21-03-2022 - Taxa de Corrosão

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Universidade Paulista
Química Aplicada
Taxa de Corrosão
Cursos 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 formas mais empregadas para medir a taxa de corrosão são:
• ipy: inches penetration per year (polegadas de penetração por ano)
• mdd: milligrams per square decimeter per day (miligramas por
decímetro quadrado por dia)
• mpy: mils penetration per year (milésimo de polegada de penetração
por ano)
• mmpy: milimeters penetration per year (milímetros de penetração
por ano)
• mih: milligrams per square inches per hour (miligramas por polegada
quadrada por hora)
Taxa de Corrosão
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Relação entre as unidades de taxa de corrosão:
��� = 
���
696 
 �
 �� ��� = 696 
 � 
 ���
��� = 
��ℎ
1,87 
 �
 �� ��ℎ = 1,87 
 � 
 ���
��� = 1000 
 ��� ���� = 25,4 
 ���
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
possuidor de boa, média ou baixa resistência à corrosão, conforme segue:
Tc ≤ 5 mpy
boa resistência 
apropriados para partes críticas de equipamentos
5 mpy < tc < 50 mpy
média resistência 
metais usados no caso em que uma alta taxa de corrosão é 
tolerada, ex. tanques, tubulações, corpos de válvulas
Tc ≥ 50 mpy
baixa resistência
metais de uso não recomendado
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Experimento de Laboratório
Determinação da intensidade de corrosão em função do
tempo. Taxa média de corrosão num intervalo de tempo.
1. Submergir uma placa de ferro em solução de ácido
sulfúrico 2 mol/L por cerca de 24h, usando uma Placa
de Petri;
��� = 
��
���
 ���
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
2. Determinar a densidade (g/cm3);
3. Converter a taxa de corrosão obtida
em mdd para as outras unidades de
taxa de corrosão;
4. 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 Ferro; Placa de Petri; Solução de ácido sulfúrico
(H2SO4) 2mol/L; Balança; Paquímetro.
5 – Procedimentos:
a) Obter as dimensões da placa de ferro (Comprimento, largura e espessura) com a
ajuda de um paquímetro;
b) Obter a massa inicial da placa de perro com a ajuda da balança;
c) Colocar a placa de ferro 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 ferro;
e) Anotar o horário início de exposição da placa de ferro ao meio corrosivo;
f) Deixar a placa de ferro exposta à solução corrosiva por volta de 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 ferro:
Comprimento:
Largura:
Espessura:
Volume (cm3):
Massa (g):
Densidade (g/cm3):
Horário início de exposição:
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):
Relatório
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
7 - Referências Bibliográficas
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Exercício Resolvido
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 5,0 centímetros de espessura e só
pode ser usado até que a espessura da parede fique reduzida a 70% da
espessura inicial. O tempo mínimo de vida útil do tanque deve ser 25 anos.
Supondo que o material sofra corrosão uniforme, qual(is) material(is) pode(m)
ser utilizados para a construção do tanque? Qual a vida útil e a resistência à
corrosão de cada um dos materiais avaliados?
Material A B C
Densidade (g/cm3) 5,9 8,3 10,5
Taxa de corrosão 85,23 mpy 50 mdd 12 x 10–2 mih
tcmdd = 696 x d x tcipy
tcmih = 1,87x d x tcipy
tcmpy = 1000 x tcipy
tcmmpy = 25,4 x tcipy
ipy: polegadas de penetração por ano (pol/ano)
mdd: miligramas por decímetro quadrado por dia [mg/(dm2 x dia)]
mpy: milésimo de polegada de penetração por ano (10-3 pol/ano)
mmpy: milímetros de penetração por ano (mm/ano)
mih: miligramas por polegada quadrada por hora [mg/(pol2 x hora)]
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DADOS GERAIS
CORROSÃO UNIFORME
TANQUE
Diâmetro = 3,5m
Altura = 6m
Vida útil mínima = 25 anos
Espessura inicial = 5,0 cm
Perda = 50mm x 0,30 = 15 mm
MATERIAL A
tc = 85,23mpy (Resistência BAIXA)
tcipy = 85,23 / 1000 = 85,23 x 10-3 ipy
tcmmpy = 85,23 x 10-3 x 25,4 = 2,16 mmpy
1 ano - 2,16 mm
X - 15 mm
X = 6,94 anos (NÃO)
MATERIAL B
Tcipy = 50 / (696 x 8,30) = 8,66 x 10-3 ipy
Tcmpy = 8,66 x 10-3 x 1000 = 8,66 mpy
(Resistência MÉDIA)
Tcmmpy = 8,66 x 10-3 x 25,4 = 0,22 mmpy
1 ano - 0,22 mm
X - 15 mm
X = 68,18 anos (SIM)
MATERIAL C
Tcipy = 0,12 / (1,87 x 10,5) = 6,16 x 10-3 ipy
Tcmpy = 6,16 x 10-3 x 1000 = 6,16 mpy
(Resistência MÉDIA)
Tcmmpy = 6,16 x 10-3 x 25,4 = 0,16 mmpy
1 ano - 0,16 mm
X - 15 mm
X = 93,75 anos (SIM)
Exercício Resolvido
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Exercício Resolvido
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 3 dias. Verificou-se uma
perda de massa de 32,5 mg. A área total exposta da lâmina era 15,53
pol2 e a densidade do material 8,0 g/cm3. Pretende-se armazenar o
produto químico em um tanque cilíndrico daquele metal, medindo 25 m
de altura, 5 m de diâmetro e espessura 10,0 mm. O tanque não mais
poderá ser usado para esta finalidade quando a espessura ficar
reduzida a 6,0 mm. Sabe-se que o tanque permanecerá preenchido
com pelo menos 50% do volume útil e será instalado deitado. Supondo
corrosão uniforme determine quanto tempo o tanque poderá ser usado
para armazenar o produto em questão.
tcmdd = 696 x d x tcipy
tcmih = 1,87x d x tcipy
tcmpy = 1000 x tcipy
tcmmpy = 25,4 x tcipy
ipy: polegadas de penetração por ano (pol/ano)
mdd: miligramas por decímetro quadrado por dia [mg/(dm2 x dia)]
mpy: milésimo de polegada de penetração por ano (10-3 pol/ano)
mmpy: milímetros de penetração por ano (mm/ano)
mih: miligramas por polegada quadrada por hora [mg/(pol2 x hora)]
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DADOS GERAIS
CORROSÃO UNIFORME
TANQUE: Diâmetro = 5m; Altura = 25m
50% cheio (deitado)
Densidade = 8,0 g/cm3
Espessura inicial = 10 mm
Espessura final = 6 mm
Perda = 10 – 6 = 4 mm
Perda de massa = 32,5 mg
Área total de exposição = 15,53 pol2
Tempo total de exposição = 3 dias ou 72h
RESOLUÇÃO
Tc = 32,5 / (15,53 x 72) = 0,03 mih
Tcipy = 0,03 / (1,87x 8) = 2,01 x 10-3 ipy
Tcmmpy = 2,01 x 10-3 x 25,4 = 0,05 mmpy
1 ano - 0,05 mm
x - 4,0 mm
x = 79,76 anos
Exercício Resolvido
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FIM !FIM !