DISCIPLINA CORROSAO ( 6 ) 2010

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
*
PROTEÇÃO CATÓDICA :
1- CONSISTE EM POLARIZAR O METAL A SER PROTEGIDO. ELIMINAR A CONDIÇÃO TERMODINÂMICA FAVORÁVEL SEM A QUAL NÃO EXISTE A CORROSÃO . ∆G = --n.F.∆E
SIGNIFICA AJUSTAR O POTENCIAL PARA SER MENOR QUE O POTENCIAL DE CORROSÃO = ER E A COMPONENTE ANÓDICA DA CORRENTE É REDUZIDO A CORRENTE DE CORROSÃO.
QUANDO CHEGAR AO METAL CORROIDO UMA CORRENTE DE ELÉTRONS ( I ), ELA VAI SE SOMAR COM A Ic E SUBTRAIR DA Ia.
I’c > I’a Ia = 0 Icorr = 0
I’a < Ia I’c > Ic I’c > I’a
QUANTO MAIOR ( Ic ) APLICADA, MENOR A CORRENTE ANÓDICA E MAIS PRÓXIMO DO POTENCIAL ANÓDICO ( Ea )
*
*
*
Ec
Ea = Eu
U
T
S
X
Ex = ET
ES = E CORR
IS
IX 
IT
IU
I
I’c = metal
A polarização catódica continua pelo segmento ST para Ic =IT e segue ao segmento SU para Ic = IU. As correntes anódicas se reduzem a IX e a zero.
O maior valor de corrente catódica aplicada para eliminar a corrosão = IU e potencial EU = EA. O certo é alcançar o mínimo de potencial para proteção catódica completa
*
*
*
OS AÇOS CARBONO , EM SOLOS COMUNS, A DENSIDADE DE CORRENTE PARA PROTEÇÃO É 0,1 A 5 MA/DM2.
O POTENCIAL ANÓDICO DOS AÇOS = 0,59 SEM IMPUREZAS OU 0,53 VOLTS COM IMPUREZAS DO METAL E DO MEIO. O IDEAL É GARANTIR ESTE VALOR PARA QUE EXISTA PROTEÇÃO CATÓDICA.
NA PRÁTICA, USANDO ELETRODO DE REFERÊNCIA DE Cu/ CuSO4, COMUM EM SOLOS, = Eº = 0,316 volts. EM COMPARAÇÃO COM ESTE (ER), O AÇO TEM : POTENCIAL DE PROTEÇÃO = --0,53volts ; --0,32 volts ; --0,88 volts.
Imáx = Icorr
S
Ecorr
ddp=∆E
Ec
Ea
P
IP 
RESISTIVIDADE DA ÁGUA DO MAR = 20 ohm.cm
ÁGUA URBANA =104 ohm.cm.
CUIDADO: formação de H+ e formar trincas.
*
*
*
É preciso calcular a resistividade de um solo. os procedimentos são: injetar uma corrente por meio de dois pinos internos. Crava-se dois pinos de 30 cm de comprimento no solo dispostos em linha reta e espaçados igualmente.
Equação de Wenner:I = corrente injetada. V = Tensão em queda 
a =espaçamento
Como faço para calcular o total de vida útil de um aterramento de uma cama de anodos com 20 anodos de grafite nas dimensões abaixo, na posição vertical com enchimento condutor de coque metalúrgico muído, espaçados de 6,0 metros. A cama será ligada a um retificador de 50 volts e 30 A, para proteger uma adutora.
N=20 anodos
δ = 9.000 ohm.cm
L= comprimento da coluna do coque =3.000mm=9,87ft
d= diâmetro coque=0,84 ft
S=espaçamentos dos anodos = 6000mm=19,74 ft.
1 ft =0,3040 metros
Ra =1,45 ohm. 
 0,85.M 0,85.240 = 17 anos
 D.I 0,40.30
12x20= massa total de anodos= 240.
1500x75x peso=12 Kg
Desgaste do anodo
=0,40Kg/ano
I aplicada= 30 A
=
=
V=
*
*
*
Uma tubulação enterrada com 140 Km de comprimento e diâmetro de 10 polegadas em aço carbono, tratada com revestimento externo à base de alcatrão de hulha e fibra de vidro. Deve ser protegida com proteção catódica. Faça um projeto para proteger o sistema com vida útil de 20 anos em média.
1- realizar a medida de resistividade(δ) em toda a sua extensão e tirar a média. Espaçamentos sugeridos de 2,8 Km.
2-preparar no mínimo 50 pontos de testes onde cada ponto tenha um teste de 4 medições com profundidades de 1,5; 3,0 ; 4,5; 6,0 metros do nível do solo, método do quatro pinos com “vibragroud”. Ex: δmédia = 120.000 ohm.cm.
3- calcular a corrente elétrica necessária para a proteção catódica.
I = A. Dc.F (1—E ) Dc = 73,73 –13,35 log δ
I = m A A = área a ser protegida = 111.658m2. F= fator de correção(veloc fluido m/s) = 1
Dc = densidade de corrente (mA/m2) Dc =73,73 – 13,35log120.000 = 6mA / m2.
E = eficiência do revestimento usado( tabela= 90% = 0,9 ).
I = 111.658.6.1(1 – 0,9 )= 67 A.
4- Com um retificador e sendo baixa resistividade, com 75% eficiência de carga = 22 A, ficando então: 89 A. utilizar três retificadores com 30 A nominal.
5- Dispor a cama de retificadores e preparo da cama de anodos.
*
*
*
6- 1º retificador com cama de anodo nº1, próximo de zero Km/ 500 metros.deve ser refrigerado a ar natural, capac. Para 50 volts, 30 A, 220 volts em CA e 60 Hz.
7- a cama de anodos com 13 anodos de ferro silício(1500x50mm), espaçados de 3,0 metros com vida superior a 20 anos.
8-No 2º retificador, com cama de anodo nº2, no Km 57, com 14 anodos espaçados de 6,0 metros, com vida útil de 20 anos e de ferro silício.
9- No 3º retificador, cama de anodo nº 3, com 18 anodos espaçados de 4,5 metros, colocados no Km 100 , com anodos de ferro silício, com 20 anos útil.
10- Não esquecer das juntas de isolamento elétrico em uma das extremidades da tubulação, evitando a fuga de corrente para outros sistemas vizinhos.
11-Após a proteção, colocar pontos de testes, em torno de 45 pontos, espaçados de 3 Km, para medir periodicamente os potenciais( tubulação / solo), para ter a certeza de que existe uma proteção com potenciais mais negativos que 
( --0,85 volts), usando ER de Cu / CuSO4.
12- Se encontrar potenciais com ( --0,5 volts), já significa que existe um processo de corrosão.
RET
(--)
(+) CAMA DE 
 ANODOS
(--)
(+)
ER
E=volts
Pontos de testes
*
*
*
Cálculo de resistência se for usar anodos de sacrifícios:Lei de Ohm:
 I (A) = ΔV( volts) / Rtotal (ohm) . 
O valor da corrente deve ser maior ou igual à corrente necessária.
0 valor de ΔV =(potencial natural do anodo) – (potencial de proteção da estrutura)
Potencial de proteção do aço = --0,80volts( Ag/Ag/Cl)
Potencial de proteção do aço = --0,85 volts(Cu/CuSO4)
Rtotal = Rcabo de ligação + R catodo(estrutura) e eletrólito + R anodo e eletrólito 
 
Cálculo da resistência de um anodo cilíndrico instalado na posição vertical:
 Rv = 0,0052.δ( 2,3 log 8L –1)
 L d 
Cálculo na posição horizontal de um anodo cilíndrico, onde ( p = dobro da profundidade do anodo em pés=ft.
Obs = dividir o valor de (Rh) por (N) anodos para obter a resistência de (N) anodos.
Rh = 0,0052.δ[ 2,3 log 4 L2 + 4 L√p2 +L2 + p --√p2 +L2 -- 1]
 L d.p L L 
Rv = resistência do anodo na vertical(ohm)
δ = resistividade do eletrólito em ohm.cm
L = comprimento do anodo( pés= ft)
d = diâmetro do anodo ( pés = ft)
*
*
*
Calcular qual a vida útil de um anodo galvânico deve-se definir a massa(M) do anodo em Kg; sua capacidade(C) de corrente em A.h / Kg(tabelado) e sua corrente liberada em Ampéres(A) seguido do fator de utilização do anodo em questão.(85% = 0,85.
V = m.C . O,85
 8760. I 
Em proteção catódica por corrente impressa é fundamental usar a lei de ohm para dimensionar a proteção.em instalações terrestres, usar tensões de 30V a 100V e correntes de 5 A a 50 A. Para instalações marítimas, usar tensões de 10V a 20 V e correntes de 50 A a 400 A. Não esquecer que a resistência total( Tt) deve ser menor que a resistência nominal do retificador(Rr). Em geral = Rr ≥ 1,2 Rt.
Sabe-se que A VIDA útil dos anodos inertes na proteção catódica por corrente impressa sempre será maior da calculada pois boa parte da corrente será descarregada através do enchimento de coque condutor, reduzindo o desgaste dos anodos.
O ideal são anodos de titânio devido serem leves e de baixo consumo: 4 A/ m anodo 
Cuidado com a distribuição dos anodos e suas fixações e escolher o tipo de anodo para cada tipo de solo. Al = estrutura em água do mar. Mg = para água doce ou baixa (δ) Até 3000 ohm.cm.Estruturas em mar ou solo com (δ) até 1000 ohm.cm, usar Zn.
*
*
*
13- É fundamental verificar a alta resistência interna do voltímetro ( 50.000ohm.volts) e baixa resistência interna do amperímetro.
14- Cuidado com os potenciais remotos daí não se afastar muito da estrutura com o (ER), pois ficaria constante o potencial e ocorreria erros. Isto é devido
gradientes de tensão na superfície do solo vizinho ao anodo ou devido estruturas ´róximas protegidas.
15-Se acontecer da estrutura apresentar potencial (estrutura/solo) elevado e não ser acompanhado de densidade de corrente elevada, nada está acontecendo com o revestimento da estrutura.
16- Se for obtido potenciais baixos e densidade de corrente elevada, significa que está passível de ocorrer empolamento do revestimento aplicado.
17- Se existir uma grande quantidade de H+ na superfície catódica da estrutura superprotegida, pode ocorrer empolamento do revestimento e fragilização por hidrogênio.
18- Al; Zn; Pb; Sn são altamente sensíveis em meios de alta alcalinidade, sofrendo corrosão catódica. Cuidado, proteção demais pode causar problemas e altos custos.
19- Se ligar o polo negativo do retificador no leito de anodos inertes e o polo positivo na estrutura a ser protegida, você acaba com a estrutura em curto tempo.