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1 Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Engenharia Química Curso de Graduação em Engenharia de Alimentos Disciplina:Disciplina: Materiais da Indústria Materiais da Indústria de Alimentosde Alimentos Ricardo Corrêa de Santana 2 MIA MIA -- CorrosãoCorrosão QT QT -- CorrosãoCorrosão FORMASFORMAS EE TIPOSTIPOS DEDE CORROSÃOCORROSÃO MorfologiaMorfologia O conhecimento das diferentes formas de corrosão é importante no estudo destes processos. 3 As formas ou tipos podem ser considerando: uniformeuniforme porpor placasplacas alveolaralveolar puntiformepuntiforme ouou porpor pitepite intergranularintergranular (ou(ou intercristalina)intercristalina) intragranularintragranular (ou(ou transgranulartransgranular ouou transcristalinatranscristalina)) QT QT -- CorrosãoCorrosão AsAs CausasCausas ouou MecanismosMecanismos 4 grafíticagrafítica dezincificaçãodezincificação emem tornotorno dede cordãocordão dede soldasolda empolamentoempolamento pelopelo hidrogêniohidrogênio porpor esfoliaçãoesfoliação filiformefiliforme porpor aeraçãoaeração diferencialdiferencial eletrolíticaeletrolítica galvânicagalvânica QT QT -- CorrosãoCorrosão OsOs FatoresFatores MecânicosMecânicos 5 seletivaseletiva ((grafíticagrafítica ouou dezincificaçãodezincificação)) empolamentoempolamento fragilizaçãofragilização pelopelo hidrogêniohidrogênio emem tornotorno dede cordãocordão dede soldasolda associadaassociada aa solicitaçõessolicitações mecânicasmecânicas (sob(sob tensãotensão fraturantefraturante)) sobsob tensãotensão sobsob fadigafadiga associadaassociada aa erosãoerosão OBS.: erosão pode ser entendida como ação do impactoimpacto de sólidos, líquidos, gases contra a superfície. PartículasPartículas ou ondasondas de choquechoque mecânico entram em contato contato com um metal – velocidade alta se comparada com a abrasão QT QT -- CorrosãoCorrosão OO MeioMeio CorrosivoCorrosivo 6 atmosféricaatmosférica pelopelo solosolo induzidainduzida porpor microrganismosmicrorganismos pelapela águaágua dodo marmar porpor saissais fundidos,fundidos, etcetc.. AA localizaçãolocalização dodo AtaqueAtaque porpor pitepite uniformeuniforme intergranular,intergranular, etcetc.. 7 QT QT -- CorrosãoCorrosão Classificação conforme a aparência auxilia: UniformeUniforme:: ocorre em toda a extensão da superfície, com perda uniforme de espessura. PorPor PlacasPlacas:: localiza-se em regiões da superfície (NÃO em toda extensão), formando placas com escavações. AlveolarAlveolar:: produz sulcos ou escavações semelhantes a alvéolos na superfície metálica, com fundo arredondado e profundidade MENOR que diâmetro. compreendercompreender oo mecanismomecanismo;; adotaradotar dede medidasmedidas apropriadasapropriadas.. avaliaravaliar osos danos,danos, ee;; 8 QT QT -- CorrosãoCorrosão PuntiformePuntiforme ouou porpor PitePite:: ocorre em pontos ou pequenas áreas localizadas na superfícies, gerando pites (cavidade com forma angulosa e profundidade MAIOR que diâmetro). IntergranularIntergranular:: se processa ENTRE os grãos da rede cristalina do material, o qual perde propriedades mecânicas e pode fraturar sob esforços mecânicos, (corrosão sob tensão fraturante). OBS.: as vezes é difícil distinguir as 3 cavidades (placa, alvéolo, pite). IntragranularIntragranular:: se processa NOS grãos da rede cristalina do material, o qual perde propriedades mecânicas e pode fraturar sob esforços mecânicos, (corrosão sob tensão fraturante). QT QT -- CorrosãoCorrosão 9 FiliformeFiliforme:: se processa como de finos filamentos (não profundos), que se propagam. Geralmente em superfícies metálicas revestidas com tintas ou metais, em UR do ar > 85% e em revestimentos permeáveis à O2 e H20 ou com falhas como riscos ou frestas. EsfoliaçãoEsfoliação:: ocorre de forma paralela à superfície metálica, em chapas ou componentes que tiveram seus grãos alongados e achatados, criando condições para surgimento (devido ao trabalho mecânico), de plaquetas alongadas. QT QT -- CorrosãoCorrosão 10 GrafícaGrafíca:: se processa seletivamente no ferro fundido. O ferro é convertido em produtos de corrosão, restando a grafite intacta. DezincificaçãoDezincificação:: ocorre em ligas de cobre-zinco (latões), observando o aparecimento de coloração avermelhada (corrosão do zinco), contrastando com o amarelo do latão. 11 QT QT -- CorrosãoCorrosão EmpolamentoEmpolamento pelopelo HidrogênioHidrogênio:: o H2 penetra o metal e, como tem pequeno volume atômico, difunde-se e, em regiões de descontinuidades (como inclusões e vazios), originando a formação de bolhas (empolamento). EmEm tornotorno dede cordãocordão dede soldasolda:: observada em torno de cordão de solda. Ocorre em determinados aços inoxidáveis e a corrosão se processa intergranularmente. CorrosãoCorrosão GalvânicaGalvânica:: resulta do acoplamento dois metais imersos em um eletrólito, causando transferência de carga elétrica de um para o outro, por terem potenciais elétricos diferentes. CorrosãoCorrosão EletrolíticaEletrolítica:: processo eletroquímico severo causado por potenciais externos (correntes de fuga). 12 QT QT -- CorrosãoCorrosão CorrosãoCorrosão porpor microorganismosmicroorganismos:: ação de microrganismos, mais frequentemente bactérias, mas também podendo ser provocada por fungos, por exemplo. São exemplos: Ocorre devido a formação de produtos (como ácidos contento S, por exemplo) pela ação destes seres. deterioraçãodeterioração dodo concretoconcreto corrosãocorrosão dede ttubulaçõesubulações enterradasenterradas ee dede distribuiçãodistribuição dede águaságuas corrosãocorrosão dede sistemassistemas dede refrigeraçãorefrigeração ee aquecedoresaquecedores corrosãocorrosão dede válvulasválvulas dede cobrecobre biodeterioraçãobiodeterioração dede tintas,tintas, plásticosplásticos ee lenteslentes;; etcetc.. Oxidação (corrosão) do Fe pela redução do Cu QT QT -- CorrosãoCorrosão 13 ResumindoResumindo...... 14 QT QT -- CorrosãoCorrosão OBS. Existem diversos tipos de pilhas corrosivas formadas pelas heterogeneidades: PilhaPilha ativa/passivaativa/passiva PilhaPilha dede açãoação locallocal PilhaPilha dede eletrodoseletrodos diferentesdiferentes (Galvânica)(Galvânica) PilhaPilha dede concentraçãoconcentração iônicaiônica diferencialdiferencial PilhaPilha dede aeraçãoaeração diferencialdiferencial (gera(gera corrosãocorrosão porpor freta)freta) MIA MIA -- CorrosãoCorrosão PROTEÇÃOPROTEÇÃO CONTRACONTRA AA CORROSÃOCORROSÃO 15 Os materiais podem apresentar resistência própria à corrosão ou tê-la induzida/ampliada pela utilização dos métodos ou técnicas de PROTEÇÃO ANTICORROSIVA. A corrosão é um desafio permanente pois, os danos causados por esta deterioração persistem, MESMO com avanços em pesquisas científicas e desenvolvimentos tecnológicos. A tecnologia permite utilizar materiais em praticamente todos os meios corrosivos com uma durabilidade satisfatória. Entretanto... O conhecimento dos mecanismos da corrosão é um PRÉ- REQUESITO para combate efetivo das reações envolvidas. Neste sentido... MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 16 Os processos corrosivos e as técnicas de combate devem ser avaliadas de forma SIMULTÂNEA. O estudo da CORROSÃO pressupõe a investigação de seu CONTROLE. isto é, O mecanismo da corrosão pode sugerir métodos de combate ao processo corrosivo. ResistênciaResistência aa CorrosãoCorrosão Pode ser: característicacaracterística dodo materialmaterial fornecidafornecida porpor métodosmétodosdede proteçãoproteção anticorrosivaanticorrosiva Está relacionada a TAXA de corrosão, sendo que controlar a corrosão significa intervir na VELOCIDADE do processo. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 17 Uma série de procedimentos ou práticas pode ser utilizada para combater ou minimizar a corrosão. MeiosMeios dede Prevenção,Prevenção, ProteçãoProteção ee ControleControle dada CorrosãoCorrosão Às vezes apenas uma medida é eficiente! mas outras vezes... Uma combinação de várias medidas pode ser necessária. O requisito Primordial na Escolha do Método de Controle da Corrosão Fator Econômico Se o $ da Manutenção , então, esta Medida de Proteção será Vantajosa ($) Considerar: Gastos da Deterioração do Equip. e Prejuízos (Parada, Perda de Eficiência e Produto, Contaminação, etc) ...sendo que... MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 18 TécnicasTécnicas ouou MétodosMétodos dede ProteçãoProteção AnticorrosivaAnticorrosiva O controle da corrosão é feito por meio de interferência: meiomeio corrosivocorrosivo materialmaterial Visando preservarpreservar no material: PropriedadesPropriedades:: físicas,físicas, mecânicas,mecânicas, etcetc MétodosMétodos BaseadosBaseados nana ModificaçãoModificação dodo ProcessoProcesso Podem ser esquematizados como: ProjetoProjeto dada EstruturaEstrutura CondiçõesCondições dada SuperfícieSuperfície ProteçãoProteção CatódicaCatódica ProteçãoProteção AnódicaAnódica MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 19 MétodosMétodos BaseadosBaseados nana ModificaçãoModificação dodo MeioMeio CorrosivoCorrosivo DesaeraçãoDesaeração PurificaçãoPurificação ouou DiminuiçãoDiminuição dada UmidadeUmidade dodo ArAr AdiçãoAdição dede inibidoresinibidores MétodosMétodos BaseadosBaseados nana ModificaçãoModificação dodo MetalMetal AumentoAumento dada PurezaPureza AdiçãoAdição dede ElementosElementos (Formação(Formação dede Ligas)Ligas) TratamentoTratamento TérmicoTérmico MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 20 MétodosMétodos BaseadosBaseados emem RevestimentosRevestimentos ProtetoresProtetores RevestimentosRevestimentos comcom ProdutosProdutos dada própriaprópria ReaçãoReação:: TratamentoTratamento QuímicoQuímico ouou EletroquímicoEletroquímico RevestimentosRevestimentos MetálicosMetálicos RevestimentosRevestimentos orgânicosorgânicos:: Tintas,Tintas, Resinas,Resinas, PolímerosPolímeros RevestimentosRevestimentos InorgânicosInorgânicos:: Esmaltes,Esmaltes, CimentosCimentos ProtetoresProtetores TemporáriosTemporários MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 21 InibidoresInibidores dede CorrosãoCorrosão Substância aplicada a um determinado meio, em uma concentração adequada, reduzindo a taxa de corrosão. A eficiência de proteção contra reações de corrosão depende do material bem como da severidade do meio. A grande maioria foi desenvolvida empiricamente, sob patente e assim, com composição desconhecida. Constitui-se em uma técnica muito utilizada, especialmente quando o meio corrosivo é líquido. Em muitos casos, a sua utilização é mais viável que o uso de materiais mais resistentes ou outras ações sobre o projeto. Podem ser usados mais de uma substância (ação combinada). ...sendo que... MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 22 AspectosAspectos ConsideradosConsiderados nana UtilizaçãoUtilização dede InibidoresInibidores QuímicosQuímicos ee EletroquímicosEletroquímicos OrgânicosOrgânicos ee InorgânicosInorgânicos ClassificaçãoClassificação dosdos InibidoresInibidores A diversidade e amplitude do seu uso na indústria dificulta uma classificação universal. AsAs causascausas dada corrosãocorrosão dodo sistemasistema OsOs custoscustos dede seuseu empregoemprego AsAs propriedadespropriedades ee osos mecanismosmecanismos dede açãoação dada substânciasubstância.. AsAs condiçõescondições adequadasadequadas dede adiçãoadição ee controlecontrole Podem ser: OxidanteOxidante ee NãoNão OxidanteOxidante NeutralizantesNeutralizantes FaseFase--VaporVapor ouou VoláteisVoláteis FormadoresFormadores dede FilmeFilme MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 23 Inibidores Anódicos Atuam reprimindo ou retardando reações no ANODO. Reage com o produto da corrosão inicialmente formado, originando um filme aderente e insolúvel na superfície metálica. hidróxidoshidróxidos carbonatoscarbonatos silicatossilicatos Ex.: agentesagentes oxidantesoxidantes passivadorespassivadores:: cromatos,cromatos, nitratos,nitratos, molibdatosmolibdatos Reage com o metal e forma um filme insolúvel que adere na superfície Inibidores Catódicos Atuam reprimindo ou retardando reações no CATODO. Fornecem íons metálicos que reagem com a alcalinidade, produzindo compostos insolúveis que recobrem a área catódica, impedindo a difusão do oxigênio ou a condução de elétrons. sulfatossulfatos dede zinco,zinco, magnésiomagnésio ee níquelníquel Ex.: MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 24 Inibidores de Adsorção Em geral, compostos orgânicos adsorvidos pela superfície metálica, formando uma película que inibe reações (protege contra dissolução do metal e reações de redução). Pode atuar em áreas anódicas e catódicas. sabõessabões dede metaismetais pesadospesados Ex.: substânciassubstâncias orgânicasorgânicas comcom átomosátomos dede oxigênio,oxigênio, nitrogênionitrogênio ouou enxofreenxofre (aldeídos,(aldeídos, aminasaminas ouou uréia)uréia) Inibidores de Proteção Temporária Aplicados para proteger materiais metálicos antes de serem utilizados: durante a fabricação, estocagem ou transporte. A corrosão nestas etapas do processo pode tornar a peça ou componente inadequado devido por ex., a perda de dimensão. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 25 controlecontrole dodo meiomeio ambienteambiente:: ventilaçãoventilação;; desumidificaçãodesumidificação Ex. de medidas: substânciassubstâncias formadorasformadoras dede películaspelículas:: óleosóleos ee graxasgraxas protetoresprotetores embalagensembalagens impregnadasimpregnadas comcom inibidoresinibidores voláteisvoláteis ee disidratantesdisidratantes (como(como sílicasílica gel)gel) Obtenção de uma película superficial, fácil de aplicar e remover, impedindo contato do metal com umidade ou substâncias agressivas InibidoresInibidores emem FaseFase VaporVapor: sólidos voláteis que em ambientes fechados saturam o ar com seus vapores, recobrindo o material com uma película protetora. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 26 RevestimentosRevestimentos Aplicação de uma substância que modifica a superfície do material. Películas interpostas entre o metal e o meio corrosivo, fornecendo a resistência a corrosão. Proteção Aderência e Característica Química depende Superfície (limpeza e preparação) depende Mecanismos de Proteção Por Barreira Por Inibição Anódica ou Por Proteção Catódica TempoTempo dede ProteçãoProteção dosdos RevestimentosRevestimentos TipoTipo dede revestimentorevestimento (natureza(natureza química)química) ForçasForças dede coesãocoesão ee adesãoadesão EspessuraEspessura PermeabilidadePermeabilidade aa passagempassagem dede eletrólitoeletrólito MecanismoMecanismo MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 27 Limpeza A limpeza da área a ser revestida é um dos fatores mais importantes na tecnologia de proteção contra corrosão. JateamentoJateamento abrasivoabrasivo LixasLixas ee escovasescovas Processos de limpeza: Mecânicos Térmicos QueimaQueima emem fornosfornos ChamaChama diretadireta Químicos ComCom solventessolventes DecapagemDecapagem ácida,ácida, alcalinaalcalina ee eletrolíticaeletrolítica.. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 28 Revestimentos Metálicos Os metais utilizados(ouro, prata, cobre, cromo, níquel, alumínio, zinco, cádmio, estanho), nos revestimentos anticorrosivos tem a ação protetora explicada por fatores como: FormaçãoFormação dede películapelícula (barreira(barreira protetora)protetora) ResistênciaResistência aa ataquesataques ácidosácidos emem meiosmeios nãonão aeradosaerados ComportamentoComportamento AnódicoAnódico ee CatódicoCatódico emem RelaçãoRelação aoao MetalMetal BaseBase ExEx.:.: numanuma chapachapa dede açoaço recobertorecoberto comcom zincozinco umauma falhafalha nono revestimentorevestimento criarácriará umauma pilhapilha galvânicagalvânica entreentre oo ZnZn ee oo FeFe expostoexposto.. OO ZnZn éé oo anodoanodo ee oo FeFe éé oo catodocatodo.. Assim,Assim, nãonão ocorreráocorrerá ataqueataque aoao FeFe atéaté queque oo ZnZn nasnas vizinhançasvizinhanças dada falhafalha sejaseja consumidoconsumido.. RevestimentoRevestimento AnódicoAnódico:: quando houver porosidade, descontinuidade ou falha no revestimento, na presença de um eletrólito formando uma pilha, o metal do revestimento promove uma proteção catódica, sendo um anodo de sacrifício. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 29 ClassificaçãoClassificação dosdos MétodosMétodos dede RevestimentosRevestimentos MetálicosMetálicos EletrodeposiçãoEletrodeposição PorPor imersãoimersão aa quentequente CladizaçãoCladização CementaçãoCementação AspersãoAspersão térmicatérmica (metalização)(metalização) DeposiçãoDeposição emem fasefase gasosagasosa ReduçãoRedução químicaquímica MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 30 Revestimento muito fino e relativamente livre de poros. Muito utilizado, sendo os principais metais usados como revestimento: Reação eletroquímica. Au Ag Cu Ni Sn Cr Cd Zn Eletrodeposição MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 31 Proteção Adequada Camada bem Fina (metal depositado pode ser caro!) Importância Econômica A peça a ser revestida é colocada como catodo de uma CUBA ELETROLÍTICA, em que se tem no eletrólito sais do metal recobridor, podendo o anodo ser também do metal a ser depositado. PropriedadesPropriedades dada CamadaCamada EletrodepositadaEletrodepositada numanuma PeçaPeça AderênciaAderência:: depende da limpeza e da estrutura do recobridor. PorosidadePorosidade:: ocorrer por falhas, impurezas e bolhas na superfície. EspessuraEspessura:: depende da corrente elétrica aplicada. PropriedadesPropriedades MecânicasMecânicas:: as camadas podem suportar dobramentos e deformações. AspectoAspecto ee UtilidadeUtilidade:: aparência, proteção contra a corrosão. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 32 PrincipaisPrincipais EletrodepósitosEletrodepósitos CobreaçãoCobreação:: proteção contra corrosão sobre cabos elétricos, por ex. NiquelagemNiquelagem:: proteção contra corrosão de aço e base para cromagem, para diminuir: CromagemCromagem:: seus eletrodepósitos possuem uma película de óxido de cromo na superfície, altamente protetora. Atua como revestimento nobre em relação ao níquel. ZincagemZincagem ouou EletrogalvanizaçãoEletrogalvanização:: o zinco é muito utilizado na proteção do ferro pois, forma com este metal revestimento anódico de alto valor anti-corrosivo. É um dos metais mais utilizados para revestir aços. Os mecanismos são: porosidadeporosidade;; fragilidadefragilidade;; tendênciatendência dede trincartrincar.. proteçãoproteção catódicacatódica,, atuandoatuando comocomo anodoanodo dede sacrifíciosacrifício quandoquando revestidorevestido sobresobre metais/ligasmetais/ligas maismais nobresnobres;; MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 33 porpor barreirabarreira,, pelopelo fatofato dodo zincozinco serser resistenteresistente aa determinadasdeterminadas atmosferasatmosferas;; EstanhaçãoEstanhação:: processo caro, muito usado em revestimentos de latarias para produtos ALIMENTARES. EletrodepósitosEletrodepósitos dede CádmioCádmio:: muito usados na indústria eletrônica devido à baixa resistência em contatos elétricos. Laminação ou prensagem a quente do metal base e do revestimento por solda, por ex. ExEx.:.: NiNi,, CuCu ee TiTi comocomo revestimentorevestimento parapara açosaços.. Cladização ou Cladiamento Imersão a Quente O material metálico e ser revestido é imerso em um banho fundido do metal de revestimento. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 34 O metal base deve resistir às altas temperaturas do banho sem sofrer variações estruturais. ExEx.:.: revestimentosrevestimentos açosaços comcom:: galvanizaçãogalvanização Material de deposição é fundido em uma fonte de calor gerada no bico de uma pistola dotada de uma chama. Usando ar comprimido as gotículas do metal fundido são ejetadas no substrato, já preparado, onde ficam aderidas, ligando- se a superfície a ser protegida, em camadas. ExEx.:.: sãosão usadasusadas comcom ZnZn,, AlAl,, PbPb,, CuCu,, CrCr,, NiNi,, açoaço inoxidávelinoxidável,, etcetc Proteção contra corrosão: combinar metalização e pintura. Zn Al Pb Sn Metalização MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 35 O pó metálico de revestimento em contato com o material metálico a ser protegido (geralmente aço) em um tambor rotativo, difunde-se na superfície, sob altas temperaturas. ExEx.:.: revestimentosrevestimentos açosaços comcom dede ZnZn,, AlAl,, ee SiSi.. Para o Zn difere da galvanização pelo fato do pó não fundir. Deposição de metais por meio de um processo de redução química de íons metálicos existentes em solução. O metal precipita e forma uma película aderente à base metálica. Cementação (Revestimento por Difusão) Redução Química MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 36 Revestimentos Não Metálicos Inorgânicos Constituídos por compostos inorgânicos DEPOSITADO diretamente ou FORMADO sobre a superfície metálica. DepósitosDepósitos InorgânicosInorgânicos maismais UsadosUsados nana ProteçãoProteção AnticorrosivaAnticorrosiva EsmatesEsmates VitrososVitrosos VidrosVidros PorcelanasPorcelanas CimentosCimentos ÓxidosÓxidos CarbetosCarbetos NitretosNitretos SilicietosSilicietos 37 MIA MIA -- CorrosãoCorrosão EsmaltesEsmaltes VitrososVitrosos:: constituídos basicamente de borossilicato de alumínio e sódio ou potássio. VidrosVidros:: usados, por ex., em tubulações e reatores. Característica Boa resistência aos ácidos (exceto HF) Característica Resistência a diferentes meios (exceto HF e soluções muito alcalinas) CimentosCimentos ee PorcelanasPorcelanas:: reveste, por ex., em tubulações e tanques para condução de água salgada. Característica Resistência a meios básicos (pode resistir a ácidos) ÓxidosÓxidos (como(como AlAl22OO33,, ee ZrOZrO22)),, CarbetoCarbeto ((TiCTiC ee BB44C)C),, NitretosNitretos ((AlNAlN ee BN)BN),, BoretosBoretos (ZrB(ZrB22 ee TiBTiB22)) ee SilicietosSilicietos (NbSi(NbSi22 ee MoSiMoSi22)):: Característica Resistência a elevadas temperaturas MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 38 MecanismosMecanismos dede FormaçãoFormação RevestimentosRevestimentos InorgânicosInorgânicos AnticorrosivosAnticorrosivos AnodizaçãoAnodização CromatizaçãoCromatização FosfatizaçãoFosfatização AnodizaçãoAnodização:: métodos eletroquímicos para aumentar a espessura da camada de óxidos protetora passivante que se forma sobre determinados metais. CromatizaçãoCromatização:: o revestimento obtido é produzido em solução contendo cromatos (sais de cromo) ou ácido crômico. FosfatizaçãoFosfatização:: adição de uma camada de fosfatos à superfície metálica. É uma excelente base para pintura e um processo largamente empregado nas indústrias automobilísticas e de eletrodomésticos. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 39 Revestimentos Não Metálicos Orgânicos – Tintas e Polímeros PinturaPintura comocomo ProteçãoProteçãoAnticorrosivaAnticorrosiva: composição aplicada em forma líquida, pastosa ou de pigmento, para formar um filme em superfícies que, ao sofrer um posterior endurecimento, forma um revestimento sólido capaz de proteger os materiais contra os diversos meios corrosivos. A aplicação de tintas ou pinturas é uma das técnicas de proteção anticorrosiva mais empregadas, por fatores como: facilidadefacilidade dede aplicaçãoaplicação ee manutençãomanutenção relaçãorelação custo/benefíciocusto/benefício.. auxiliaauxilia ouou permitepermite:: sinalização,sinalização, identificaçãoidentificação dede tubulaçõestubulações ouou reservatórios,reservatórios, segurançasegurança industrial,industrial, combatecombate aa incrustaçãoincrustação dede microorganismos,microorganismos, impermeabilização,impermeabilização, etcetc.. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 40 EsquemaEsquema dede PinturaPintura: é um procedimento na qual é especificado todos os detalhes envolvidos como: tipotipo dede preparaçãopreparação ee graugrau dede limpezalimpeza dada superfíciesuperfície asas tintastintas dede fundo,fundo, intermediáriaintermediária ee dede acabamentoacabamento osos intervalosintervalos entreentre demãosdemãos ee métodosmétodos aplicadosaplicados osos critérioscritérios dede retoquesretoques nana pinturapintura osos ensaiosensaios dede controlecontrole dede qualidadequalidade normasnormas ee procedimentosprocedimentos aa seremserem seguidosseguidos comocomo normasnormas dede aderênciaaderência ee dede mediçãomedição dede espessuraespessura MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 41 TintaTinta PrimáriaPrimária ouou dede FundoFundo:: entra em contato direto com o substrato tendo como característica: contémcontém nana composiçãocomposição osos pigmentospigmentos anticorrosivosanticorrosivos exercendoexercendo aa proteçãoproteção químicaquímica ouou eletroquímicaeletroquímica apresentaapresenta maiormaior concentraçãoconcentração volumétricavolumétrica dodo pigmento,pigmento, sendosendo maismais rugosarugosa ee dede melhormelhor aderênciaaderência parapara aa demãodemão subsequentesubsequente.. TintaTinta IntermediáriaIntermediária:: objetiva aumentar a espessura e proteção do revestimento ou selar uma película de tinta para evitar formação de bolhas e descascamento. TintaTinta dede AcabamentoAcabamento:: tem como função conferir resistência química ao revestimento, pois ficam em contato direto com o meio corrosivo. OBS.: Nem sempre é necessário a intermediária. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 42 ConstituintesConstituintes dasdas TintasTintas VeículoVeículo FixoFixo PigmentoPigmento SolventesSolventes (veículo(veículo volátil)volátil) –– exceçãoexceção dasdas tintastintas sólidassólidas AditivoAditivo VeículoVeículo FixoFixo ouou NãoNão VolátilVolátil:: constituinte ligante ou aglomerante das partículas de pigmento, sendo responsável pela continuidade e formação da película de tinta. São formados por resinas de natureza orgânica e portanto, a resistência da tinta depende do tipo de resina e de sua composição. SolventeSolvente:: auxilia na fabricação da tinta, na solubilização da resina e na viscosidade do veículo fixo. Um grande número de solventes é usado na indústria de tintas como: aromáticosaromáticos alcoóisalcoóis cetonas,cetonas, etcetc aa maioriamaioria dasdas propriedadespropriedades físicofísico--químicasquímicas dada películapelícula dada tintatinta dependedepende dada naturezanatureza químicaquímica dada resinaresina emem suasua composiçãocomposição MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 43 AditivoAditivo:: serve para conferir às tintas ou películas determinadas características. Dentre os mais comuns e suas respectivas funções pode citar: SecantesSecantes:: reduzirreduzir tempotempo dede secagemsecagem.. AntissedimentantesAntissedimentantes:: impedirimpedir aa formaçãoformação dede umum sedimentosedimento duroduro ee compactocompacto durantedurante estocagemestocagem.. AntepeleAntepele:: evitarevitar aa formaçãoformação dede umauma pelepele cobrindocobrindo aa tintatinta.. PlastificantesPlastificantes:: melhorarmelhorar ouou conferirconferir flexibilidadeflexibilidade àsàs películaspelículas.. AntiespumantesAntiespumantes:: nãonão permitepermite aa geraçãogeração dede espumaespuma.. AgentesAgentes TixotrópicosTixotrópicos:: evitarevitar escorrimentoescorrimento emem superfíciessuperfícies verticaisverticais.. AntifungosAntifungos:: prevenirprevenir aa deterioraçãodeterioração porpor fungosfungos e/oue/ou bactériasbactérias.. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 44 PigmentosPigmentos:: partículas sólidas, orgânicas ou inorgânicas, insolúveis no veículo fixo utilizados entre outros objetivos de fornecer proteção anticorresiva, cor, impermeabilidade, reduzir custos, melhorar propriedades mecânicas da película. Podem ser classificados em três grupos: AnticorrosivosAnticorrosivos (ação(ação inibidorainibidora catódicacatódica ouou anódicaanódica)) OpacificanteOpacificante ColoridoColorido CargasCargas ouou ExtensoresExtensores Proteção Catódica Consiste em tornar a estrutura que se deseja proteger no catodo de uma pilha evitando uma possível deterioração. Ex.: o aço galvanizado (coberto com zinco). A cobertura de zinco é aplicada no aço porque este elemento é preferencialmente corroído (age como um ânodo de sacrifício) e protege o aço. MIA MIA -- CorrosãoCorrosão 45 AplicaçõesAplicações:: tubulações enterradas para o transporte de água, petróleo, gás e produtos químicos, grandes estruturas portuárias e plataformas marítimas de produção de petróleo. Proteção Anódica Consiste em favorece a passivação do material dando-lhe resistência à corrosão, ou seja, só é aplicável em materiais que apresentem passividade (formadores de película protetoras) como titânio e cromo. AplicaçõesAplicações:: um tanque metálico para armazenamento de ácidos. QT QT -- CorrosãoCorrosão VELOCIDADEVELOCIDADE DEDE CRESCIMENTOCRESCIMENTO DEDE CORROSÃOCORROSÃO ClassificaçãoClassificação dada VelocidadeVelocidade dede CorrosãoCorrosão: VelocidadeVelocidade médiamédia;; VelocidadeVelocidade instantâneainstantânea;; A velocidade média possibilita estimar o tempo de vida útil de uma determinada estrutura ou material (instalações e equipamentos. A velocidade instantânea permite verificar a necessidade de aumentar ou diminuir a concentração de um inibidor de corrosão. A velocidade média de corrosão pode ser obtida pela medida da diferença de peso apresentada pelo material metálico durante intervalos de tempos de exposição ao meio corrosivo. 46 QT QT -- CorrosãoCorrosão Gráfico de perda de massa em função do tempo: CurvaCurva AA:: aa superfíciesuperfície metálicametálica nãonão variavaria.. OO produtoproduto dada corrosãocorrosão éé inerteinerte ee aa concentraçãoconcentração dodo agenteagente corrosivocorrosivo éé ctecte.. CurvaCurva BB:: idênticaidêntica aa AA,, sósó queque háhá umum períodoperíodo dede induçãoindução,, tempotempo gastogasto parapara oo agenteagente corroercorroer películaspelículas protetorasprotetoras previamentepreviamente existentesexistentes.. CurvaCurva CC:: velocidadevelocidade inversamenteinversamente proporcionalproporcional aa quantidadequantidade dede produtoproduto.. EsteEste éé insolúvelinsolúvel ee adereadere aa superfíciesuperfície metálicametálica.. CurvaCurva DD:: velocidadevelocidade crescecresce rápidorápido.. OsOs produtosprodutos dada corrosãocorrosão sãosão solúveissolúveis ee aa áreaárea anódicaanódica dodo metalmetal aumentaaumenta.. 47Gentil, 2011 Velocidade de corrosão cte Curvas A e B QT QT -- CorrosãoCorrosão apenasapenas emem casocaso excepcionaisexcepcionais umauma valorvalor isoladoisolado temtem significânciasignificânciarestritarestrita.. DeterminaçãoDeterminação dada VelocidadeVelocidade (Taxa)(Taxa) dede CorrosãoCorrosão A taxa de corrosão expressa a velocidade com que a superfície metálica é desgastada. Pode ser definida de diferentes formas, sendo as mais usuais: Perda de Perda de massamassa por unidade de por unidade de áreaárea por unidade por unidade de de tempotempo. Ex: . Ex: mgmg/dm/dm22 .dia ou g/m.dia ou g/m22 .ano..ano. Perda de Perda de espessuraespessura por unidade de por unidade de tempotempo. Ex: . Ex: mm/ano ou milésimo de polegada por anomm/ano ou milésimo de polegada por ano Velocidade de Velocidade de corrosãocorrosão ctecte Densidade de Densidade de corrente corrente de corrosão. Ex: A/cmde corrosão. Ex: A/cm22 QT QT -- CorrosãoCorrosão 49 TaxaTaxa dede CorrosãoCorrosão:: VelocidadeVelocidade InstantâneaInstantânea dede CorrosãoCorrosão Dada pela massa de material desgastado, em uma certa área, durante um certo tempo. Unidade: [M][L-2][T-1]. F Kitm em que: m = massa desgastada do metal K = equivalente eletroquímico do metal (relação entre a massa molar do metal e o Nox), i = corrente elétrica t = tempo F = Faraday (carga de 1 mol de elétrons) = 96480 C/mol Difícil de medir (corrente), valendo para casos específicos de uma corrosão uniforme, isto é, não pode ser usada para medir corrosão localizada (puntiforme , intergranular, etc). Fornece a velocidade da corrosão num determinado t. QT QT -- CorrosãoCorrosão 50 tS manomm 65,3/ em que: mm/ano = diminuição na espessura, em mm por ano; Δm = perda de massa em mg; S = área exposta, em cm2; t = tempo ρ = densidade do material, em g/cm3. Dada (taxa de corrosão) por meio da redução de espessura do material por unidades de tempo: TaxaTaxa dede CorrosãoCorrosão:: VelocidadeVelocidade MédiaMédia dede CorrosãoCorrosão Unidade: [L][T-1]. Pode ser obtida pela diferença de peso apresentada pelo material metálico. QT QT -- CorrosãoCorrosão 51 Perda de massa é normalmente medida com a imersão de amostras metálicas com massa e área conhecidas no meio corrosivo e subsequente retirada, uma amostra por vez, em função do tempo. TaxaTaxa dede CorrosãoCorrosão:: MedidaMedida dada VelocidadeVelocidade na curva de massa em função do tempo que é obtida: assim...assim... a a tangentetangente à curva qualquer à curva qualquer tempo, resulta numa idéia da tempo, resulta numa idéia da velocidade velocidade INSTANTÂNEAINSTANTÂNEA a a perda de massa perda de massa total ao fim total ao fim do tempo, dividido por este do tempo, dividido por este tempotempo fornece uma idéia da fornece uma idéia da velocidade velocidade MÉDIAMÉDIA de corrosãode corrosão QT QT -- CorrosãoCorrosão 52 FatoresFatores queque InfluenciamInfluenciam nana VelocidadeVelocidade dede CorrosãoCorrosão aeraçãoaeração dodo meiomeio corrosivocorrosivo (oxigênio(oxigênio dissolvido)dissolvido) pHpH dodo eletrólitoeletrólito temperaturatemperatura ((dininuidininui aa resistividaderesistividade)) saissais dissolvidosdissolvidos velocidadevelocidade relativarelativa metalmetal--eletrólitoeletrólito diferençadiferença dede potencialpotencial nana pilhapilha passivaçãopassivação (modificação(modificação dodo potencialpotencial dede umum eletrodoeletrodo nono sentidosentido dede menormenor atividadeatividade (mais(mais catódicocatódico ouou maismais nobre)nobre) devidodevido aa formaçãoformação dede umauma películapelícula (geralmente(geralmente óxido)óxido) passivantepassivante dede produtoproduto dede corrosãocorrosão queque queque éé contínuacontínua ee adereadere sobresobre aa superfície,superfície, protegendoprotegendo--a)a)..
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