Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Corrosão MIA - Corrosão Indica a POSSIBILIDADE de uma reação processar-se no eletrodo. Limitações da Tabela de Potencial Padrão Eletrodo: Não fornece informação acerca da CINÉTICA da reação. mas... Foi estabelecida em condições PADRONIZADAS: eletrodo em contado com seus íons, com a solução em determinadas: 2 temperatura; pressão; concentração; Alem disso, ainda podem afetar o valor do potencial, por ex.: presença de impurezas na solução; nº de reações que podem ocorrer nos eletrodos; formação de determinados íons; formação de película; Fatores NÃO considerados Se muda... Altera a tabela! MIA - Corrosão 3 Por ex, na formação de películas sobre alguns metais, em certas condições, pela Tabela tem-se que: Cromo Eexd que o Ferro Titânio Alumínio assim... entretanto... Mais propensos a OXIDAÇÃO seria assumido que Cr, Ti e Al teriam maior facilidade em sofrer corrosão que o Fe na verdade os 3 primeiros são mais resistentes na maioria dos meios práticos encontrados pois... formam a película PASSIVADORA MIA - Corrosão Dada a equação iônica total da oxirredução: Fe + Sn2+ Sn + Fe2+ (1) (2) Perguntas-se: Qual seria o sentido da reação se processando espontaneamente? (2) Por quê? a forma reduzida que ocupa posição superior... O ferro ocupa posição superior na tabela de potencial de oxidação O FERRO reduziu o ESTANHO Qual elemento sofreu oxidação? Fe Qual eletrodo este agente redutor representa na pilha de corrosão? anodo 4 ...pode reduzir (retirando elétrons) a forma oxidada de outro eletrodo em posição inferior. Resumindo, aconteceu ... MIA - Corrosão Componentes de uma Pilha: Uma pilha é constituída de 4 componentes. 5 MIA - Corrosão 1) Anodo Eletrodo em que há oxidação (CORROSÃO), e onde a corrente elétrica, na forma de íons metálicos positivos, entra no eletrólito. Região em que aumenta o número de elétrons livres na fase metálica. 2) Catodo Região ou eletrodo onde a corrente elétrica sai do eletrólito ou, eletrodo no qual as cargas negativas (elétrons) provocam reações de redução. 3) Eletrólito Condutor (usualmente um líquido ou solução aquosa) contendo íons que transportam a corrente elétrica do anodo para o catodo. 4) Circuito Metálico Ligação metálica entre anodo e catodo por onde escoam os elétrons. 6 MIA - Corrosão 7 MIA - Corrosão 8 Reação Área Anódica MIA - Corrosão 9 A retirada de UM desses componentes, elimina a pilha, reduzindo a possibilidade de corrosão. assim... Para PREVENIR/COMBATER a corrosão e seus efeitos prejudiciais pode retirar: eletrólito e/ou; ligação metálica. catodo; porém... O anodo NÃO pode cessado, para DEFESA contra a corrosão então... Aplica-se outra forma de PROTEÇÃO, como um revestimento por tinta. protegendo uma estrutura pois... Este constitui a própria estrutura metálica a ser PROTEGIDA. MIA - Corrosão 10 Numa Pilha: Como são as cargas negativas (elétrons) que se deslocam através do condutor, considerando este sentido real da carga: anodo catodo (-) (+) A DIFERENÇA DE POTENCIAL entre os eletrodos, segundo a IUPAC é: Epilha = Ecatodo - Eanodo potenciais de redução dos eletrodos Na representação: anodo catodo à esquerda à direita > 0 Reação espontânea para MIA - Corrosão 11 Pilha entre Ferro e Cobre: > 0 Cu2+ O valor do potencial padrão da pilha resultante indica que espontaneamente: Qual o elemento oxidante? Qual elemento sofre corrosão? Fe Qual eletrodo representa o catodo? Cu MIA - Corrosão MEIOS CORROSIVOS E RESPECTIVOS ELETRÓLITOS Meios Corrosivos Mais Frequentes: Atmosfera; Águas naturais; Solo; Produtos químicos. 13 MIA - Corrosão ATMOSFERA: Tipos Básicos de Atmosfera: Urbana Industrial Marítima Rural Podem apresentam características mistas. NÃO há uma demarcação definida. 14 MIA - Corrosão Fatores que Interferem na Ação Corrosiva da Atmosfera: Umidade Relativa Substâncias Poluentes Temperatura Tempo de permanência do filme eletrolítico na superfície metálica Particulados Gases Clima: intensidade e direção dos ventos Variações cíclicas de temperatura e umidade Chuvas Insolação (radiação ultravioleta) 15 MIA - Corrosão Umidade Relativa (UR): Efeito acentuado na corrosão atmosférica (depende do metal). Umidade Crítica: valor de UR a partir do qual a corrosão acorre de forma apreciável. UR (%): relação entre o teor de VAPOR DE ÁGUA no ar, pelo máximo que pode existir, numa dada temperatura. ex.: O ferro, metal bastante utilizado apresenta corrosão acelerada quando exposto a UR acima de 70 %. O aumento da UR associado com presença de poluentes acelera a corrosão. Definição UR = 100 % ar saturado em água 16 MIA - Corrosão Influência da UR na ação corrosiva da atmosfera contendo 0,01% de dióxido de enxofre. Influência do dióxido de enxofre e carvão na corrosão atmosférica Curva - UR (%) (1) - 58 (2) - 70 (3) - 80 Curva - UR (%) (4) - 89 (5) - 94 (6) - 97 Ação da corrosão atmosférica: UR e cloreto de sódio ex.: ferro: UR e UR + poluente Curva Presença de (1) - carvão (2) - SO2 (3) - (1) + (2) (Gentil, 2003). 17 MIA - Corrosão Classificação da Corrosão Atmosférica em função da Umidade na Superfície Metálica: Seca Úmida Molhada Ocorre SEM qualquer presença de filme de eletrólito na superfície do metal (isenta de umidade). Corrosão Atmosférica Seca Oxidação do metal com formação do produto da corrosão. Mecanismo de natureza QUÍMICA. Exemplo de um meio: ácido sulfídrico (H2S) presente na atmosfera ou no meio ambiente corroendo Fe, Cu, Ag, Zn. 18 MIA - Corrosão Ocorre em umidade relativa menor que 100 %. Corrosão Atmosférica Úmida Caracteriza-se por um fino filme de eletrólito depositado na superfície do metal. A velocidade do processo depende da UR, de poluentes atmosféricos e da higroscopicidade dos produtos da corrosão. UR próximo de 100 %. Corrosão Atmosférica Molhada Ocorre condensação na superfície do metal, molhando-a com o eletrólito. Exemplo de um meio: chuva ou névoa salina. 19 MIA - Corrosão Substâncias Poluentes Particulados Partículas presentes na atmosfera, sob a forma de poeira, tornam este ambiente mais corrosivo devido à: deposição de não metálico, como sílica (SiO2): esta poeira cria condições para corrosão localizada embaixo do depósito. deposição de substâncias higroscópicas ou deliquescentes, como cloreto de cálcio (CaCl2): a retenção de umidade aumenta o tempo de contato água-metal, acelerando a corrosão. deposição de sais que são eletrólitos fortes como o cloreto de sódio (NaCl): deposição de névoa salina (sais em suspensão), resultando na corrosão por atmosfera marinha. 20 MIA - Corrosão deposição de material metálico: se a natureza deste metal for diferente daquele da superfície em que estiver depositado, pode-se formar uma pilha,levando a corrosão. deposição de partículas inertes (como o carvão), retentoras de gases corrosivos: adsorvem gases industriais que reagem com a umidade, formando produtos corrosivos como H2SO4. Gases Além dos principais constituintes do ar (oxigênio e nitrogênio), encontra-se com frequência: monóxido de carbono, CO dióxido de carbono, CO2 queima de combustíveis; ozônio, O3 oxidação de certos polímeros como a borracha, levando a perda de propriedades. CO reage com a água deteriorando o concreto. 21 MIA - Corrosão Em áreas industriais, encontra-se com frequência também: gás sulfídrico, H2S dióxido de enxofre, SO2 monóxido de nitrogênio, NO trióxido de enxofre, SO3 dióxido de nitrogênio, NO2 agentes corrosivos mais frequentes em atmosferas urbanas-industriais; reagem com H2O ou O2 e forma ácidos corrosivos, sulfuroso e sulfúrico. queima de combustíveis. cloreto de hidrogênio, HCl amônia, NH3 fluoreto de hidrogênio, H2F2 cloro, Cl2 22 MIA - Corrosão Em menor frequência, corrosão pela presença na atmosfera de: ácidos orgânicos, como o ácido acético. Outros Fatores: Temperatura T condensação de vapor no metal, adsorção de gases, e a chance de corrosão Tempo de Contato entre Filme Eletrolítico e Metal t ação corrosiva Clima Chuva solubilização de sais depositados no metal retirando-os (desde que NÃO haja frestas ou região de estagnação), pois geraria eletrólito e corrosão 23 MIA - Corrosão Variações de T e UR (Estações do Ano) Ventos arraste de poluentes e névoa salina, que podem depositarem-se em instalações metálicas, causando corrosão a ação do fator clima (chuva e ventos) e presença de poluentes (liberados na queima de combustíveis para aquecimento) Insolação Raios Ultravioletas deterioração de determinadas tintas protetoras e ataque em material plástico (deve-se, neste caso, aplicar revestimento adequado). Eletrólito do Meio Corrosivo Atmosfera: Água que condensa na superfície metálica, na presença de sais ou gases existentes no ambiente. 24 MIA - Corrosão ÁGUAS NATURAIS: Contaminantes Frequentes: Gases dissolvidos: A corrosão do metal em meio aquoso depende dos contaminantes ou substâncias em geral presentes. Rios Lagos Subsolo Pode ser para abastecimento público ou industrial O2 N2 CO2 Cl2 SO2 NH3 SO3 H2S Sais dissolvidos: cloretos de sódio, ferro e magnésio, carbonato de sódio, bicarbonatos de cálcio, ferro e magnésio Matéria orgânica de origem animal ou vegetal; Bactérias e algas; Sólidos suspensos. 25 MIA - Corrosão Fatores que Afetam o Caráter Corrosivo da Água: pH temperatura velocidade ação mecânica Eletrólito do Meio Corrosivo Águas Naturais: principalmente água com sais dissolvidos. 26 MIA - Corrosão ÁGUAS DO MAR: Ambiente MAIS corrosivos dentre os naturais. atmosfera salina; velocidade; temperatura; Compreende: de pequenas a grande profundidades nos oceanos; lodo no fundo do mar. Motivo da agressividade: sais dissolvidos, transformando a água em um bom eletrólito. Afeta (esse meio): organismos biológicos; teor de oxigênio. Ataca (esse meio): tubulações; cais; navios; plataformas de petróleo. submarinos; 27 MIA - Corrosão Solo: A grande importância deste meio se deve à instalações enterradas: Tubulações Oleodutos Minerodutos Gasodutos Adutoras Tanques de armazenamento de combustíveis Relembrando! Neste caso a corrosão pode causar: Perfurações provocando vazamentos Contaminação do solo e lençol freático Incêndios e explosões 28 MIA - Corrosão Fatores que Afetam Velocidade da Corrosão no Solo: Influenciam ou determinam a natureza do solo e a corrosão: Características Físico-Químicas Presença de água, gases e sais solúveis pH (acidez) Resistividade elétrica Potencial redox Processo de corrosão eletroquímica. assim necessita de... áreas anódicas e catódicas eletrólito ligação entre as diferentes áreas heterogeneidade Metal: área deformada ou tensionada áreas diferentemente aerada 29 MIA - Corrosão Condições Microbiológicas Influência direta na reações de oxirrdução Condições Climáticas A presença de microorganismos efeta na ação corrosiva com: Modificação na resistência de películas existentes na superfície metálica Geração de meios corrosivos Condições Operacionais chuva: aumenta a umidade, reduz a resistividade elétrica, solubiliza poluentes chuva ácida: altera pH, resistividade temperatura: afeta a umidade umidade relativa: se for alta, diminui a evaporação ventos: aumentam a evaporação da água do solo MIA - Corrosão Emprego de Fertilizantes sais como nitrato de amônio e cloreto de potássio resistividade elétrica corrosão Profundidade teor de O2 a taxa de corrosão e A não ser que haja bactérias anaeróbicas redutoras de sulfatos! Aeração Diferencial teor de O2 na região anódica Cria uma PILHA: corrosão Longas extensões de tubulações que atravessam solos com diferentes teores de H20 e O2 ou em tubulações parcialmente enterradas. Despejos Industriais altera as características podendo tornar o solo corrosivo solos com diferença de aeração: diferença de potencial MIA - Corrosão Contato Bimetálico contato entre diferentes materiais metálicos com uma ligação na presença de um eletrólito: Ex.: corrosão gerada por malhas de aterramentos de cobre (cátodo) ligadas a tubulações de aço-carbono (o ferro é o ânodo) enterradas (o solo é o eletrólito). PILHA Corrente de Fuga Correntes elétricas de interferência que abandonam o circuito normal para fluir pelo solo ou água. CORROSÃO severa em tubulações 32 MIA - Corrosão Eletrólito do Meio Corrosivo Solos: principalmente água com sais dissolvidos. PRODUTOS QUÍMICOS: deterioração do material metálico do equipamento; contaminação do produto. contato com outro metal Na corrosão de equipamentos usados em processos químicos, considerar. o que causa... tipo e composição do metal; concentração; pureza do produto; temperatura; etc 33 MIA - Corrosão Eletrólito do Meio Corrosivo Produtos Químicos: Água e umidade. TAMBÉM PODEM SER MEIOS CORROSIVOS: armazenamento; Após a produção, evitar a ação corrosiva nas etapas de:. transporte; embalagem. Produtos alcalinos como NaOH podem ser expostos a recipientes em aço-carbono; Ácidos como o fluorídrico devem ser embalados em frascos poliméricos evitando contato com vidro. Outros como o sulfúrico não são atacados pelo vidro. ALIMENTOS; solventes orgânicos. polímeros. organismos vivos. lubrificantes.
Compartilhar