10-Métodos de Proteção contra Corrosão

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Capítulo 7: MÉTODOS DE PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO1 
 
PROTEÇÃO CATÓDICA 
 
A proteção catódica consiste em polarizar a superfície do metal a ser protegido de 
forma que todas as suas áreas se tornem catódicas e nelas ocorram somente as reações de 
redução. 
O inicio de seu estudo data de 1823, por Sir Humhrey Davy, na época com a 
intenção de proteger as chapas de cobre que revestiam o casco de madeira dos navios de 
guerra. 
No Brasil, o emprego da proteção catódica, em escala industrial data da década de 
60, com a Petrobrás (oleodutos submarinos e instalações portuárias). 
 
CONDIÇÃO NECESSÁRIA: 
• contato direto da estrutura com um eletrólito, no qual se instalam os anodos. 
 
TIPOS DE PROTEÇÃO CATÓDICA: 
• galvânica ou por anodos de sacrifício 
• por corrente impressa 
 
Proteção Catódica Galvânica 
 
Consiste no acoplamento intencional de um metal mais ativo ao metal da estrutura 
que se quer proteger, de forma que haja desgaste do metal mais ativo que também e 
chamado de anodo de sacrifício, mantendo a estrutura como catodo, dai o nome de 
proteção catódica. 
A corrente de proteção se origina na diferença de potencial entre o metal a ser 
protegido e o metal do anodo. 
 
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1 Texto baseado na apostila “Corrosão Metálica: Caracterização e prevenção” de Dra Sílvia Maria Leite Agostinho e Dra. 
Idalina Vieira Aoki. (Curso apresentado na Associação Brasileira de Química, 2000). 
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Tipos de anodos 
 
Os anodos mais usados são os de magnésio, zinco e alumínio e os motivos de 
serem usados são: maior diferença de potencial entre anodo e o metal a ser protegido e a 
menor polarização anódica (dissolve-se com facilidade). Esse tipo de anodo é distribuído 
ao longo da estrutura a proteger, para manter boa distribuição de corrente. São usados 
com enchimento condutor para evitar contato direto com o solo natural (formação de 
macropilhas de corrosão) e para baixar a resistência do circuito. 
 
Tabela - Composição de enchimentos condutores para anodos galvânicos 
Tipo Gesso hidratado 
(CaSO4.2H2O) (%) 
Bentonita (%) Sulfato de sódio 
(%) 
Resistividade 
(Ω.cm) 
1 25 75 -- 250 
2 50 50 -- 250 
3 75 20 5 50 
Tipo 1 - usado em solos de baixa umidade, pois bentonita retem água 
Tipo 2 - usado em condições gerais 
Tipo 3 - usado em solos de alta resistividade 
 
Limitações 
 
A diferença de potencial entre anodo e o metal a proteger é pequena, no máximo 
1,2V, logo é preciso ter baixa resistência no circuito. Os anodos de magnésio são usados 
em meios com resistividade de até 6000 Ω.cm e os de zinco em meios de até 1500Ω.cm. 
 
Características da proteção catódica galvânica 
 
• é usada para requisitos de corrente de proteção de até 5A, ou seja, para 
pequenas estruturas. 
• O usada para meios de baixa resistividade. 
• não funciona quando há correntes de interferência. 
• esse processo não permite regulagem da corrente injetada. 
• é preciso repor os anodos após o consumo. 
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Proteção catódica por corrente impressa 
 
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Nesse tipo de proteção liga-se a estrutura a proteger ao terminal negativo de um 
retificador de corrente contínua e a corrente é dispersa fazendo-se uso de um leito de 
anodos inertes, que, por sua vez estão ligados ao terminal positivo do retificactor, 
segundo o esquema abaixo. 
 
 
 
 
 
 
Solo 
_ 
+ 
Retificador 
 
 
 Tubulação a proteger
 s
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Anodos inerte
 
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Tipos de anodos 
 
A Tabela abaixo mostra alguns tipos de materiais para anodos inertes, seu uso e 
características. 
 
Material do anodo Para uso em Densidade de 
corrente no anodo 
(A/m2) 
 Desgaste (kg/A.ano)
Grafite solos, água doce e 
água do mar 
3-5 0,4 
Ferro-silício solos e água doce 10-15 0,2 
Fe-Cr-Si solos, agua doce e 
água do mar 
10-15 0,4 
Pb- Sb-Ag água do mar 50-100 0,1 
Titânio platinizado água do mar ampla faixa desprezível 
Nióbio platinizado água do mar ampla faixa desprezível 
 
Os anodos podem ser arranjados em leitos ao longo da estrutura para uma melhor 
distribuição da corrente. O leito pode ser perpendicular a tubulação e vertical, paralelo à 
tubulação e horizontal e paralelo a tubulação e vertical. 
 
Características do processo de proteção catódica por corrente impressa 
 
• a resistividade do meio não é entrave; 
• recomendado para estruturas de média e grande porte; 
• recomendado quando há correntes de interferência (ou de fuga); 
• permite regulagem; 
• necessita de acompanhamento operacional; 
• custo inicial maior; 
• sujeito à interrupção (falta de energia elétrica); 
• pode ocorrer inversão de polaridade (isso é catastrófico). 
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Inibidores 
 
Definição de Inibidor de corrosão 
 
Utilizando-se o conceito mais tradicional, um inibidor de corrosão é qualquer 
composto químico ou misturas de compostos que, adicionados em pequena quantidade ao 
meio corrosivo em que o metal se encontra, provoquem a redução da velocidade de 
corrosivo em várias ordens de grandeza. Em outras palavras, o inibidor atua sobre a semi-
reação de oxidação e/ou de redução, reduzindo a velocidade das reações do eletrodo 
responsável peio processo global de corrosão. 
 
Mecanismos de ação dos inibidores 
 
Há várias formas de uma substância química atuar como um inibidor de corrosão, 
de acordo com Thomas : 
 
1 - Alterando a dupla camada elétrica (DCE): espécies adsorvidas, em particuhar 
moléculas orgânicas, podem gerar varias substâncias na interfase metal-solução 
produzido um reajuste de cargas e uma conseqüente variação de potencial. Esta mudança 
de potencial através da DCE modifica a cinética do processo de eletrodo. Sais de alquil-
amônio, por exemplo, por serem adsorvidos na forma de cátions orgânicos, levam o aço 
em meio ácido a potenciais mais positivos, no plano interno de Helmholtz, o que 
conseqüentemente provoca uma maior dificuldade para a reação catódica de 
despreendimento de hidrogênio; 
 
2- - Através da formação de barreiras físicas: o inibidor, ao adsorver, pode formar 
uma película que atue como uma verdadeira barreira física, capaz de causar uma 
polarização por resistência ou por concentração. Moléculas grandes como proteínas e 
polissacarídeos são exemplos deste tipo de inibidor; 
 
3 - Redução da reatividade do metal: a interação entre o inibidor adsorvido e os 
átomos metálicos superficiais impede a reação entre o metal e o meio. Não significa 
necessariamente que o inibidor exerça bloqueio sobre esta superfície, mas ele pode atuar 
sobre os sítios mais ativos, diminuindo a velocidade de reação catódica, anódica ou de 
ambas. Esta ocupação dos sítios ativos produz dois efeitos: diminuição da área disponível 
para a reação e alteração da distribuição de cargas na interfase. Nesse caso o mecanismo 
da reação de corrosão não é afetado, produzindo apenas redução da corrente de corrosão 
e pequeno deslocamento do potencial sem mudanças na inclinação da reta de Tafel. Um 
exemplo deste tipo de ação inibidora é do metil n-hexil sulfeto sobre o aço. 
 
4- - Participação do inibidor no processo eletroquímico:as reações catódicas e 
anodicas, em princípio, podem ocorrer através de uma série de etapas e as substâncias 
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orgânicas, que atuam como inibidores (In), podem participar da formação das etapas 
intermediárias da reação. Como exemplo, tem-se a inibição do ferro em soluções ácidas 
por benzoatos e furoatos, formando-se, provavelmente, um complexo do tipo (Fe.In)ADS 
ou (FeOH.In)ADS tornando a reação mais lenta do que a envolvendo o intermediário, 
habitual, inibidor (FeOH)ADS. 
 
5- - Poder-se-ia acrescentar que o inibidor pode atuar através de reações com 
intermediários do processo de corrosão, formando filmes na interfase. É o caso do 
benzotriazol (BTAH) na interfase cobre-ácido sulfúrico. A sua ação inibidora se deve à 
formação do filme polimérico de benzotriazolato cuproso, resultante da reação entre o 
BTAH e o íon Cu (I), intermediário da reação Cu/Cu (II). 
 
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CLASSIFICAÇÃO DOS INIBIDORES 
 
A primeira fase de classificação de um inibidor de corrosão é quanto a sua 
composição química, ou seja, se ele é um composto químico orgânico ou inorgânico. A 
segunda é verificar o seu comportamento (oxidante, não-oxidante, anódico, catódico ou 
de adsorção). 
 
QUANTO A COMPOSIÇÃO QUÍMICA 
Os inibidores inorgânicos e orgânicos são evidentemente identificados, por 
exemplo: 
• inibidores inorgânicos : permanganato de potássio, dicromato de sódio, 
fosfatos etc. 
• inibidores orgânicos : benzotriazol, mercaptobenzotiazol, etilanilina etc. 
 
Os inibidores orgânicos apresentam algumas propriedades especiais em relação aos 
inibidores inorgânicos, como: 
 
(a) Muitos inibidores orgânicos são substâncias com pelo menos um grupo 
funcional responsável pela reação central do processo de adsorção química. Neste caso, a 
força de ligação da adsorção é relacionada à densidade eletrônica do heteroátomo e à 
polarizabilidade do grupo funcional. Por exemplo, a eficiência do inibidor da série 
homóloga das substâncias orgânicas difere somente no heteroátomo utilizado, de acordo 
com a sequência abaixo: 
 
P > Se > S > N > O 
 
Compostos orgânicos como os alcinos, que contenham grupamentos polares (ex. 
acetileno) em sua cadeia carbônica, terão as triplas ligações enfraquecidas. Como o 
fenômeno de adsorção destes compostos ocorre principalmente via tripla ligação, o poder 
de inibição aumenta. A eficiência inibidora foi relatada em relação aos grupamentos 
polares, decrescendo na seguinte ordem : 
 
R-OH > R-O-R > R=S > R-COOR > R-N=N-R > R-CI 
 
(b) A idéia da densidade eletrônica adquire particular importância nos inibidores 
orgânicos aromáticos e heterocíclicos no sentido de dizer o quanto a estrutura pode ser 
afetada pela introdução de substituintes em diferentes posições do anel aromático ou 
heterocíclico. Investigações da propriedade de inibição da piridina e seus derivados 
revelaram que o efeito da inibição aumenta quando a densidade eletrônica para o átomo 
de nitrogênio é aumentado, como na sequência abaixo: 
 
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(c) Resultados obtidos por Trabanelli et al para o n-butil, sec-butil, e terc-butil 
sulfeto evidenciam a importância molecular da configuração, ou seja a efeito estérico da 
substância utilizada como inibidor. De acordo com estes resultados, apresentados na 
figura abaixo, verifica-se que a eficiência do inibidor aumenta indo do composto terciário 
para o secundário e depois para o primário, ou seja, quanto menor o efeito estérico do 
composto, melhor o seu poder de inibição. 
 
 
 
 
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FIGURA - Velocidade de corrosão para o ferro em H2SO4 na presença de n-, sec-, 
terc-butil sulfeto (segundo Trabanelli et al). 
 
(d) Trabanelli et al demonstraram que se não houver diferença no impedimento 
estérico dos compostos estudados a eficiências inibidor aumenta quanto maior o tamanho 
de sua cadeia carbônica. Observando-se a figura verifica-se que a eficiência inibidora 
aumenta do n-butil mercaptana para o n-decil mercaptana. 
 
 
FIGURA - Velocidade de corrosão para o ferro em H2SO4 1N + etanol 10% na 
presença n-butil, n-hexil, n-octil e n-decil mercaptana ( de acordo com Trabanelli et al ). 
 
QUANTO AO COMPORTAMENTO 
 
Inibidores oxidantes : Como oxigênio, água oxigenada, permanganatos, hiper-
osmiatos, pertecnetatos, cromatos, molibdatos, antimoniatos, arseniatos e vanadatos são 
substâncias que atuam passivando o metal, ou seja, elevam o potencial do metal um 
pouco acima do seu potencial de corrosão, provocando a formação de uma película de 
óxido protetora. Relatou-se que a ação dos inibidores oxidantes não e isenta de perigo, 
podendo se apresentar mais prejudicial do que útil, uma vez que a elevação insuficiente 
do potencial do eletrodo pode provocar um aumento considerável na velocidade de 
corrosão, vide figura. 
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Outro perigo de se utilizar um inibidor oxidante em um meio com cloretos, por 
exemplo, é o de se provocar uma corrosão localizada (pite) em certos pontos onde a 
película de proteção formada apresentar pequenas falhas. 
 
 
Figura - Representação esquemática de uma curva de polarizacão anódica de um 
aço inoxidável em H2SO4 com a adição de um inibidor oxidante (ex. O2) . Onde : iH, iO2 e 
ipass, correspondem respectivamente às velocidades de corrosão em acido livre de 
oxigênio, com pequena e alta concentração de oxigênio, respectivamente. 
 
Inibidores não oxidantes : São aqueles que não formam película de óxido no 
eletrodo do metal, por exemplo, os inibidores orgânicos (benzotriazol) que atuam via 
adsorção. 
 
Inibidores anódicos: Estes atuam elevando o potencial de corrosão do metal para 
valores mais positivos, ocorrendo assim uma polarização anódica natural. Em outras 
palavras, esta polarização é devido a um filme (película de óxido ou adsorção) aderente e 
extremamente insolúvel, formado na superfície metálica. 
Substâncias como hidróxidos, carbonatos, silicatos, boratos e fosfatos terciários de 
metais alcalinos são inibidores anódicos, porque reagem com os íons metálicos Mn+ 
produzidos inicialmente no anodo, formando produtos insolúveis, quase sempre 
hidróxidos, que tem uma ação protetora. 
 
Mn+ + n OH- → M(OH)n 
 
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Na utilização de inibidores anódicos, deve-se ter um certo cuidado quanto à 
quantidade adequada para a proteção, pois para cada inibidor existe uma concentração 
critica na solução acima da qual ocorre uma inibição perfeita. Para concentrações do 
inibidor abaixo desta concentração crítica, o produto insolúvel não se forma por toda 
região a ser protegida, ocorrendo assim corrosão localizada nas áreas não cobertas. 
 
Inibidores catódicos : Este tipo de inibidor desloca o potencial de corrosão do 
eletrodo metálico para valores mais negativos, provocando uma polarização catódica 
natural. Os inibidores catódicos atuam fornecendo íons metálicos capazes de reagir com a 
alcalinidade catódica, produzindo compostos insolúveis que envolvem toda a área 
catódica (metal), impedindo a difusão de oxigênio e a condução de elétrons, inibindo 
assim o processo catódico. 
 
Tem-se como exemplo de inibidores catódicos : MgSO4, NiSO4 e Ca(HCO3)2, os 
quais respectivamente formam os seguintes compostos insolúveis na área catódica ao 
reagirem com as hidroxilas (OH-) ; Mg(OH)2 , Ni(OH)2 e CaCO3. 
 
Os inibidores catódicos possuem uma maior segurança em relação aos inibidores 
anódicos, uma vez que agem executando uma polarização catódica, e o metal não reage 
com o meio agressivomesmo que este não esteja totalmente coberto, não ocorrendo 
nenhum tipo de corrosão localizada nestas áreas não cobertas. 
 
Inibidores de adsorção : Estes formam películas protetoras na superfície metálica, 
bloqueando, assim, o metal da ação dos agentes agressivos em solução, provocando uma 
redução considerável no processo corrosivo, as vezes chegando a eliminá-la totalmente. 
Tal como nos inibidores anódicos, na utilização deste tipo de inibidor deve-se ter o 
cuidado de observar na superfície do metal a ocorrência ou não de uma corrosão 
acentuadamente localizada e se isto estiver ocorrendo indicará que o inibidor não está 
tendo acesso a toda área do metal a proteger, sendo necessário verificar se há alguma 
inclusão não metálica na superfície do eletrodo ou se é necessário aumentar a 
concentração do inibidor. 
Este tipo de inibidor poderá ter um caráter anódico, catódico ou até misto (catódico 
e anódico), dependendo da substância utilizada e do sistema envolvido. 
Um dos mais importantes grupos de inibidores de adsorção são os orgânicos, como 
os aldeídos, as aminas, os compostos heterociclicos nitrogenados, as mercaptanas, a uréia 
e as tiouréias substituídas. 
As películas protetoras formadas pelos inibidores de adsorção poderão ser afetadas 
por diversos fatores, como velocidade do fluido, volume e concentração do inibidor, 
temperatura do sistema, natureza do material metálico, tempo de contato entre o inibidor 
e a superfície metálica e a composição do meio agressivo em que se encontra o metal. 
Existem casos em que o oxigênio funciona também como inibidor de adsorção, 
produzindo a passivação. Alguns autores relataram que certas substâncias só possuem 
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ação inibidora em presença de oxigênio, tais como o hidróxido de sódio, o fosfato de 
sódio e o silicato de sódio. Talvez isto ocorra devido a formação de uma camada de óxido 
na superfície, suplementada por filmes de silicatos, fosfatos, etc . 
 
 
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O USO DE INIBIDORES 
 
A utilização de um inibidor químico e indicada principalmente em corrosões 
metálicas ocasionadas por soluções aquosas (águas de abastecimento, de refrigerações 
industriais e naturais), soluções ácidas (armazenamento de ácidos, soluções decapantes 
utilizadas para limpeza ), graxas, óleos de emulsões e outros. Entretanto, para que a 
utilização do inibidor seja satisfatória, devemos considerar : 
 
• O metal; 
• O meio (composição, pH, impurezas, temperatura, agitação e 
microorganismos); 
• As causas e o tipo de corrosão existente no sistema, podendo assim 
identificá-los e solucioná-los; 
• Relação entre o custo do inibidor e as perdas provocadas pela corrosão; 
• Verificar as possíveis reações que possam ocorrer entre o inibidor e os 
componentes do meio agressivo, como, reações com catalisadores do meio, reações com 
o composto químico etileno-glicol provocando queda da eficiência térmica da máquina 
em questão, ou até reações com impurezas do meio produzindo um aumento no consumo 
do inibidor. 
 
TABELA - Alguns inibidores típicos para metais e ligas . 
 
Metal (Liga) Meio Inibidor 
Aço Acido clorídrico Etilanilina, tiomorfolina e mercatobenzotiazol.
Aço Acido sulfúrico Aminas aromáticas, tiouréias, piridinas, 
tiocianatos orgànicos, quinolina e benzotriazol
Aço água Ácido benzóico 
Aço água potável Silicato de sódio 
Aço 
inoxidável 
Ácido sulfúrico Sulfato de calcio, mercaptobenzotiazol e 
benzotriazol. 
Aço doce Cloreto sódio Hidróxido de sódio 
Aço doce 0,03% de NaCl Benzoato de sódio 
Aço doce Agua Nitríto de sódio 
Aço doce K2SO4 Eritritol 
Alumínio NaOH aquoso 0,3 % Permanganato de potássio 
Cobre Acido sulfurico Benzotriazol, e 1,10 fenantrolin 
Cobre KBr 0,1 M com 
(Fe+3) = 5,0 mM 
HMTA 
Chumbo Agua (pH = 6) Hexametafosfato de sódio 
Ferro fundido KCl 10-2 M Benzotriazol + Trietilamina. 
Ferro Acido sulfúrico Benzotriazol 
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Zinco Água salgada Silicato de sódio 
 
REVESTIMENTOS 
 
O revestimento do metal pode ser feito por diferentes razões, mas a principal é a 
proteção contra a corrosão. 
Podemos dizer que as principais categorias de revestimentos protetores são: 
• revestimentos metálicos; 
• revestimentos inorgânicos não metálicos; 
• revestimentos orgânicos. 
 
REVESTIMENTOS METÁLICOS 
 
A ação anticorrosiva desse tipo de revestimento pode se dar por diversos 
fatores: 
• formação de película protetora de óxidos, hidróxidos ou outros compostos, 
através da reação do metal do revestimento com meio oxidante. Exemplos: revestimento 
de alumínio, zinco, cromo e níquel; 
• os metais usados apresentam elevada sobretensão para a reação de 
desprendimento de hidrogênio, sendo por esta razão, mais resistentes aos meios ácidas 
não aerados, exemplos: estanho, chumbo, zinco e cádmio. 
 
Os revestimentos catódicos em relação ao material base devem se apresentar livres 
de fendas porque, do contrário, ocorrerá infiltração do eletrólito e o metal base sofrerá 
rápida corrosão, principalmente se a relação área catódica /área anódica for elevada. Os 
revestimentos mais anódicos do que o metal a ser revestidos não apresentam este 
problema porque no caso de falhas o material do revestimento é que será anodo da pilha, 
protegendo o metal base, exemplo: zinco e um revestimento anódico para o ferro. 
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REVESTIMENTOS NÃO METÁLICOS INORGÂNICOS 
 
São compostos inorgânicos depositados diretamente sobre a superfície metálica ou 
formados sobre a mesma. São exemplos: esmaltes vítreos, vidros, porcelanas, cimentos, 
óxidos, carbetos, nitretos, boretos e silicíetos. 
Os esmaltes vítreos são principalmente constituídos de borossilicatos de alumínio e 
sódio ou potássio e são resistentes aos ácidos com exceção de ácido fluorídrico. 
Os vidros são empregados em revestimentos de tubulações e de reatores. 
Os cimentos e porcelanas costumam ser empregados em tanques e tubulações de 
água salgada. Eles são constituídos de um agregado inerte (quartzo), solução de silicato 
de sadio ou potássio e fluorssilicato de sódio. 
Os óxidos (Al2O3, BeO, Cr2O3, ZrO2 e ThO2), os carbetos (TiC e B4C), os nitretos 
(AlN e BN), os boretos (ZrB2 e TiB2) e os silicietos (NbSi2, WS2 e MoSi2) são em geral 
empregados como revestimentos refratários. 
 
REVESTIMENTOS ORGÂNICOS- TINTAS E POLÍMEROS 
 
Tintas 
 
Os revestimentos à base de tintas constituem dos processos anticorrosivos mais 
difundidos por serem de fácil aplicação e econômicos. 
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De maneira geral, as tintas apresentam, como constituintes: veículo, aditivos, 
pigmentos e, na maioria dos casos, solvente. 
Veículo - é a parte liquida da tinta onde a pigmentação está dispersa. Óleos 
naturais, tais como óleo de linhaça são exemplos, além de resinas sintéticas. 
Aditivos - se encontram em pequenas quantidades para conferir propriedades 
específicas. São, per exemplo, secantes, plastificantes tóxicos (que combatem a formação 
de micro-organismos), antioxidantes, etc. 
Pigmentos- são sólidos quase totalmente insolúveis no veículo, que fica disperso 
no mesmo. Tem como objetivo: dar proteção anticorrosiva, conferir cor e melhorar as 
características mecânicas da película. 
Dá-se o nome de corante ao pigmento solúvel no veiculo. 
 
Polímeros 
 
Entre os plásticos ou polímeros mais usados estão o Teflon (politetrafluoretileno, 
PTFE),policlorotrifluoretiieno, difluoreto de polivinilideno, polietileno, cloreto de 
polivinila (PVC) e polipropileno. 
Os polímeros apresentam algumas vantagens sobre revestimentos metálicos como: 
peso reduzido, fácil transporte e instalação, resistência a solos e agentes corrosivos, são 
flexíveis e atóxicos, porém apresentam como inconvenientes: pouca resistência a 
determinados solventes, baixa resistência à elevadas temperaturas (polímeros 
termoplásticos). Entre as exceções estão as fibras de nitreto de boro, que resistem a 
temperaturas de 2480ºC. 
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Exercícios – Proteção contra à corrosão 
1) Qual a diferença entre corrosão galvânica e proteção catódica por anodos 
de sacrifício? 
 
2) Explique o modo de funcionamento da proteção catódica por corrente 
impressa. 
 
3) Quais as diferenças entre proteção catódica por corrente impressa e por 
anodo de sacrifício? Quanto é usado cada uma delas? 
 
4) O que são inibidores de corrosão? Quais os tipos de inibidores existem? 
 
5) Como atuam os inibidores anódicos? Quais as cuidados que devem ser 
tomados? 
 
6) O que são inibidores voláteis? Quando eles são utilizados? 
 
7) O que são revestimentos metálicos? Por que são utilizados? 
Revestimentos metálicos provocam corrosão galvânica?