17 CV3 Mecanismos de Corrosao

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Este documento foi desenvolvido pelo SAIT (Southern Alberta Institute of Technology) no âmbito do Treinamento de 
Competências para o Emprego em Moçambique (CTEM-07), implementado por Colégios e Institutos Canadá-
Cican, em parceria com o Ministério da Ciência e Tecnologia, Ensino Superior e Técnica Profissional de 
Moçambique e Instituto Industrial e Comercial de Pemba. 
 
OPERADOR DE PROCESSAMENTO DE 
GÁS NATURAL 
(CTEM 07 – Certificado Vocacional 3) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Material Didático da Unidade de Competência 17 
 
 
Identificar os Tipos mais Comuns de 
Corrosão que Afetam o Equipamento 
Industrial. 
 
 
 
 
 
Setembro 2017 
 
“OPERADOR DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL", (CTEM 07 – Certificado Vocacional 3), Material 
didático para Unidade de Competência 17. 
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17. Identificar os Tipos mais Comuns de Corrosão 
que Afetam o Equipamento Industrial. 
 
Introdução 
 
A corrosão pode ser definida como a reação química ou eletroquímica entre um material, geralmente um 
metal e seu meio ambiente. A reação provoca uma deterioração do material. 
 
A corrosão é um processo natural que está ocorrendo continuamente em todos os lugares. Pontes, sistemas 
de tubulação, embarcações de processo, automóveis; na verdade, quase todos os itens de metal que usamos 
estão sujeitos a corrosão. O aço, que é uma liga de ferro, é o metal mais propenso à destruição por corrosão. 
Quando exposto a diferentes ambientes oxidantes, o ferro metálico tenta atingir o seu estado natural de 
óxido de ferro. A corrosão é um processo que pode ser reduzido, mas não eliminado. 
 
O ferro puro nunca é encontrado na natureza, é sempre na forma de óxido de ferro, que é de cor vermelha. 
Para convertê-lo em um metal utilizável, o oxigênio é removido, deixando para trás o ferro puro. O ferro 
puro eventualmente reverterá para um estado de óxido natural chamado ferrugem. O ferro puro pode ser 
combinado com outros metais para formar ligas que melhoram suas propriedades e retardam a formação de 
óxido de ferro. No entanto, mesmo as ligas tendem a se oxidar quando expostas ao ar, à água ou a outros 
materiais. O oxigênio é o principal ingrediente no processo de corrosão. 
 
Não existe uma explicação ou solução simples para a corrosão. Existem muitas variáveis que afetam a 
corrosão e muitos tipos de corrosão em nosso ambiente. Cientistas e engenheiros produziram volumes de 
informações sobre o assunto. Os manuais de corrosão listam os dados sobre os efeitos corrosivos de 
materiais específicos em um ambiente específico, mas se uma das condições ambientais for alterada, mesmo 
que leve, os resultados reais podem ser muito diferentes dos resultados laboratoriais. 
 
Por exemplo, a dietilamina pode ser um excelente inibidor de corrosão, mas se for aquecida alguns graus 
acima da temperatura recomendada na presença de gases ácidos, ele se transforma quimicamente em uma 
substância extremamente corrosiva. Existem inúmeros casos em que plantas de edulcorantes de gases foram 
gravemente danificadas pela corrosão, mas quando a temperatura da amina caiu alguns graus, a corrosão 
parou. 
 
Este módulo não consegue abranger nem uma fração das condições que causam corrosão. O foco deste 
módulo é discutir os fundamentos dos tipos mais comuns de corrosão. 
 
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17.1 ELEMENTO DE COMPETÊNCIA: Identificar as condições 
fundamentais necessárias para a causa da corrosão galvânica. 
 
 
Critério de Desempenho 
 
a) Descrever as condições fundamentais necessárias para causar corrosão galvânica 
b) Simular a corrosão galvânica usando condições fundamentais. 
Evidências Requeridas 
 
Evidência escrita / oral 
Evidência escrita ou oral em que o (a) aluno (a) deve descrever as condições fundamentais necessárias 
para causar corrosão galvânica. 
 
Demonstração 
O (a) aluno (a) deve ser capaz de simular a corrosão galvânica usando condições fundamentais. 
 
Material de Aprendizagem 
CORROSÃO GALVÂNICA 
 
Três condições simultâneas são necessárias para produzir corrosão galvânica: 
 
1. Deve haver materiais diferentes que tenham um potencial de superfície diferente. 
 
2. Os materiais devem ser imersos em um eletrólito comum. 
 
3. Deve haver um caminho condutor para conectar os materiais elétricos. 
 
A corrosão galvânica ocorre quando um metal está conectado eletricamente a outro metal no mesmo 
eletrólito. Sem a conexão elétrica, a corrosão galvânica não ocorrerá independentemente de quão grande é 
a diferença em seu potencial superficial. 
Quando os metais estão conectados eletricamente, a corrosão do material menos resistente à corrosão 
(menos nobre) aumenta e sua superfície se torna um ânodo. A corrosão do material mais resistente à 
corrosão (mais nobre) diminui e torna-se catódico. A força motriz da corrosão é a diferença de potencial 
(tensão) entre os diferentes metais. O processo de corrosão galvânica é mostrado na Figura 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Figura 1 - Bateria de pilha elétrica molhada 
 ©
SAIT 2009 
A taxa de corrosão galvânica depende: 
1. Da diferença de potencial entre os materiais. 
 
2. Da natureza do meio ambiente. 
 
3. Do comportamento de polarização dos materiais. 
 
4. Da distância entre os materiais diferentes. 
 
A Figura 1 mostra como materiais diferentes podem produzir corrosão, mas como a corrosão ocorre em 
um sistema onde o material é o mesmo? Por exemplo, como um tubo de aço pode corroer quando não 
há outro material, mas o aço no sistema? Considere a Figura 2. 
 
 Figura 2 
 Corrosão do aço na água 
 ©
SAIT 2009 
 
Se a superfície de um tubo de aço fosse uniforme, a corrosão seria praticamente inexistente. No entanto, a 
tubulação ou qualquer outro material não pode ser produzido exatamente a mesma espessura em todo o seu 
comprimento, sem absolutamente nenhum arranhões ou entalhes. Superfícies ásperas e imperfeições 
 
 
 
 
 Ânodo 
 
 
 
 
Cátodo 
Eletrólito 
Ânodo 
Cátodo 
Água 
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microscópicas produzirão diferenças no potencial elétrico. 
Pequenas partículas de escala de moinho embutidas no metal, ou pequenas bolsas de carbono do processo 
de fabricação de aço fazem com que partes do aço se tornem menos nobres do que outras partes, produzindo 
uma diferença de potencial. 
Podem existir pares de cátodos e ânodos ao longo da superfície de uma única peça de metal que produz 
"células de corrosão". A água é o eletrólito e o acoplamento elétrico é através do próprio metal, portanto, 
todas as condições para a corrosão galvânica podem existir em uma peça de aço cercada por água. 
A Figura 3 ilustra o processo de corrosão quando apenas um metal está presente. 
 
 
 Figura 3 
Corrosão de Aço na Água 
 ©
SAIT 2009 
 
A Figura 3 (a) representa um pedaço de aço que contém imperfeições que são imersas em água. Como 
qualquer material contém pequenas imperfeições, uma parte torna-se um ânodo e outra parte torna-se um 
cátodo. Para facilitar a explicação, suponha que a parte superior da peça de aço seja menos nobre devido a 
imperfeições e se torne o ânodo. A água contém alguns minerais, portanto ele conduz uma corrente e serve 
de eletrólito. 
 
A Figura 3(b) mostra o ferro sendo oxidado (elétrons perdidos) do aço e entra na água como íons positivos 
(+), deixando elétrons extras no ânodo. Este processo de oxidação é resumido quimicamente na seguinte 
reação: 
 Fe - 2e
- 
--> Fe
2+
 
Os elétrons tentarão mover-se para uma área que tem pouco elétrons. Agora que algum ferro foi dissolvido 
do ânodo, o cátodo é mais nobre e apresenta uma área para os elétrons extras migrar como mostrado na 
 
Ânodo 
 
 
Cátodo 
Água 
 
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Figura 3 (c). Uma vez que os elétrons extra chegam ao cátodo, eles começam a se combinar com água e 
oxigênio para formar íons negativos (-OH). Isso completa a célula galvânica com a seguinte reação de 
redução: 
 ½ O2 + H2O + 2e
- 
--> 2OH
-
 
Momentaneamente, o cátodo contém muitos íons negativos e eles começam a migrar através da água de 
volta ao ânodo, completando o circuito através do eletrólito. A reação celular global pode ser determinada 
se você combinar as reações de oxidação e redução da seguinte maneira: 
Fe + ½ O2 + H2O --> Fe
2+ 
+ 2OH
-
 
Estão presentes as três condições simultâneas para a corrosão galvânica, nomeadamente a diferença no 
potencial do material devido a imperfeições, o percurso condutor através do metal e o circuito completo 
através do eletrólito. 
A diferença na composição do aço também é ilustrada na Figura 4 que mostra uma visão ampliada da 
superfície de um pedaço de aço imerso em água. 
 Figura 4 
 Visão microscópica de grãos adjacentes na superfície de aço 
 ©
SAIT 2009 
 
Os grãos mostrados são carbonetos de ferro e ferro. O carboneto de ferro é mais nobre e se torna um cátodo, 
e o cristal de ferro é menos nobre e se torna um ânodo. O carboneto de ferro é distribuído através do ferro 
como ilhas microscópicas, e essas ilhas de carboneto de ferro apresentam menor tendência a corroer do que 
o ferro puro. 
Esta condição pode mudar com o tempo. À medida que os produtos de corrosão se acumulam, a distribuição 
potencial na superfície metálica pode mudar, mudando as áreas anódicas. 
Os metais são inerentemente materiais não homogêneos, e as diferenças de potencial na superfície do metal 
são um resultado natural. Essas diferenças são uma das principais causas de corrosão. 
O importante a perceber é que a corrente flui durante o processo de corrosão e que a taxa de fluxo de 
corrente é uma medida da gravidade da corrosão. Quando os elétrons deixam o ânodo e circulam através 
do metal, o ferro também deixa o ânodo como íons positivos e flui através do eletrólito. O fluxo atual 
depende de: 
 A natureza do metal. 
 O tipo de ambiente. 
 O tipo de eletrólito. 
 
Ânodo (Fe) 
Cátodo 
(Fe3C) 
Fluxo de Corrente 
Fluxo de Elétrons 
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17.2 ELEMENTO DE COMPETÊNCIA: Identificar três tipos de 
sólidos de corrosão atmosférica e taxas de corrosão. 
 
 
Critério de Desempenho 
 
a) Identificar cada tipo de sólidos de corrosão atmosférica nas taxas de corrosão. 
b) Simular sólidos de corrosão atmosférica. 
Evidências Requeridas 
 
Evidência escrita / oral 
Evidência escrita ou oral em que o (a) aluno (a) deve identificar cada tipo de sólidos de corrosão 
atmosférica nas taxas de corrosão. 
 
Demonstração 
O (a) aluno (a) deve ser capaz de simular sólidos de corrosão atmosférica. 
 
Material de Aprendizagem 
CORROSÃO ATMOSFÉRICA 
A corrosão atmosférica é a corrosão ou degradação de um material exposto ao ar e seus poluentes. A 
corrosão atmosférica foi identificada como a forma mais antiga de corrosão. É responsável por mais falhas 
de materiais do que qualquer outro tipo de corrosão. Os custos resultantes da corrosão atmosférica são 
maiores do que de qualquer outro tipo de corrosão. A corrosão atmosférica geralmente é dividida em três 
categorias: seca, úmida e molhada. 
Corrosão Atmosférica Seca 
Na ausência de umidade, a maioria dos materiais corroe muito lentamente à temperatura ambiente. A 
corrosão atmosférica seca ocorre quando os metais têm a capacidade de formar um filme estável na 
presença de oxigênio. Normalmente, o filme é desejável porque proporciona uma barreira protetora contra 
corrosão adicional. Um filme desejável está livre de defeitos e é auto reparador. Alguns aços inoxidáveis, 
cromo e titânio são capazes de desenvolver este tipo de filme protetor. Muitas vezes é chamado de filme 
passivo. 
As seguintes reações ocorrem com ferro: 
 
 Fe - 2e
- 
--> Fe
2+
 
½ O2 +2e
- 
--> O
2-
 
Em geral: Fe + ½ O2 --> FeO 
Película porosa ou outras películas instáveis que se desenvolvem espontaneamente em alguns metais, como 
o aço macio, são indesejáveis. O manto em prata ou cobre em ar seco contendo sulfato de hidrogênio é um 
exemplo de formação de película indesejável à temperatura ambiente. 
 
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A superfície manchada só ocorrerá quando os compostos de enxofre estiverem presentes. A presença de 
enxofre aumenta a possibilidade de defeitos na película protetora e destrói sua capacidade de proteger o 
metal base. A humidade não é necessária para causar manchas. Na verdade, a presença de umidade pode 
retardar o processo de mancha. A corrosão atmosférica seca desempenha uma parte muito pequena no 
processo de corrosão atmosférica. 
 
Corrosão atmosférica úmida 
 
Quando a umidade relativa da atmosfera é de cerca de 70%, uma película de umidade muito fina e invisível 
se forma sobre superfícies metálicas. O filme fornece um eletrólito para a transferência de corrente elétrica. 
 
Quando o eletrólito é estabelecido, ocorre uma forma de corrosão galvânica. A taxa de corrosão aumenta 
com o aumento de temperatura ou umidade relativa. Como alguns sais são higroscópicos e podem atrair 
umidade, a umidade relativa em que o processo de corrosão pode começar também depende de sais que 
possam estar presentes na superfície metálica. Os sais presentes na umidade também aumentam a 
capacidade de carga atual do eletrólito formado na superfície metálica, aumentando a taxa de corrosão. 
 
Corrosão atmosférica molhada 
 
A corrosão atmosférica úmida ocorre quando se formam bolsas visíveis ou camadas de água na superfície 
metálica. Fissuras ou armadilhas fazem com que a água se forme em piscinas, levando a corrosão 
atmosférica úmida, mesmo quando as superfícies parecem estar secas. 
 
Quanto maior a solubilidade do produto de corrosão contida na água na superfície metálica, maior a taxa 
de corrosão. Isso ocorre porque os íons dissolvidos do produto de corrosão aumentam a condutividade do 
eletrólito, permitindo um maior fluxo de corrente, o que significa uma maior taxa de corrosão. 
 
Sob condições alternadas húmidas e secas, um produto de corrosão insolúvel pode formar poros na película 
de corrosão. O produto de corrosão pode ter a capacidade de atrair e absorver a umidade. Durante o ciclo 
seco, a corrosão continuará porque a superfície metálica estará continuamente molhada pela umidade 
presente no produto de corrosão. 
 
As atmosferas industriais são muito mais corrosivas do que as atmosferas rurais devido ao dióxido de 
enxofre produzido pela queima de enxofre contendo combustível. O SO2 é absorvido na superfície metálica 
e em condições úmidas, a superfície do óxido metálico atua como um catalisador para mudar SO2 para SO3 
da seguinte forma:½ O2 + SO2 --> SO3 
 
 
Quando a água entra em contato com SO3, o ácido sulfúrico é formado pela reação: 
 
 H2O + SO3 --> H2SO4 
 
O ácido dissolve parcialmente o filme de óxido na superfície produzindo um sulfato de metal. O sulfato 
pode hidrolisar de volta ao ácido na seguinte reação com ferro: 
 
 FeSO4 + 2H
- 
--> H2SO4 + Fe
2+
 
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17.3 ELEMENTO DE COMPETÊNCIA: Identificar como uma 
corrente impressa é usada para proteger estruturas enterradas. 
 
Critério de Desempenho 
 
a) Explicar o uso de corrente impressa para protecção de estruturas enterradas. 
b) Simular a protecção de estruturas enterradas usando uma corrente impressa. 
Evidências Requeridas 
 
Evidência escrita / oral 
Evidência escrita ou oral em que o (a) aluno (a) deve explicar como uma corrente impressa é usada para 
proteger as estruturas enterradas. 
 
Demonstração 
O (a) aluno (a) deve ser capaz de em uma simulação proteger estruturas enterradas usando uma corrente 
impressa. 
 
Material de Aprendizagem 
CORROSÃO POR CORRENTE DISPERSA 
 
A corrosão por corrente dispersa às vezes é chamada de eletrólise de corrente dispersa. É diferente da 
corrosão galvânica porque a corrosão galvânica é causada pela tensão produzida na própria célula de 
corrosão, enquanto que a corrosão por corrente dispersa é causada por uma fonte externa de corrente. A 
corrosão por corrente dispersa não é influenciada em grande medida por condições ambientais tais como 
pH e oxigênio arrastado. 
 
Correntes dispersas são correntes de eletricidade que levam caminhos que não foram destinados a elas. Os 
maus condutores elétricos, o isolamento danificado e conexões elétricas sujas ou soltas permitem que a 
corrente elétrica deixe seu caminho pretendido. A corrente dispersa pode percorrer água, solo ou qualquer 
eletrólito adequado para encontrar o caminho de menor resistência, como um tubo ou estrutura subterrânea. 
 
A corrente contínua (CC) é a fonte mais destrutiva de corrente dispersa. Soldadores de corrente contínua, 
grandes retificadores utilizados para equipamentos de tração e proteção catódica incorretamente instalada 
são fontes de correntes parasitas. A corrente alternada (CA) não é tão destrutiva quanto a CC. A maior fonte 
de CA dispersa é de linhas de energia enterradas. 
 
Se houver um caminho de corrente próximo na terra fornecido por um objeto de baixa resistência, como 
uma tubulação, a corrente de um sistema de proteção catódica de corrente impressa passará para a tubulação. 
A corrente dispersa irá fluir ao longo da tubulação por alguma distância antes de retornar à estrutura 
protegida. O local onde a corrente entra na tubulação, torna-se catódico, onde deixa a tubulação se torna 
anódica, permitindo que a corrosão ocorra no local. Um esquema disso é mostrado na Figura 5. 
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Figura 5 
Corrente de Corrosão Dispersa 
©
SAIT 2009 
 
Na Figura 5, é muito difícil distinguir entre corrente de corrosão galvânica e dispersa, porque existe um 
local catódico protegido e um local anódico corroído em ambos os casos. Geralmente, é determinado por 
análises laboratoriais que procuram destruição ao longo dos limites dos grãos. A corrente de corrosão 
dispersa está frequentemente indicada por uma concentração de poços em um local que normalmente não 
se encontra na estrutura corroída. As correntes parasitas às vezes podem ser localizadas medindo as quedas 
de tensão e medindo fluxos de corrente ao longo da estrutura enterrada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte de Energia 
Cátodo Ânodo Estrutura 
Protegida 
Local 
Catódico 
Local Anódico - 
Corrosão Localizada 
Ânodo 
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17.4 ELEMENTO DE COMPETÊNCIA: Identificar três tipos de 
bactérias que podem aumentar a corrosão e descrever as condições 
que as fazem desenvolver-se. 
 
Critério de Desempenho 
 
a) Descrever três tipos de bactérias que podem aumentar a corrosão. 
b) Descrever a condição que faz florescer a corrosão. 
c)Simular uma corrosão bacteriana e seus efeitos. 
Evidências Requeridas 
 
Evidência escrita / oral 
Evidência escrita ou oral em que o (a) aluno (a) deve descrever três tipos de bactérias que podem 
aumentar a corrosão e descrever a condição que os faz florescer. 
 
Demonstração 
O (a) aluno (a) deve ser capaz de simular uma corrosão bacteriana e seus efeitos. 
 
Material de Aprendizagem 
CORROSÃO BIOLÓGICA 
 
Crescimento das bactérias 
As bactérias podem ser um problema real nas águas industriais porque podem crescer e florescer a taxas 
fenomenais. Se todas as condições forem corretas para o crescimento de bactérias, elas podem dobrar sua 
população em 20 minutos. Em poucas horas, um único organismo de bactérias pode se tornar uma colônia 
de milhões. Um copo de limo pode conter mais bactérias que o número de pessoas na terra. 
As bactérias são extremamente resistentes. Elas crescem melhor quando o pH está entre 5 e 9, e a 
temperatura pode estar tão baixa como -18°C ou tão alta quanto 82°C. A água doce promove o melhor 
crescimento de bactérias, mas eles também podem prosperar em salmoura. As bactérias foram encontradas 
em fluidos embaladores a profundidades de 2500 m e em solo no alto ártico. 
O aço tende a corroer uniformemente sobre toda a sua superfície quando exposto a um ambiente aquoso. 
As taxas de corrosão são proporcionais ao oxigênio dissolvido fornecido à superfície metálica pelo fluxo 
da solução. 
Os organismos biológicos podem aumentar ou diminuir o teor de oxigênio do meio ambiente e, por sua vez, 
aumentar ou diminuir taxas de corrosão uniformes. Os organismos biológicos podem influenciar a corrosão 
uniforme, mas são mais propensos a produzir corrosão localizada. 
Em alguns casos, um depósito pesado de organismos irá realmente reduzir a corrosão ao formar uma 
barreira, o que evita que o oxigênio entre em contato com a superfície do metal. Se o depósito de organismos 
estiverem quebrados, o oxigênio é livre para atingir a superfície metálica e ocorre corrosão localizada. 
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Existem três tipos de bactérias que despertam atenção na discussão da corrosão: 
 
1. Bactéria Aeróbica - requer oxigênio para viver e crescer. 
 
2. Bactéria Anaeróbica - prospera melhor na ausência de oxigênio. 
 
3. Bactéria Facultativa - cresce na presença ou ausência de oxigênio. 
 
Bactérias Redutoras de Sulfato 
 
As bactérias redutoras de sulfato (BRS) são muito corrosivas em um ambiente anaeróbico. Elas também 
podem viver em um ambiente aerado reunindo-se em locais anaeróbicos criados por depósitos ou fendas. 
As bactérias redutoras de enxofre são capazes de reduzir os sulfatos na água para sulfuretos, resultando na 
produção de sulfato de hidrogênio, o que pode causar quatro problemas de corrosão diferentes: 
 
1. Corrosão Alveolar diretamente sob uma colônia de bactérias. 
 
2. A geração de H2S pode tornar a água mais ácida, elevando o nível de corrosão geral. 
 
3. Fragilização causada por sulfuretos (uma forma de fragilização de corrosão por tensão) e bolhas 
de sulfureto. 
 
4. "Corrosão Azeda" que forma sulfureto de ferro insolúvel que ele mesmo forma mais locais para 
promover mais corrosão alveolar. 
 
A bactéria consome hidrogênio atômico (H) produzido no metal por corrosão. Os hidrogênios atômicoscobrem parte da superfície metálica, onde sua presença aumenta o hidrogênio sobre a tensão e, assim, 
diminui a taxa de corrosão. A bactéria consome este hidrogênio na seguinte equação para reduzir o sulfato 
em sulfureto: 
SO4
2- 
+ 8H --> 4H2O + S
2-
 
Este consumo aumentará a taxa de corrosão do metal. O sulfureto de ferro gerado (FeS) pode combinar 
com HCl, se presente, para liberar H2S. 
FeS + 2HCl --> H2S + FeCl2 
 
O odor característico de H2S em um local de falha pode indicar que as bactérias são a causa da falha. 
 
Bactérias de Ferro 
 
As bactérias de ferro são aeróbicas e podem crescer bem apenas em vestígios de oxigênio. As bactérias de 
ferro formam uma bainha de hidróxido férrico em torno de si mesmas à medida que crescem usando íons 
de ferro solúveis encontrados na água. A bainha também pode fornecer um local para a formação de uma 
célula de concentração de oxigênio. 
 
As bactérias de ferro não participam diretamente no processo de corrosão, mas a corrosão resulta da bactéria 
redutora de enxofre na região anaeróbia sob a bainha de hidróxido férrico. 
 
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Produtores de Lodo 
 
As bactérias formadoras de limo são uma classe de bactérias capazes de produzir uma massa densa de limo 
em uma superfície sólida. Eles fornecem um ambiente de corrosão da mesma maneira que as bactérias de 
ferro. Os formadores de limo geralmente são aeróbicos e preferem água fresca; no entanto, eles são 
freqüentemente encontrados em condições anaeróbicas e em salmoura. 
 
Existem muitos outros tipos de bactérias que aumentam a corrosão. Os três mencionados são os principais 
responsáveis na operação cotidiana dos sistemas de resfriamento de água. 
 
 
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17.5 ELEMENTO DE COMPETÊNCIA: Identificar o perigo 
associado à fragilização por corrosão sob tensão. 
 
Critério de Desempenho 
 
a) Descrever o perigo associado à fragilização por corrosão sob tensão. 
b) Simular uma fragilização por corrosão sob tensão. 
Evidências Requeridas 
 
Evidência escrita / oral 
Evidência escrita ou oral em que o (a) aluno (a) deve descrever o perigo associado à fragilização por 
corrosão sob tensão. 
 
Demonstração 
O (a) aluno (a) deve ser capaz de simular uma fragilização por corrosão sob tensão. 
 
Material de Aprendizagem 
FRAGILIZAÇÃO DE CORROSÃO SOB TENSÃO (SCC) 
 
A fragilização de corrosão sob tensão é um dos problemas de corrosão mais sérios na indústria hoje. É a 
falha de um material devido à fragilização produzida por uma combinação de condições de funcionamento 
e meio ambiente. É o resultado da combinação de esforço mecânico ou esforço de tração (condições de 
funcionamento), a susceptibilidade do material (composição de liga) e as substâncias corrosivas específicas 
às quais o metal está exposto (condições ambientais). 
 
Os mecanismos envolvidos na fragilização de corrosão sob tensão podem ser muito complicados e não são 
totalmente conhecidos. Os engenheiros e operadores que trabalham com caldeiras podem ter ouvido ou 
estar familiarizados com o termo "fragilização cáustica". Embora este termo para a fragilização de corrosão 
sob tensão seja quase obsoleto, seu uso na indústria ainda é generalizado. Refere-se à forma de SCC 
freqüentemente encontrada em aços carbono expostos a soluções concentradas de hidróxido em 
temperaturas variando de 200 a 250°C. 
 
A fragilização cáustica, uma forma de fragilização de corrosão sob tensão, tem sido historicamente 
responsável por algumas das explosões de caldeiras mais catastróficas. 
 
Para proteger o aço da caldeira de corrosão aquosa, é prática padrão elevar a água da caldeira para um pH 
entre 9 e 11,5, adicionando álcali. As soluções alcalinas, no entanto, se prendem ao aço que passa em 
solução como ferrita (FeO22-). 
Fe + 2OH
- 
--> FeO22-
 
+ H2 
 
 
Pequenos caminhos de vazamento podem ser atacados, como as microfragmentações associadas à fixação 
de chapas de aço. O esforço mecânico colocado na liga fixada torna anódico para o aço não estressado, 
permitindo que limites de grãos sejam suscetíveis à corrosão. As microfissuras que irradiam de rebites 
podem ser alongadas e eventualmente podem causar uma falha catastrófica. O uso reduzido da construção 
“OPERADOR DE PROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL", (CTEM 07 – Certificado Vocacional 3), Material 
didático para Unidade de Competência 17. 
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da caldeira fixada atenuou muitos dos potenciais problemas. 
 
O esforço necessário para produzir a fragilização por corrosão sob tensão não precisa ser ótimo e pode estar 
bem abaixo do limite de elasticidade. O estresse para produzir fragilização por corrosão sob tensão deve 
ser um esforço de tração e pode ser produzido por uma carga externa ou pode ser de tensões residuais dos 
processos de fabricação. 
 
O ambiente necessário para provocar fragilização por corrosão sob tensão geralmente é a água contendo 
uma substância corrosiva ou podem ser camadas de umidade condensada. Deve haver uma substância na 
água que produza fragilização por corrosão sob tensão. Por exemplo, o cobre e as ligas de cobre sofrem de 
fragilização por corrosão sob tensão devido à presença de amônia. Os aços inoxidáveis são fragilizados pela 
presença de cloretos. 
 
A fragilização por corrosão sob tensão é um problema muito complicado. Alterar a temperatura 
ligeiramente, eliminando oxigênio e tratamento térmico especial pode eliminar o problema. Da mesma 
forma, uma ligeira alteração na temperatura ou a força das soluções pode acelerar o processo. É um processo 
de falha atrasada porque as rachaduras começam lentamente e se propagam devagar. Eventualmente, as 
tensões no metal restante excedem a força de ruptura e o metal falha de repente. A fragilização por corrosão 
sob tensão pode ser a formação lenta de uma rachadura que incomoda ou pode ser uma falha catastrófica. 
 
As conseqüências da fragilização por corrosão sob tensão não podem ser tratadas levianamente. Houve 
casos em que as rachaduras evoluíram completamente através de uma placa em menos de uma hora depois 
de serem expostas a um ambiente indutor de rachaduras. Pode não haver perda mensurável de metal, 
abaulamento ou rendimento do metal para dar uma advertência de que a fragilização por corrosão sob tensão 
está ocorrendo. 
 
Algumas das condições ambientais que se sabe que afetam a taxa de crescimento da fissura são: 
temperatura, pressão, pH, componente (s) dissolvido (s) na solução, concentração da solução, viscosidade 
da solução, potencial eletroquímico, capacidade das soluções para se concentrar, e a taxa de mistura da 
solução. Alterar qualquer uma das condições pode alterar a taxa de propagação de fissuras. 
 
A fragilização por corrosão sob tensão deve ter uma falha ou descontinuação no metal para o processo de 
corrosão começar. Pode ser um pequeno defeito do processo de fabricação ou uma "picada" causado por 
outro processo de corrosão. A mudança de uma forma de corrosão, a "corrosão por picadas " ou corrosão 
alveolar, para uma forma de corrosão "fragilização" depende do processo químico que produz a picada e as 
tensões instaladas no poço. 
 
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17.6 ELEMENTO DE COMPETÊNCIA: Listar três tipos de 
corrosão induzidas por hidrogênio. 
 
 
Critério de Desempenho 
 
a) Descrever os três tipos de corrosão induzida pelo hidrogênio. 
b) Simular uma corrosão induzida por hidrogênio. 
Evidências Requeridas 
 
Evidência escrita / oral 
Evidência escrita ou oral em que o (a) aluno (a) deve descrever os três tipos de corrosão induzida pelohidrogênio. 
 
Demonstração 
O (a) aluno (a) deve ser capaz de simular uma corrosão induzida por hidrogênio. 
 
Material de Aprendizagem 
CORROSÃO INDUZIDA POR HIDROGÊNIO 
 
O dano de hidrogênio como resultado do contato com soluções de sulfureto de hidrogênio pode estar em 
uma ou mais das seguintes formas: 
 
1. Desgaste por Hidrogênio. 
 
2. Bolhas de Hidrogênio. 
 
3. Fragilização por tensão de Hidrogênio. 
 
Desgarte por Hidrogênio 
 
À medida que a concentração de hidrogênio aumenta na superfície do aço, os átomos de hidrogênio se 
difundem no aço. 
 
Os átomos de hidrogênio se acumulam entre os átomos de metal, distorcendo sua estrutura e, portanto, sua 
capacidade de deformação. Isso causa uma severa perda de ductilidade (fragilização) do aço. As perdas de 
ductilidade podem ser tão drásticas quanto da ductilidade de 42% para 7%, fazendo com que o aço falhe 
em uma fratura frágil súbita, com pouco aviso. 
 
Bolhas de Hidrogênio 
 
Como no processo de fragilização, o hidrogênio atômico (átomos únicos) difunde-se no aço da sua 
superfície. Esses átomos podem se espalhar para vazios onde há espaço para mais de um átomo. Os átomos 
se unem para formar hidrogênio molecular (dois átomos unidos). Essas moléculas são agora muito grandes 
para se deslocar para fora do aço e, à medida que mais e mais se acumulam, o acúmulo de pressão pode 
criar fissuras e bolhas no aço. Este processo está ilustrado na Figura 6. 
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Figura 6 
Esquema do Mecanismo de Bolhas de Hidrogênio 
 ©
SAIT 2009 
 
 
Fragilização por tensão de Hidrogênio 
 
Na fragilização por tensão de hidrogênio, os átomos de hidrogênio interagem com o metal para induzir o 
crescimento da fissura, o que pode levar à fratura. Esta fissuração ocorre na ausência da corrosão ativa. Se 
houvesse corrosão ativa, a fissuração seria mais corretamente denominada fragilização de corrosão por 
tensão. 
 
Eletrólito 
Atmosfera 
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17.7 ELEMENTO DE COMPETÊNCIA: Identificar as variáveis 
que afetam a taxa de duas (de sulfureto e cloreto) formas de 
fragilização por corrosão sob tensão. 
 
Critério de Desempenho 
 
a) Identificar as variáveis que afetam a taxa dede queima de sulfureto na corrosão por tensão. 
b) Identificar as variáveis que afetam a taxa de fragilização por cloreto na corrosão sob tensão. 
c) Simular uma forma de fragilização por corrosão sob tensão. 
Evidências Requeridas 
 
Evidência escrita / oral 
Evidência escrita ou oral em que o (a) aluno (a) deve identificar as variáveis que afetam a taxa de duas 
formas (de sulfureto e cloreto) de fragilização por corrosão sob tensão. 
 
Demonstração 
O (a) aluno (a) deve ser capaz de simular uma forma de fragilização por corrosão sob tensão. 
 
Material de Aprendizagem 
FRAGILIZAÇÃO CAUSADA POR SULFURETO 
 
Fraturas frágeis que ocorrem em aço e outras ligas de alta resistência quando expostas a ambientes húmidos 
de sulfuretos de hidrogênio tem sido chamados de fragilização de sulfureto de hidrogênio, fragilização de 
sulfureto, fragilização por tensão de sulfureto, fragilização por corrosão de sulfuretos e fragilização por 
corrosão sob tensão de sulfuretos. Todos os nomes que dão esse problema são resultado do desacordo entre 
cientistas sobre o mecanismo da falha. 
 
Alguns pesquisadores argumentam que a fissuração de sulfuretos é uma forma de fragilização de corrosão 
sob tensão e outros afirmam que é uma forma de fragilização do hidrogênio. Embora o mecanismo de 
fragilização de sulfuretos não seja completamente compreendido, é acordado que as seguintes condições 
devem estar presentes antes que o problema possa ocorrer: 
 
1. O sulfureto de hidrogênio deve estar presente. 
 
2. A água, mesmo um vestígio, deve estar presente. 
 
3. O aço de alta resistência deve estar envolvido; a força exata variará com a composição. 
 
4. O aço deve estar sujeito ao esforço de tração, aplicado ou residual. 
O íon S2-, que existe na solução aquosa de H2S, inibirá a recombinação de hidrogênio atômico (H + H --> 
H2), permitindo uma maior tendência para que o hidrogênio atômico menor se difunda na estrutura de cristal 
da liga, causando indução adicional de fragilização por hidrogênio. A natureza desta promoção não é 
acordada. 
 
 
As seguintes variáveis estão envolvidas na fragilização de sulfuretos: 
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1. Tipos de aço - Aços de carbono simples com resistência ao escoamento abaixo de 620 MPa são muito 
menos suscetíveis à fissuração de sulfuretos. 
 
2. O tempo que a falha ocorre diminui à medida que o estresse de tração aumenta. O estresse geralmente 
é produzido por pressão ou carga aplicada, mas os estresses residuais causados pela soldagem, trabalho a 
frio ou marcas de chave também podem contribuir para a falha. 
 
3. O tempo que a falha ocorre diminui à medida que a concentração de H2S aumenta. Falhas atrasadas 
podem ocorrer em concentrações tão baixas como 0,1 ppm em água. 
 
4. A tendência de rachamento aumenta à medida que o pH diminui. Se o pH for mantido acima de 9,0, 
as falhas podem ser drasticamente reduzidas. 
 
5. Em temperaturas mais elevadas, a sensibilidade ao rachamento é reduzida. 
 
 
 
Fragilização por corrosão sob tensão por Cloreto 
 
Os aços inoxidáveis que contenham menos de 30% de níquel podem estar sujeitos a fragilização de corrosão 
sob tensão por cloreto em soluções contendo cloretos. Os fatores que afetam a taxa de fragilização de 
corrosão sob tensão por cloreto são: 
 
1. Conteúdo de cloreto da solução. 
 
2. Teor de oxigênio da solução ou exposto ao oxigênio. 
 
3. Nível de esforço no metal. 
 
4. Temperatura da solução ou temperatura à qual o metal está exposto. 
 
5. O valor de pH da solução. 
 
O oxigênio na solução é necessário para a fragilização de corrosão sob tensão por cloreto. Quanto maior o 
nível de oxigênio, menor será o teor de cloreto da solução para que a fissuração ocorra. O esforço exigido 
para produzir fragilização por corrosão sob tensão por cloreto sempre estará presente na forma de tensões 
residuais das operações de formação ou junção ou da pressão interna. Quanto maior a temperatura, mais 
provável que a fragilização por corrosão sob tensão por cloreto ocorra. A fragilização por corrosão sob 
tensão por cloreto não é geralmente encontrada onde a solução é alcalina. 
 
A maior parte da fragilização por corrosão sob tensão por cloreto ocorre por concentrações inesperadas de 
cloreto no processo para o qual o sistema não foi projetado. 
 
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17.8 ELEMENTO DE COMPETÊNCIA: Identificar os principais 
tipos de corrosão marítima associados às caldeiras. 
 
 
 
Critério de Desempenho 
 
a) Identificar os principais tipos de corrosão marítima associada às caldeiras. 
b) Simular um tipo de corrosão marítima associado às caldeiras. 
Evidências Requeridas 
 
Evidência escrita / oral 
Evidência escrita ou oral em que (a) aluno (a) deve identificar os principais tipos de corrosão marítima 
associada às caldeiras. 
 
Demonstração 
O (a) aluno (a) deve ser capaz de simular um tipo de corrosão marítima associado às caldeiras. 
 
Material de Aprendizagem 
CORROSÃO MARÍTIMA DE CALDEIRAS 
 
Aproximadamente a metade dos desligamentos não programados de geradores de vapor de utilidade são 
causados pela corrosão marítima.Os depósitos de águas reduzem a eficiência da caldeira e produzem 
corrosão de diferentes maneiras. 
 
Os depósitos de caldeiras de água começam frequentemente a se acumular devido ao transporte de produtos 
de corrosão de outras partes do sistema. Os produtos de corrosão assim transportados são porosos e, como 
tal, servem de armadilha para materiais corrosivos, como cáusticos, cloretos e ácidos. 
 
Por mais estranho que possa parecer, a corrosão pode desempenhar um papel importante na proteção da 
corrosão marítima das caldeiras. A maioria das partes contendo água da caldeira são feitas de aços carbono 
ou de aços de baixa liga. O aço macio em contato com água ligeiramente alcalina e sem oxigênio torna-se 
revestido com uma película muito fina de magnetita (FeO4). 
 
O processo ocorre de acordo com a seguinte fórmula: 
 3Fe + 4H2O --> Fe3O4 + 4H2 
A magnetita produz um revestimento protetor que evita a corrosão adicional da caldeira de metal. O 
revestimento é composto de duas camadas. Na realidade, a camada externa é raramente colocada, em vez 
disso é transportada pela água da caldeira para outro local onde é depositado com produtos de corrosão 
contidos na água de alimentação. 
 
A proteção da caldeira depende da manutenção do revestimento de magnetita no lugar. 
Referindo-se à Figura 7, verifica-se facilmente que a taxa de corrosão aumenta muito rapidamente se o pH 
da água da caldeira não for mantido perto de 11. O revestimento de magnetite torna-se muito instável e 
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solúvel em água abaixo de um pH de 5 e acima de um pH de 12. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 7 
 Efeito do pH na taxa de corrosão do aço 
 ©
SAIT 2009 
 
DEVE SER FORÇADO QUE O EXEMPLO ANTERIOR DADO É PARA UMA 
TEMPERATURA E APLICAÇÃO ESPECÍFICAS. É DE MÁXIMA IMPORTANCE QUE 
O pH DA ÁGUA DA CALDEIRA SEJA MONITORADO E CONSERVADO DE ACORDO 
COM AS GUIAS RECOMENDADAS. 
 
 
Existem três tipos importantes de mecanismos de falha de corrosão: 
 
1. Corrosão Cáustica. 
2. Dano por Hidrogênio. 
3. Corrosão Alveolar. 
Em cada caso, o fator significativo é a quantidade de produto de corrosão que é depositado sobre a superfície 
pH aproximado 
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metálica. A corrosão cáustica e o dano por hidrogênio são causados pela degradação da camada de 
magnetita protetora pela concentração de produtos químicos corrosivos. 
 
Corrosão Cáustica 
Essa forma de ataque, às vezes chamada de goivagem cáustica, desenvolve onde os produtos de corrosão 
de água de alimentação são depositados na caldeira. O hidróxido de sódio pode concentrar-se a altos níveis 
de pH no depósito poroso e a camada protetora da magnetita é rapidamente dissolvida e ocorre corrosão 
rápida. 
A corrosão cáustica se desenvolve em áreas de alta transferência de calor onde o cáustico pode se concentrar 
de menos de 100 ppm para mais de 200 000 ppm. Os cáusticos se concentram em depósitos porosos em 
áreas de alta temperatura pelo processo conhecido como "wick boiling". A Figura 8 mostra a natureza 
eletroquímica do ataque. 
 
Figura 8 
Esquema de Corrosão Cáustica 
©
SAIT 2009 
 
Os íons OH- (hidróxido) são concentrados dentro do depósito, de modo que a concentração de íons de 
hidrogênio (H+) é mais alta na água da caldeira. No ânodo, o ferro atômico Fe0 é formado quando os elétrons 
(e-) se movem para o cátodo através do metal da caldeira. O ferro atômico se forma em Fe2+ e deixa o metal 
da caldeira no depósito. Os elétrons no cátodo combinam com íons H+ na água para formar hidrogênio 
molecular. O circuito elétrico é completado através do depósito e, à medida que a corrente deixa o ânodo, 
o ferro é transportado para solução. 
 
 
Dano por Hidrogênio 
O hidrogênio necessário para a destruição do metal da caldeira vem da corrosão do metal da caldeira sob 
um depósito no metal geralmente em uma zona de liberação de calor elevado. O hidrogênio produzido no 
local da corrosão é livre para migrar através do metal da caldeira. Encontra-se com carboneto de ferro 
(Fe3C) e forma metano (CH4). As grandes moléculas estão presas nos limites dos grãos produzindo pressões 
extremamente elevadas, o que, por sua vez, causa rachaduras internas. As fissuras se juntam para produzir 
uma fratura na parede. 
Corrosão Alveolar 
Este é um tipo de corrosão muito grave devido à rapidez com que o metal pode ser perfurado. É um ataque 
Ânodo 
Cátodo 
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corrosivo extremamente localizado, produzindo um local de área relativamente pequena em comparação 
com a superfície total exposta. As falhas do tubo de caldeira causadas por corrosão alveolar resultam de 
ataques de oxigênio ou condições ácidas na caldeira. Uma corrosão alveolar ocorre quando uma área muito 
pequena torna-se anódica para o resto da superfície do tubo e corroe preferencialmente. O oxigênio na água 
reage e remove rapidamente o hidrogênio produzido nos cátodos, acelerando assim as reações catódicas. 
Enquanto o oxigênio estiver presente, o processo torna-se auto-sustentável e a falha de corrosão pode 
resultar em um tempo muito curto. 
O Fe2 produzido por um ataque ácido irá combinar com oxigênio para formar Fe2O3, que irá cobrir a cratera 
como perfurações no local da corrosão. 
 
Definições 
Ânodo - o terminal de uma célula eletrolítica em que ocorre a oxidação. Os elétrons fluem para longe do 
ânodo no circuito externo. Geralmente é no ânodo que ocorre corrosão à medida que os íons metálicos 
entram na solução (eletrólito). 
Fratura Frágil - Separação de um metal sólido com pouca ou nenhuma deformação plástica. 
Cátodo - o terminal de uma célula eletrolítica em que ocorre a redução. Os elétrons fluem em direção ao 
cátodo no circuito externo. O processo no cátodo são cations que absorvem os elétrons, sendo assim 
reduzido em valência. Na corrosão, o oxigênio geralmente é reduzido. 
Fadiga de Corrosão - a causa da falha de metal nas condições simultâneas de corrosão e cargas cíclicas 
em níveis de tensão mais baixos do que seria necessário para falhas sem o ambiente corrosivo. 
Eletrólito - uma substância ou mistura química, geralmente um líquido, que contém íons que migram em 
um campo elétrico. Um líquido que possui a capacidade de transportar uma corrente elétrica. 
Fragilização - uma severa perda de ductilidade e / ou dureza de um metal, o que pode levar à fratura frágil. 
O englobamento pode ocorrer em um processo de fabricação de metal, como tratamento térmico ou 
temperaturas de serviço elevadas. As condições ambientais, como altas concentrações de hidrogênio, 
cáusticos ou ácidos, podem promover fragilização 
Corrosão Galvânica - corrosão de um metal causada por um contato elétrico com um condutor de metal 
ou não metálico mais nobre (quimicamente inerte ou inativo) em um eletrólito. 
 
Zona termicamente afetada - a parte do metal de base, que circunda o metal fundido de um processo de 
soldagem ou corte, onde a estrutura cristalina ou as propriedades mecânicas foram alteradas pela aplicação 
de calor. 
 
Fragmento intergranular - também chamado de cracking intercristalino, está ocorrendo fissura dentro 
dos limites de grãos de uma substância com pouco ou nenhum dano aos grãos adjacentes. 
 
Corrosão Localizada - corrosão em local isolado. Por exemplo, corrosão por fendas, alveolar e fragilização 
por corrosão sob tensão. 
 
Elemento Nobre- um elemento completamente não-reativo, ou reage apenas em uma extensão limitada 
com outros elementos. 
 
Oxidação - uma reação em que há um aumento na valência de um átomo resultante de uma perda de 
elétrons. 
 
 
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Polarização - a mudança no potencial de um eletrodo durante a eletrólise. O potencial do ânodo torna-se 
mais nobre (menos ativo). O potencial do cátodo torna-se menos nobre (mais ativo). A polarização 
geralmente acontece quando uma película é formada na superfície do cátodo ou ânodo. 
 
Potencial - a força motriz (tensão) de uma reação eletroquímica. 
 
Redução - uma reação em que há uma diminuição na valência de um átomo resultante do ganho de elétrons. 
 
Fragilização por corrosão sob tensão - a fratura de um metal que requer a ação simultânea de uma 
substância corrosiva e um estresse de tração aplicado ou residual. Pode ocorrer em combinação com 
fragilização de hidrogênio. 
 
Fratura Transgranular – também chamada fratura transcristalina, é a fratura de um metal além ou através 
dos cristais ou grãos do material. 
 
Corrosão Uniforme - ataque de corrosão uniformemente distribuído sobre toda a superfície metálica, ou a 
corrosão que ocorre aproximadamente a mesma velocidade sobre uma superfície metálica inteira. 
 
Valência - um número inteiro que representa como um elemento irá combinar quimicamente com outro 
elemento. O hidrogênio tem uma valência de +1 porque possui 1 ligação capaz de se combinar com outro 
átomo. A capacidade de combinação de outros elementos é comparada ao hidrogênio. Por exemplo, o 
oxigênio tem uma valência de -2, pois exige que 2 átomos de hidrogênio se combinem para formar H2O.