CORROSÃO

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CORROSÃO
Prof. Paulo Roberto Paes da Silva
Conceitos de Corrosão
Existem diversas formas para se conceituar o fenômeno de corrosão. Vulgarmente usa-se o termo “enferrujar” para o processo de oxidação de um metal.
Praia da Ferrugem, Garopaba - SC
Conceito tradicional: 
Reação do metal com elementos do meio no qual o metal é convertido a um estado não metálico.
Conceito amplo: 
Deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou eletrolítica do meio ambiente, aliado ou não a esforços mecânicos. Da interação físico-química entre o material e o meio, resultam alterações indesejáveis , como por exemplo:
a) Desgaste;
b) Redução da resistência mecânica.
Perdas Econômicas
Diretas:
a) Custo de substituição de peças atacadas, incluindo mão de obra e energia.
b) Manutenção dos processos de proteção: proteção catódica, pinturas, revestimentos.
 
Indiretas:
a) Paralisações acidentais: limpeza de trocadores de calor, caldeiras. Substituição de tubos.
b) Perda de produto: vazamentos de gás, água, óleo, outros.
c) Perda de eficiência: entupimento ou perda de carga em tubulações. Redução na transferência de calor através de produtos de corrosão.
d) Contaminação de produtos: fabricação de sabão é prejudica por Cu de tubulações de Cu ou latão. A rancificação é acelerada pelos sais de Cu. Encanamentos de Pb, proibidos. Queda do império Romano: contaminação da água por ácidos de ferro.
e) Superdimensionamento de projetos: tubulação de 362 km e 20,3 cm de diâmetro, inicialmente com espessura de 0,82 cm. Depois de adequada proteção: 0,64 cm. Economia de 3700 toneladas de aço. Aumento de 5% na capacidade interna.
Custo da Corrosão
Estima-se em 3,5% do PNB (PIB).
Brasil 2010 US$ 2,024 tri.
 
OBS.: Quanto maior o desenvolvimento tecnológico maior o gasto com corrosão. Estão inclusos: gastos com reposição de materiais, prevenção, proteção e manutenção.
Corrosão X Conservação de Recursos Naturais
Em virtude da destruição dos materiais metálicos, há necessidade de produção adicional. Por exemplo, na Rússia, 25% do aço produzido é para reposição. Nos EUA, este valor chega a 40%. Logo, pode-se afirmar que a corrosão é uma das ‘maiores clientes’ da indústria metalúrgica (siderúrgica).
Aspectos básicos de corrosão em metais
Aspectos básicos de corrosão em metais
Célula Eletroquímica
Força Eletromotriz da Célula
Quanto mais ferro corrói, mais corrente faradaica flui, e vice-versa. Então, a taxa de corrosão é proporcional à corrente faradaica. Algo que coloque resistência ao fluxo de corrente faradaica torna a corrosão mais lenta.
Encontrar o que resiste à corrente faradaica é claramente importante no estudo da corrosão.
Corrosão de metais em contato
O metal e o meio
Corrosão ocorre devido à interação entre o material e o meio. Cabe aqui a seguinte pergunta: Por que um material corroe? Para responder esta questão é necessário antes, estudarmos o metal.
O Metal (material)
O meio
Parâmetros independentes do meio: peso, densidade, condutividade, coeficiente de expansão, etc.
A velocidade de corrosão depende de fatores como:
Composição
pH
Temperatura
Formas de corrosão
Corrosão Localizada
Remoção seletiva do metal pela corrosão em pequenas áreas sobre a superfície metálica.
Célula de Ação
Pequena área superficial que sofre corrosão e contem ambas as regiões, catódica e anódica. São camadas devido a diferença entre pequenas áreas vigentes sobre a superfície metálica.
Relação área do catodo/área anodo
 SIc = SIa
Aa = Ac
Ia/Aa = ca = Ic/Ac = cc
No caso de corrosão localizada, Aa < Ac.
Ia > ic
Corrosão por aeração diferencial
Corrosão em frestas
Mecanismo de corrosão em frestas
Corrosão por pites
Corrosão Seletiva
Remoção seletiva, ou corrosão de um dos elementos da liga sem produzir pite ou trincas visíveis. O elemento seletivamente removido é sempre aquele eletroquimicamente mais anódico que a matriz.
Indicativo – mudança de cor e perda de propriedades mecânicas. Não ocorre variação dimensional.
Corrosão intergranular
Corrosão Galvânica
Ocorre devido a uma diferença de potencial que estabelece quando metais dissimilares são imersos em produção corrosiva ou condutora.
Fatores que afetam a corrosão galvânica:
Potencias de corrosão dos dois metais no eletrólito;
Reações catódicas/anódicas e suas cinéticas na superfície dos eletrodos;
Áreas superficiais dos dois metais;
Natureza/condutividade do eletrólito;
Corrosão Associadas a Fatores Mecânicos
Corrosão – erosão
É o aumento na velocidade de ataque do metal devido ao movimento relativo entre um fluido corrosivo e a superfície metálica. Os produtos polidos que formam sobre a superfície são arrastado e/ou o metal é removido como íons.
Características Morfológicas
Sulcos, superfície onduladas buracos arredondados e valas que mostram padrão direcional.
A maioria dos metais e ligas são susceptíveis a este tipo de corrosão.
Ataque por colisão
E atribuído a colisão de fluidos contra superfície metálicas. Predomina em curvaturas. Também em palhetas de turbinas de vapor e pecas e forma de T.
Ataque por colisão é acentuado na presença cavidades de gás e sólidos no liquido em movimento.
Quebra de bolhas grandes em bolhas menores também é importante.
Prevenção
Redução do tamanho das bolhas;
Uso de ligas rapidamente passivantes;
Redução na temperatura do fluido e também na velocidade;
Projeto adequado dos componentes;
Sedimentação e filtração do fluido para remoção de sólidos em suspensão;
Uso de revestimentos;
Corrosão por cavitação
Corrosão por Atrito
Mecanismos corrosão por atrito
Prevenção de atrito
Reduzindo escoamento entre superfícies via aumento da carga;
Interposição de folha de plástico entre as superfícies;
Uso de lubrificantes;
Aumento da dureza de um ou ambas superfícies;
Corrosão Atmosférica
Causada principalmente pela umidade do ar e poluentes presentes no ar atmosférico.
A composição da atmosfera varia com a localização geográfica
Principais Poluentes
Cloretos – Presentes em regiões litorâneas de mar aberto.
Sulfatos – Presente em locais urbanizados ou industrializados (chuva ácida).