ESTUDO SOBRE PROTEÇÃO CATODICA POR CORRENTE IMPRESSA

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CENTRO UNIVERSITARIO DE BARRA MANSA
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE GRADUAÇÂO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Edvandro Andrade Costa
Tiago Machado Mendes
ESTUDO SOBRE PROTEÇÃO CATODICA POR CORRENTE IMPRESSA
Barra Mansa
2017
CENTRO UNIVERSITARIO DE BARRA MANSA
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE GRADUAÇÂO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Edvandro Andrade Costa
Tiago Machado Mendes
ESTUDO SOBRE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA
Barra Mansa
2017
CENTRO UNIVERSITARIO DE BARRA MANSA
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE GRADUAÇÂO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Edvandro Andrade Costa
Tiago Machado Mendes
ESTUDO SOBRE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA
 (
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Elétrica do Centro Universitário de Barra Mansa como requisito parcial para obtenção do titulo de Bacharel em Engenharia Elé
trica, sob a orientação do Prof. Dr. Tiago Brandão Costa.
)
Barra Mansa
2017
CENTRO UNIVERSITARIO DE BARRA MANSA
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
CURSO DE GRADUAÇÂO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Edvandro Andrade Costa
Tiago Machado Mendes
ESTUDO SOBRE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA
 (
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Elétrica do Centro Universitário de Barra Mansa como requisito parcial para obtenção do titulo de Bacharel em Engenharia Elétrica, sob a orientação do Prof.
 Dr. Tiago Brandão Costa.
)
Data da aprovação:
___________________________________
Prof. Dr. Tiago Brandão Costa
___________________________________
Prof. Dr. Dener Martins dos Santos
___________________________________
Profª. Me. Carolina Rocha Luiz Vianna
Barra Mansa
2017
 (
Dedicamos esse trabalho aos nossos pais
 e amigos
 com amor e carinho.
)
AGRADECIMENTOS
Agradecemos a Deus por nos dar força para a conclusão deste trabalho, um sonho que se torna realidade.
Agradecemos ao nosso orientador, Professor Doutor Tiago Brandão Costa por sua atenção e ensinamento e pela banca examinadora pela contribuição ao presente trabalho.
Agradecemos a nossas famílias pela cooperação nas horas prolongadas de estudos e a todos aqueles que nos auxiliaram para que nosso trabalho fosse finalizado com êxito.
 (
Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível.
Charles Chaplin
)
RESUMO
Com o avanço de novas tecnologias, a proteção contra a corrosão, no Brasil, é recente. Porém, o conhecimento do fenômeno de corrosão e os primeiros estudos para preveni-la datam de muito tempo. O processo eletroquímico da corrosão tem primeiros indícios no inicio do século XIX. Contudo, só houve a divulgação e a conscientização das comunidades técnicas dos problemas da corrosão a partir da metade do século XX. No Brasil, nasceu a conscientização para a importância dos problemas de corrosão com o advento da indústria do petróleo. Os problemas causados pela corrosão são frequentes e ocorrem em varias áreas industriais, como por exemplo, na indústria química, petrolífera, petroquímica, naval, de construção civil, automobilística, entre outras. Esse tipo de problema ocasiona perdas econômicas a essas indústrias. Com o avanço mundial da tecnologia, os custos com corrosão se elevam, tornando-se um fator de grande importância a ser considerado já na fase de projeto de grandes instalações industriais para evitar ou minimizar futuros processos corrosivos. Diante dessa importância, o presente trabalho que será realizado na forma de revisão bibliográfica, tem como objetivo estudar o processo de proteção catódico e suas diversas aplicações. Mediante aos estudos realizados, concluiu-se que a proteção catódica é uma técnica eficiente à proteção contra corrosão e em instalações de tubulações de aço enterradas e estruturas metálicas em geral, tem uma boa funcionalidade quando os projetos são bem dimensionados e decorrentes de um estudo das informações de campo e levantamento de dados de medição e ocorrência de corrosão. Entretanto, não são satisfatórios para projetos de pequeno porte e baixo custo.
Palavras chave: Proteção catódica, corrosão.
ABSTRACT
With the advancement of new technologies, protection against corrosion in Brazil is recent. However, the knowledge of the phenomenon of corrosion and the first studies to prevent it date from a long time. The electrochemical process of corrosion has early indications at the beginning of the 19th century. However, there was only the dissemination and awareness of technical communities of the problems of corrosion since the mid-twentieth century. In Brazil, awareness was born about the importance of corrosion problems with the advent of the oil industry. The problems caused by corrosion are frequent and occur in several industrial areas, such as in the chemical industry, petroleum, petrochemical, naval, civil construction, automobile, among others. This type of problem causes economic losses to these industries. With the worldwide advancement of technology, corrosion costs rise, becoming a major factor to be considered already in the design phase of large industrial facilities to avoid or minimize future corrosive processes. In view of this importance, the present work, which will be carried out in the form of bibliographic review, aims to study the process of cathodic protection and its various applications. Through the studies carried out, it was concluded that cathodic protection is an efficient technique for protection against corrosion and in installations of buried steel pipes and metallic structures in general, it has a good functionality when the projects are well sized and resulting from a study of the Field information and measurement and corrosion occurrence data collection. However, they are not suitable for small and low-cost projects.
Key words: Cathodic protection, corrosion.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Corrosão										16
Figura 2 - Ciclo dos metais									17
Figura 3 - Processo de corrosão eletroquímica						18
Figura 4 - Dois metais em contato com a água do mar					20
Figura 5 - Pilha de corrosão galvânica							20
Figura 6 - Esquema de proteção catódica galvânica						24
Figura 7 - Esquema de proteção catódica por corrente impressa				25
Figura 8 - Retificador										28
Figura 9 - Esquema elétrico de um retificador						28
Figura 10 - Tipos de anodos									29
Figura 11 - Medição do potencial tubo/solo de uma tubulação enterrada			32
Figura 12 - Ponto de medição para teste							40
LISTA DE SIGLAS
IEC		Instalações de engenharia de corrosão LTDA
CA		Corrente alternada 
CC		Corrente continua
Cu/CuSO4	Cobre/Sulfato de Cobre
CREEM	Congresso de estudantes de engenharia mecânica
mA/m²		Miliampere por metro ao quadrado
mA/ft²		Miliampere por pés ao quadrado
I		Intensidade da corrente
mA		Miliampere
Dc		Densidade da corrente
F		Fator de correção da velocidade
E		eficiência do revestimento
P		Resistividade elétrica do eletrólito
V		Volt
mV		Milivolt
A/m²		Ampere por metro ao quadrado
C0		Concentração critica de hidrogênio na sub superfície
iH		Densidade de corrente critica
T		Temperatura 
SUMÁRIO
1.	 INTRODUÇÃO	14
1.1.	 OBJETIVOS	14
1.1.1. OBJETIVOS GERAIS	14
1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS	15
1.2.	 JUSTIFICATIVA	15
2.	 FUNDAMENTAÇÃO TEORICA	16
2.1.	 CORROSÃO	16
2.1.1. CORROSÃO POR PROCESSO QUÍMICO	17
2.1.2. CORROSÃO POR PROCESSO ELETROQUÍMICO	18
2.2.	 TIPOS DE CORROSÃO	19
2.3.	 PILHA DE CORROSÃO	20
2.4.	 METODOS DE COMBATE A CORROSÃO	23
2.4.1. REVESTIMENTOS PROTETORES	23
2.4.2.	PROTEÇÃO ANÓDICA	23
2.4.3.	PROTEÇÃO CATÓDICA	24
2.4.4.	INIBIDORES DE CORROSÃO	26
3.	 PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA	27
3.1.	 EQUIPAMENTOS E MATERIAIS EMPREGADOS NOS SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA	27
3.2.	 CORRENTE NECESSÁRIA PARA PROTEÇÃO CATÓDICA	30
3.3.	 CRITÉRIOS DE PROTEÇÃO CATÓDICA	32
3.4.	 DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA	34
3.4.1.	DEFINIÇÃO DO NÚMERO DE PONTOS DE INJEÇÃOimpressa descrito neste artigo foi projetado para ser aplicado ao casco molhado exterior de um navio. O potencial de ferro tem que mudar da região de corrosão para a proteção anódica ou proteção catódica para prevenir a corrosão, fornecendo fonte CC externa. A proteção catódica é um sistema de prevenção da corrosão ao forçar todas as superfícies de um casco subaquático a serem cátodos, fornecendo ânodos externos.
Geralmente, o sistema proteção catódica por corrente impressa compreende vários ânodos, eletrodos de referência e unidades de controle de potência. 
A corrosão de um metal em água é protegida por uma corrente que flui de uma área do casco para outra área. A única área onde a corrente deixa o casco e entra na água do mar é chamada de "anódica" e outra área onde a corrente entra no casco da água do mar é chamada de "catódica". A corrosão ocorre apenas nas áreas anódicas.
A fonte de alimentação executa duas funções. Ele converte a alimentação CA de bordo para uma corrente CC de baixa tensão e controla esta CC em uma ampla faixa pelo controlador. O ânodo do sistema proteção catódica por corrente impressa está conectado ao CC, ele irá entregar uma corrente para o casco que suprime o fluxo atual da área anódica e faz o casco inteiro "catódico" e parar a corrosão no casco.
A tensão CC desenvolvida entre o eletrodo de referência e o casco está conectada ao controlador. O controlador compara o nível de proteção catódica do casco conforme determinado a partir do eletrodo de referência com o nível de proteção desejado conforme estabelecido pelo operador.
O eletrodo de referência é isolado do casco e não recebe nenhuma corrente de ânodo. O controlador usa o sinal do eletrodo de referência para determinar se a fonte de alimentação e o ânodo devem ser mais ou menos atualizados no processo de design do sistema proteção catódica por corrente impressa, é difícil conhecer a distribuição potencial esperada sobre o casco subaquático que leva à dependência de medidas de densidade de corrente como meio de avaliação. O potencial de corrosão é influenciado pelos fatores ambientais, como a velocidade e o pH. Conseqüentemente, quando o sistema proteção catódica por corrente impressa é projetado, vários fatores de proteção precisam refletir de acordo uma vez com os ambientes marinhos.
5. CONCLUSÃO
Mediante aos estudos realizados, concluiu-se que a proteção catódica é uma técnica eficiente à proteção contra corrosão e em instalações de tubulações de aço enterradas e estruturas metálicas em geral, tem uma boa funcionalidade quando os projetos são bem dimensionados e decorrentes de um estudo das informações de campo e levantamento de dados de medição e ocorrência de corrosão. Entretanto, não são satisfatórios para projetos de pequeno porte e baixo custo. Quanto maior a importância das tubulações a serem protegida, mais vantagem serão implementadas de um meio de proteção para estas tubulações por exemplo. Sistemas onde não pode haver interrupções para a troca ou reparo em tubulações por conta de corrosão se torna indispensável o uso de uma proteção catódica de qualidade e também uma atenção especial para a operação e manutenção dos componentes da Proteção Catódica.
O que implica dizer que seria uma aplicação eficiente, no entanto, representa uma grande desvantagem considerando o custo de inspeção e manutenção no sistema. Foi concluído também que uma corrente elétrica especifica, imposta a uma estrutura metálica, protege neutralizando contra os efeitos corrosivos existente nos diversos ambientes onde estas estruturas estão expostas.
Apesar de não ser um assunto muito conhecido, o uso de Proteção Catódica é de extrema necessidade para minimizar os efeitos da corrosão. Este tipo de proteção se torna indispensáveis na maioria das estruturas metálicas, como por exemplo na proteção de tubulações enterradas de uma Termelétrica onde se tem a dificuldade de inspeção nestas tubulações enterradas, evitado assim muitos gastos desnecessários e grande parte dos estudos realizados sobre este método de combate foi realizado por cientistas na China, conforme foi relatado nos artigos pesquisados e inseridos nos presente trabalho. 
6. REFERÊNCIAS
DUTRA, Aldo cordeiro, DUTRA, Laerce de Paula. Proteção catódica: técnicas de combate à corrosão. 4ª ed revista e ampliada. Rio de Janeiro. Editora Interciência, 2006.
GENTIL, Vicente. Corrosão: Livros Técnicos e Científicos. 5ªed. Rio de Janeiro. Editora LTC, 2007.
GOMES, Luiz Paulo. Sistema de proteção catódica. 1ª edição. Rio de Janeiro. Editora IEC, 1995.
MELLO B. H., Renato. Proteção catódica. In: Congresso Nacional de Estudantes de Engenharia Mecânica (CREEM). XXII. 20015. Campos dos Goytacazes. O efetivo combate a corrosão. Rio de Janeiro: Petrobras/UO-BC, 2015. p. 1-115.
QIAO, Guofu, et al. Numerical optimization of an impressed current cathodic protection system for reinforced concrete structures. Construction and Building Materials, V. 119, 260-267. 2016.
SYAIFUL A., Mochammad, et al. Light-weight cementitious conductive anode for impressed current cathodic protection of steel reinforced concrete application. Construction and Building Materials, V.71, 167-180. 2014.
CHRISTODOULOU, C., et al. Assessing the long term benefits of Impressed Current Cathodic Protection. Corrosion Science, V.52, 2671-2679. 2010.
 
XU, L. Y., et al. Effect of alternating current on cathodic protection on pipelines. Corrosion Science, V.66, 263-268.2012. 
ZHANK, Lei, et al. Effect of the cathodic current density on the sub-surface concentration of hydrogen in X80 pipeline steels under cathodic protection. International Journal of Hidrogen Energy, V.42, 3389-3398. 2016.
GUO, Yanbao, et al. Effects of alternating current interference on the cathodic protection for API 5L X60 pipeline steel. Journal of Natural Gas Science and Engineering, V.36, 3389-3398. 2016.
SEOK OH, Jin, et al. A New Protection Strategy of Impressed Current Cathodic Protection for Ship. KSME International Journal, Vol. 18. n. 4. 592 – 596. 2004.
CUSTO DO PROJETO	
215000	MANUTENÇÃO	
15000	ENERGIA	
972067.2	CUSTO EVITADO TOTAL	
987067.2	
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image17.emfDE CORRENTE	34
3.4.2.	CÁLCULO DA MASSA DE ANODOS	35
3.5.	 CÁLCULO DA RESISTÊNCIA DO CIRCUITO	36
3.5.1.	RESISTÊNCIA TOTAL DO CIRCUITO	36
3.6.	 VERIFICAÇÃO DO NÚMERO DE ANODOS	38
3.7.	 MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA	39
3.7.1.	MANUTENÇÃO EM TUBULAÇÕES ENTERRADAS	39
3.8.	 CUSTO DA PROTEÇÃO CATÓDICA	41
3.9.	 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA TE PROTEÇÃO CATÓDICA	44
3.9.1.	VANTAGENS	44
3.9.2.	DESVANTAGENS	44
3.10.	APLICAÇÕES DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA NO BRASIL	44
4.	 APLICAÇÕES DO MÉTODO DE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA	46
5.	 CONCLUSÃO	52
6.	 REFERÊNCIAS	53
INTRODUÇÃO
Com o desenvolvimento de novas indústrias no Brasil e em outros países, se encontra diversas instalações metálicas enterradas ou ate mesmo submersas, como exemplo, oleodutos, gasodutos, tubulações industriais enterradas, navios, plataformas, de petróleo e muitas outras, vêm aumentando ao decorrer de cada ano. 
E com isso vêm as consequências que é o grande aumento da corrosão em grandes proporções, sendo assim obrigando o desenvolvimento de novas técnicas para combater a corrosão, tais como, processos metalúrgicos, revestimentos protetores, e em destaque a proteção catódica que no seu campo de utilização elimina por completo o processo de corrosão, transformando a estrutura metálica que se deseja a proteger no catodo de uma pilha artificial tornando a corrosão termodinamicamente impossível. 
A história da proteção catódica data do século XIX, quando a eletroquímica dava também os seus primeiros passos, principalmente na Inglaterra, onde os anais da Real Sociedade guardam, ate hoje, as comunicações dos cientistas da época, entre eles Faraday, Marianini, Becquerel, Walcker e, particularmente, Sir Humphrey Davy. Este cientista realizou um trabalho extraordinário no campo da eletroquímica. Em 1823, foi comissionado pelo Almirante Britânico para estudar uma solução para os problemas de corrosão na chaparia de cobre que revestia o casco de madeira dos navios de guerra de Sua Majestade. (DUTRA e NUNES, 2006).
OBJETIVOS
1.1.1. OBJETIVOS GERAIS
· Estudar os processos de proteção catódica e suas aplicações;
· Analisar como a corrente passa do eletrodo para a tubulação; 
· Aprofundar o estudo sobre a proteção catódica por corrente impressa.
1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Demonstrar como ocorrem os processos corrosivo, eletrolítico;
· Descrever os métodos de proteção à corrosão em tubulações enterradas, concreto armado e casco de navios;
· Descrever os tipos de matérias e os meios corrosivos que estão sendo aplicado o processo de proteção catódica nos últimos anos.
1.2. JUSTIFICATIVA
O trabalho foi desenvolvido com a intenção de apresentar o funcionamento da proteção catódica por corrente impressa, pois é um assunto pouco conhecido e mostrar as diferentes áreas de aplicações.
FUNDAMENTAÇÃO TEORICA
CORROSÃO
A corrosão é o resultado de alterações indesejáveis ocorridas em materiais, principalmente metálicos, devido à ação química e/ou eletroquímica do meio ambiente, associada ou não a esforços mecânicos Figura 1 (GENTIL, 2003).
Figura 1 – Corrosão 
Fonte XXI CREEM 2015.
A corrosão é, na grande maioria dos casos, fruto de uma reação eletroquímica que envolve metais e um eletrólito, composto, de um modo geral, de substâncias químicas e água, as quais se combinam formando pilhas capazes de gerar uma corrente elétrica. Os solos, por mais secos que pareçam, sempre contêm água e funcionam, normalmente, como excelentes eletrólitos para a passagem dessa corrente. Quando uma tubulação de aço ou de ferro é enterrada, ela fica sob a ação de processos corrosivos, ou pilhas de corrosão, que podem ser causados por contatos elétricos entre dois metais diferentes, heterogeneidades do aço ou do ferro, heterogeneidades do solo, eletrólise causada por correntes elétricas de fuga oriundas de fontes externas de força eletromotriz (como os geradores de corrente contínua das estradas de ferro eletrificadas) ou pela combinação de alguns ou de todos esses fatores atuando ao mesmo tempo, como acontece na maioria das vezes. Em casos especiais, menos comuns, uma tubulação enterrada pode ser atacada também pela corrosão resultante da ação de certos tipos de bactérias (GOMES, 1995).
Nos processos de corrosão, os metais reagem com os elementos não metálicos, como exemplo, o oxigênio e o enxofre, produzindo compostos semelhantes ao encontrado na natureza, da mesma forma que eles foram extraídos. Portanto pode ser concluir que a corrosão corresponde ao inverso do processo metalúrgico por ação química ou eletroquímica do meio ambiente aliado ou não a esforços mecânicos conforme a Figura 2 (DUTRA e NUNES, 2006).
Figura 2 – Ciclo dos metais
Fonte livro proteção catódica técnicas de combate à corrosão, DUTRA e NUNES, 2006.
CORROSÃO POR PROCESSO QUÍMICO
A corrosão química é caracterizada pela reação química do metal com o agente corrosivo, não havendo deslocamentos dos elétrons envolvidos em direção a outras áreas do metal. A corrosão se forma na superfície do metal exposto no meio, podendo constituir uma película que, dependendo do metal, do meio e condições que processa a reação, pode apresentar diversas propriedades. O campo de atuação da corrosão química é mais restrito que o da corrosão eletroquímica, e ocorre com mais frequência, esta se compõe principalmente da oxidação com destaque em corrosão em alta temperatura, em meio gasoso, em alguns meios líquidos e em temperatura ambiente (DUTRA e NUNES, 2006).
CORROSÃO POR PROCESSO ELETROQUÍMICO
Na corrosão eletroquímica, os elétrons são cedidos em determinadas regiões e recebidos em outras, aparecendo uma pilha de corrosão. Esse processo eletroquímico de corrosão pode ser composto em três etapas principais, processo anódico onde há passagem dos íons para solução, deslocamento dos elétrons e íons onde se observa a transferência dos elétrons das regiões anódicas para as catódicas pelo circuito metálico e uma difusão de anions e cátions na solução e processo catódico onde há recepção de elétrons, na área catódica, pelos íons ou moléculas existentes (GENTIL, 2003)
A característica mais importante do processo eletroquímico é que ele só se verifica em presença de eletrólito, a corrosão é composta por duas reações parciais, reação anódica e reação catódica, processadas em pontos distintos. A reação anódica é uma reação de oxidação, que são liberados elétrons que se deslocam para outro ponto do metal onde ocorre a reação catódica que é uma reação de redução. A dissolução do metal é uma consequência da reação anódica, conduzindo a redução de espécies presentes no meio, não havendo a participação do metal. Esse mecanismo se traduz como funcionamento de uma pilha de corrosão que requer quatro elementos imprescindíveis, uma área onde se passa a reação anódica, uma área destinada onde se passa a reação catódica, uma ligação metálica que une as duas áreas e um eletrólito em contato simultâneo com as mesmas áreas, como pode ser visto na Figura 3 (DUTRA e NUNES, 2006).
Figura 3 – Processo de corrosão eletroquímica
Fonte livro proteção catódica técnicas de combate à corrosão, DUTRA e NUNES, 2006.
TIPOS DE CORROSÃO
As corrosões de natureza eletroquímica recebem designação diferente, como a natureza do meio corrosivo, tipos de metais e até os aspectos de corrosão, sendo os mais comuns, corrosão galvânica, corrosão atmosférica, corrosão pelo solo, corrosão pela água e corrosão eletrolíca (DUTRA e NUNES, 2006).
· A corrosão tem o processo corrosivo resultante do contato elétrico do material dissimilar em presença de um eletrólito (DUTRA e NUNES, 2006);
· Corrosão atmosférica é o processo corrosivo em estruturas aéreas, dependendo basicamente da umidade do ar, do teor de sais e do teor dos gases poluentes (DUTRA e NUNES, 2006);
· A corrosão pela água é o processo onde a estrutura metálica se encontra em contato com o meio aquoso (DUTRA e NUNES, 2006);
· A corrosão pelo solo são observados em estruturas enterradas, a corrosão depende do teor deumidade do solo, da composição química e do pH do próprio solo, um solo de resistividade baixa é mais agressivo, por possuir mais umidade e mais sais dissolvidos e um solo com resistividade alta é menos agressivo. Outros fatores podem ser, presença de bactérias que podem acelerar o processo corrosivo e o grau de aeração, quanto maior o teor de oxigênio maior será a corrosão (DUTRA e NUNES, 2006).
O comportamento do solo no meio corrosivo deve ser considerado de grande importância, levando em consideração as enormes extensões de tubulações enterradas, como oleodutos, gasodutos, adutoras e minerodutos, e as grandes quantidades de tanques enterrados armazenando combustível. A corrosão em tubulações ou tanques contendo combustíveis podem causar perfurações que provocam vazamentos, com consequente contaminação do solo ou de lençóis freáticos, e com possibilidades de incêndios e explosões (GENTIL, 2003). 
PILHA DE CORROSÃO
Quando há dois metais em contato com o eletrólito, água do mar, cada metal desenvolve seu próprio potencial, o potencial do ferro é mais negativo em contato com a água do mar, sendo assim o ferro é mais ativo que o cobre Figura 4 (DUTRA e NUNES, 2006).
Figura 4 – Dois metais em contato com a água do mar1
Fonte livro proteção catódica técnicas de combate a corrosão DUTRA e NUNES, 2006.
Ao ligar esses dois metais com um condutor metálico conforme a Figura 5, suas condições de equilíbrio são rompidas, esse resultado acaba formando uma pilha de proteção galvânica eletroquímica, com sua força eletromotriz dada pela diferença de potencial dos dois metais (DUTRA e NUNES, 2006).
Figura 5 – Pilha de corrosão galvânica 
Fonte livro proteção catódica técnicas de combate à corrosão DUTRA, 2006.
Desta forma os elétrons retidos no ferro, são sujeitos a uma força eletromotriz que se deslocam dele para o cobre formando uma corrente elétrica eliminando a reversibilidade da reação anódica, fazendo com que o ferro se dissolva continuamente enquanto houver saída para seus elétrons (DUTRA e NUNES, 2006).
O ferro recebe o nome de anodo de pilha, por se o metal onde ocorre a reação anódica, enquanto o cobre recebe o nome de catodo de pilha, com o rompimento do equilíbrio a reação reversível ocorre no sentido oposto ao caso do ferro, isto ocorre devido a pouca disponibilidade de Cu++, com isso, esta reação acaba logo deixando de existir os íons de cobre, mas o cobre continua recebendo o fluxo de elétrons e surge uma nova reação no sistema, que também é uma reação de redução, denominada reação catódica (DUTRA e NUNES, 2006).
Os metais foram ordenados em uma tabela, à qual se deu o nome de “serie eletromotiz dos elementos”, apresentado na tabela 1
Tabela 1 – Série Eletomotiz – Potencial Padrão de Metais
	Reação de eletrodo
	Potencial E0 (volt)
	Reação de eletrodo
	Potencial E0 (volt)
	Li+ + e = Li
K+ + e = K
Ba++ + 2e = Ba
Ca++ + 2e = Ca
Na+ + e = Na
Mg++ + 2e = Mg
Al++ + 3e = Al
Ti++ + 2e = Ti
Zr++++ +4e = Zr
Mn+++ +2e = Mn
Nb+++ +3e = Nb
Zn++ + 2e = Zn
Cr+++ + 3e = Cr
Fe++ +2e = Fe
Cd++ + 2e = Cd
	-3,045
-2,925
-2,906
-2,066
-2,714
-2,363
-1,662
-1,628
-1,529
-1,180
-1,100
-0,762
-0,744
-0,440
-0,443
	Co++ + 2e = Co
Ni++ + 2e = Ni
Mo+++ + 3e = Mo
Sn++ + 2e = Sn
Pb++ +2e = Pb
H+ + e = ½ H2
Cu++ + e = Cu+
Cu++ + 2e = Cu
Fe+++ + e = Fe++
Hg2++ + 2e = 2Hg
Ag+ + e = Ag
Hg++ + 2e = Hg
Pd++ + 2e = Pd
Pt++ + 2e = Pt
Au+++ + 3e = Au
	-0,277
-0,250
-0,200
-0,136
-0,126
-0,000
+0,153
+0,337
+0,771
+0,788
+0,799
+0,854
+0,987
+1,190
+1,498
Referencia: DUTRA e NUNES, 2006 
Na utilização dos matérias, dificilmente ocorrem as condições padrão, tendo-se os mais variados íons nos mais diversos meios. Assim, na pratica, usa-se uma serie galvânica especifica para cada meio considerando seno a mais difundida a relativa à agua do mar.
Esta série é composta de matérias metálicos, isto é, metais e ligas, de emprego mais amplo na indústria. Os materiais são ordenados em função do seu comportamento relativo, no meio em causa, conforme apresentado na tabela 2.
Tabela 2 – Série Galvânica de Materiais Metálicos na Água do Mar (DUTRA e NUNES, 2006)
EXTREMIDADE ANÓDICA (Menos Nobre)
1. Magnésio e suas ligas
2. Zinco
3. Alumínio comercialmente puro (1100)
4. Cádmio
5. Liga de alumínio (4,5 Cu, 1,6 Mg, 0,6 Mn)
6. Aço carbono
7. Ferro fundido
8. Aço inoxidável (13 Cr ativo)
9. Ni-Resist (ferro fundido com alto níquel)
10. Aço inoxidável (ativo) AISI-304 (18-8 Cr-Ni)
11. Aço inoxidável (ativo) AISI-316 (18-10-2 Cr-Ni-Mo)
12. Liga de chumbo e estanho (solda)
13. Chumbo
14. Estanho
15. Níquel (ativo)
16. Inconel (ativo)
17. Latões (Cu-Sn)
18. Cobre
19. Bronze (Cu-Sn)
20. Cupro níqueis (60-90 Cu, 40-10 Ni)
21. Monel (70 Ni 30 Cu)
22. Solda prata
23. Níquel (passivo)
24. Inconel (passivo)
25. Aço inoxidável ao cromo (11-13 Cr passivo)
26. Aço inoxidável AISI-304 (passivo)
27. Aço inoxidável AISI-316 (passivo) 
28. Prata
29. Titânio
30. Grafite
31. Ouro
32. Platina
EXTREMIDADE CATÓDICA (Mais Nobre)
METODOS DE COMBATE A CORROSÃO
Os processos corrosivos são classificados em dois grupos, corrosão eletroquímica e corrosão química, que inclui oxidação em altas temperaturas, para se combater a corrosão em cada grupo a proteção catódica é um dos métodos aplicado a corrosão eletroquímica (DUTRA e NUNES, 2006).
A proteção contra corrosão eletroquímica é baseada em impedir ou controlar o funcionamento da pilha de corrosão (DUTRA e NUNES, 2006).
REVESTIMENTOS PROTETORES
São aplicados formando uma barreira entre o metal e o meio corrosivo. Esses revestimentos podem ser orgânicos, por exemplo, a pintura industrial, revestimento com plástico, revestimento com borracha, os inorgânicos que podem ser a anodização, cromatização, fosfatização, revestimento com argamassa de cimento, revestimento em vidro entre outros e por ultimo o revestimento metálico, por exemplo, metalização eletrodeposição, deposição química, entre outros (DUTRA e NUNES, 2006).
PROTEÇÃO ANÓDICA
É um processo de controle da corrosão, ela consiste em se impor a superfície na qual se deseja a proteger um potencial anódico no domínio de passividade do metal no meio. Este tipo de proteção só pode ser empregado em sistemas que tenham transição ativo/passivo, assim, a proteção anódica proporciona uma película protetora e também estabiliza essa película. A proteção anódica é muito restrita no Brasil, mas em outros países vem sendo aplicada em indústrias químicas e eletroquímicas (DUTRA e NUNES, 2006).
PROTEÇÃO CATÓDICA
É um meio de controle da corrosão que transforma a estrutura do metal a ser protegida em um catodo de uma célula eletroquímica ou eletrolítica. Essa proteção é utilizada em estruturas metálicas enterradas ou submersas em longas distâncias. Este tipo de proteção não pode ser utilizado em estruturas aéreas, pois tem a necessidade de um eletrólito continuo que não se consegue na atmosfera. Apesar disso é uma forma muito mais eficiente de combate à corrosão que a proteção anódica e a proteção por revestimento protetores (DUTRA e NUNES, 2006).
Existem dois métodos de proteção catódica, proteção catódica galvânica, onde a corrente elétrica é promovida pela força eletromotriz existente entre o metal a proteger e outro metal escolhido como anodo, resultado da diferença de potencial eletroquímico, conforme mostra o esquema na Figura 6 (DUTRA e NUNES, 2006). 
Figura 6– Esquema de proteção catódica galvânica 
Fonte livro proteção catódica técnicas de combate a corrosão, DUTRA e NUNES, 2006.
O outro método é a Proteção Catódica por Corrente Impressa, onde a corrente é promovida por uma força eletromotriz gerada por uma fonte geradora de corrente continua, por exemplos, retificadores, baterias ou geradores, sendo utilizado junto um conjunto dispersor de corrente no eletrólito, chamado de leito de anodos. A Figura 7, mostra o esquema de proteção catódica por corrente impressa. Este tipo de proteção contra corrosão será o objetivo de estudo deste trabalho, será tratado com maior profundidade nos capítulos seguintes (DUTRA e NUNES, 2006).
Figura 7 - Esquemade proteção catódica por corrente impressa 
Fonte livro proteção catódica técnicas de combate à corrosão, DUTRA e NUNES, 2006.
De acordo com DUTRA E NUNES é visto que na maioria dos casos o sistema galvânico é projetado para fornecer correntes relativamente pequenas a partir de um grande número de anodos. Já o sistema que utilizada retificadores geram correntes relativamente altas a partir de um número limitado anodos. Diante disso, o método utilizado dependerá da aplicação que será realizada (DUTRA e NUNES, 2006).
Tabela 3: Diferenças entre proteções catódica galvânica e corrente impressa
	Galvânico
	Corrente Impressa
	Não necessita de alimentação externa,
	Requisita alimentação externa
	Tensão aplicada fixa,
	A tensão pode ser variada
	Corrente limitada,
	A corrente pode ser variada
	Frequentemente usado onde a corrente requerida é pequena,
	Pode ser projetado para qualquer corrente requisitada, 
	Usado geralmente quando para eletrólito de baixa resistividade 
	Pode ser usado em praticamente qualquer ambiente de resistividade,
	Em aplicações subterrâneas, a interferência com estruturas vizinhas deve ser considerada.
	Em aplicações subterrâneas, a interferência com estruturas vizinhas é quase insignificante.
Fonte: GENTIL, 2007
Visando uma aplicação mais ampla e de caráter industrial acredita-se que o tipo de proteção contra corrosão mais eficiente seria o por corrente impressa. Essa ideia é reforçada pelo fato de que a fonte geradora, ou seja o retificador de corrente, pode ter a tensão e a potência de saída que se necessite, em função da resistividade elétrica do eletrólito, ver Tabela 1. Assim conclui-se que o método se aplica à proteção de estruturas em contato com eletrólitos de baixa, média, alta e altíssima resistividade elétrica. (GENTIL, 2007) 
2.4.4. INIBIDORES DE CORROSÃO
Pode-se também modificar o meio corrosivo utilizando inibidores de corrosão, que são substancias químicas ou composição de substancias que sob determinadas condições, num meu meio que seja corrosivo, elimina ou pelo menos reduz significativamente o processo de corrosão, através das características física e química. Por exemplo, a diminuição da temperatura que diminui a velocidade das reações, a diminuição da velocidade do eletrólito que diminui a velocidade relativa do metal abaixando a taxa corrosão de um determinado meio, ou empregando inibidores de corrosão que são compostos químicos que ao serem adicionados no meio corrosivo podem diminuir ou ate eliminar sua agressividade, os principais tipos são os anódicos, catódicos e os formadores de película (DUTRA e NUNES, 2006).
3. PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA
Este sistema é o que utiliza uma força eletromotriz, que se origina de uma fonte externa de corrente contínua, estas fontes de corrente continua pode ser baterias convencionais, baterias solares, termogeradores ou retificadores de corrente. Os retificadores são as fontes utilizadas com mais frequência, onde se retifica uma corrente alternada para injetá-la no circuito. As saídas da fonte pode ser variadas em valores baixos ou elevados, sendo aplicado em estruturas de eletrólitos de baixa, media e alta resistividade, também sendo aplicada onde exigem maiores correntes, em estruturas de médio para grande porte, mas não impede seu uso em estruturas pequenas (DUTRA e NUNES, 2006).
EQUIPAMENTOS E MATERIAIS EMPREGADOS NOS SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA
Alimentação em CA - É definida em função da disponibilidade de energia no local da instalação. Utilizam-se tensões de 110, 220 e 440V. Caso haja necessidade de uma maior flexibilidade, podem ser especificados retificadores que admitam mais de uma tensão de alimentação. Os retificadores podem ter alimentação trifásica ou monofásica. Os trifásicos fornecem uma corrente com melhores características de retificação e, além disso, um rendimento mais elevado, sendo mais caros que os monofásicos (GOMES, 1995);
Retificador, conforme a Figura 8 - A constituição do retificador, basicamente, é um transformador que abaixa a tensão de alimentação para o valor desejado no circuito de proteção catódica, de uma coluna retificadora, que pode ser construída com placas de selênio ou com diodos de silício, de instrumentos para as medições das voltagens e das correntes de saída de dispositivos convencionais de proteção elétrica, como para-raios, fusíveis e disjuntores, além de taps, que são os ajustes de tensão, conforme o esquema elétrico na Figura 9, para a regulagem da tensão de saída em corrente contínua (GOMES, 1995);
Figura 8 – Retificador 
Fonte XXI CREEM 2015.
Figura 8– Esquema elétrico de um retificador 
Fonte XXI CREEM 2015.
Sistemas de Refrigeração - São usados retificadores refrigerados a ar ou imersos em óleo. Os imersos em óleo são indicados para locais cuja atmosfera é muito agressiva, como no caso de ambientes marítimos e, ainda, quando o local exige a instalação de equipamentos à prova de explosão. Nos demais casos, usam-se os retificadores refrigerados a ar (GOMES, 1995);
Anodos, conforme a Figura 10 – Os anodos mais utilizados são os de grafite, ferro-silício, ferro-silício-cromo, chumbo-antimonio-prata, titânio revestido com óxido de metais nobres, nióbio platinizado e magnetita. E serão especificados de acordo com o metal a ser protegido, à distância, o meio eletrólito, o ambiente, etc. (DUTRA e NUNES, 2006);
Figura 9 - Tipos de anodos 
Fonte XXI CREEM 2015
Cabos – Os cabos utilizados na interligação dos anodos e na estrutura são de cobre, com capacidade de condução de corrente necessária para o sistema e que tenha um bom isolamento (DUTRA e NUNES, 2006);
Tensão e Corrente Contínua de Saída - A corrente contínua máxima que o retificador é capaz de fornecer é função da estrutura a proteger e é especificada em projeto. A tensão máxima de CC é função da corrente máxima e da resistência do leito de anodos. A corrente contínua que o retificador fornece pode ser regulada, o que é conseguido por meio da variação da tensão de saída do equipamento. Tal regulagem pode ser feita manualmente (retificadores manuais) ou automaticamente (retificadores automáticos). O funcionamento do controle de um retificador automático é função do potencial estrutura/eletrólito próximo à estrutura, medida continuamente com o auxílio de um eletrodo de referência permanente de zinco, grafite ou Cu/CuSO4. Tal leitura é recebida num elemento sensor do retificador, o qual atua no sistema de regulagem, enviando mais ou menos corrente, dependendo do potencial estrutura-eletrólito. Seu objetivo, portanto, é manter constante tal potencial, num valor previamente fixado, que também é regulável. Os retificadores automáticos são, assim, indicados para sistemas onde ocorra demanda variável de corrente, causada por agentes estranhos ao sistema. Dois exemplos típicos de aplicação são os navios e as tubulações sujeitas a corrente de interferência (GOMES, 1995).
CORRENTE NECESSÁRIA PARA PROTEÇÃO CATÓDICA
Um dos parâmetros mais importante é a densidade de corrente de proteção, sendo assim, a intensidade da corrente por unidade de área da superfície a ser protegida, utilizando as unidades mA/m², ou mA/ft² no sistema inglês (DUTRA e NUNES, 2006).
O projeto do valor da densidade da corrente de proteção depende de muitos fatores, como principais pode-se citar a resistividade elétrica do meio (eletrólito) e o tipo de material que deseja proteger. Como exemplo, para certo solo, a densidade da corrente e a proteção do aço tem um valor, já para proteção de chumbo são valores diferentes (DUTRA e NUNES, 2006).
Alem disso a corrente necessária para a proteção catódica depende de outros fatores como dificuldades de polarização da estrutura e a forma geométrica da estrutura. Devido às grandes variações existentes nestes fatores relacionados, seja de uma estrutura para outra ou numa mesma estrutura, pode-se afirmar que a única maneira de se avaliar, com precisão, a corrente necessária para a proteção, é por intermédio do “teste de corrente”, no campo onde será calculada. Por outro lado,em muitos casos existem vantagens técnicas e econômicas que ditam a necessidade de se projetar o sistema de proteção catódica antes mesmo de construir a obra (GOMES, 1995).
A fórmula utilizada para esse cálculo é a seguinte (GENTIL, 2007):
I = A . Dc . F (1 – E)								EQ.1
Onde:
I = corrente elétrica em mA.
A = área a ser protegida, em m².
Dc = densidade da corrente elétrica, em mA/m².
F = fator de correção da velocidade.
E = eficiência do revestimento.
 	 Os parâmetros envolvidos na equação devem ser calculados ou estimados tendo-se em vista as orientações seguintes:
-Para calcula da área (A)
· Considerar apenas as partes em contato com o eletrólito (GENTIL, 2007). 
-Para a densidade de corrente elétrica (Dc)
· Considerar a superfície a proteger completamente nua, sem revestimento;
· O valor Dc depende da resistividade do eletrólito, segundo a equação (GENTIL, 2007).
 Dc = 73,73 – 13,35 log p						EQ. 2
 Onde:
 p = resistividade elétrica do eletrólito, em Ω.cm
Por Corrente Impressa ou Forçada esse dimensionamento precisa obedecer também à Lei de Ohm, sendo que a equação:
 I = ΔV / Rt								EQ. 3
 	 Deve ser agora interpretada da seguinte maneira:
 I = corrente de proteção, em amperes, para cada conjunto retificador/cama ou leito de anodos a serem instalado. O número de retificadores é definido em função da corrente total necessária, das condições de distribuição dessa corrente ao longo da estrutura, da existência de locais de resistividade elétrica adequada e das disponibilidades de circuitos de corrente alternada nesses locais (GENTIL, 2007).
 	 ΔV = tensão de saída, em corrente contínua do retificador. Os retificadores podem ser dimensionados para ampla faixa de saída, tanto de tensão quanto de corrente, sendo mis comuns os seguintes valores:
· Para instalações terrestres, tensões de 30 V a 100 V e correntes de 5 A a 50 A;
· Para instalações marítimas, tensões de 10 V a 20 V e correntes de 50 A a 400 A.
 	Rt = resistência total do circuito de um conjunto retificador/cama de anodos, podendo ser calculada segundo a mesma orientação mostrada para os anodos galvânicos. A resistência de Rt deve ser menor que a resistência nominal do retificador, Rr. Em geral, usa-se Rr ≥ 1,2Rt (GENTIL, 2007).
3.3. CRITÉRIOS DE PROTEÇÃO CATÓDICA
Após ser ligado o sistema de proteção catódica, é necessário verificar se a estrutura metálica ficou realmente protegida contra a corrosão. Embora existam outros critérios para permitir essa verificação, o procedimento normalmente adotado consiste em medir os potenciais em relação ao eletrólito, em vários pontos da estrutura, após o sistema de proteção catódica ser colocado em funcionamento (GOMES, 1995).
As medições dos potenciais estrutura/eletrólito são feitas com o auxílio de um voltímetro apropriado, com alta resistência interna (igual ou maior que 100.000 ohm/volt), tendo o seu terminal negativo ligado na estrutura a ser testada e o seu terminal positivo ligado a um eletrodo ou meia-célula de referência, que é colocado em contato com o eletrólito conforme a Figura 11 (GOMES, 1995).
Figura 11 - Medição do potencial tubo/solo de uma tubulação enterrada.
Fonte IEC Sistemas de proteção catódica, GOMES, Luiz Paulo, 1995.
Outro critério também utilizado consiste em promover, mediante a injeção da corrente de proteção catódica, uma elevação mínima de 0,30V (volts) (em alguns casos 0,25 V é suficiente), no campo negativo, no potencial natural (potencial medido antes da ligação do sistema de proteção catódica) da estrutura. Esse critério é válido qualquer que seja o eletrodo de referência usado (GOMES, 1995).
Para os metais e ligas, que não são aço, os potenciais mínimos de proteção são outros, dependendo do potencial natural de cada um. Quando não se sabe qual o potencial de proteção de determinada liga ou material metálico, um critério seguro para protegê-lo consiste em elevar seu potencial no campo negativo em 0,30V, sendo que, para os materiais anfóteros (chumbo, zinco, alumínio e estanho), basta que essa variação seja de 0,15V. Esses metais não podem ser polarizados com potenciais mais negativos que –1,2V, pois sofrem corrosão severa, chamada de corrosão catódica, devido aos valores altos de pH desenvolvidos, tornando o meio muito alcalino (GOMES, 1995).
As tubulações enterradas, tais como oleodutos, gasodutos, minerodutos, adutoras, redes de incêndio etc., constituem-se na aplicação mais comum dos sistemas de proteção catódica (GENTIL, 2007).
 	Para esses casos podem ser instalados tanto os sistemas galvânicos quanto os sistemas por corrente impressa, sendo estes últimos os mais utilizados, já que na maioria das vezes as tubulações são de médio a grande portes, lançadas em solos de resistividade elétrica superior a 3.000 Ω.cm (homs . centímetro) e em regiões com disponibilidade de corrente alternada para alimentação de retificadores. Quando a tubulação a ser protegida encontra-se influenciada por estradas de ferro eletrificadas, os anodos galvânicos não devem ser utilizados (GENTIL, 2007). 
 	 Para a proteção com sistema por corrente impressa, deve-se adotar a orientação:
· Utilização de anodos de titânio com óxidos mistos de metais nobres, grafito, ferro-silício e ferro-silício-cromo (GENTIL, 2007);
· Utilização de anodos poliméricos longos anodeflex, pra tubulações nuas ou pobremente revestidas, instalados ao longo de toda a linha para permitir uma boa distribuição de corrente (GENTIL, 2007);
· Os anodos são sempre instalados em camas ou leitos, ligados ao positivo do retificador e normalmente envoltos com enchimento de coque metalúrgico moído (GENTIL, 2007);
· Os retificadores são instalados em locais criteriosamente escolhidos, em função das condições de distribuição de corrente, das disponibilidades de corrente alternada e da existência de locais adequados para a instalação das camas de anodos (GENTIL, 2007);
· Instalação de pontos de teste ao longo da linha, para as medições periódicas dos potenciais tubo/solo (GENTIL, 2007);
· Instalação de juntas de isolamento elétrico nas extremidades da tubulação, se necessário (GENTIL, 2007);
· Instalação de caixas de interligação elétrica com tubulações estranhas, se necessário (GENTIL, 2007);
· Instalação de dispositivos(s) de drenagem das correntes tubo/trilho, se a tubulação estiver influenciada por correntes de interferência oriundas de estradas de ferro eletrificadas (GENTIL, 2007).
3.4. DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS POR CORRENTE IMPRESSA 
Nos sistemas por corrente impressa, uma vez determinada a corrente necessária de proteção, adota-se o procedimento a seguir (GOMES, 1995). 
3.4.1. DEFINIÇÃO DO NÚMERO DE PONTOS DE INJEÇÃO DE CORRENTE
O pontos de injeção de corrente, para os sistemas por corrente impressa, são constituídos de conjuntos retificador/leito de anodos, podendo ser utilizados, em substituição ao retificador, baterias convencionais, baterias solares ou termogeradores, embora não sejam muito comuns (GOMES, 1995). 
O número de retificadores a ser utilizado deve ser suficiente para fornecer e distribuir, de modo econômico e eficiente, toda a corrente de proteção catódica necessária à estrutura. As características principais dos retificadores a serem selecionados são as seguintes (GOMES, 1995): 
· As tensões de saída podem variar desde 10V até 100V, sendo que, em algunas instalações particulares, podem ser usado retificadores de até 140V, embora com restrições de segurança. Nos Estados Unidos existem instalações de proteção catódica, com o emprego desse equipamentos com alta tensão de saída; 
· As correntes de saída podem variar desde 10A até 500A (as correntes maiores são usadas em instalações marítimas, como é o caso dos piers de atracação de navios); 
· A potência de saída deve ser limitada, tanto quanto possível, em 10 kVA; 
Os retificadores mais comumente utilizados são os seguintes: 
• Instalações terrestres: 50V/30A, 50V/50A, 100V/30A e 100V/50A. • Instalações marítimas: 20V/200A, 20V/300A e 20V/400A; 
• Armaduras de aço das estruturasde concreto: 30V/10A e 30V/15A. 
Para a instalação dos conjuntos retificador/leito de anodos devem ser escolhidos locais com baixa ou média resistividade elétrica (sempre que possível, inferior a 12.000 ohm • cm), com fácil acesso para montagem e inspeção, com disponibilidade de energia elétrica em baixa ou média tensão (máximo de 15 kV) e com espaço suficiente para a instalação do leito de anodos, que algumas vezes precisa ser extenso (faixa de 300 m x 5 m), como é o caso das tubulações enterradas de grande porte (GOMES, 1995). 
3.4.2. CÁLCULO DA MASSA DE ANODOS 
A massa mínima de anodos, necessária para cada equipamento de injeção, pode ser calculada da seguinte maneira (GOMES, 1995): 
M = D .V . I / M									EQ.4
 onde: 
M = massa de anodos (kg); 
D = desgaste do anodo (kg/A • ano) de acordo com a tabela; 
V = tempo de vida útil desejada para o leito de anodos (anos). Os sistemas por corrente impressa são dimensionados, normalmente, para uma vida útil variando de 15 a 30 anos, dependendo da instalação; 
I = corrente máxima a ser injetada pelo leito de anodos (A); 
F = fator de utilização dos anodos (adimensional). O fator de utilização pode variar de 0,5 a 0,85, de acordo com o critério do projetista (GOMES, 1995). 
3.4.3. ESCOLHA DO NÚMERO MÍNIMO DE ANODOS 
O número mínimo de anodos de um determinado leito pode ser determinado dividindo-se a massa mínima necessária pela massa unitária do anodo escolhido, mediante consulta dos catálogos dos fabricantes. Torna-se necessário verificar se a densidade de corrente no anodo está de acordo com a densidade máxima recomendada para o material escolhido (GOMES, 1995). 
3.5. CÁLCULO DA RESISTÊNCIA DO CIRCUITO 
Para o cálculo da resistência do circuito retificador / anodo / eletrólito / estrutura / retificador, podem ser adotadas as expressões a seguir (GOMES, 1995). 
3.5.1. RESISTÊNCIA TOTAL DO CIRCUITO 
RT = 1,2 (Rce + Rpc + Rca + Rae) 						EQ.5
Onde: 
RT = resistência máxima que deve ter o circuito externo, de modo que, com a tensão nominal do retificador, a corrente nominal possa ser injetada; 
Rce = resistência de contato catodo/eletrólito (ohm). Essa resistência depende da área de contato da estrutura com o eletrólito, da eficiência do revestimento da estrutura e da resistividade elétrica do eletrólito. O valor dessa resistência é, na grande maioria das vezes, muito pequeno, podendo ser desprezado. Somente para o caso de pequenas tubulações, muito bem revestidas e instaladas em solo de resistividade elétrica muito alta, pode ser necessário sua verificação, razão pela qual deixamos de apresentar o seu método de cálculo (GOMES, 1995); 
Rpc = resistência do próprio catodo (ohm). Essa resistência, para o caso de tubulações, depende da resistência do tubo por metro linear, da resistividade elétrica do metal e da massa do tubo. O seu valor também pode ser desprezado no cálculo (GOMES, 1995); 
Rca = resistência dos cabos elétricos de interligação (ohm). Essa resistência pode ser facilmente calculada, em função das bitolas e comprimentos dos cabos elétricos, mediante consulta das tabelas fornecidas pelos fabricantes (GOMES, 1995); 
Rae = resistência de contato anodo/eletrólito (ohm). Esta é a pacela mais significativa no cálculo da resistência total do circuito, podendo ser calculada com o auxílio das expressões a seguir (GOMES, 1995). 
a) Resistência de um Anodo Cilíndrico Instalado na Posição Vertical
R= ρ/2 π L ( ln (8L/ D) -1)							EQ.6
onde: 
R = resistência (ohm); 
P = resistividade elétrica do solo (ohm • cm); 
L = comprimento do anodo (cm); 
D = diâmetro do anodo (cm). 
Quando se tratar de anodo galvânico, com enchimento, adotar o procedimento de cálculo (a). Quando se tratar de anodo inerte, com enchimento de coque metalúrgico moído, L e D podem ser o comprimento e o diâmetro da coluna de coque (GOMES, 1995). 
b) Resistência de um Leito de Anodos Cilíndricos Instalados na Posição Vertical
 
onde: 
N = número de anodos; 
S = espaçamento entre anodos (cm). 
Quando se tratar de anodo com enchimento, seja galvânico ou por corrente impressa, as dimensões L e D podem ser o comprimento e o diâmetro da coluna de enchimento (GOMES, 1995). 
c) Resistência de um Anodo Cilíndrico Instalado na Posição Horizontal
 				EQ.7
onde: 
P = dobro da profundidade do anodo (cm). 
d) Resistência de um Leito de Anodos Cilíndricos Instalados na Posição Horizontal
 									EQ.8
 onde:
RH = resistência de um anodo cilíndrico instalado na posição horizontal (ohm); 
RA = resistência calculada pela fórmula usada para um leito de anodos cilíndricos na posição vertical; 
RV = resistência calculada pela fórmula usada para um anodo cilíndrico na posição vertical. 
e) Resistência de um Leito de Anodos Cilíndricos Instalados na Posição Horizontal, com Coluna de Enchimento Condutor Contínua
								EQ.9
f) Resistências de Leitos de Anodos Não Cilíndricos 
Quando os anodos não são cilíndricos ou são instalados em coluna de enchimento condutor de seção transversal quadrada ou retangular, como ocorre com freqüência na instalação dos anodos inertes horizontais, o diâmetro equivalente do anodo ou da coluna de enchimento pode ser calculado pela fórmula: 
 									EQ.10
onde: 
De = diâmetro equivalente (cm); 
A = área da seção transversal (cm2) (GOMES, 1995). 
3.6. VERIFICAÇÃO DO NÚMERO DE ANODOS 
O número mínimo de anodos calculado em 5.6.4, pelo critério da massa mínima necessária para uma determinada vida, precisa ser agora verificado, tendo em vista a resistência do circuito, conforme calculado em 5.6.5. O número de anodos a ser usado em determinado leito tem que ser, sempre, igual ou maior que o número mínimo de anodos calculado pelo critério da massa e da resistência (GOMES, 1995).
3.7. MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA
De maneira geral, acredita-se que os sistemas de proteção catódica, principalmente quando por anodos galvânicos, não necessitam de manutenção. Essa crença é destituída de fundamento, de vez que a proteção catódica das estruturas depende do funcionamento permanente do sistema instalado. Logicamente, a interrupção no sistema de proteção não provoca, a curto prazo, prejuízos de monta, tais como “lucros cessantes”. Entretanto, se as paralisações forem constantes, a médio e a longo prazo pode-se contar com prejuízos dessa natureza. Além dos prejuízos materiais pode-se também esperar perdas de vidas humanas e, nos casos de companhias concessionárias de serviços públicos, descrédito perante os usuários.
Promover a instalação de um sistema de proteção catódica sem cuidar de sua manutenção é desperdícios de recursos. Qualquer que seja o sistema instalado, proteção catódica por anodos galvânicos ou por corrente impressa, deve-se estabelecer um programa de acompanhamento que possibilite os ajustes necessários em termo útil (GOMES, 1995).
Para serem eficientes, os sistemas de proteção catódica precisam ser inspecionados com certa frequência e reparados sempre que necessário, de modo a manter as tubulações ou estruturas permanentemente energizadas, com potenciais suficientemente negativos em relação ao solo ou à água, dentro dos limites de proteção catódica. Dessa maneira, os serviços periódicos de inspeção e os trabalhos de manutenção, precisam ser executados com critério, por técnicos devidamente treinados, de modo que os sistemas de proteção sejam mantidos operando com eficiência, ao longo dos anos (GOMES, 1995).
	
3.7.1. MANUTENÇÃO EM TUBULAÇÕES ENTERRADAS 
As orientações para o serviço de inspeção e manutenção de tubulações enterrada protegida por proteção catódica por corrente impressa segue as seguintes orientações (GOMES, 1995):
· Inspecionar os retificadores pelo menos uma vez por mês, incluindo o seu circuito de alimentação elétrica. Em tubulações influenciadas por correntes de fuga, a frequência de inspeção dos retificadores precisa ser maior, com inspeções semanais, em alguns casos, ou até mesmo diárias, em outros, dependendo da complexidade do sistema e das características de atuação das correntes de fuga. Nesses casos, torna-se necessário, também,inspecionar os equipamentos de drenagem com a mesma frequência dos retificadores, incluindo a inspeção das ligações com os trilhos da via férrea (GOMES, 1995);
· Reparar os retificadores e as drenagens sempre que necessário, cuidando para mantê-los limpos e em perfeitas condições de uso (GOMES, 1995);
· Testar, por meio de instrumentos, as condições de operação dos leitos de anodos. Esses testes devem ser executados com a mesma frequência da inspeção dos retificadores (GOMES, 1995);
· Reparar os leitos de anodos sempre que necessário, de modo a mantê-los operando com eficiência (GOMES, 1995);
· Medir os potenciais tubo/solo e inspecionar os pontos de teste conforme a Figura 12, pelo menos uma vez por mês, cuidando para mantê-los limpos e em perfeitas condições de uso (GOMES, 1995);
· Inspecionar e testar as juntas de isolamento elétrico pelo menos uma vez por mês, cuidando para mantê-las em perfeitas condições de operação (GOMES, 1995).
· Regular o sistema, sempre que houver necessidade (GOMES, 1995);
· Manter fichas de controle de operação do sistema, mediante anotações das condições de funcionamento dos retificadores, das drenagens, dos potenciais tubo/solo medidos e dos serviços de reparos e regulagens executados (GOMES, 1995).
Figura 12 – Ponto de medição para teste
Fonte XXI CREEM 2015
3.8. CUSTO DA PROTEÇÃO CATÓDICA
O custo total de um sistema de proteção catódica não pode ser calculado previamente com precisão. Isso é facilmente compreensível, uma vez conhecidos os componentes desse custo, são eles (GOMES, 1995):
· Custo do levantamento de dados de campo;
· Custo do projeto;
· Custo dos materiais;
· Custo da instalação;
· Custo da manutenção.
O custo do levantamento de dados de campo varia pouco, dependendo das condições de acesso ao traçado da tubulação, bem como da sua extensão. O custo do projeto também pode ser considerado de pequena variação. Os componentes seguintes, entretanto, acarretam a impossibilidade da precisão no cálculo antecipado do custo de um sistema de proteção catódica (GOMES, 1995).
Esses componentes dependem basicamente do projeto que, por sua vez, está ligado aos dados obtidos nos levantamentos de campo. Verifica-se, então, que uma vez realizado o levantamento de campo, é perfeitamente possível estabelecer-se o custo da proteção catódica.
Os dados que mais influem na composição do custo são (GOMES, 1995):
· Resistividade elétrica do solo, principalmente dos locais disponíveis para lançamento das camas de anodos;
· Qualidade do revestimento empregado;
· Disponibilidade de corrente alternada para alimentação dos retificadores;
· Correntes de interferência na região;
· Dimensões e tipo da instalação a proteger.
Dispondo desses dados, o engenheiro de proteção catódica pode definir o sistema mais adequado técnica e economicamente para o caso em estudo. Constata-se, assim, a dificuldade de prever-se com precisão o custo de um sistema de proteção catódica. Entretanto, para fins orçamentários, pode-se indicar que esse custo pode variar desde 5% do valor global da obra, para pequenas instalações, até menos que 1% para as obras de grande porte, valores bastante baixos, principalmente se forem analisar os aspectos relativos à segurança operacional, por tempo ilimitado, que os sistemas de proteção catódica proporcionam (GOMES, 1995).
Um exemplo prático de restabelecimento de um sistema de Proteção Catódica, foi o realizado na CSN – Companhia Siderúrgica Nacional na CTE#2 – Central Termo Elétrica 2 no ano de 2002. Na ocasião foram investidos R$ 215.000,00 para o restabelecimento a tubulações existente de aço carbono aproximadamente 550 metros de comprimento, dividida da seguinte seções;	Comment by Autor: O QUE FALAMOS A RESPEITO DE COLOCAR O NOME DA CSN.... RETIREM O NOME DA EMPRESA.
ESCREVÃO:
UM CASO PRÁTICO DE UTILIZAÇÃO DE UM SITEMA DE PROTEÇÃO CÁTODICO FOI DESENVOLVIDO PARA PROTEGER UMA TUBULAÇÃO DE AÇO CARBONO APROXIMADAMENTE DE 550 METROS DE COMPRIMENTO. O INVESTIMENTO ESTÁ NA FAIXA DE R$ 215.000,00.
· Ramal que interliga a PT 10PUR25 e 10PUR20 Diâmetro: 16” Comprimento: 150 metros. Proteção por anodos galvânicos 	Comment by Autor: RETIRAR.
· Ramal que interliga a PT 10PUR40 e 10PUR15 Diâmetro: 16” Comprimento: 69 metros. Proteção por anodos galvânicos e por corrente impressa.	Comment by Autor: RETIRAR
· Ramal que interliga a PT 40PUR10 e 20PUR10 Diâmetro: 1” Comprimento: 36 metros. Proteção por anodos galvânicos e por corrente impressa.	Comment by Autor: RETIRAR
· Ramal que interliga a PT 20PUR10 e 10PUR60 Diâmetro: 3 x 4” Comprimento: 25 metros cada um. Proteção por anodos galvânicos e por corrente impressa.	Comment by Autor: RETIRAR
· Ramal que interliga a PT 10PUR10 e 10PUR70 Diâmetro: 10” Comprimento: 190 metros. Proteção por anodos galvânicos e por corrente impressa.	Comment by Autor: RETIRAR
· Ramal que interliga a PT 60PUR10 e 60PUR20 Diâmetro: 10” Comprimento: 24 metros. Proteção por anodos galvânicos.	Comment by Autor: RETITAR
· Ramal que interliga a PT 50PUR10 e 50PUR30 Diâmetro: 10” Comprimento: 50 metros. Proteção por anodos galvânicos.	Comment by Autor: RETIRAR
· Ramal que interliga gerador e torres de esfriamento. Proteção por corrente impressa.	Comment by Autor: RETIRAR
Para o restabelecimento da proteção catódica foram feitas as seguintes atividade:
· Instalações de novos anodos para ampliação do leito existente;
· Instalação de um retificador de 100V/50A;
· Transferência do retificador existente para outro local;
· Instalação de um novo leito, contendo 10 anodos;
· Instalação de 1200 metros de cabo elétricos;
· Instalações de conexões tipo muflas;
· Recuperação e instalação do retificador existente.
Com isso o novo sistema ficou composto com os seguintes equipamentos:
· Um retificador 50V/50A refrigerado por ar, localizado na proximidade da 00UHN. 
· Um retificador 100V/50A refrigerado por ar, localizado na proximidade do gerador da Siemens. 
· Um leito de anodos (LA1) composto por 7 anodos titânio, e 3 anodos de Fe-Si-Cr , com um anodo na proximidade do ponto de teste 10PUR60, outros dois perto do tanque OOUGF, outro perto do tanque OOUGA e os restantes na proximidade a PT 20PUR10, 10PUR70, 60PUR10, 60PUR20. 
· Um leito de anodos (LA2) composto por 7 anodos de FE-Si-Cr, e 9 anodos de titânio paralelo a tubulação de rede de incêndio, na proximidade do ponto de teste 10PUR40, 10PUR15 e URD. 
· Um leito de anodos composto de 10 anodos de titânio entre o ponto de teste 10PUR25 e 10PUR20
O projeto de restabelecimento da proteção catódica da CTE#2 tem como vida útil dos componentes instalado no sistema, um período de 10 anos, o custo total do projeto foi de R$215,000.00. 	Comment by Autor: RETIRAR
 	As tubulações e as bases dos tanques, como são enterradas, a inspeção visual da estrutura fica inviável, e se caso não existisse uma proteção adequada desses equipamentos de manutenção entre esses 10 anos seria muito maior do que comparado com o custo total do projeto. 	Comment by Autor: O TEXTO DEVE ESTAR JUSTIFICADO
Simulando uma ocorrência de rompimento de alguma dessas tubulações por conta de corrosão e calculando uma indisponível de produção de energia de 4 dias que totalizaria um R$972.067,20 reais de geração de energia, além dos custos do material e mão de obra, teremos um gasto evitado de R$ 987.067,20 reais. Conforme mensurado abaixo:
	Comment by Autor: O GRÁFICO VOCêS MODIFICARAM ESSES VALORES?????
SE ESTIVER IGUAL POR FAVOR MODIFIQUEM. OS VALORES SÃO NECESSÁRIOS SOMENTE PARA DAR UMA IDEIA.
3.9. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA TE PROTEÇÃO CATÓDICA
3.9.1. VANTAGENS
· Possibilidade de fornecer maiores quantidades de corrente às estruturas (GENTIL, 2007);
· Possibilidade de controlar as quantidades de corrente fornecidas (GENTIL, 2007);
· Possibilidade de ser aplicado em qualquer eletrólito, mesmo naqueles de elevada resistividade elétrica (GENTIL, 2007);
· Possibilidade de ser aplicado, com eficácia, para a proteção de estruturas nuas ou pobremente revestidas (GENTIL, 2007);
· Possibilidade de ser aplicado, com economia, para a proteçãode instalações metálicas de grande porte (GENTIL, 2007);
· Baixo custo de implantação, entre 1% e 2% do custo total da estrutura a ser protegida;
· Garantia de integridade da instalação (GENTIL, 2007);
· Controle da corrosão evitando-se acidentes ecológicos por conta de vazamento de produtos agressivo e danos ao meio ambiente (GENTIL, 2007);
· Possibilidade de aplicações de matérias de menor custo como aço carbono (GENTIL, 2007).
3.9.2. DESVANTAGENS
As desvantagens para a utilização desse método são a necessidade de manutenção periódica, ainda que de fácil realização, o gasto com a energia elétrica consumida, embora de pouca monta, e a possibilidade de criar problemas de interferência com outras estruturas metálicas enterradas nas proximidades, o que pode ser evitado com facilidade (GENTIL, 2007).
3.10. APLICAÇÕES DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA NO BRASIL
 	Para ilustrar a importância da proteção catódica na operação segura das instalações metálicas enterradas e submersas, são citadas suas principais aplicações ao Brasil (GENTIL, 2007).
· Oleodutos – Todos os oleodutos existentes em operação no Brasil são protegidos catodicamente, a maioria deles com sistema por corrente impressa (GENTIL, 2007);
· Gasodutos – Assim como os oleodutos, também todos os gasodutos existentes no Brasil possuem sistema de proteção catódica, incluindo as redes de distribuição de gás domiciliar e industrial de várias cidades. O sistema por corrente impressa também é o mais utilizado nesses gasodutos (GENTIL, 2007);
· Minerodutos – Os minerodutos em operação no Brasil, construídos em aço, estão todos protegidos com sistema por corrente impressa (GENTIL, 2007);
· Adutoras – A grande maioria das adutoras de aço das Companhias de Saneamento de todo o Brasil está também protegida catodicamente com sistema por corrente impressa (GENTIL, 2007);
· Emissários Submarinos – Os emissários submarinos de esgotos, construídos em aço, estão protegidos com anodos galvânicos com sistema por corrente impressa (GENTIL, 2007);
· Plataformas de Petróleo – Todas as plataformas de prospecção e produção de petróleo do mar, atualmente em operação no Brasil, são protegidas catodicamente. Para essas instalações os sistemas galvânicos, com anodos de alumínio, são os mais utilizados (GENTIL, 2007);
· Tanques de Armazenamento – A maioria dos parques de tanques de armazenamento de petróleo, álcool e derivados de petróleo existentes no Brasil está protegida com sistemas de proteção catódica por corrente impressa. A proteção catódica, nesses casos, destina-se a combater a corrosão nas superfícies externas, em contato com o solo ou base de concreto, das chapas dos fundos dos tanques. Os tanques que operam com lastro de água salgada possuem também proteção interna com anodos galvânicos (GENTIL, 2007);
· Píeres de Atracação de Navios – Os píeres de atracação de navios no Brasil, que são construídos com estacas de aço cravadas no mar, estão protegidos catodicamente. O sistema por corrente impressa tem sido o mais utilizado (GENTIL, 2007);
· Navios – Os navios e embarcações em operação no Brasil construídos em aço estão protegidos com sistema galvânico ou por corrente impressa, dependendo das características de cada um (GENTIL, 2007).
4. APLICAÇÕES DO MÉTODO DE PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA
De acordo com, Guofu Qiao, et al, (2016), foi verificado a utilização do sistema de proteção catódica por corrente impressa para o combate de corrosão de estruturas de concreto armado. No projeto foi apresentada uma otimização numérica para projetar um sistema eficaz de proteção catódica por corrente impressa para estruturas de concreto armado. Durante a experiência foi montado um protótipos de proteção catódica por corrente impressa, com um sistema de anodo, um retificador, aplicado em um sistema de estrutura de concreto armado construídos em escala reduzida para ser feita a verificação do controle de corrosão. O modelo geométrico foi montado em forma de “T”, a conexão entre as barras foram feitas por soldagem, para que possam ter uma boa condutividade elétrica. No trabalho foi concluído que a utilização dessa otimização, o sistema de proteção catódica por corrente impressa se torna mais eficaz por causa da forma geométrica de concreto armado montada em “T” e econômico para estruturas de concreto armado.
Mochammad Syaiful Anwar, et al, (2014), fizeram um estudo sobre a eficácia de uma argamassa de cimento condutora como matéria anódico para um sistema de proteção catódica por corrente impressa. A estrutura está localizada em ambiente de cloreto severo (marinho). O princípio da proteção catódica é a aplicação de uma corrente CC em oposição à corrente de corrosão. Consiste na aplicação de uma densidade de corrente catódica de 5-20 mA / m². O ânodo é composto de agregado de pedra-pomes (fino), fibras de carbono e cimento com MMO-Ti como ânodo primário. Foram realizados ensaios de corrosão galvânicos, medidas de condutividade, densidade seca e resistência à compressão e comparados com a argamassa de cimento sem fibras. Após 14 dias de ensaio galvânico acelerado, o ânodo composto tem uma região passiva estável a partir do valor potencial de 600 mV a 2,5 V mesmo na presença de cloreto e a tensão de ruptura do ânodo composto é superior a 2,5 V. Produtos de oxidação estáveis ​​formados nas fibras de carbono que são encapsuladas na matriz de cimento mantêm a sua passividade e não provoca qualquer dissolução durante o período de ensaio. Os resultados encontrados no estudo sugerem que, devido às vantagens relacionadas à redução do peso, menor mudança no potencial do ânodo e maior condutividade, o ânodo cimentício leve pode ser um meio econômico e efetivo de prevenir danos por corrosão nas subestruturas marinhas catodicamente.
C. Christodoulou, et al, (2010), fizeram uma avaliação dos benefícios de uma proteção catódica por corrente impressa utilizada ao longo prazo em estruturas de concreto armado. O estudo do experimento começou interrompendo alguns sistemas de proteção catódica por corrente impressa em dez estruturas de concreto armado, o objetivo foi verificar o efeito dos sistemas de proteção catódica por corrente impressa utilizada por longo prazo nas estruturas de concreto armado. Alguns desses sistemas estavam chegando ao fim de sua vida útil exigindo um nível significativo de proteção. Verificou-se que após cinco anos de proteção catódica por corrente impressa, o aço permaneceu sem sofre nenhuma corrosão no período de 24 meses que foi desligada a corrente de proteção apesar da contaminação por cloreto que representava um risco para corrosão.
Esses resultados confirmam a hipótese de que a aplicação a longo prazo da proteção catódica por corrente impressa torna o aço passivo e tem um efeito protetor persistente na ausência de uma mudança de potencial negativa. 
Xu L.Y., et al, (2012), fizeram um estudo sobre o efeito da utilização de corrente alternada em proteção catódica em tubulações. O processo foi realizado em um encanamento de aço em uma solução simulada de solo. Foi concluído que a presença de corrente alternada diminui a eficácia da proteção catódica para proteger o aço, quando o sistema de proteção catódica é 0.85 V, o aço não está totalmente protegido quando CA excede 100 A / m². Somente quando o potencial de proteção catódica é suficientemente negativo, como 1 V, o aço está sob uma proteção catódica completa mesmo quando a corrente é CA.
A densidade da corrente é de até 400 A / m². A CA deslocaria o potencial de proteção catódica do valor projetado. O efeito da CA no desempenho da proteção catódica depende do potencial catódico aplicado no aço. Sob um potencial de proteção catódica leve, por exemplo, 0.85 V, a CA deslocaria negativamente o potencial de CC do aço, aumentando a corrosão do aço. Quando o potencial de proteção catódica é suficientemente negativo, por exemplo, 1 V, o potencial CC do aço é deslocado positivamente, mas a aplicação CA não seria capaz de afetar a corrosão do aço em um nível detectável.
 Os autores Lei Zhang, et al, (2016),estudaram o efeito da densidade de corrente catódica na permeação de hidrogênio através de aços de tubulação PI X80 sob proteção catódica, foi investigado usando uma técnica de permeação eletroquímica. Uma equação adequada foi apresentada para determinar a concentração sub-superficial de hidrogênio. Com o objetivo de aprimorar as capacidades preditivas da equação proposta, consideraram-se os parâmetros ambientais reais, como a temperatura. Os resultados experimentais relatados clarificaram a relação entre C0 e uma corrente I. Verificou-se claramente que a proporção de C0 para a espessura da amostra (L) era proporcional a √I quando era inferior ao seu valor crítico. Por outro lado, para valores I acima de iH, C0 era igual ao teor de saturação de hidrogênio por causa do equilíbrio da reação. Além disso, descobriu-se que iH dependia da temperatura (isto é, iH aumentou com a temperatura do teste).
Os aços de tubulação X80 são amplamente utilizados para o transporte de petróleo e gás natural devido às suas vantagens econômicas para reduzir os custos básicos, permitindo a utilização de altas pressões de operação, reduzindo a espessura da parede. No entanto, estes aços de tubulação de alta resistência são suscetíveis à fragilização do hidrogênio sob tratamento de proteção catódica ou interferência CA. Tanto a quantidade de hidrogênio absorvida pelo material e o dano de hidrogênio apenas afetado pela densidade de corrente catódica aplicada na ausência do veneno de recombinação de hidrogênio ainda não estão claros. O aumento dos níveis de força tende a diminuir a resistência dos aços à fragilização do hidrogênio. Também relataram que a fragilização do hidrogênio é favorecida ao aumentar os pontos fortes e as mudanças da microestrutura. Portanto, uma das principais questões que diminuem a vida útil dos aços de alta tubulação é a exposição ao hidrogênio. O amplo uso de sistemas de proteção catódica, especialmente aqueles que utilizam potenciais altamente negativos ou altas densidades de corrente, aumentam a probabilidade de rachaduras induzidas por hidrogênio. Assim, a presença de íons de hidrogênio em solução após a reação de redução na superfície de aço aumenta a concentração de átomos de hidrogênio não sendo recombinada ao H2 e, portanto, disponível para permear o aço. Estes átomos podem potencialmente produzir fragilização de metais por hidrogênio, resultando em um alto risco de falhas frágil.
Os autores, Yanbao Guo, et al, (2016), estudaram o efeito da interferência de corrente elétrica AC na proteção catódica do Aço pipeline API 5L X60. Foi investigado usando métodos eletroquímicos e de perda em massa, bem como técnicas de análise de superfície. Os resultados demonstram que, o potencial de corrosão do aço API 5L X60 muda e a densidade da corrente de polarização aumenta, com a interferência CA. Com uma densidade de interferência de CA menor, o potencial de proteção catódica padrão existente (- 850 mV) pode fornecer proteção total para uma tubulação de aço API 5L X60 enterrada. No entanto, com uma maior densidade de interferência de CA, o potencial não pode garantir a segurança da tubulação. Os resultados de uma proteção catódica de - 950 mV demonstram que um potencial de proteção catódica mais negativo pode aliviar o risco de corrosão da CA para a tubagem API 5L X60 enterrada com maiores densidades de interferência de CA. Esta descoberta beneficia o design e a operação da segurança do gasoduto e enfraquece a corrosão induzida por CA frequentemente observada em tubulações enterradas.
O efeito da interferência de corrente alternada na proteção catódica do aço pipeline API 5L X60 foi investigado usando métodos eletroquímicos e de perda de massa, o que levou às seguintes conclusões. A presença de interferência CA acelerou a corrosão do aço da tubulação API 5L X60 na presença da proteção catódica padrão existente. À medida que aumenta a densidade de interferência da CA, o potencial de corrosão muda positivamente e a polarização anódica aumenta a densidade de corrente, o que aumenta a taxa de corrosão do aço API 5L X60.
Para o potencial de proteção catódica atual (-850 mV), quando a interferência CA é inferior a 100 A / m², a taxa de corrosão do aço API 5L X60 foi inferior a 0,1 mm / a. Com o aumento da densidade de interferência da CA para mais de 100 A / m², a taxa de corrosão do aço API 5L X60 aumentou acentuadamente. Diminuir o potencial de proteção catódica padrão existente para -950 mV pode diminuir o dano de corrosão no aço API 5L X60.
Com uma menor densidade de interferência de CA, o potencial de proteção catódica padrão existente (-850 mV) pode fornecer proteção total em aço de tubulação API 5L X60 enterrado. No entanto, com uma maior densidade de interferência da CA, isso pode não ser mais verdade. Um potencial de proteção catódica mais altamente negativo pode aliviar o risco de corrosão da CA no aço de tubulação API 5L X60 enterrado com maiores densidades de interferência de CA. Esta descoberta pode fornecer novas estratégias para prever e enfraquecer a corrosão induzida por CA em tubulações enterradas.
Os autores Jin-Seok Oh, et al, (2004), da Divisão de Engenharia Mecatrônica da Universidade Marítima da Coréia em Busan da Coréia do Sul e também Jong-Do Kim, et al, (2004), da Divisão de Engenharia de Sistemas Marinhos da Universidade Marítima da Coréia, também de Busan da Coreia do Sul, entendem que os cascos subaquáticos são normalmente protegidos contra ferrugem por vários revestimentos de tinta anticorrosiva. O objetivo do sistema de proteção catódica por corrente impressa é eliminar a ferrugem ou a corrosão, que ocorre no metal imerso na água do mar. O ânodo do sistema Proteção catódica por corrente impressa é controlado por uma fonte CC externa com conversor. A função do ânodo é conduzir a corrente de proteção na água do mar. O algoritmo proposto inclui a estratégia de controle de supressão harmônica e a estratégia de proteção ótima e tentou testar a densidade de corrente do requisito.
Este trabalho estudou a variação de potencial e densidade atual com fatores ambientais, tempo e velocidade, e os resultados experimentais serão explicados. Uma corrente geradora passará através do eletrólito do metal mais ativo para o metal menos ativo. O metal menos ativo não corroe e é chamado de cátodo. O metal mais ativo, o ânodo, passa para a solução ou liga uma corrente elétrica.
Alguns metais e ligas possuem duas posições na série, marcadas como "Ativo e Passivo". Se a corrosão está ocorrendo e se aproximando da posição da série eletroquímica para o material, é a posição ativa. A posição passiva relaciona-se a uma situação não corroída em que o material é protegido por um filme de superfície auto-formador.
O potencial do casco de navios tem que mudar da posição de corrosão para a posição de proteção catódica para prevenir a corrosão pelo sistema proteção catódica por corrente impressa. Uma fonte de corrente externa é empregada no sistema proteção catódica por corrente impressa. As unidades de potência principais do sistema proteção catódica por corrente impressa incluem um transformador e conversor. O ânodo recebe corrente CC a partir das unidades de energia principais.
O estudo corrente de proteção CC na água do mar foi focado na determinação da densidade de corrente necessária ideal para o sistema proteção catódica por corrente impressa no casco subaquático em condições de operação do navio e ambiente marinho. Além disso, foi descrito que a alta eficiência do sistema de proteção catódica por corrente impressa pode ser conseguida usando o conversor com algoritmo de supressão harmônica.
A proteção catódica de um navio não revestido praticamente não é possível ou não é econômica devido ao requisito de proteção atual e distribuição atual. A proteção completa dos navios com a proteção catódica por corrente impressa está se tornando cada vez mais importante, uma vez que os defeitos no revestimento devido a danos mecânicos são mais frequentes no casco subaquático.
 	O sistema proteção catódica por corrente