tipos de corrosão

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Niterói, 10/04/2014
Introdução
 “Corrosão” é um termo químico bastante empregado no cotidiano para se referir ao processo de destruição total, parcial, superficial ou estrutural de determinado material causado pela ação do meio.
Geralmente, quando se fala nesse assunto a primeira coisa que vem à nossa mente é a corrosão de metais, principalmente a do ferro, gerando a ferrugem. No entanto, outros materiais podem sofrer corrosão, tais como os polímeros e as estruturas feitas de concreto armado.
Realmente, a corrosão está muito presente em nossa sociedade e representa grandes perdas econômicas, pois todo tipo de corrosão está relacionada à diminuição do tempo de vida de um material.
Existem três formas do meio agir sobre o material, degradando-o; por isso, a corrosão é classificada em: eletrolítica, química e eletroquímica.
Pela importância dos compostos metálicos no nosso dia-a-dia, a corrosão é 
um processo de degradação que deve ser analisado com todo o cuidado necessário por envolver custos diretos e indiretos, assim como por expor vidas ao perigo 
(GENTIL, 2007). 
Com o avanço tecnológico mundialmente alcançado, os custos da corrosão 
evidentemente se elevam, tornando-se um fator de grande importância a ser 
considerado já na fase de projeto de grandes instalações industriais para evitar 
futuros processos corrosivos. No Brasil em 2005 o estimado teria sido 22.12 bilhões 
de dólares o custo da corrosão (GENTIL, 2007). 
Objetivo do estudo
processo de degradação proveniente da corrosão a escolha do material que será aplicado na estrutura é um fator de muita importância. Os aços patináveis se apresentam como uma opção dentre os aços devido sua alta resistência principalmente no que diz respeito à corrosão em diferentes ambientes, comparado com os aços carbono comuns, devido a sua superioridade pode-se projetar estruturas com menor peso e maior durabilidade. 
Neste sentido o objetivo do trabalho é identificar e conhecer os tipos de corrosão.
Corrosão
Corrosão eletroquímica:
Esse é o tipo de corrosão mais comum, pois é a que ocorre com os metais, geralmente na presença de água. Ela pode se dar de duas formas principais:
1. Quando o metal está em contato com um eletrólito (solução condutora ou condutor iônico que envolve áreas anódicas e catódicas ao mesmo tempo), formando uma pilha de corrosão.
Exemplo: A formação da ferrugem é um exemplo de corrosão eletroquímica. O ferro se oxida facilmente quando exposto ao ar úmido (oxigênio (O2) e água (H2O)). Essa oxidação resulta no cátion Fe2+, formando o polo negativo (que perde elétrons) da pilha:
Ânodo: Fe(s) → Fe2+ + 2e-
Entre os vários processos de redução que podem ocorrer a mais significativa é a da água:
Cátodo: 2H2O + 2e– → H2 + 2OH–
Enquanto os cátions Fe2+ migram para o polo negativo (cátodo), os ânions OH- migram para o polo positivo (cátodo) e ocorre a formação do hidróxido ferroso (Fe(OH)2).
Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2
Na presença de oxigênio, esse composto é oxidado a hidróxido de ferro III (Fe(OH)3), que depois perde água e se transforma no óxido de ferro (III) mono-hidratado (Fe2O3 . H2O), que é um composto que possui coloração castanho-avermelhada, isto é, a ferrugem que conhecemos:
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 → 2 Fe(OH)3
2Fe(OH)3 → Fe2O3 . H2O + 2H2O
2. Quando dois metais são ligados por um eletrólito, formando uma pilha galvânica.
Por exemplo, se colocarmos uma placa de cobre e uma de ferro, ambas mergulhadas num eletrólito neutro aerado e postas em contato, formando um circuito elétrico, cada placa se tornará um eletrodo. O ferro será o ânodo, oxidando-se e perdendo elétrons que migram para o cátodo (placa de cobre), que por sua vez, é reduzido. O ânodo sofrerá o desgaste, formando a ferrugem no fundo do recipiente.
Corrosão Química:
É o ataque de algum agente químico diretamente sobre determinado material, que pode ou não ser um metal. Ela não precisa da presença de água e não há transferência de elétrons como na corrosão eletroquímica.
Exemplos:
* Solventes ou agentes oxidantes podem quebrar as macromoléculas de polímeros (plásticos e borrachas), degradando-os;
* O ácido sulfúrico corrói o zinco metálico;
* Concreto armado de construções pode sofrer corrosão com o passar do tempo por agentes poluentes. Em sua constituição há silicatos, aluminatos de cálcio e óxido de ferro que são decompostos por ácidos, como mostrado na reação a seguir:
3CaO.2SiO2.3H2O + 6HCl → 3CaCl2 + 2SiO2 + 6H2O
Corrosão eletrolítica:
É um processo eletroquímico que ocorre com a aplicação externa de uma corrente elétrica. esse processo não é espontâneo, ao contrário dos outros tipos de corrosão mencionados acima. Quando não há isolamento ou aterramento, ou estes estão com alguma deficiência, formam-secorrentes de fuga, e quando elas escapam para o solo formam-se pequenos furos nas instalações.
Exemplos: Isso acontece em tubulações de água e de petróleo, em canos telefônicos e de postos de gasolina.
Tipos de Corrosão
Corrosão Uniforme
Ataque de toda a superfície metálica
Diminuição da espessura
Formação de pilhas de ação local
Desgaste de fácil acompanhamento
Leva a falhas significativas do equipamento
Corrosão por Pites
Localizada, com formação de cavidades de pequena extensão e razoável profundidade.
Característica de materiais metálicos formadores de películas protetoras (passiváveis)
Pilha ativa-passiva, com rompimento da camada passiva
Pequena área anódica e grande área catódica
Difícil acompanhamento
Corrosão por Concentração Diferencial
Corrosão por concentração iônica diferencial
Pilhas de concentração iônica diferencial
Ânodo – área com menor concentração
Cátodo – área com maior concentração.
Corrosão por aeração diferencial
Pilhas de aeração diferencial
Ânodo – área com menor concentração.
Cátodo – área com maior concentração.
Interface de saída de uma estrutura do solo ou da água para a atmosfera
Corrosão em frestas
Pilhas de aeração diferencial (meio gasoso) e de concentração iônica diferencial (meio líquido)
Juntas soldadas com chapas superpostas, juntas rebitadas, ligações roscadas, revestimentos com chapas aparafusadas.
Evitar frestas.
Corrosão filiforme
Filmes de revestimentos, especialmente tintas.
Pilha de aeração diferencial provocada por defeito no filme de pintura.
Corrosão Galvânica
Pilhas de eletrodos diferentes.
Maior ddp, maior corrosão.
Menor relação entre área catódica e anódica => desgaste menor e mais uniforme da área anódica.
Presença de íons metálicos (de materiais mais catódicos) no eletrólito => oxidação do metal, devido à redução destes íons..
Corrosão Seletiva
Formação de par galvânico devido a grande diferença de nobreza entre dois elementos de uma liga metálica.
5.1. Corrosão grafítica
Ferros fundidos cinzentos e ferro nodular, usados em tubulações de água, de esgoto, drenagem.
Grafite é mais catódico que o ferro.
Revestimento interno com argamassa de cimento.
5.2. Corrosão por dezincificação
Ligas de zinco, especialmente latões com alto teor de zinco, sendo o zinco o material mais anódico.
Tratamento térmico de solubilização da liga, ou uso de ligas com elementos inibidores como As e Sb.
Corrosão associada ao escoamento de Fluidos
Aceleração dos processos corrosivos devido à associação do efeito mecânico com a ação corrosiva.
Corrosão-erosão
Erosão – desgaste mecânico provocado pela abrasão superficial de uma substância sólida, líquida ou gasosa.
Desgaste maior do que se apenas o processo corrosivo ou erosivo agisse isoladamente.
Tubulações, permutadores, pás de turbina.
Corrosão com cavitação
Cavitação – desgaste provocado em uma superfície metálica devido a ondas de choque do líquido, oriundas do colapso de bolhas gasosas.
Cavitação surge em zonas de baixa pressão onde o líquido entra em ebulição formando bolhas (de vapor do líquido), as quais ao tomarem contato com zonas de pressão mais alta são destruídas criando ondas de choque no líquido.
Corrosão por turbulência
Processo corrosivo associadoao fluxo turbulento de um líquido. Ocorre particularmente quando há redução na área de fluxo.
Aparecimento de bolhas gasosas (bolhas de ar) => impingimento.
Corrosão Intergranular
Corrosão na região dos contornos do grão.
Grãos se destacam à medida que a corrosão se propaga.
ddp ocasionada pelas diferenças nas características dos materiais (meio do grão e material vizinho ao contorno)
Corrosão intergranular nos aços inoxidáveis
Formação de uma região empobrecida (sensitização) em cromo ao longo dos contornos do grão (precipitação de carbonetos de cromo).
Aços austeníticos – 440 a 950°C
Aços ferríticos – acima de 925°C, sensitização mais rápida, número de meios corrosivos é bem maior. Tratamento térmico prolongado ( 2 a 3h) a 790°C, promovem a difusão do cromo da matriz para a região empobrecida, restaurando a resistência à corrosão.
Prevenção – emprega-se aços inoxidáveis austeníticos com teor de carbono inferior a 0,03% ou aços contendo Nb ou Ti, que fixam o carbono, não permitindo a formação dos carbonetos de cromo.
Aços inoxidáveis duplex (austeno-ferríticos) – maior resistência à corrosão intergranular que os austeníticos com mesmo teor de carbono – a precipitação de carbonetos é mais aleatória na estrutura.
Corrosão intergranular de ligas de alumínio
Ligas de alumínio magnésio, com mais de 3% de magnésio, podem formar precipitados de Mg2Al8 nos contornos do grão. Estes precipitados são corroídos.
Também em ligas de alumínio-magnésio-zinco => precipitado de MgZn2.
Ligas de alumínio-cobre => precipitado de CuAl2, mais nobre que a matriz. Agem como cátodos, acelerando a corrosão da região vizinha.
Precipitados são imprescindíveis para a elevação da resistência mecânica.
Fissuração por Corrosão
Corrosões que produzem trincas e que estão associadas a esforços mecânicos (tensões residuais, ou conseqüentes do próprio processo corrosivo).
Trincas intergranulares ou transganulares.
Corrosão sob tensão
Material submetido a tensões de tração, aplicadas ou residuais, é colocado em contato com um meio corrosivo específico.
Fatores decisivos: dureza, encruamento, fases presentes.
Propagação de trinca por corrosão sob tensão é geralmente lenta, até atingir o tamanho crítico para uma ruptura brusca.
Fissuração induzida pela pressão de hidrogênio
Hidrogênio no estado atômico tem grande capacidade de difusão em materiais metálicos.
Hidrogênio atômico migra para o interior e acumula-se em falhas existentes, causando aumento de pressão no interior da falha.
Falhas próximas à superfície: empolamento pelo hidrogênio.
Corrosão-fadiga
Progressão de uma trinca a partir da superfície até a fratura, quando o material é submetido a solicitações cíclicas.
Processo corrosivo pode ser a causa do surgimento de uma trinca, por onde inicia-se a fadiga.
Área anódica – base da trinca => região tensionada e encruada.
Associação dos dois efeitos causa a falha do material em um número muito menor de ciclos.
Conclusão
Podemos identificar os tipos de corrosão e possuir o conhecimento necessário para o combate aos vários tipos de corrosão.
Bibliografia
Wikipédia
BrasilEscola
Qnint – sociedade Brsileira de química
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