Aula 6 - Meios e mecanismos corrosão

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CORROSÃO METÁLICA 
OXIDANDO A CADA DIA... 
 
◊ Meios corrosivos 
◊ Atmosfera 
◊ Água 
◊ Solo 
 
Tópico de aula 
◊ Mecanismos de corrosão 
◊ Químico 
◊ Eletroquímico 
◊ Corrosão galvânica 
◊ Corrosão por concentração iônica 
◊ Corrosão por aeração diferencial 
◊ Corrosão seletiva 
◊ Corrosão eletrolítica 
MEIOS CORROSIVOS 
ATMOSFERA 
 
ÁGUA 
 
SOLO 
Meios corrosivos mais comuns 
ATMOSFERA 
 
Responsável por aproximadamente 50% dos 
custos totais das perdas por corrosão. 
Ação corrosiva depende, principalmente, dos 
seguintes fatores: 
◊ Umidade relativa (UR); 
◊ Poluentes (particulados e gases). 
 
 
CORROSÃO ATMOSFÉRICA – UMIDADE RELATIVA 
 
Classificação: 
 
◊ Seca: atmosfera isenta de umidade. 
◊ Não há formação de filme de eletrólito na superfície. 
◊ Ocorre lenta oxidação do metal. 
◊ Mecanismo químico. 
◊ Úmida: UR abaixo de 100%. 
◊ Forma-se um filme fino de eletrólito. 
◊ Velocidade depende da UR, dos poluentes 
atmosféricos e da higroscopicidade dos produtos de 
corrosão. 
◊ Molhada: UR de aproximadamente 100%. 
◊ Condensação na superfície metálica, como por 
exemplo, chuva e névoa salina. 
ATMOSFERA 
Influência da UR na ação corrosiva da atmosfera sobre Fe: 
 
UR Corrosão do Fe 
Baixa (nula) 
Média (~60%) Lenta 
Alta (>70%) Acelerada 
Sob a influência de SO2 
(poluente) 
ATMOSFERA 
Influência da UR na ação corrosiva da atmosfera sobre Fe: 
 
Curva UR (%) 
1 58 
2 70 
3 80 
4 89 
5 94 
6 97 
Sob a influência de NaCl 
(poluente) 
 
CORROSÃO ATMOSFÉRICA – POLUENTES 
◊ Gases: 
◊ CO2 e CO: provenientes da queima de combustíveis, em 
presença de H2O formam H2CO3. Ataque: carbonatação 
de concreto. 
◊ Presença de NOx e SOx: chuva ácida e corrosão severa de 
estruturas metálicas. 
◊ SO2 e SO3: corrosivos mais comuns de atmosferas 
industriais. Provenientes da queima de combustíveis. 
+ HNO3O2NO H2O4 3 2 4+
+ 424 H2ONO2 O2 HNO3+
SO2 H2O H2SO3+
+ H2SO4H2OSO3
SO2 H2O H2SO4++ 1/2O2
◊ NO2 e NO: provenientes da 
exaustão de automóveis ou da 
combinação de N2 e O2 
atmosféricos. 
 
CORROSÃO ATMOSFÉRICA – POLUENTES 
◊ Corrosão severa de aço-carbono na presença de NOx e SOx 
(NO, NO2 atuam como catalisadores na formação do H2SO4): 
 
Fe + H2SO4 FeSO4 H2+
+ H2OFeSO4H2SO4+Fe2 2 + O2 2 2
2FeSO4 + O21/2 H2SO4+ Fe2(SO4)3 H2O+
e
FeSO4 2H2O+ Fe(OH)2 H2SO4+
Fe2(SO4)3 + H2O6 Fe(OH)32 + H2SO43
SO22 + + + + +NO NO2 O2 H2O H2SO42 NO2NO +2
SO2 + ½ O2  SO3 
SO3 + H2O  H2SO4 
Fe + SO2 + O2  FeSO4 
2FeSO4 + ½ O2 + 5H2O  2Fe(OH)3 + 2H2SO4 
2Fe + 2H2SO4 + O2  2Fe2SO4 + 2H2O 
 
CORROSÃO ATMOSFÉRICA – POLUENTES 
 
◊ Particulados: 
 
◊ Deposição de material metálico de natureza química 
diferente (formação de pilha de corrosão galvânica); 
◊ Deposição de material não metálico (SiO2 – aeração 
diferencial e corrosão localizada); 
◊ Deposição de substâncias higroscópicas (CaCl2, MgCl2); 
◊ Deposição de sais que são eletrólitos fortes (NaCl, 
(NH4)2SO4); 
◊ Deposição de partículas sólidas (carvão) que podem reter 
gases corrosivos e formar ácidos (H2SO4, HNO3, H2S). 
 
Influência da ação conjunta de SO2 e carvão sobre a 
corrosão atmosférica do ferro 
 
 
 Carvão + SO2 
 
 
 
 
 
 
 
 SO2 
 
 
 
 
 
 
 
 Carvão 
 
 
 
 
 
Classificação da ação corrosiva da atmosfera 
(de acordo com a corrosão relativa de aço-carbono) 
Atmosfera Corrosão Relativa 
Rural 1-9 
Marinha 38 
Industrial 50-65 
Industrial fortemente poluída 100 
 
CORROSÃO EM PRESENÇA DE ÁGUA 
◊ A corrosão de materiais metálicos em contato com 
a água vai depender dos contaminantes presentes 
na mesma. 
◊ Contaminantes: 
◊ Sais dissolvidos: NaCl, FeCl2, MgCl2 etc. 
◊ Geralmente, aceleram os processos corrosivos 
pela presença de eletrólito forte (aumento de 
condutividade). 
◊ Gases dissolvidos: O2 (principal agente oxidante), N2 
(NOx), CO2 (H2CO3), Cl2(HCl), H2S etc. 
◊ Geralmente, aceleram a corrosão pela diminuição 
do pH; 
◊ Outros: sólidos suspensos Al2O3, CaO etc. 
 
 
SOLO COMO MEIO CORROSIVO 
◊ É de grande importância, considerando as enormes 
extensões de tubulações enterradas (oleodutos, 
gasodutos, tanques de combustível) e a 
heterogeneidade do meio. 
◊ Velocidade de corrosão: não é muito influenciada 
por pequenas variações na composição ou estrutura 
do material metálico, sendo mais influente a 
natureza do solo (características físico-químicas): 
◊ Umidade; 
◊ Acidez; 
◊ Presença de sais; 
◊ Presença de gases (aeração); 
◊ Resistividade elétrica (condutividade), etc. 
 
MECANISMOS DE CORROSÃO 
 
MECANISMOS DE CORROSÃO 
◊ No estudo de processos corrosivos devem ser 
consideradas, em conjunto, as seguintes variáveis: 
◊ Material metálico; 
◊ Meio corrosivo; 
◊ Condições operacionais. 
◊ Os conhecimentos teórico e prático dessas 
variáveis permitirá indicar o material mais 
adequado para ser utilizado em determinados 
equipamentos ou instalações. 
 
 
MECANISMOS DE CORROSÃO 
◊ De acordo com o meio corrosivo e o material, 
existem diferentes mecanismos: 
◊ Mecanismo eletroquímico: reações químicas que 
envolvem transferência de carga ou elétrons através de 
uma interface ou eletrólito. 
◊ Corrosão em água ou soluções aquosas; 
◊ Corrosão atmosférica; 
◊ Corrosão no solo. 
◊ Mecanismo químico: reações químicas diretas entre 
material metálico, ou não metálico, com o meio 
corrosivo, não havendo geração de corrente elétrica. 
◊ Corrosão de materiais não metálicos; 
◊ Corrosão de metais, em temperaturas elevadas, por 
gases e ausência de umidade (corrosão seca). 
 
Ataque de metais, como níquel, por CO com formação de 
Carbonila de Niquel (Ni(CO4), líquido volátil 
 
 
 
Ataque de metais, como ferro, alumínio e cobre, por cloro em 
temperaturas elevadas, com formação dos respectivos cloretos 
 
 
 
 
Outros: ataque da borracha por ozônio, deterioração de concreto 
por sulfato 
 
EXEMPLOS DE MECANISMO QUÍMICO 
 
 
MECANISMO ELETROQUÍMICO 
◊ Na corrosão eletroquímica, elétrons são cedidos em 
determinada região e recebidos em outra, formando 
uma pilha de corrosão. 
◊ Etapas: 
◊ Processo anódico: passagem de íons para a solução. 
◊ Processo catódico: recepção de elétrons, na área 
catódica, pelos íons ou moléculas existentes na solução. 
◊ Deslocamento dos elétrons e íons: transferência dos 
elétrons da região anódica para a catódica pelo circuito 
metálico e uma difusão de ânios e cátions na solução 
eletrolítica (ponte salina). 
 
Avaliação da intensidade do processo de corrosão 
- no cargas dos íons que passam à solução no anodo ou 
- no cargas dos íons que se descarregam no catodo ou 
- no elétrons que migram do anodo para o catodo. 
 
MECANISMO ELETROQUÍMICO 
◊ Reações anódica e catódica. 
 
Reação anódica
M M
n+
ne
-
+
Oxidação do metal
Reações catódicas
nH
+
ne
-
H2n/2+
Redução do íon H
+
(meio ácido)
(meio neutro ou básico)
Redução do oxigênio
+ n/2H2O ne
-
(meio ácido)
n/4O2 + nOH
-
nH
+
+O2n/4 ne
-
H2On/2+
Fe Fe
2+
+ 2e
-
2e
-
+Zn
2+
Zn
Al Al
3+
+ 3e
-
Reações anódicas
 
MECANISMO ELETROQUÍMICO 
◊ Natureza química do produto de corrosão: o 
produto de corrosão será formado pelos íons 
resultantes das reações anódica e catódica. 
Mn+ + nOH-  M(OH)n 
 
Exemplo:corrosão do ferro. 
Produtos de corrosão (meio básico)
+Fe
2+ 2OH
-
Fe(OH)2
Produtos de corrosão (meio ácido)
FeCl22Fe
2+
+
SO4
2-
Cl
-
+Fe
2+
FeSO4
Reação no anodo
2e
-
+Fe
2+
Fe
Reação no catodo
H2O O2 OH
-
2e
-
+ +1/2 2
Região intermediária
Fe(OH)22OH
-
Fe
2+
+
Sofre transformações 
e forma a ferrugem 
(Fe2O3.H2O) 
26 
Corrosão Galvânica 
Ocorre quando dois materiais metálicos, com diferentes 
potenciais, estão em contato em presença de um eletrólito. 
Exemplo: Fe acoplado com outros metais e imersos em 
solução aquosa de NaCl 1% 
 
 
Segundo metal 
Corrosão no 
seg. metal (mg) 
Corrosão no 
ferro (mg) 
Mg 3104,3 0,0 
Al 105,9 9,8 
Pb 3,6 183,2 
Ni 0,2 181,1 
Cu 0,0 183,1 
Trocadores de calor com feixe de tubos de aço inoxidável 
e chicanas ou separadores de aço carbono: corrosão 
severa das chicanas ou separadores 
Corrosão Galvânica - Exemplos 
Corrosão em componente de liga de alumínio, anodo, 
fixado com parafuso de latão, catodo 
Corrosão Galvânica - Exemplos 
Placa de alumínio em 
contato com solução de 
CuSO4 
Início da reação entre Al e 
CuSO4 Reação predominante 
em pontos da placa de 
alumínio 
Corrosão Galvânica do Alumínio em solução de CuSO4 
Corrosão Galvânica - Exemplos 
Cobre: resultante da reação 
 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu. 
Cobre depositado sobre a 
placa de alumínio 
Corrosão na placa de alumínio, 
observada após retirada do cobre 
depositado, confirmando a 
predominância em partes da placa 
onde ocorreu esse depósito. 
Formas de Proteção 
• Uso de inibidores de corrosão 
• Isolamento elétrico dos materiais de nobrezas diferentes 
(Neoprene,Teflon, entre outros) 
• Aplicação de revestimentos protetores: pintura, tanto no 
anodo como no catodo 
• Uso de materiais com nobrezas próximas. 
• Proteção catódica 
32 
Ocorre quando um material metálico está imerso em 
soluções eletrolíticas com diferentes concentrações de 
íons. 
Na pilha formada, a região anódica é aquela onde a 
concentração do íon metálico é menor. 
A forma de corrosão é aquela por contato ou em frestas ou 
ainda corrosão por crevice (cavidades). 
Corrosão por Concentração Iônica 
Formas de Proteção 
• Usar massas de vedação, ou selantes, à base de 
silicones, epóxi, poliuretana em locais onde possa haver 
formação de frestas e presença de eletrólito. 
• Fazer homogeneização do eletrólito, afim de se chegar 
a uma mesma concentração em todas as regiões de um 
equipamento. 
34 
Material metálico imerso em regiões diferentemente 
aeradas, constituindo tipo freqüente de heterogeneidade 
que conduz à formação de uma pilha de aeração 
diferencial. 
 
 
Corrosão por Aeração Diferencial 
 Área anódica Área catódica 
 Fe  Fe2+ + 2e H2O + 2e
- + ½ O2  2OH
- 
Casos: estruturas metálicas colocadas no mar, tubulações parcialmente 
enterradas, chapas superpostas e em presença de umidade. 
Corrosão localizada: 
pites ou alveolar 
Tubulação Parcialmente Enterrada 
Corrosão por Aeração Diferencial 
Faixa do costado interno de tanque de ácido sulfúrico 
concentrado, apresentando corrosão logo abaixo da linha de 
nível. 
Corrosão por Aeração Diferencial 
Formas de Proteção 
• Usar apoio com pequena área de contato, como apoio 
tubular de aço ou polipropileno. 
• Procurar, limitado pelas dimensões, usar tanques ou 
reservatórios apoiados em pilares e não no solo. 
• Reforço na interface solo-atmosfera quando se tem 
tubulações com trechos aéreos e enterrados. 
• Revestimentos na faixa de variação de maré e zona de 
respingos. 
38 
Algumas ligas sofrem uma deterioração que se realiza em 
um dos seus componentes, permanecendo intacto o 
restante. 
 
Ocorrência: ferro fundido, latões, ligas de Cu-Ni e de Cu-Al. 
 
Corrosão Seletiva 
39 
Grafítica: ocorre no ferro fundido cinzento a temperatura 
ambiente. O Fe sofre corrosão, restando a grafite intacta. 
Pilha: Fe/Condutor eletrolítico/Grafite 
2 Fe-C + nH2O + 3/2 O2 → Fe2O3.nH2O + C 
Corrosão Seletiva 
40 
Dezincificação: ocorre principalmente em latões (ligas Cu-
Zn), em soluções salinas estagnadas e com maior 
intensidade em soluções ligeiramente ácidas. 
Corrosão Seletiva 
41 
Correntes elétricas que abandonam o seu circuito normal (correntes 
de fuga) e quando atingem instalações metálicas enterradas podem 
ocasionar corrosão na superfície. 
Como as intensidades dessas correntes são maiores do que as 
originadas nas pilhas naturais da própria estrutura metálica, a 
corrosão resultante poderá ser mais intensa e de alta velocidade. 
 
Forma de corrosão localizada, ocorrendo perfuração na parede 
metálica. 
 
Fontes de corrente de fuga: sistema de tração eletrificada (trem, metro, 
bonde), instalações de solda elétrica, sistemas eletroquímicos 
industriais, etc. 
Corrosão Eletrolítica 
Perfurações em trecho de adutora de água potável 
ocasionadas por correntes de fuga. 
 FIM DA AULA!