CORROSAO - RESUMO LIVRO VICENTE GENTIL 3° EDIÇAO CAPITULOS 14,15 E 16

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TRABALHO DE CORROSÃO
Discentes: Arthur Chantal, Caio Artur, Carlos Augusto, Gustavo Borges e Robson Amaro
Docente: Fabrícia de Jesus
Matéria: Corrosão
8° período
Outubro/2017
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CAPITULO 14: OXIDAÇÃO E CORROSÃO EM TEMPERATURAS ELEVADAS
INTRODUÇÃO
O estudo da oxidação nos processos de corrosão em temperaturas elevadas tem como visão a percepção da eficiência das películas protetoras, as quais dependendo da propriedade da mesma influenciam na velocidade de corrosão. 
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FORMAÇÃO DA PELÍCULA DE OXIDAÇÃO
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Os metais utilizados industrialmente, em sua maioria, assim como suas ligas, têm facilidade de sofrer corrosão quando expostos a agentes oxidantes como, por exemplo, oxigênio, enxofre, halogênios, dióxido de enxofre (SO2), gás sulfídrico (H2S), e vapor de água.
MECANISMO DE CRESCIMENTO DA PELÍCULA DE OXIDAÇÃO
Quando um material metálico é submetido a uma atmosfera oxidante, há formação de uma película que irá ditar, de acordo com suas características, a possibilidade de o processo de oxidação prosseguir.
Adsorção de um filme de oxigênio atômico sobre a superfície metálica; 
Adsorção de oxigênio molecular sobre a face externa do filme anterior; 
Película de óxido proveniente da reação de oxidação.
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EQUAÇÕES DE OXIDAÇÃO
As equações que representam a velocidade de oxidação de um metal com o tempo são funções da espessura da camada de um óxido e da temperatura.
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EFICIÊNCIA DAS PELÍCULAS COMO AGENTES PROTETORES
Volatilidade: nos casos em que a película formada é volátil, evidentemente a equação é linear. 
Porosidade: Quanto menos porosa for a película, menor a difusão através dela e logo maior a sua ação protetora.
Plasticidade: Quanto mais plástica a película, mais difícil a sua fratura, consequentemente maior proteção. 
Solubilidade: As películas solúveis no meio corrosivo não são protetoras. 
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ESPESSURAS DE PELÍCULAS
As películas protetoras formadas sobre os materiais metálicos podem-se apresentar com diferentes espessuras: 
Fina: monomolecular a 400 angstroms (Å) (1Å=10-8 cm) e são invisíveis a olho nu. 
Média: 400-5000 Å, visíveis a olho nu, mas só pelas cores de interferência. 
Espessa: acima de 5000 Å, visíveis a olho nu e podem atingir valores elevados. 
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 CRESCIMENTO DE PELÍCULAS EM LIGAS – OXIDAÇÃO SELETIVA
O uso das ligas resistentes as altas temperaturas vai depender da resistência química da liga, da resistência mecânica nas condições empregadas.
O metal da liga que irá reagir inicialmente será aquele que apresentar maior afinidade pelo oxigênio, se a velocidade de difusão desse íon metálico através do óxido formado for maior que a dos outros a reação prosseguirá com esse metal. Tem-se então uma oxidação seletiva.
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 OXIDAÇÃO INTERNA
Deve-se levar em consideração que em alguns casos pode ocorrer a precipitação de oxidação no interior do metal, além de uma película externa proveniente da oxidação, esse tipo de oxidação é chamado de oxidação interna sendo comuns em ligas de prata em ligas de cobre.
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 CARBONO E GASES CONTENDO CARBONO – CARBONETAÇÃO
Carbonetação ocorre quando ligas ferrosas aquecidas em atmosferas contendo hidrocarbonetos ou monóxido de carbono.
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 HIDROGÊNIO
O ataque de metais pelo hidrogênio, sob pressão e temperaturas elevadas, raramente resulta na formação de películas sobre a superfície, e mesmo se houver a formação de hidretos esses são instáveis. O hidrogênio no estado atômico, ainda pode se difundir para o interior do metal. 
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 VAPOR DE ÁGUA
O vapor de água em temperaturas elevadas ataca certos metais formando os óxidos correspondentes e liberando hidrogênio, que pode ocasionar os danos vistos anteriormente. 
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 SUBSTÂNCIAS FUNDIDAS
A corrosão pode ocorrer nos recipientes metálicos em que estão colocadas certas substâncias que são submetidas a elevadas temperaturas. 
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 CINZAS
A queima de combustíveis nas turbinas a gás, nos motores diesel e nas caldeiras, pode gerar vários problemas de corrosão. Alguns óleos combustíveis residuais, quando queimados, produzem cinzas de alto poder corrosivo em temperaturas elevadas. 
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Capítulo 15: Corrosão associada a solicitações mecânicas
INTRODUÇÃO
Corrosão associada a solicitações mecânicas são também comumente conhecidas como corrosão sob tensão, que é definida como fratura de certos materiais, quando tensionados em certos ambientes, sob condições tais que nem a solicitação mecânica nem a corrosão ambiente isoladamente conduziriam a tal fratura.
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 Os tipos de Corrosão associada a solicitações mecânicas são:
Corrosão sob fadiga
Corrosão com erosão, cavitação ou impingimento
Corrosão sob atrito
Fragilização por metal liquido
Fragilização pelo Hidrogênio
Fendimento por Álcali
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 Corrosão sob fadiga
A corrosão-fadiga (ou fadiga sob corrosão) é a ruptura com aplicação de tensão cíclica em presença de um meio corrosivo. Pressupõe uma interação sinérgica entre corrosão e tensão cíclica.
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 Corrosão com erosão, cavitação ou impingimento
Corrosão-erosão
Define-se erosão neste caso como o desgaste mecânico de uma substância sólida, no caso o material de componentes ou condutores de um sistema causado pela abrasão superficial de uma substância sólida, pura ou em suspensão num fluido, seja ele líquido ou gasoso.
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Corrosão com cavitação
Define-se cavitação como o processo de desgaste provocado em uma superfície, especialmente metálica ou mesmo de concreto, devido a ondas de choque no líquido, oriundas do colapso de bolhas gasosas (cavidades) nele temporariamente formadas por ebulição, normalmente a baixa pressão. 
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 Corrosão por turbulência ou impingimento
A chamada corrosão por turbulência ou impingimento é um processo corrosivo associado aos fluxos turbulentos de um líquido, ocorrendo especialmente quando há a redução da área do fluxo. Quando seu caminho torna-se mais estreito ou apresentar mudança de direção, como em curvas ou como se usa dizer em tubulações, "cotovelos". 
O ataque é um tanto diferente da cavitação, propiciando alvéolos na forma de ferradura e pela ação dominante de bolhas (geralmente ar) enquanto na cavitação a fase gasosa dominante é o vapor do líquido.
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 Corrosão por atrito
 
Corrosão por atrito é muitas vezes definida como “fim da vida útil”, mas também significa mastigação ou corrosão de algum componente elétrico, e é esta segunda definição que faz com que os técnicos reparadores gastem muito tempo antes de encontrar a verdadeira causa do problema. 
A corrosão por atrito pode causar falhas intermitentes que consomem muito tempo em diagnóstico em um sem número de sistemas do veículo, e é muito difícil de encontrar quando não se sabe onde procurar.
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 Fragilização por metal líquido
A fragilização por metal líquido é um processo comum em sistemas de refrigeração de reatores nucleares com metal líquido. Pode ocorrer devido o desequilíbrio termodinâmico na interface metal-líquido-metal sólido ou devido a penetração intergranular de metais líquidos no material dos recipientes.
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 Fragilização por hidrogênio
 
O hidrogênio no estado nascente (atômico) tem grande capacidade de difusão em materiais metálicos.
Dessa forma se o hidrogênio for gerado na superfície de um material, ele migra para o interior e acumula-se em falhas existentes.
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Fendimento por Álcali
Ocorre em caldeiras para produção de vapor que apresentam junções rebitadas. A fim de se evitar a corrosão do ferro pela água, a ela se adicionam substâncias alcalinas, pois estas tornam o ferro passivo.
No entanto, vazamentos podem fazer a solução alcalina se concentrar de tal modo que acaba atacando o ferro. Fendas entre os rebites podem enfraquecer a caldeira, podendo levar a uma explosão.
 
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CAPÍTULO 16: ÁGUA AÇÃO CORROSIVA
INTRODUÇÃO
vários contaminantes ou impurezas podem estar presentes na água e, dependendo de sua finalidade, a influência desses contaminantes na ação corrosiva da água deve ser considerada com maior ou
menor detalhamento. Justifica-se, portanto, a apresentação da ação corrosiva de água potável, água do mar, água de resfriamento ou de refrigeração e água para geração de vapor.
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Impureza – variáveis influentes 
A água, quimicamente pura, é constituída de moléculas, que se apresentam associada a devido a ligações por ponte de hidrogênio. Todas as outras substâncias presentes, dissolvidos ou em suspensão, podem ser consideradas impurezas, como: sais, ácidos, bases e gases dissolvidos, material em suspensão e microrganismos
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ÁGUA POTÁVEL 
 A ação corrosiva da água potável pode ocasionar, além de perda de espessura ou perfurações das tubulações, produtos de corrosão que podem torná-la imprópria para uso devido a não mais atender aos padrões de potabilidade. A contaminação de água potável com sais de chumbo ou de cobre a tornam imprópria para uso humano.
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Tubulação de rede de água 
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Ferro - liga 
 As ligas de ferro (ferro fundido e aço-carbono) contêm, além de ferro, Fe, e carbono, C, outros elementos como silício, Si, manganês, Mn, enxofre, S,fósforo, P, etc. 
 Observa-se em tubulações de ferro fundido e de aço-carbono, após algum tempo de utilização, a deposição de incrustações sob a forma de tubérculos, com coloração geralmente castanho-alaranjada. 
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 Em alguns casos, há formação de resíduo insolúvel na água,
mas ele não se deposita, sendo arrastado pela água e dando a esta coloração castanho-alaranjada, também chamada de água vermelha ou ferruginosa.
 A água vermelha traz inconvenientes para os usuários, como:
• aspecto visual desagradável;
• alteração de sabor;
• manchas em lavagem de tecidos;
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 Proteção : 
• por emprego de inibidores de corrosão;
• por proteção catódica;
• por adição ao ferro fundido de pequenas quantidades de níquel.
• por uso de ferro fundido dúctil. 
• por revestimento.
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 Cobre – ligas 
O cobre pode formar ligas com os elementos estanho, Sn, alumínio, Al, silício. Si e zinco, Zn. nas quais, além de cobre, têm-se:
 • bronze de estanho — 8-10% Sn;
• bronze de alumínio — 5-8% Al;
• bronze de silício — 1.5-3% Si;
• bronze de zinco — 10% Zn;
• latão — 30% Zn.
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 A ação corrosiva da água sobre cobre ou suas ligas, latão e bronze, usados em instalações hidráulicas pode ocasionar: 
formação de carbono
agressividade das águas duras de poços
corrosão por pite ou por alvéolos
corrosão uniforme
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 Proteção : 
 para evitar corrosão em tubos de cobre, para água fria ou quente, deve-se agir sobre material metálico, montagem, condições pré-operacionais, operacionais e água. Assim, tem-se:
material metálico — cobre atendendo as especificações e isento de traços de carbono;
montagem e condições pré-operacionais
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ÁGUA DO MAR
 A ação corrosiva da água do mar pode ser determinada inicialmente por sua salinidade. Essa salinidade é praticamente constante em oceanos mas pode variar em mares interiores.
 A água do mar é um meio corrosivo complexo constituído de solução de sais contendo matéria orgânica viva, gases dissolvidos e matéria orgânica em decomposição. Logo, a ação corrosiva da água do mar não se restringe à ação isolada de uma solução salina, pois certamente ocorre uma ação conjunta dos diferentes constituintes.
 Em água do mar notam-se com mais frequência as formas de corrosão uniforme, por placas e por pite ou alvéolos.
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Salinidade : Como o mecanismo do processo corrosivo em água é eletro-químico, os sais presentes na água do mar a tornam um eletrólito forte e, portanto, aumentam sua ação corrosiva.
pH : Em soluções ácidas, principalmente em pH < 5, a corrosão é mais acentuada, diminuindo com a elevação do valor de pH. tornando-se quase nula para ferro e suas ligas, em pH > 10. Entretanto, para alumínio e zinco esse último valor é também prejudicial.  O pH da água do mar se apresenta entre os valores 7.2 e 8.6.não sendo o fator mais influente na ação corrosiva da água do mar.
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Ação Corrosiva sobre Ferro, Cobre e Alumínio
 Ferro — ligas : Os aços, incluindo os inoxidáveis e aços-ligas, sofrem corrosão pela água do mar, e a ação corrosiva vai depender do posicionamento das instalações feitas com esses diferentes aços e do sistema de proteção a ser usado.
 Como o aço, devido às suas propriedades mecânicas, é muito usado em instalações marinhas, há necessidade do emprego de adequadas medidas protetoras como, por exemplo, revestimento e proteção catódica. 
 A taxa de corrosão dos aços em água do mar está diretamente relacionada com o teor de oxigênio
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Cobre — ligas 
 As ligas de cobre têm várias aplicações em instalações marinhas, como hélices de navios e condensadores. Além das características físicas desejadas, essas ligas apresentam boa resistência à corrosão. Em atmosferas marinhas há formação de película protetora constituída predominantemente de cloreto básico de cobre e de sulfato básico de cobre
 A taxa de corrosão de cobre submerso em água do mar é cerca de 0,02 a 0,07 mm/ano.
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Alumínio — ligas:
 O alumínio puro e ligas de alumínio-magnésio apresentam boa resistência a água do mar e atmosfera marinha. As ligas AA-5052 (25% de Mg e 0,25% de Cr) e AA-5083 (4,5% de Mg, 0,7% de Mn e 0,12% de Cr) são usadas inclusive em construção de embarcações.
 A anodização de ligas de alumínio permite a formação de película de óxido de alumínio, com espessura cerca de 5 vezes maior do que o óxido de alumínio formado naturalmente.
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Proteção:
 As principais medidas de proteção contra corrosão marinha são dirigidas no sentido de: 
construção adequada de equipamentos;
emprego de revestimentos protetores, como tintas
emprego de proteção catódica com ânodos de zinco ou de alumínio;
emprego de proteção catódica por corrente impressa ou forçada. 
 Proteção usando o sistema combinado de revestimento e proteção catódica tem sido muito usada devido aos bons resultados alcançados
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ÁGUA DE RESFRIAMENTO OU DE REFRIGERAÇÃO
O tratamento de agua industrial pode envolver uma sistema em que será utilizada. Entre essas operações estão clarificação, cloração, controles de PH e microbiológico, adição de inibidores de corrosão e de agentes anticrustantes ou dispersantes, abrandamento ou desmineralização e monitoramento usualmente feita com testes de corrosão ou testes de incrustações. Em decorrência das características da água de resfriamento ou de geração de vapor, serão usadas as operações necessárias.
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Tem surgido, ao longo dos anos, com vários nomes, tratamentos baseados em ação catalitica, usando pilhas cataliticas, e em ação magnetica usando condicionadores magnéticos, arfimando que evitam as incrustações de carbonato de cálcio e até mesmo corrosão e destaca-se a simplicidade desses tratamentos quando comparados com os usados tradicionalmente.
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Tipos de Sistemas de Refrigeração
Os sistemas de refrigeração a agua classificam-se em três tipos:
Sistemas abertos sem recirculação de água;
Sistemas abertos com recirculação de água, que utilizam, para dissipar o calor da água torres de refrigeração, piscinas com ou sem pulverizadores ou borrifadores e condensadores evaporativos.
Sistemas de refrigeração fechados com recirculação de água fria, quente ou misturas anticoagulantes.
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ÁGUA PARA GERAÇÃO DE VAPOR – CALDEIRAS.
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Caldeiras são equipamentos destinados a gerar vapor e basicamente são divididas em dois tipos: fogotubulares e aguatubulares. Nas primeiras os gases da combustão circulam dentro dos tubos e a água é aquecida e posteriormente vaporizada, no lado externo das tubulações. As caldeiras fogotubulares são equipamentos simples, trabalhando com pressões e taxas de vaporização limitadas e se destinam a pequenas produções de vapor.
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Corrosão em Caldeiras
A corrosão em caldeiras é um processo eletroquímico que pode se desenvolver nos diferentes meios: ácido, neutro e básico. Evidentemente que em que em função do meio e da presença de oxigênio , se pode fazer uma distinção relativamente a agressividade do processo corrosivo: meio
ácido aerado é o maior de gravidade, sendo o básico não aerado e de menor gravidade. O meio ácido acelera o processo corrosivo, provocando uma corrosão do tipo uniforme. . Os contaminantes principais são ácidos fracos, como ácido carvbônico, e sais que se hidrolisam produzindo íon HCl, com colereto de magnésio, cloreto de cálcio, sulfato de magnésio e cloreto ferroso.
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Corrosão por pite em tubo de caldeira.
Corrosão em caldeiras por partículas de bronze
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Prevenção de Corrosão em caldeiras
A fim de controlar o processo corrosivo nos sistemas de geração de vapor, são feitos:
Tratamentos externos nas águas de alimentação;
Tratamentos internos nas águas de caldeiras.
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Obrigado!
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