EFEITOS DA CORROSÃO NO AÇO ESTRUTURAL

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2014
Prof. MSc, Wander Cardoso wandercleitom@yahoo.com.br
EFEITOS DA CORROSÃO NO AÇO ESTRUTURAL ASTM-A36 
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Os aços estruturais são os mais amplamente utilizados dentre todos os aços. Eles dependem do teor de Carbono para desenvolver sua resistência, e tem limite de escoamento entre 170 e 275 MPa. O ASTM A36 é um aço típico deste grupo. 
AÇOS ESTRUTURAIS
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EFEITOS DA CORROSÃO NO AÇO ESTRUTURAL ASTM-A36 
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INTRODUÇÃO
Aço é uma liga ferro-carbono contendo menos de 2% de carbono que contém pequenas quantidades de outros elementos químicos tais como o manganês, silício, fósforo, enxofre e oxigênio. 
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EFEITOS DA CORROSÃO NO AÇO ESTRUTURAL ASTM-A36 
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INTRODUÇÃO
A concentração do elemento químico carbono no aço exerce profundo efeito em suas propriedades mecânicas e transformações de fase, propiciando, em conjunto com outros elementos de liga, a produção de um grande número de produtos.
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INTRODUÇÃO
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EFEITOS DA CORROSÃO NO AÇO ESTRUTURAL ASTM-A36 
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COMO ACONTECE A CORROSÃO
Os metais raramente são encontrados no estado puro. Eles quase sempre são encontrados em combinação com um ou mais elementos não-metálicos presentes no ambiente. Minérios são, de modo geral, formas oxidadas do metal.
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COMO ACONTECE A CORROSÃO
Corrosão pode ser definida, de modo simples, como sendo a tendência espontânea do metal produzido e conformado de reverter ao seu estado original, de mais baixa energia livre. 
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COMO ACONTECE A CORROSÃO
A corrosão afeta a sociedade de várias maneiras: utilização de maiores coeficientes de segurança, necessidade de manutenção preventiva (ex.: pintura) e corretiva, utilização de materiais mais “nobres” e caros, parada temporária da utilização do equipamento ou da estrutura, contaminação de produto, perda de eficiência, perda de credibilidade.
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COMO ACONTECE A CORROSÃO
Obviamente todos estes itens envolvem aspectos econômicos. Assim, existem muitas razões para se evitar a corrosão.
A corrosão pode ocorrer através de variadas formas, e sua classificação pode ser feita através da aparência do metal corroído. As formas mais comuns de corrosão que acometem o aço carbono são a corrosão uniforme, a corrosão galvânica, a corrosão por frestas e a corrosão por pites, menos comum, mas não menos importante.
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CORROSÃO UNIFORME
Este tipo de corrosão é muito comum e facilmente controlável, consiste em uma camada visível de óxido de ferro pouco aderente que se forma em toda a extensão do perfil. 
É caracterizada pela perda uniforme de massa e conseqüente diminuição da seção transversal da peça.
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CORROSÃO UNIFORME
Esse tipo de corrosão ocorre devido à exposição direta do aço carbono a um ambiente agressivo e à falta de um sistema protetor.
Comumente, o sistema protetor pode se romper durante o transporte ou manuseio da peça, devendo ser rapidamente reparado, antes que ocorra a formação de pilhas de ação local ou aeração diferencial.
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CORROSÃO UNIFORME
A corrosão se processa em toda extensão da superfície, ocorrendo perda uniforme de espessura. É chamada por alguns de corrosão generalizada. 
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PREVENÇÃO E CONTROLE DA CORROSÃO UNIFORME
Dependendo do grau de deterioração da peça, pode-se apenas realizar uma limpeza superficial com jato de areia e renovar a pintura antiga. 
Em corrosões avançadas, deve-se optar pelo reforço ou substituição dos elementos danificados.
Em qualquer caso é preciso a limpeza adequada da superfície danificada.
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PREVENÇÃO E CONTROLE DA CORROSÃO UNIFORME
A corrosão uniforme pode ser evitada com a inspeção regular da estrutura e com o uso de ligas especiais como o aço inoxidável.
Sua localização é uma das mais simplificadas e permite que problemas sejam evitados quando se existe serviços de manutenção preventiva.
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CORROSÃO GALVANICA
Esse tipo de corrosão ocorre devido a formação de uma pilha eletrolítica quando utilizados metais diferentes. 
As peças metálicas podem se comportar como eletrodos e promover os efeitos químicos de oxidação e redução.
É fácil encontrar esse tipo de contato em construções estruturais. 
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CORROSÃO EROSÃO/CORROSÃO POR CAVITAÇÃO
Esse problema é resultante da soma de tensão de tração e um meio corrosivo. 
Essa tensão pode ser proveniente de encruamento, solda, tratamento térmico, cargas. 
Normalmente, regiões tencionadas funcionam como ânodos em relação ao resto do elemento e tendem a concentrar a cessão de elétrons. 
A cavitação é geralmente encontrada em uma condição hidrodinâmica, caracterizada por uma alteração súbita e grave da pressão hidrostática existente. 
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A corrosão locazida consiste na formação de pequenas cavidades (alvéolos) que iniciam na superfície da peça metálica que podem chegar a perfurar toda a espessura da peça, com pouca ou nenhuma perda de espessura do material, e são de difícil detecção visual.
CORROSÃO LOCALIZADA (ALVEOLAR/PITE/LOCALIZADA)
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CORROSÃO LOCALIZADA (ALVEOLAR/PITE/PLACAS)
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O MECANISMO ELETROQUÍMICO
Os fenômenos de corrosão de metais envolvem uma grande variedade de mecanismos que, no entanto, podem ser reunidos em quatro grupos, a saber:
• Corrosão em meios aquosos (90%)
• Oxidação e corrosão quente (8%)
• Corrosão em meios orgânicos (1,8%)
• Corrosão por metais líquidos (0,2%)
processos
essencialmente eletroquímicos.
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AFINAL O QUE É A FERRUGEM?
Uma conseqüência das reações eletroquímicas no aço é a precipitação de um produto marrom. Trata-se de um produto final do processo corrosivo, mais conhecido como ferrugem.
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AFINAL O QUE É A FERRUGEM?
Ele tem uma composição química complexa, porém, basicamente, é constituído de compostos na forma de FeOOH e Fe3O4 . A formação do primeiro composto ocorre por uma reação química do tipo:
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FeOOH = Oxi-hidróxido de ferro
FeO = Óxido de ferro
Fe2O3 = Óxido de ferro II
Fe3O4 = Óxido de ferro III 
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COMO A FERRUGEM SE ALASTRA SOBRE A SUPERFÍCIE DO AÇO
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CORROSÃO EM ÁGUA DO MAR
A água do mar é uma solução salina uniforme consistindo predominantemente de cloretos de sódio e magnésio dissolvidos em água 
fatores que afetam a corrosão em água do mar:
a concentração de oxigênio
velocidade e temperatura da água
degradação de material biológico
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CORROSÃO GALVANICA EM ÁGUA DO MAR
A corrosão galvânica na água do mar é importante porque o meio possui uma condutividade alta. 
A relação galvânica de metais em água do mar é mostrada na tabela abaixo. 
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CORROSÃO ATMOSFÉRICA
As Normas ISO 9223 e ISO 9226 definem os critérios relativos à caracterização de uma atmosfera e o grau de corrosividade, determinado a partir da velocidade de corrosão de metais expostos.
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CORROSÃO ATMOSFÉRICA
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EFEITOS DA CORROSÃO ATMOSFÉRICA NO AÇO ESTRUTURAL ASTM A36
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CORROSÃO POR AERAÇÃO DIFERENCIAL
Forma de corrosão que ataca uma região metálica que está em contato com um meio onde a concentração de oxigênio é menor que nas regiões vizinhas. 
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MECANISMO DA CORROSÃO POR AERAÇÃO DIFERENCIAL
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COMPORTAMENTO DE UM AÇO CARBONO ESTRUTURAL E DE UM AÇO PATINÁVEL EXPOSTOS À ATMOSFERA INDUSTRIAL
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COMO PREVENIR A CORROSÃO
 A Prevenção Começa na Etapa de Projeto
 Evite Umidade Residual
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PRÁTICAS BOAS E RUINS NA UNIÃO PARAFUSADA
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EVITE A JUNÇÃO DE MATERIAIS DIFERENTES
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CUIDADO COM A GEOMETRIA... 
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PREPARO DE SUPERFÍCIE E PINTURA
A Carepa de Laminação
O aquecimento do aço carbono a temperaturas situadas entre 575°C e 1370°C provoca a formação de uma camada de óxidos denominada carepa de laminação Esta película é formada por três camadas de óxidos sobrepostas: wustita (FeO), magnetita (Fe3O4 ) e hematita (Fe2O3).
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PREPARO DE SUPERFÍCIE E PINTURA
A Carepa de Laminação
Como a carepa é muito lisa, não fornece a rugosidade
necessária ao perfeito ancoramento mecânico da tinta.
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PREPARO DE SUPERFÍCIE E PINTURA
Graus de Limpeza Superficial
A norma mais citada e empregada para a preparação da superfície do aço é a Norma Sueca SIS 05 59 00-1967 “Graus de Enferrujamento da Superfície de Aço Laminado a Quente e Graus de Preparo destas Superfícies para Aplicação de Revestimentos Anticorrosivos”.
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PREPARO DE SUPERFÍCIE E PINTURA
Graus de Limpeza Superficial
Os padrões de grau de corrosão são definidos através de fotografias do estado de intemperismo em que o aço se encontra para pintura:
A superfície com carepa de laminação ainda intacta
B superfície com carepa de laminação se destacando e com presença de ferrugem
C superfície com corrosão generalizada e sem carepa
D superfície com corrosão generalizada e com pontos profundos de corrosão (pites)
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GRAU DE CORROSÃO
SIS 05 59 00-1967
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PREPARO DE SUPERFÍCIE E PINTURA
Graus de Limpeza Superficial
Os padrões de grau de limpeza também são definidos através de fotografias do estado em que as superfícies ficam após o tratamento de limpeza:
St 2: Limpeza manual, executada com ferramentas manuais como escovas, raspadores, lixas e palhas de aço.
St 3: Limpeza mecânica executada com ferramentas mecanizadas como escovas rotativas, pneumáticas ou elétricas.
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Sa 1: É o jato ligeiro (brush off). A superfície resultante deverá encontrar-se inteiramente livre de óleos, graxas e materiais como carepa, tinta e ferrugem soltas. A carepa e a ferrugem remanescentes poderão permanecer, desde que firmemente aderidas. O metal deverá ser exposto ao jato abrasivo por tempo suficiente para provocar a exposição do metal base em vários pontos da superfície sob a camada de carepa.
PREPARO DE SUPERFÍCIE E PINTURA
Graus de Limpeza Superficial
A retirada do produto de corrosão neste caso é em torno de 5%
- Jato ligeiro (Brush Off)
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- Jato ligeiro (Brush Off)
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Sa 2: Chamado de jato comercial. A superfície resultante do jateamento poderá apresentar manchas e pequenos resíduos devidos à ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos 2/3 da área deverá estar isenta de resíduos visíveis, enquanto o restante será limitado pelas manchas e resíduos.
- Jato comercial ou limpeza ao metal cinza
Eficiência em torno de 50% de retirada de óxidos
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- Jato comercial ou limpeza ao metal cinza
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Sa 2 ½: Chamado de jato ao metal quase branco. É definida como superfície livre de óleo, graxa, carepa, ferrugem, tinta e outros materiais, podendo apresentar pequenas manchas claras devidas a resíduos de ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos
95% da área deverá estar isenta de resíduos visíveis, sendo o restante referente aos materiais acima mencionados.
- Jato ao metal quase branco
Eficiência superior de 95% de retirada de óxidos
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- Jato ao metal quase branco
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Sa 3: Conhecido como jato ao metal branco. Após a limpeza, o aço deverá exibir cor metálica uniforme, branco-acinzentada, sendo removidos 100% de carepas e ferrugens. A superfície resultante estará livre de óleos, graxas, carepa, tinta, ferrugem e de qualquer outro depósito.
- Jato ao metal branco
100% de retirada de óxidos
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- Jato ao metal branco
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EFEITOS DA CORROSÃO NO AÇO ESTRUTURAL ASTM-A36 
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É necessário que se faça o desengraxe com pano branco e limpo embebido em solvente. 
O lixamento superficial deve ser feito com lixa nº. 100 no sentido horizontal e vertical provocando riscos superficiais quadriculados, melhorando a aderência do sistema. 
Novamente a superfície deve ser limpa com um pano branco limpo embebido com solvente e aplicar o mais rápido possível a tinta fundo correspondente.
PREPARO DE SUPERFÍCIE E PINTURA
Técnicas especiais
AÇO GALVANIZADO POR IMERSÃO A QUENTE
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EFEITOS DA CORROSÃO NO AÇO ESTRUTURAL ASTM-A36 
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Proceder ao desengraxamento conforme mencionado anteriormente, mas desta vez o lixamento deve ser substituído por um jateamento ligeiro (brush off). Esta técnica requer prática operacional já que o objetivo não é remover a galvanização e sim fosquear a superfície para provocar um perfil de rugosidade de 5 a 10 μm.
A pressão a ser utilizada é de 70 lb com o uso de abrasivo angular de tamanho 40 -60 mesh.
PREPARO DE SUPERFÍCIE E PINTURA
Técnicas especiais
Brush off
AÇO GALVANIZADO POR IMERSÃO A QUENTE
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CORROSÃO EM AÇOS ESTRUTURAIS