Corrosão

Prévia do material em texto

UNIFACS – UNIVERSIDADE SALVADOR
ENGENHARIA MECÂNICA
DANILO SILVA SANTOS
PAULO VINICIUS LIMA DE SIQUEIRA TRINDADE
VINÍCIUS LEÃO DE CARVALHO CUNHA DO AMARAL
CORROSÃO
Salvador
2012
DANILO SILVA SANTOS
PAULO VINICIUS LIMA DE SIQUEIRA TRINDADE
VINÍCIUS LEÃO DE CARVALHO CUNHA DO AMARAL
CORROSÃO
Trabalho avaliativo apresentado ao curso de Engenharia Mecânica da UNIFACS – Universidade Salvador, como requisito parcial para conclusão da disciplina de Materiais Metálicos.
Orientadora: Sueila Silva Araújo 
Salvador
2012
INTRODUÇÃO
A maioria dos metais são instáveis termodinamicamente. Há uma tendência natural de se destruírem, por causa das reações com o meio ambiente e para se tornar estável, através da formação de um composto do metal.
A corrosão é a deteriorização de um material, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente aliado, ou não, a esforços mecânicos, sendo essa, um processo espontâneo, está constantemente transformando os materiais metálicos de modo que algumas propriedades não satisfação os fins a que se destinam.
Os problemas com corrosão são freqüentes e ocorrem nas mais variadas atividades. Esses problemas podem apresentam perdas para o seu dono, tanto econômicos, quanto em questões de saúde, segurança, etc.
Mesmo assim há um lado vantajoso da corrosão, alguns compostos assumem melhores propriedades quando sofrem corrosão, ou formão compostos de aplicação especifica em determinada área. 
REAÇÕES ELETROQUIMICAS
A corrosão é maioria das vezes, espontânea, que causa a destruição dos materiais metálicos, e pode ser reduzida com o emprego de mecanismos protetores. Os processos de corrosão se passam na superfície do material, obedecendo a princípios bem estabelecidos, por serem reações químicas e eletroquímicas.
No processo de corrosão, os materiais metálicos sofrem do fenômeno conhecido como oxiredução (oxidação-redução), que pode ser caracterizado de varias formas, sendo essas:
Oxidação é o ganho de oxigênio e redução é a perda de oxigênio.
Oxidação é a perda de elétrons e redução é o ganho de elétrons.
Oxidação é o aumento do número de oxidação e redução é a diminuição do número de oxidação.
A reação de oxiredução é um processo simultâneo, sempre que há oxidação, há redução. Existem dois participantes importantes na reação de oxiredução, o agente redutor, que contem o elemento redutor, e o agente oxidante, que contem o elemento oxidante.
Para melhor compreensão da corrosão, são estudadas as pilhas eletroquímicas. São dispositivos capazes de transformar energia química em energia elétrica ou energia elétrica em energia química. Elas são compostas por:
Anodo: eletrodo em que há oxidação e onde a corrente elétrica, na forma de íons metálicos positivos entra no eletrodo.
Eletrólito: condutor contendo íons que trans portam a corrente elétrica do anodo para o catodo.
Catodo: eletrodo onde a corrente elétrica sai do eletrólito ou no eletrodo no qual as cargas negativas provocam reações de redução.
Circuito elétrico: ligação metálica entre o anodo e o catodo por onde escoam os elétrons, no sentido anodo-catodo.
Figura 1 – Esquema de pilha eletroquímica
No caso das pilhas eletroquímicas, a corrente elétrica tem sentido contrario ao de elétrons. No sentido convencional o catodo é negativo e o anodo é positivo, na pratica, o anodo é negativo e o catodo é positivo.
Existem vários tipos de pilhas, dentre essas as principais são:
Pilha de eletrodos metálicos diferentes
O processo ocorre entre dois metais diferentes, em contato, e imersos em um mesmo eletrólito, sendo cada um desses um anodo e um catodo para que haja a diferença de potencial entre eles, também é necessário um caminho elétrico. Nesse processo a corrosão se caracteriza de forma localizada, ocorrendo perfurações no material metálico (anodo);
Pilha de concentração
Nessa pilha, o processo ocorre entre metais de mesma natureza, que há a possibilidade de originar uma diferença de potencial, ocasionando a corrosão, acontece quando se tem um mesmo material metálico em contato com diferentes concentrações de um mesmo eletrólito ou em contato como mesmo eletrólito, entretanto em locais com teores de gases dissolvidos são diferentes. 
Pilha de temperaturas diferentes
Essa pilha é constituída por eletrodos feitos do mesmo material, em contato com o eletrólito em diferentes temperaturas. Quando há um aumento da temperatura, o processo corrosivo se desenvolve mais fácil, sendo que o anodo tem a temperatura maior que a do catodo.
Pilha eletrolítica
A pilha eletrolítica é aquela em que a corrente que passa pelo eletrólito é fornecida por uma fonte externa. Nessa pilha, os eletrodos não precisam ter natureza química diferentes, pois esse processo não é espontâneo por ser gerado através de uma fonte externa.
PRINCIPAIS TIPOS DE CORROSÃO
A corrosão é uma reação química heterogênea ou uma reação eletroquímica, que acontecem na superfície de separação entre o metal e o meio corrosivo. As formas de corrosão se apresentam considerando algumas características, como a aparência ou forma de ataque, suas diferentes causas e mecanismos. Assim, pode-se ter corrosão segundo:
Tabela 1 – Classificação dos tipos de corrosão
	Corrosão
	Classificações
	
	Morfologia
	As causas ou mecânicos
	Os fatores mecânicos
	O meio corrosivo
	A localização do ataque
	Uniforme
	X
	
	
	
	X
	Por placas
	X
	
	
	
	
	Alveolar
	X
	
	
	
	
	Por pite
	X
	
	
	
	X
	Intergranular
	X
	
	
	
	X
	Intragranular
	X
	
	
	
	
	Filiforme
	X
	
	
	
	
	Por esfoliação
	X
	
	
	
	
	Grafitica
	X
	X
	
	
	
	Decinzificação
	X
	X
	
	
	
	Em torno de cordão de solda
	X
	X
	
	
	
	Empolamento por hidrogênio
	X
	X
	
	
	
	Por aeração diferencial
	
	X
	
	
	
	Eletrolítica 
	
	X
	
	
	
	Galvânica
	
	X
	
	
	
	Sob tensão
	
	
	X
	
	
	Sob fadiga
	
	
	X
	
	
	Por atrito
	
	
	X
	
	
	Associada à erosão
	
	
	X
	
	
	Atmosférica 
	
	
	
	X
	
	Pelo solo
	
	
	
	X
	
	Induzida por microorganismos
	
	
	
	X
	
	Pela água do mar
	
	
	
	X
	
	Por sais fundidos
	
	
	
	X
	
	Transgranular
	
	
	
	
	X
Dentre esses tipos, os principais são:
Uniforme:
Ocorre em toda extensão da superfície onde há perda uniforme de espessura.
Por pite:
Processa-se em pontos ou em áreas pequenas na superfície produzindo cavidades que apresentam o fundo de forma angulosa e profundidade maior que o diâmetro. 
Em torno de cordão de solda:
A corrosão se apresenta em torno do cordão de solda e ela se processa intergranularmente.
Eletrolítica:
Caracteriza-se pela deterioração devido à passagem de corrente parasita. O processo não é espontâneo, como os outros tipos de corrosão, mas é induzido por fatores externos.
Galvânica:
Ocorre quando dois metais com potenciais diferentes estão em contato elétrico em presença de um eletrólito.
Sob tensão:
Este tipo de corrosão ocorre sob o efeito conjugado de tensões e do meio corrosivo.
Sob fadiga:
Essa corrosão acontece quando o material ou liga é submetido a tensões cíclicas no meio corrosivo.
Atmosférica:
Nesse ripo de corrosão, os constituintes do ar (sais em suspensão, gases industriais, poeira, etc), formam um eletrólito que condensa na superfície do material, na presença de sais ou gases presentes no ambiente.
Pela água do mar:
Nas águas contém sais que contribuem para o processo de corrosão do material metálico.
PREVENÇÃO DA CORROSÃO
A corrosão pode ter varias conseqüências, dentre essas, são de natureza econômica. N estudo da corrosão devem ser consideradas variáveis que dependem do metal. Somente dessa forma pode-se determinar o melhor material para determinado meio corrosivo.
Em todas as maneiras de controle da corrosão, o custo é primordial. Se o custo da manutenção baixar, economicamente qualquermedida de proteção será vantajosa. . Por isso se faz necessária a criação de um balanço econômico, para julgar o quão vantajosa é a medida de proteção em um determinado equipamento. Logo, são levados em conta os gastos relacionados à deteriorização do material, como por exemplo, paradas de unidades, perda de eficiência, perda de produto, contaminações, etc.
Para eliminar ou reduzir a corrosão são usados inibidores. Essa substancia tem sido usadas como uma das melhores formas de proteção contra corrosão. Para utilizar inibidores da melhor forma, é preciso considerar quatro aspectos:
Causas da corrosão no sistema;
Custo da utilização;
As propriedades e os mecanismos de ação dos inibidores a serem usados;
Condições adequadas de adição e controle;
Os inibidores são classificados como:
Inibidores anódicos:
Estes inibidores agem em partes anódicas do metal, onde há fuga de elétrons e formação de átomos com estados de oxidação superiores. Eles agem de duas formas: na primeira, eles reagem com os íons metálicos produzidos no ânodo e formam uma camada de óxidos anexados, isolando o metal e impedindo as reações anódicas. Também formam um filme adsorvido na parte anódica, impedindo o fluxo de íons e elétrons, além de isolá-la do ambiente. 
Os inibidores anódicos precisam do contato com a superfície do metal para que sejam efetivos. Assim, locais que tenham depósitos ou incrustações, os inibidores não irão funcionar de forma adequada e nesses locais podem haver corrosão acelerada. Esse inibidor precisa estar em concentrações mínimas para garantir a proteção da superfície do metal, caso contrario pode ocorrer corrosão localizada.
Alguns tipos de inibidores anódicos são:
Cromados;
Ortofosfatos;
Molibdatos, tungstatos;
Nitritas;
Lignosulfonados, taninos;
Polímeros;
Silicatos.
Inibidores catódicos:
Estes agem, principalmente, em áreas catódicas da corrosão. Eles funcionam formando barreiras, que impedem a movimentação de íons hidrogênio, hidroxilas e oxigênio para as zonas catódicas.
Alguns tipos de inibidores anódicos são:
Polifosfatos;
Zinco;
Carbonato de cálcio.
Há algumas normas relacionadas à corrosão e métodos de como tratá-la, essas normas são:
ISO 1461:-, Hot dip galvanized coatings on fabricated ferrous products – Specifications (a ser publicada – revisão da ISO 1459: 1973 a da ISO 1461: 1973).
ISO 8501-1:1988, Preparation of steel substrates before application of paints and related products – Visual assessment of surface cleanliness – Part 1: Rust grades and preparation grades of uncoated steel substrates and of steel substrates after overall removal of previous coatings.
ISO 9223:1992, Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of atmospheres –Classification 
ISO 9226:1992, Corrosion of metals and alloys – Corrosivivity of Atmospheres –Determination of corrosion rate of standard specimens for the evaluation of corrosivity.
ISO 12944-1: 1998, Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems – Part 1: General introduction.
ISO 12944-2: 1998, Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems – Part 2: Classification of environments.
ISO 12944-3: 1998, Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems – Part 3: Design considerations.
ISO 12944-4: 1998, Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems – Part 4: Types of surface and surface preparation.
ISO 12944-5: 1998, Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems – Part 5: Protective paint systems.
ISO 12944-6: 1998, Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems – Part 6: laboratory performance test methods.
ISO 12944-7: 1998, Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems – Part 7: Execution and supervision of paint work
ISO 12944-8: 1998, Paints and varnishes – Corrosion protection of steel structures by protective paint systems – Part 8: Development of specifications for new work and maintenance. 
ISO 14713:-, Protection against corrosion of iron and stee, in structures – Guidelines (a ser publicada). 
REFERÊNCIAS
CALLISTER, William D.,. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. xvii, 589 p.
RUSSELL, John B. Química geral. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 1994. 2v. ISBN 9788534601924: v. 1 (broch.)
GENTIL, Vicente. Corrosão. 4. ed. Rio de Janeiro (RJ): LTC, c2003. 341 p. ISBN 85-216-1055-6 (broch.)