corrosão no intervalo considerado nas unidades a
seguir:
mdd, ipy, mih, mpy e mmpy.
8. Classificar o material metálico quanto à resistência à corrosão utilizando o
quadro 2 do livro-texto.
4 Pratica 
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4.5 Análise de dados
a) Medir e anotar as dimensões da placa (anotar a unidade utilizada: mm,
cm):
Comprimento (C) = ______________
Largura (L) =___________________
Espessura (e) =_________________
b) Calcular a área (em dm2) e o volume (em cm3) da placa:
Área = (C x L) x 2 + (C x e) x 2 + (L x e) x 2 = ________ (converter para dm2)
Área (dm2) = ______________
Volume = C x L x e = ____________ (calcular em cm3)
Volume (cm3) = ___________________________
4 Pratica 
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4.5 Análise de dados
c) Pesar a placa e anotar a massa inicial:
Massa inicial (g) = ____________________
d) Calcular a densidade do metal da placa (em g/cm3):
Densidade (g/cm3) = ____________________
e) Mergulhar a placa no meio agressivo por um determinado período (verificar
o tempo com o professor) e anotar os dados a seguir:
Horário inicial =_____________________
Horário final = _____________________
Massa final (g) = ______________________
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4.5 Análise de dados
f) Calcular a perda de massa:
Perda de massa = massa inicial – massa final = _______ (converter para mg)
g) Calcular o tempo em que a placa ficou mergulhada no ácido sulfúrico:
Tempo = horário inicial – horário final = ________ (converter para dia)
h) Calcular a taxa média de corrosão em mdd (mg/dm2xdia) utilizando a
fórmula a seguir:
Taxa de corrosão em mdd = perda de massa (mg) / área (dm2) x tempo (dia)
4 Pratica 
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4.5 Análise de dados
i) Converter a taxa média de corrosão calculada em mdd nas outras
unidades: ipy, mih, mpy e mmpy.
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4.5 Análise de dados
j) Classificar o material metálico quanto à resistência à corrosão utilizando a
tabela 4 do roteiro.
Classificação: _______________________________
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