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* * Corrosão É a degradação espontânea, irreversível e indesejável, de um material metálico exposto a certo meio, por ação química (direta) ou eletroquímica (indireta). * * Exceto para alguns poucos metais de acentuada nobreza, como o ouro e platina que são encontrados livres na natureza, de certa forma, a corrosão pode ser considerada como o inverso do processo metalúrgico básico. Corrosão * CORROSÃO EM ESTRUTURAS METÁLICAS * * * Metais ferrosos como o aço e o ferro fundido são de largo uso na fabricação de estruturas e outros componentes * * Os metais apresentam a tendência natural de atingirem um estágio mais estável por meio da formação de um composto metálico. O processo espontâneo é a corrosão que é a reação do metal com componentes do meio considerado. * Os principais minérios de ferro são Fe2O3 (hematita), Fe3O4 (magnetita), e 2 Fe2O3.3 H2O (limonita) . * * * Por redução destes se obtém o ferro elementar (puro) O ferro elementar é instável, como os demais metais, e tende a voltar ao seu estado mais estável oxidando-se; causa básica da corrosão. Nesse processo tem-se a formação do óxido de ferro, mais estável, conhecido como ferrugem. * Consequências da corrosão a) reposições de matéria prima, energia e mão-de-obra; b) custos e manutenção de processos de proteção; c) uso de materiais mais caros (aço inoxidável, etc) no lugar dos mais baratos (aço ao carbono, etc); d) superdimenisionamentos; e) interrupções na produção; f) perdas de produtos; g) contaminações de produtos; h) menor eficiência do equipamento; * * i) eventuais riscos em potencial de acidentes e poluição em ambientes de trabalho; j) eventuais riscos em potencial de explosões e incêndios, etc; k) queda de rendimento. l) perda de propriedades das estruturas como a resistência mecânica, comprometendo a estabilidade da estrutura. * * O aço das estruturas sofre oxidação, pois normalmente estão expostas ao tempo ou em ambientes úmidos e muitas vezes agressivos. * * * ▪ Cuidados com manutenção, tanto corretiva como preventiva, devem ser tomados para prolongar a vida útil das mesmas * * Prevenção e Controle Reforço ou substituição dos elementos danificados. 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 simples e permite evitar problemas com manutenção preventiva. * * Prevenção e Controle ■ Limpeza superficial com jato de areia e renovar a pintura antiga. * Como acontece a corrosão? A maioria dos metais é encontrada combinada com um ou mais elementos, na forma de minérios, que são as formas oxidadas na natureza. * * A purificação dos metais exige aplicação de energia em grandes quantidades. Assim como a conformação final. A tendência de decréscimo energético é a principal força motriz da corrosão. * Tipos de corrosão Corrosão Atmosférica A corrosão atmosférica do aço carbono é um processo eletroquímico (reações químicas + fluxo de elétrons). Metais sujeitos às condições climáticas sofrem este tipo de corrosão. É descontínuo, o efeito acumulado é função do tempo de contato com eletrólitos e da velocidade média de corrosão durante estes períodos. A extensão do ataque depende das condições climáticas, da umidade relativa, da chuva, neblina, orvalho, temperatura do ar, ventos, poluentes e superfície metálica. * * Principais fatores tempo de contato tempo que a superfície fica recoberta por uma película de água (como a chuva e o orvalho). poluição atmosférica os cloretos dos ambientes marinhos se depositam como pequenas gotas ou cristais formados. * * ação de sulfatos mais presente em ambientes industriais, onde há presença de sulfurados SOx como SO2, SO3 e o SO42– . O SO2 é gerado pela queima de fósseis pela atividade vulcânica, solubilizado na água (chuva e orvalho) forma o ácido sulfuroso. Oxidado forma ácido sulfúrico. * * A previsão do desempenho do aço carbono em um ambiente é complexa, depende de muitos fatores: - Condição inicial de exposição; - Massa da amostra; - Orientação e velocidade do vento; - Condição de abrigo; - Natureza dos produtos de corrosão e poluentes não medidos. O ambiente ao qual o aço está exposto determina a sua velocidade de corrosão. * * Corrosão Uniforme (generalizada) Se desenvolve de forma homogênea sobre a superfície metálica, a perda de massa e espessura igual em todos os pontos. Ocorre em ambiente homogêneo. Aços ao carbono e as ligas de cobre sofrem este tipo de ataque. * * * Corrosão Uniforme em Tubo Enterrado Corrosão Generalizada em Rotor de Bomba Submersa Corrosão Uniforme (generalizada) * O mecanismo dessa corrosão envolve a existência reações eletroquímicas uniformemente. É comum e de fácil controle, consiste em uma camada visível de óxido de ferro pouco aderente que se forma em toda a extensão do perfil. A velocidade de corrosão uniforme é em geral expressa em termos de perda de massa por unidade de superfície e unidade de tempo ou pela perda de espessura de metal corroído em função do tempo Corrosão Uniforme (generalizada) * Ocorre pela exposição direta do aço carbono a um ambiente agressivo sem um sistema protetor ou quando o mesmo é rompido e não reparado. Rapidamente ocorre a formação de pilhas do tipo ativo-passivo ou outras do tipo ação local ou aeração diferencial. * Corrosão Uniforme (generalizada) * Corrosão por Placas Os produtos formam-se em placas que se desprendem progressivamente. Ocorre em metais que formam películas inicialmente protetoras que ao se tornarem espessas, fraturam e perdem aderência, expondo o metal ao novo ataque. Podem ser formadas crostas espessas de ferrugem em forma de lâminas. Ocorrem também quando a corrosão se dá por depósito, como em casos de aeração diferencial. * * * Corrosão por Placas * Corrosão por pites ou alveolar É localizada , formam-se pequenas cavidades de profundidade considerável e significativa em relação a espessura do material. Ocorre de forma localizada, sendo também chamada de puntiforme. Não apresenta material circundante (produto do ataque). * * Ataca materiais metálicos que formam películas protetoras passivantes. Ocorre nos pontos frágeis da película passivante. Onde há quebra da película formam-se pilhas do tipo ativo-passivo em locais de pequena área (pontos). Não há redução homogênea da espessura, ocorre dentro do equipamento, é de difícil acompanhamento. O meio torna-se ácido dificultando a restituição da camada passiva inicial. * Corrosão por pites ou alveolar * Prevenção e controle As peças não devem acumular substâncias na superfície e os depósitos devem ser removidos. Deve ser realizada levando em conta o estado em que o processo corrosivo se encontra. Efetuar a limpeza no local e cobrir o furo aplicando sobre ele um selante especial. Pode requerer intervenção mais complexa, reforço da estrutura ou substituição de peças. * * Corrosão por Lixiviação (lâminas de material corroído) Forma lâminas de material oxidado e se espalha pelo seu interior até camadas mais profundas. O combate a essa corrosão no metal, é feito normalmente com tratamento térmico. * * Corrosão Erosão Ocorre em locais turbulentos onde o meio corrosivo se encontra em alta velocidade e aumenta o grau de oxidação das peças. Encontra-se esse problema em locais que contenham esgotos em movimento, despejo de produtos químicos (indústrias) ou ação direta de água do mar ou de rios (portos, pontes e embarcações). Ela pode ser diminuída por revestimentos resistentes, proteção catódica, redução do meio agressivo e materiais resistentes à corrosão. * * Destrói, pontualmente a princípio, as camadas protetoras (passivas) formadas pelos produtos de corrosão, formando pilhas ativo-passivo. Quando associado com o processo erosivo, mais intenso se torna o processo corrosivo, ocorrendo um desgaste maior do que se apenas agisse um dos processos * Corrosão Erosão * Corrosão sob Tensão É resultante da soma das ações da tensão de tração e do meio corrosivo. Normalmente, regiões tensionadas funcionam como ânodos. Com o tempo surgem micro fissuras que podem acarretar um rompimento brusco da peça antes da percepção do problema. * * Corrosão por Frestas A ação da aeração diferencial e/ou da concentração iônica diferencial causa a formação de pilhas em frestas nos materiais metálicos. Aparecem em juntas soldadas, juntas por rebites, em ligações com flanges, em uniões por roscas de parafusos, e em inúmeras configurações de que permitam formação de frestas. * * No projeto, as frestas devem ser minimizadas com o objetivo de reduzir a corrosão. As ligações parafusadas são largamente utilizadas na montagem final, quando a estrutura está próxima de sua consolidação final. Por se tratar de uma ligação com maior grau de flexibilidade, requer cuidados especiais na sua execução para que a situação final da estrutura seja a do projeto. * Corrosão por Frestas * Corrosão em Ranhuras Defeitos com cantos vivos, locais para depósito de solução aquosa, depósito e acúmulo de sujeira ou exposição do material não protegido, podem apresentar essa forma de corrosão. Muitas vezes passam desapercebidas em manutenções e se tornam visíveis somente quando o material oxidado aflora na superfície após ataque mais intenso. * * Corrosão em Canto Vivo Há diversos modos de evitar a corrosão mas, para cada tipo existe um método que melhor se aplica. Processos de prevenção exigem investimento e são realizados com as peças ainda em ambiente industrial. Revestimentos são feitos na própria obra e dão qualidade à peça. * * Corrosão Galvânica Forma bastante comum de corrosão em meio aquoso e pode ocorrer quando dois metais diferentes são conectados eletricamente em um mesmo líquido formando uma pilha. Enquanto um dos metais cede elétrons ao outro e se corrói (ânodo), o outro metal fica protegido, e não sofre ataque (cátodo). * * Para que a corrosão galvânica ocorra é necessário que existam três condições concomitantes: 1. Metais diferentes ou heterogeneidade num mesmo metal; 2. Presença de eletrólito; 3. Contato elétrico entre os dois metais. Se uma das três condições não ocorrer, não haverá corrosão galvânica. * * Cuidados em Projetos É difícil proteger uma estrutura metálica se ela foi mal projetada sob o ponto de vista da corrosão. A proteção da corrosão mais barata e eficiente é o projeto correto, desfavorecendo o ataque corrosivo. Uma construção econômica é a que apresenta os menores custos totais ao longo de sua vida. Custos de manutenção, como a pintura, constituem parte importante do custo total. A construção mais barata pode não ser a mais econômica. * * CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO * * CONCRETO É o principal material de engenharia usado em construções. É usado nos mais variados tipos de construções como: pontes, edifícios, barragens, muros de arrimo, em pisos de tipos variados, pavimentos de estradas etc * * Flexibilidade na escolha das formas, economia, durabilidade, resistência ao fogo, possibilidade de ser fabricado no próprio canteiro de obras e aparência estética. * Vantagens do Uso * * Desvantagens do Uso baixa resistência à tração, baixa ductilidade e alguma contração. Um material dúctil é aquele que se deforma sob tensão cisalhante. Ouro, cobre e alumínio são metais muito dúcteis. O oposto de dúctil é frágil, quando o material se rompe sem sofrer grande deformação. * Composição As composições são variadas, mas contém (em volume) entre 7 e 15% de cimento portland, 14 a 21% de água, 0,5 a 8% de ar, 24 a 30% de agregados finos e 31 a 51% de agregados grossos. A pasta de cimento atua como uma “cola” que liga entre si as partículas do agregado. O cimento portland endurece devido a reações com a água, denominadas reações de hidratação. Estas reações são complexas e não estão totalmente esclarecidas. * * A resistência à tração do concreto é dez a quinze vezes menor que à compressão. Assim , o concreto é usado em compressão, nos projetos de engenharia. Se uma peça em concreto será submetida a forças de tração (vigas), o concreto é moldado contendo no seu interior barras de aço como reforço. Desta forma, os esforços de tração são transferidos para o aço por aderência entre o aço e o concreto. * Concreto Armado * O concreto reforçado por aço, na forma de barras, redes ou outras armaduras criteriosamente colocadas, recebe a designação de concreto armado. * Concreto Armado * Uma variável do concreto armado é o concreto protendido que pode ser pré ou pós tensionado * Concreto Armado * Na hidratação são produzidos álcalis, principalmente o hidróxido de cálcio que se dissolve na água e preenche os poros e capilares do concreto conferindo-lhe um caráter alcalino. Isto proporciona uma passivação do aço que consiste numa capa ou película protetora composta de óxidos compactos e contínuos, que mantém a armadura protegida, mesmo em concretos com elevada umidade. * Concreto Armado * O cimento recobre as armaduras, o concreto deve ter alta compactação, sem falhas e com teor de argamassa adequado e homogêneo, para garantir, por impermeabilização, a proteção do aço ao ataque de agentes agressivos externos. A exposição das estruturas de concreto armado às condições ambientes, chuva ácida, poluentes como o SO2, e CO2 e especialmente a ambientes contaminados com cloretos, pode provocar a corrosão de armaduras. * Concreto Armado * O CO2 ao penetrar no concreto e reage com o Ca(OH)2, provocando a diluição do passivante da armadura, com possibilidade de corrosão na presença de umidade. A carbonatação é outra reação que provoca a diluição do passivante, permitindo o início do processo de corrosão, quando em presença de água (eletrólito), oxigênio e diferença de potencial da armadura. * * A corrosão das armaduras destrói o aço imerso no concreto, causa expansão volumétrica, gerando tensões significativas. A manifestação da corrosão das armaduras ocorre sob a forma de fissuras, destacamento do cobrimento, manchas, redução da seção da armadura e perda de aderência * * A aplicação do concreto e a adequada cura são fundamentais para a sua vida útil. Muitas falhas podem ocorrer nesta fase. As mais comuns na aplicação do concreto são: elevado fator água/cimento que traz elevada porosidade do concreto e fissuras de retração. * * Segregação do concreto com formação de espaços vazios ou “ninhos” de concretagem, lançamento e vibração incorretos, formas inadequadas, etc. * * Além do ataque nas armaduras, o concreto pode sofrer diversos tipos de deterioração. A ação química pode ocorrer na pasta de cimento e no agregado. Causas: gases contidos na atmosfera (CO2, SO2 etc.); águas puras, turvas, ácidas, e marinhas; compostos: óleos, gorduras, combustíveis, líquidos alimentares, entre outros. * deterioração do concreto * Os íons cloreto (corrosão química) destroem a película passivadora, mas não atacam o concreto Forma-se sílica gel pela reação de ataque ao silicato tricálcico do concreto É grande o poder de destruição e requer maior cuidado nas execução de obras litorâneas. * * Sulfatos podem estar presentes na água e reagem com os compostos da pasta de cimento hidratada. Tais reações causam expansão do volume. É comum em ambientes industriais e onde há sulfurados ( SO2, SO3, SO42–). A expansão causa grande aumento de volume da fase sólida. * * No concreto, consiste na dissolução e arraste do hidróxido de cálcio da massa de cimento endurecido. Vem do ataque de águas puras ou com poucas impurezas, e ainda de águas de chuva ou infiltração de umidade, águas pantanosas, subterrâneas, profundas ou ácidas. Causam a corrosão, quando podem circular e renovar-se. Quanto mais poroso o concreto, maior a intensidade da corrosão. * Lixiviação * Com a sílica ocorre quando a solução alcalina da pasta de cimento ou de uma fonte externa reage com alguns minerais do grupo do quartzo (opala, calcedônia, cristobalita e tridimita) encontrados no agregado. * Outras ações químicas são as reações de álcalis com agregados. Podem ocorrer com a sílica, silicato e carbonato. * Com silicato se dá com determinados tipos de silicatos presentes em rochas sedimentares, rochas metamórficas e ígneas (basalto). É uma reação lenta e complexa que causa deterioração do concreto. * * Com o carbonato se dá com agregados carbonáceos, como o calcário dolomítico argiloso. Forma um produto na forma gel nos poros e na e superfície do agregado. Destrói a aderência pasta/agregado. A reação consome água aumentando o volume acarretando a desagregação do concreto. * * agentes biológicos Os agentes biológicos de deterioração no concreto são basicamente fungos e bactérias como os bacilos que são encontrados em esgotos. * * vegetais de grande porte Podem desagregar o concreto, quando as raízes impregnam e crescem no mesmo. A deterioração do concreto pode ser causada por esforços excessivos que causam fissuras, havendo entrada de agentes agressivos, ocasionando a despassivação das armaduras. * *
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