Aula 12 Corrosão em Caldeiras

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Aula 12- CORROSÃO EM 
CALDEIRAS (parte 1)
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
DISCIPLINA : CORROSÃO 
Prafª Eliane Medeiros 
TIPOS DE CALDEIRAS: FLAMOTUBULARES E 
AQUATUBULARES
Caldeiras Flamotubulares:
São equipamentos onde o fogo e os gases quentes da
combustão circulam no interior dos tubos e a água a ser
vaporizada circula pelo lado de fora.
FLAMOTUBULARES
TIPOS DE CALDEIRAS:
Caldeiras Aquatubulares:
Surgiram da necessidade de maiores produções de
vapor e maior pressão de operação. Nestes modelos, a
água ocupa o interior dos tubos, enquanto que o fogo e
os gases quentes ficam por fora.
ACESSÓRIOS DAS CALDEIRAS AQUATUBULARES
• Economizador: preaquecimento de água de alimentação.
• Préaquecedor de ar: aquecer ar para combustão.
• Superaquecedor: transformar vapor saturado em
superaquecido.
• Lavadores de vapor: eliminar gotículas.
• Desaeradores: remover gases.
QUALIDADE DA ÁGUA PARA CALDEIRAS
• Menor quantidade possível de sais e óxidos
dissolvidos
• Ausência de oxigênio e outros gases dissolvidos
• Isenta de materiais em suspensão
• Ausência de materiais orgânicos
• Temperatura elevada
• pH adequado (faixa alcalina)
IMPUREZAS ENCONTRADAS EM ÁGUA
ØDureza: íons cálcio e magnésio (Ca2+ e Mg2+),
principalmente os sulfatos (SO42-), carbonatos
(CO32-) e bicarbonatos (HCO3-).
ØSílica solúvel (SiO2) e silicatos (SiO32-)
associados a vários cátions.
ØÓxidos metálicos (principalmente de ferro),
originados de processos corrosivos.
ØMaterial orgânico: óleos, graxas, açúcares,
material de processo, contaminantes de
condensados, etc.
ØGases: oxigênio, gás carbônico, amônia, óxidos
de nitrogênio e enxofre.
ØMateriais em suspensão: areia, argila, lodo, etc.
PARTE INFERIOR DE CALDEIRA FOGOTUBULAR 
MOSTRANDO TUBOS INCRUSTADOS (DUREZA) E 
ACÚMULO DE LAMA E DEPÓSITOS NO FUNDO
CALDEIRA AQUATUBULAR CONTENDO ELEVADA 
QUANTIDADE DE LAMA DE ORIGEM ARGILOSA 
(ÁGUA BRUTA)
TUBO DE CALDEIRA AQUATUBULAR 
INCRUSTADO COM PRODUTOS DE CORROSÃO 
(ÓXIDO FÉRRICO):
INCRUSTAÇÕES RETIRADAS DE CALDEIRA 
FOGOTUBULAR INCRUSTADA APÓS INÍCIO DE 
TRATAMENTO QUÍMICO
FOTOGRAFIA DE UM TUBO LIGEIRAMENTE 
INCRUSTADO (ESQ) E UM TUBO 
COMPLETAMENTE LIMPO
FOTOGRAFIA DE UMA CALDEIRA, MOSTRANDO 
GROSSAS INCRUSTAÇÕES NOS TUBOS
TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRAS 
• Eliminação da dureza: 
Precipitação com fosfatos 
Tratamento com quelatos (EDTA) 
• Controle do pH e da alcalinidade. 
• Eliminação do oxigênio dissolvido.
• Controle do teor de cloretos e sólidos totais. 
TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRAS 
•Clarificação: O processo consiste na previa
floculação, decantação e filtração da água
com vistas a reduzir a presença de sólidos em
suspensão.
•Abrandamento: Consiste na remoção total
ou parcial dos sais de cálcio e magnésio
presentes na água, ou seja, consiste na
redução de sua dureza.
TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRAS 
• Desmineralização ou troca iônica
- Resinas catiônicas: eliminação de cálcio, 
magnésio, sódio e potássio.
- Resinas aniônicas: eliminar cloretos, sulfatos, 
nitratos, bicarbonatos e silicatos. 
• Desgaseificação
São empregados equipamentos especiais que 
aquecem a água e desta forma, são eliminados os 
gases dissolvidos. Pode ser utilizado vapor direto 
para o aquecimento da água a ser desgaseificada. 
TRATAMENTO DE ÁGUA PARA CALDEIRAS 
• Métodos internos 
ü Remover e controlar as impurezas da água 
mediante a aplicação de produtos químicos na 
caldeira e retorno de condensado. 
ü Principais produtos: Sequestrantes de oxigênio, 
agentes controladores de pH, eliminadores de 
dureza, dispersantes, etc.
ü Especificar a qualidade da água da caldeira, 
condensado e ciclo de concentração. 
MANUTENÇÃO DAS CALDEIRAS 
Todo tratamento para obter bons resultados
depende de um controle eficiente e sistemático,
quer dos parâmetros químicos e físicos, como de
certas operações e procedimentos.
•Controle químico 
•Limpeza química das caldeiras 
•Proteção de caldeiras contra corrosões 
TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS:
“Pittings” (ou pites): 
Promovem grande penetração no metal da
caldeira, chegando inclusive até a inutilização do
equipamento. Geralmente os processos de
corrosão por pite são observados na seção vapor
das caldeiras e acessórios pós-caldeira, sendo
provocados em sua quase totalidade pelo ataque
de oxigênio indevidamente presente na água.
CARCAÇA DE UMA CALDEIRA FOGOTUBULAR, MOSTRANDO OS 
PONTOS DE CORROSÃO LOCALIZADA (PITES) DEVIDO À PRESENÇA 
DE OXIGÊNIO:
TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS:
Controle da corrosão por pite:
A desaeração mecânica conveniente da água de
alimentação da caldeira, bem como a dosagem e
manutenção de um residual adequado de
sequestrante de oxigênio (sulfito de sódio,
hidrazina, hidroquinona, dietilhidroxilamina,
metileetilcetoxina, carboidrazina e eritorbato).
TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS:
Galvânica:
Em aparelhos geradores de vapor, principalmente
nas seções pré e pós-caldeira, é comum a
construção de equipamentos auxiliares com ligas
diferentes do aço empregado na caldeira. Isto
acentua a corrosão galvânica e as medidas
corretivas tem que ser tomadas, sob pena de um
processo rápido de corrosão no metal menos
nobre.
TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS:
Controle da corrosão Galvânica
Para minimizar a ocorrência de corrosão
galvânica, recomenda-se evitar a construção de
equipamentos utilizando metais ou ligas com
potenciais de oxidação muito diferentes e evitar
o contato elétrico direto entre os metais,
colocando materiais isolantes entre os mesmos
(plástico, borracha, etc).
TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS:
Corrosão por Tensão em caldeiras
Ocorre em áreas do metal submetidas a tensões e
esforços, tais como nas operações de corte,
soldagem, dobramento de chapas, entalhamento
de roscas, rebites, etc. Também aparecem em
pontos de falha na estrutura cristalina do metal.
TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS:
Controle da Corrosão por Tensão em
caldeiras
Os métodos de combatê-la são, na maioria,
preventivos: alívio de tensões, escolha de material
de boa qualidade para fabricação e reparos no
equipamento, evitar operações que provoquem
tensões excessivas no equipamento depois de
montado, entre outros.
TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS:
Ataque Cáustico
É um tipo de ataque que ocorre devido à
excessiva concentração de alcalinidade hidróxida
(íons OH-), provenientes normalmente da soda
cáustica usada para manutenção do pH na faixa
alcalina. Há uma reação das mesmas com o filme
de magnetita (Fe3O4) que protege a superfície do
metal.
TUBO DE 3” DE UMA CALDEIRA QUE SOFREU ATAQUE CÁUSTICO. 
PRESSÃO DE OPERAÇÃO: 150 kgf/ cm2.
TIPOS DE CORROSÃO EM CALDEIRAS:
Fragilização por Hidrogênio
É um processo que ocorre somente em caldeiras de
pressões elevadas, digamos acima de 100 kgf/ cm2.
É ocasionado pela presença de hidrogênio molecular
(H2) que pode se formar nas reações químicas
presentes na caldeira.
RUPTURA EM UM TUBO DE CALDEIRA (PRESSÃO DE
OPERAÇÃO: 136 KGF/ CM2) DEVIDO A FRAGILIZAÇÃO POR
HIDROGÊNIO
MÉTODOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO
ØRemoção do Oxigênio da Água
• Desaeração Mecânica: Consiste em fazer a água
passar por um equipamento chamado “desaerador”
o qual, trabalhando em temperatura elevada,
promove uma grande área de contato para
expulsão do ar dissolvido.
• Desaeração Química : Sequestrantes de Oxigênio
(sulfito de sódio, Hidrazina)
SO32- + ½O2 → SO42-
N2H4 + O2 → N2 + 2H2O
MÉTODOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO EM CALDEIRAS
ØDurante a construção e possíveis reparos:
• Alívio de Tensões: Consiste em promover um
aquecimento lento e gradual, manter uma
determinadatemperatura por certo tempo e
resfriar lentamente a região que se quer aliviar.
• Escolha das ligas e metais adequados: Visa
minimizar a ocorrência de corrosão galvânica,
normalmente responsável pelo aparecimento de
processos corrosivos rápidos e localizados.
MÉTODOS DE PREVENÇÃO DA CORROSÃO EM CALDEIRAS
ØDurante a construção e possíveis reparos
• Tratamentos de Superfície: têm por objetivo a
formação de uma película protetora sobre o
metal.
• Hibernação: Os métodos mais simples
costumam empregar residuais elevados de
sulfito de sódio e a manutenção de um pH
adequado, normalmente feito com soda
cáustica.