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Química Geral - Eletroquímica Química Geral - Eletroquímica Deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente aliada ou não a esforços mecânicos. A deterioração de materiais não metálicos, como por exemplo concreto, borracha, polímeros, e madeira devido a ação do meio ambiente, também é considerada corrosão. Ex. 1 a deterioração do cimento Portland, empregado no concreto por ação dos sulfatos. Ex 2 a perda da elasticidade da borracha devido a oxidação por ozônio. CORROSÃO Química Geral - Eletroquímica Química Geral - Eletroquímica CLASSIFICAÇÃO DA CORROSÃO a) Meios corrosivos: atmosferas, águas naturais, solo, produtos químicos, alimentos, substâncias, solventes, etc. b) Química: Temperaturas, solventes, pH, concentrações. c) Eletrolítica: materiais metálicos, meios corrosivos; correntes elétricas de interferência. d) Galvânica: metal em solução contendo íons - espontaneidade; d) Biodeterioração Induzida por microorganismos. 1.1 Classificação da corrosão: Química Geral - Eletroquímica PROBLEMAS DA CORROSÃO a) Aparência: pode ser importante de forma que a corrosão do mesmo se torna indesejável. b) Manutenção: a manutenção de uma planta industrial pode ter seu custo sensivelmente reduzido pela utilização de materiais resistentes à corrosão. Neste caso é necessário um estudo de custo benefício pois muitas vezes se torna economicamente mais viável a utilização de materiais resistentes à corrosão, mesmo que mais caros, que se ter que fazer uma manutenção periódica de pintura, por exemplo. c) Interrupção do Processo: Frequentemente uma linha de produção ou parte de um processo para devido a falhas inesperadas provocadas por corrosão. d) Contaminação do Produto: A contaminação do produto ocasionado por resíduos da corrosão de parte da planta de produção gera queda no preço final do produto sendo que em alguns casos, devido a um efeito catalítico do produto de corrosão, ocorre a decomposição do produto, causando perda total. e) Perda de Material: A perda de material, causada por corrosão, ocorre principalmente por vazamentos nos dutos e tanques. f) Saúde e Segurança: Quando a corrosão causa vazamento de materiais tóxicos, inflamáveis ou radioativos tem-se, consequentemente, problemas ambientais, de segurança e de saúde. Química Geral - Eletroquímica CLASSIFICAÇÃO DA CORROSÃO Química Geral - Eletroquímica Classificação Morfológica a) Uniforme: se processa de forma uniforme é a forma menos agressiva de corrosão. O ataque, neste caso, se estende de forma homogênea sobre toda a superfície metálica, e sua penetração média é igual em todos os pontos. Também conhecida como generalizada. Esse tipo de corrosão ocorre devido à exposição direta do aço carbono a um ambiente agressivo e à falta de um sistema protetor. Química Geral - Eletroquímica Classificação Morfológica b) Placas: Abrange os casos intermediários entre a corrosão uniforme e a corrosão localizada. Ocorre em algumas regiões da superfície. É comum em metais que formam películas protetoras a princípio mas ao estas ganharem espessura pelo aumento do volume do produto de corrosão, causarem fraturas, perderem aderência no material principal, pesprenderem-se e exporem novas massas de metal ao ataque. Química Geral - Eletroquímica Classificação Morfológica c) Corrosão Alveolar: A corrosão alveolar se processa na superfície metálica produzindo sulcos ou escavações semelhantes a alvéolos, apresentando fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu diâmetro. Química Geral - Eletroquímica Classificação Morfológica d) Corrosão Puntiforme (pite): o ataque se localiza em pontos isolado da superfície metálica e se propaga até o interior do metal. Ela ocorre normalmente em locais expostos à meios aquosos, salinos ou com drenagem insuficiente. Pode ser ocasionada pela deposição concentrada de material nocivo ao aço, por pilha de aeração diferencial ou por pequenos furos que possam permitir a infiltração e o alojamento de substâncias líquidas na peça. Química Geral - Eletroquímica Classificação Morfológica e) Corrosão Intergranular: localiza-se entre os grãos da estrutura cristalina do material (contorno de grãos) metálico, o qual perde suas propriedades mecânicas e pode fraturar quando submetido a esforços mecânicos menores que o esperado, como é o caso da corrosão sob tensão fraturante (stress corrosion cracking, SCC). Química Geral - Eletroquímica Classificação Morfológica F) Corrosão Filiforme: A corrosão filiforme se processa sob a forma de finos filamentos que se propagam em diferentes direções e que não se cruzam. Ocorre geralmente em superfícies metálicas revestidas com filmes poliméricos, tintas ou metais ocasionando o deslocamento do revestimento. Química Geral - Eletroquímica Classificação Morfológica g) Corrosão por Esfoliação: a corrosão por esfoliação ocorre em diferentes camadas e o produto de corrosão, formado entre a estrutura de grãos alongados, separa as camadas ocasionando um inchamento do material metálico Química Geral - Eletroquímica Química Geral - Eletroquímica Elemento Resistência a formação de Pite Carbono Diminui Cromo Aumenta Enxofre e Silício Diminui Molibdênio Aumenta Níquel Aumenta Nitrogênio Aumenta Silício Diminui – aumenta quando presente o molibdênio Titânio e Neóbio Diminui em FeCl3; sem efeito em outros meios Resistência a corrosão por pite da adição de alguns elementos em liga de aço inoxidável Química Geral - Eletroquímica MÉTODOS DE COMBATE À CORROSÃO • INIBIDORES DE CORROSÃO • PREPARO DE SUPERFÍCIES • SISTEMAS DE PROTEÇAO – REVESTIMENTOS • SISTEMAS DE PROTEÇAO – PROTEÇÃO ANÓDICA E CATÓDICA Química Geral - Eletroquímica INIBIDORES DE CORROSÃO Inibidores Anódicos: Retardam ou impedem a reação do anodo. Reagem com o produto de corrosão inicial formando um filme aderente e insolúvel, na superfície do metal. Ex: hidróxidos, carbonatos, silicatos, boratos, nitritos, fosfato de metais alcalinos Exemplo: Para o ferro um inibidor muito utilizado é o nitrito de sódio, que como oxidante, oxida o ferro e forma uma película aderente e protetora: 2Fe + NaNO2 + H2O Fe2O3 + NaOH + NH3 Inibidores Catódicos: Atuam reprimindo as soluções catódicas. Ex. Sulfatos de zinco, de magnésio e de níquel são usados como inibidores catódicos, pois os íons Zn2+, Mg2+ e Ni2+ formam com as hidroxilas, OH-, os respectivos hidróxidos insolúveis: Zn(OH)2, Mg(OH)2 e Ni(OH)2, cessando o processo corrosivo; Inibidores Protetivos temporários: em fase vapor que após o uso se volatilizam. São indicados para proteger partes críticas de equipamentos eletrônicos, peças de museus, caldeiras, etc. Inibidores comerciais são conhecidos por IVC (inibidor volátil de corrosão) Química Geral - Eletroquímica EMPREGO DE INIBIDORES Decapagem ácida; Limpeza química de caldeiras; ex. remoção de incrustações e proteção; Industria petrolífera: nos matérias de contato com poços de petróleo e gás; Tubos condensadores: ligas de cobre, haletas de alumínio; Salmoura de resfriamento; aproveitamento de água, usados cromatos Sistemas de geração de vapor: usados fosfatos e aminas para proteção de linhas de vapor condensado. Tubulação de água potável: corrosão de tubulação,são usados silicatos; Química Geral - Eletroquímica PREPARO DE SUPERFICIE Principal objetivo é a remoção de impurezas (oleosidades, óxidos e produtos de corrosão, carepa de laminação) que possam danificar a aplicação de revestimentos ou tratamentos posteriores protetivos. Meios de remoção: - Detergentência: desengraxante alcalino para remoção de óleos, bases de NaOH - Aplicação de solventes: derivados de petróleo (querosene), solventes polares (álcool, cetona). - Ação Química: decapagem ácida (HCl, HNO3) e alcalina; - Ação Mecânica: abrasão, jateamento com abrasivo seco; Química Geral - Eletroquímica • a) Revestimento Metálicos: cladizaçao, imersão a quente, eletrodeposição. SISTEMAS DE PROTEÇÃO - REVESTIMENTOS Química Geral - Eletroquímica b) Não Metálicos Inorgânicos: Anodização, cromatização, fosfatização, nanoceramic, revestimentos vitrificadosm etc. SISTEMAS DE PROTEÇÃO - REVESTIMENTOS Química Geral - Eletroquímica c) Não Metálicos Orgânicos – Tintas e Polímeros Pinturas; Revestimentos com borrachas; Revestimentos com alcatrão hulha; Revestimentos com polímeros’; SISTEMAS DE PROTEÇÃO - REVESTIMENTOS Química Geral - Eletroquímica SISTEMAS DE PROTEÇÃO – PROTEÇÃO CATÓDICA Proteção Catódica Galvânica: processo espontâneo com base na serie eletroquimica; Proteção Catódica Por corrente impressa: não espontâneo necessário impressão de corrente Química Geral - Eletroquímica SISTEMAS DE PROTEÇÃO – PROTEÇÃO CATÓDICA Aplicações práticas de proteção catódica Os permutadores de calor usados em navios – condensadores e resfriadores – geralmente são construídos em aço carbono, tendo tubos de cobre ou de suas ligas. É comum ver-se carretéis, tampos e espelhos em aço carbono e tubos em latão de alumínio. Estes materiais, juntos, e contato com a água do mar, formam um par galvânico e dão origem a um processo de corrosão galvânica em que o aço é atacado. Assim é indispensável o emprego de proteção catódica para eliminar esta ação corrosiva. Para isto, tanto se pode usar ânodos de liga de zinco como ânodos de liga de alumínio. Química Geral - Eletroquímica SISTEMAS DE PROTEÇÃO – PROTEÇÃO ANÓDICA A Proteção anódica é um método de aumento da resistência à corrosão que consiste na aplicação de uma corrente anódica na estrutura a proteger. A corrente anódica favorece a passivação do material dando-lhe resistência à corrosão. É empregada com sucesso somente para os metais e ligas formadores de película protetoras, especialmente o titânio, o cromo, ligas de ferro-cromo, ligas de ferro-cromo-níquel. O seu emprego encontra maior interesse para eletrólitos de alta agressividade (eletrólitos fortes), como por exemplo um tanque metálico para armazenamento de ácidos. A Proteção anódica não só propicia a formação da película protetora mas principalmente mantém a estabilidade desta película. O emprego de Proteção anódica é ainda muito restrito no Brasil, porém tem grande aplicação em outros países na indústria química e petroquímica.
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