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Conceitos, importância e custos relacionados à corrosão 2 2 Cientificamente, o termo corrosão tem sido empregado para designar o processo de destruição total, parcial, superficial ou estrutural dos materiais por um ataque eletroquímico, químico ou eletrolítico. CORROSÃO - CONCEITOS 3 3 • Federação Européia de Corrosão: “Interação físico-química entre um METAL e o meio envolvente, da qual resultam mudanças nas propriedades do METAL, levando freqüentemente à sua inutilização ou do sistema técnico do qual faz parte ou ainda à alteração do meio”. CORROSÃO - CONCEITOS 4 4 • NACE – National Association of Corrosion Engineers: “Deterioração de um material ou das suas propriedades devido à reação com o meio envolvente”. CORROSÃO - CONCEITOS 5 5 • Conceito mais abrangente e usual: “Deterioração de um material, geralmente metálico, por ação do meio ambiente associada ou não a esforços mecânicos”. CORROSÃO - CONCEITOS 6 6 A maioria dos componentes metálicos deteriora-se com o uso, quando expostos a ambientes oxidantes ou corrosivos. Como é impraticável eliminar a corrosão, o segredo de um bom projeto de engenharia, geralmente, está nos processos de controle da corrosão. CORROSÃO - CONCEITOS 7 7 CORROSÃO - CONCEITOS A discussão que envolve Corrosão procura associar e integrar o conhecimento da corrosão e das técnicas anticorrosivas com o Meio Ambiente. Desenvolver uma abordagem técnico-científica que contemple as idéias geradas e as experiências adquiridas no ensino e na pesquisa destas técnicas. MAINIER, LETA, 2001. 8 8 CORROSÃO - CONCEITOS A corrosão pode incidir sobre diversos tipos de materiais: metálicos (aços ou ligas de cobre) ou não-metálicos (plásticos, cerâmicos ou concretos); Ocorrem nas mais variadas atividades: indústrias química, petrolífera, petroquímica, naval, de construção civil, automobilística, nos meios de transporte, nos meios de comunicação, na odontologia (restaurações metálicas), na medicina, em monumentos e esculturas. 9 9 CORROSÃO - CONCEITOS Todos os metais e ligas estão sujeitos a corrosão; Não existe nenhum material que possa ser empregado em todas as aplicações. Exemplos: 1) Ouro possui excelente resistência a ação da atmosfera, mas é corroído se exposto ao mercúrio; 2) Ferro não é corroído por mercúrio, mas oxida rapidamente em presença do ar atmosférico. 10 10 CORROSÃO - EXEMPLOS • Corrosão do concreto: deterioração do cimento, utilizado no concreto, pela ação de sulfatos. • Corrosão da borracha: perda de elasticidade devido à oxidação por ozônio. 11 11 CORROSÃO - EXEMPLOS • Corrosão da madeira: perda da resistência pela hidrólise da celulose em função da exposição a solução de ácidos e/ou de sais ácidos. À temperaturas elevadas (> 100 ºC) mesmo ácidos minerais diluídos (H2SO4 e HCl a 3%) ocasionam hidrólise de grande parte das polioses. 12 12 CORROSÃO - EXEMPLOS • Corrosão metálica: corresponde ao inverso dos processos metalúrgicos. Metalurgia: Fe2O3(hematita) + 3/2C 2Fe + 3/2CO2 Corrosão: 2Fe + 3/2O2 + 3H2O Fe2O3.3H2O(ferrugem) Ou seja, o produto da corrosão de um metal é bem semelhante ao minério do qual é originalmente extraído. 13 13 CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES CUSTO (direto e indireto) SEGURANÇA CONSERVAÇÃO DE RECURSOS Porque se preocupar com a corrosão??? 14 14 CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES Os custos da corrosão é um fator de grande importância desde a fase de elaboração do projeto de grandes instalações industriais para evitar ou minimizar futuros processos corrosivos. Quanto mais avançado tecnologicamente for um país, mais elevado o seu gasto com corrosão. 15 15 CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES Dados de abril de 1995 estimam em 300 bilhões de dólares o custo anual da corrosão nos EUA. Cerca de 100 bilhões poderiam ser economizados desde que sejam usados materiais resistentes à corrosão e aplicadas medidas de proteção anticorrosiva desde a fase de projeto até a manutenção. 16 16 CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES Preservação de monumentos históricos: Estátua da Liberdade - exposta à atmosfera marítima, sujeita a vários tipos de corrosão (em particular corrosão galvânica do aço estrutural em contato com o cobre do revestimento externo). O seu restauro, realizado nos anos 80, levou 5 meses para ser concluído e custou 69,8 milhões de dólares. 17 17 CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES No Brasil, estudo realizado no período de 1999-2001 estimou o custo direto de corrosão em $ 276 bilhões e o custo indireto em $ 552 bilhões (revestimentos orgânicos e metálicos, ligas resistentes à corrosão, plásticos inibidores de corrosão, proteção catódica, monitoração, pesquisa, desenvolvimento e treinamento na área). 18 18 CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES 19 19 Questões de segurança relacionadas à corrosão: corrosão localizada pode resultar em fraturas repentinas, causando desastres que podem envolver perda de vida humana. 1) Corrosão em tubulações de derivados de petróleo pode causar perfurações e vazamento do fluido transportado, seguido de incêndio de grandes proporções (Cubatão e México, 1990). CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES 20 20 2) Corrosão em tanques de combustíveis enterrados, pode originar perfurações e vazamento do combustível – riscos de incêndios e explosões e contaminação de poços subterrâneos de água. CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES Questões de segurança relacionadas à corrosão: 21 21 CORROSÃO – IMPLICAÇÕES IMPORTANTES 22 Incêndio Refinaria Chevron - 2012 23 23 USO BENÉFICO DA CORROSÃO 1) Oxidação de aços inoxidáveis e de titânio, com formação das películas protetoras de Cr2O3 e TiO2; 2) Proteção catódica com anodos de sacrifício ou galvânico para proteção de aço-carbono usado em instalações submersas ou enterradas: forma-se pilha galvânica onde catodo (aço- carbono) é o material a ser protegido e o anodo (Zn, Al, Mg) é o material a ser corroído; 24 24 USO BENÉFICO DA CORROSÃO 3) Eletro-polimento: para obtenção de superfícies lisas e polidas. E no processo de preparação de amostras para a microscopia eletrônica de transmissão. Antes Depois 25 25 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 1) Corrosão sob tensão fraturante em válvulas de latão: • Corrosão em válvulas de latão (liga de Cu-Zn) estocadas na fábrica aguardando expedição. • Após um tempo de uso, algumas dessas válvulas apresentaram fraturas. • Após minucioso estudo, foi constatado que as válvulas foram fabricadas dentro das especificações exigidas e que resistiam as condições operacionais. 26 26 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 1) Corrosão sob tensão fraturante em válvulas de latão: • Em visita à fábrica, sentiu-se forte cheiro de urina no local da estocagem (ratos). • Causa da fratura : a amônia (NH3), proveniente da urina ocasionava corrosão no latão e as válvulas quando utilizadas sofriam a corrosão sob tensão fraturante. Solução: eliminar os ratos e embalar as válvulas adequadamente. 27 27 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 2) Gatos causam corrosão em painel automotivo: • Painéis automotivos com corrosão severa nos flanges de aço-carbono dos painéis. • Constatou-se concentração elevada de cloreto (acima da encontrada normalmente em água ou em contaminação com água salina durante transporte marítimo). 28 28 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 2) Gatos causam corrosão em painel automotivo: • Causa daelevada quantidade de cloreto: grande quantidade de gatos que viviam na área de estocagem dos painéis. • A urina eliminada pelos gatos escorria pelos painéis e era recolhida nas flanges. • Com a evaporação da urina aumentava a concentração de cloretos e consequentemente condições para corrosão do aço- carbono. 29 29 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 2) Gatos causam corrosão em painel automotivo: • SOLUÇÃO: contratação de firma especializada para remover os gatos de forma humanamente possível. 30 30 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 3) Corrosão associada à urina humana: • Desagregação da massa de concreto e corrosão da armadura de aço: situação que vem ocorrendo com certa frequência na parte inferior de pilares e de paredes de concreto. • NH4Cl (presente na urina) + Ca(OH)2 2NH3 + CaCl2 + 2H2O • Com o consumo de Ca(OH)2, há diminuição do pH, possibilitando a corrosão da armadura, e consequente desagregação do concreto. 31 31 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 4) Corrosão associada à bulimia: • Perfuração ocorrida em tubulação de lavatório de toalete feminino em faculdade mexicana: • Durante o estudo do processo foi constatada a presença de cloreto de ferrro no produto de corrosão e valor de pH < 7 (ácido). 32 32 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 4) Corrosão associada à bulimia: • Curiosidade do caso (agente causador): algumas alunas, após alimentarem-se, provocavam vômitos sobre a pia do lavatório acarretando a presença de pequenas quantidades de HCl existente no suco gástrico (responsável pela corrosão). 33 33 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 5) Corrosão associada a pássaros: • a deposição desses ninhos juntamente com as fezes, cria condições para a corrosão por aeração diferencial (ou sob depósito). • a região sob o depósito é o anodo, ocorrendo corrosão agressiva com perfuração da estrutura. solução: eliminação dos pássaros e limpeza/manutenção das estruturas. 34 34 CASOS CURIOSOS DE CORROSÃO 5) Corrosão associada a pássaros: 35 Árvore de natal de lâmina rasa retirada após 20 anos submersa. ALGUNS EXEMPLOS DE CORROSÃO 36 ALGUNS EXEMPLOS DE CORROSÃO Corrosão localizada em componente de árvore de natal (corrosão galvânica). 37 Corrosão uniforme em tubo enterrado ALGUNS EXEMPLOS DE CORROSÃO 38 Corrosão generalizada em rotor de bomba submersa ALGUNS EXEMPLOS DE CORROSÃO 39 PLANEJAMENTO DE PROJETO Ao se considerar o emprego de materiais na construção de equipamentos ou instalações, é necessário que estes resistam à ação do meio corrosivo, além de apresentar propriedades mecânicas suficientes e características de fabricação adequadas. 40 PLANEJAMENTO DE PROJETO Na maioria dos casos, a adoção de processo preventivo anti-corrosão no início da utilização dos materiais, proporcionará um significativo aumento da vida útil da estrutura,além da economia de custos em um número menor de manutenções necessárias. 41 Obrigada!!!
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