7 Corrosão

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MECÂNICA
TECNOLOGIA DOS MATERIAIS II
CORROSÃO
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Conceitos:
 Geral/Abrangente
 Corrosão x Metalurgia
Mecanismos Básicos:
	(em metais)
 Corrosão Eletroquímica
 Corrosão Química
 Meio Corrosivo
Pilhas de Corrosão:
 Princípio de 	Funcionamento
 Tipos
CORROSÃO TÓPICOS:
Passivação
Velocidade de Corrosão
Tipos de Corrosão
Combate à Corrosão
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CORROSÃO
Introdução: conceitos
“Interação físico-química entre um METAL e o meio envolvente, da qual resultam mudanças nas propriedades do METAL, levando frequentemente à sua inutilização ou do sistema técnico do qual faz parte ou ainda à alteração do meio ” 
(Federação Européia de Corrosão) 
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CORROSÃO
Introdução: conceitos
“Deterioração de um material ou das suas propriedades devido à
reação com o meio envolvente” 
(NACE – National Association 
of Corrosion Engineers) 
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Nos processos de corrosão, os metais reagem com os
elementos não metálicos
presentes no meio, 
produzindo compostos
semelhantes aos encontrados na natureza, dos quais foram extraídos.
Nestes casos a corrosão corresponde ao inverso dos processos metalúrgicos.
CORROSÃO corrosão X metalurgia
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CORROSÃO
Introdução: conceitos 
Outras definições, mais abrangentes, poderão incluir todas as alterações induzidas pelo meio sobre os materiais; neste caso não só metais mas também polímeros, cerâmicos, madeira, etc...
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CORROSÃO
Introdução: conceitos
Portanto, a deterioração de materiais não-metálicos devido à ação do meio, como por exemplo: 
	Concreto – deterioração do cimento Portland, utilizado no concreto, pela ação de sulfato;
	Borracha – a perda de elasticidade devido à oxidação por ozônio;
	Madeira – perda da resistência pela hidrólise da celulose em função da exposição à solução de ácidos e sais ácidos...
... pode ser considerada também como corrosão.
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“A corrosão consiste na deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica do meio, podendo estar ou não associada a esforços mecânicos”. 
CORROSÃO Conceito mais abrangente
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(em metais)
MECANISMOS BÁSICOS
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MECANISMOS BÁSICOS
Variáveis que devem ser consideradas...
 material metálico: composição química, impurezas, 	estado da superfície, formato, contato com 	outros 	metais, união (solda, rebites) etc...
 meio corrosivo: 	composição química, concentração, 	pH, impurezas, temperatura, teor de oxigênio, 	etc...
 condições operacionais: solicitações mecânicas, 	movimento relativo entre o material metálico e o 	meio, etc...
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MECANISMOS BÁSICOS
...para evitar afirmativas erradas ou indicações de materiais sem fundamento teórico ou prático, como por exemplo:
“...os aços inoxidáveis - como o nome já diz - não sofrem corrosão...” 
os aços inoxidáveis podem sofrer corrosão, p.e., o AISI 304 em presença de cloreto e meio ácido;
“...o ácido sulfúrico concentrado é mais corrosivo que o ácido diluído...”
O ácido sulfúrico concentrado pode ser armazenado em tanques de aço carbono o que não pode ser feito com o ácido diluído (formação de película protetora de sulfato ferroso FeSO4, insolúvel no concentrado e solúvel no diluído).
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MECANISMOS BÁSICOS
Dependendo do tipo de ação do meio
sobre o material, os processos corrosivos
podem ser classificados em dois grandes
grupos, abrangendo todos os casos
deterioração por corrosão: 
- Corrosão eletroquímica; 
- Corrosão química. 
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Corrosão 
Eletroquímica
MECANISMOS BÁSICOS
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Corrosão Eletroquímica
Em face da necessidade 
do eletrólito conter água
líquida, a corrosão
eletroquímica é também
denominada:
corrosão em meio aquoso.
MECANISMOS BÁSICOS
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Se caracteriza basicamente por:
necessariamente na presença de água no estado líquido; 
temperaturas abaixo do ponto de orvalho da água, sendo a grande maioria na temperatura ambiente; 
formação de uma pilha ou célula de corrosão, com a circulação de elétrons na superfície metálica. 
MECANISMOS BÁSICOS
Corrosão Eletroquímica
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Os meios corrosivos em corrosão eletroquímica são responsáveis pelo aparecimento do eletrólito. 
(ver pilhas de corrosão)
O eletrólito é uma solução eletricamente condutora constituída de água contendo sais, bases ou ácidos dissolvidos. 
MECANISMOS BÁSICOS
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Corrosão
Química
MECANISMOS BÁSICOS
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Denominada corrosão ou oxidação em altas
temperaturas, tais processos corrosivos se
caracterizam basicamente por:     - ausência da água líquida;     - temperaturas em geral, elevadas, sempre acima do ponto de orvalho da água;     - interação direta entre o metal e o meio corrosivo. 
MECANISMOS BÁSICOS
Corrosão Química
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Como na corrosão química não se necessita
de água líquida, ela também é denominada 
corrosão em meio não aquoso ou 
corrosão seca. 
Estes processos são menos freqüentes na
natureza, envolvendo operações onde as
temperaturas são elevadas. 
MECANISMOS BÁSICOS
Corrosão Química
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Principais Meios Corrosivos e Respectivos Eletrólitos
- atmosfera: o ar contém umidade, sais em suspensão, gases industriais, poeira, etc. O eletrólito constitui-se da água que condensa na superfície metálica, na presença de sais ou gases presentes no ambiente. Outros constituintes como poeira e poluentes diversos podem acelerar o processo corrosivo;
MECANISMOS BÁSICOS
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	- solos: os solos contêm umidade, sais minerais e bactérias. Alguns solos apresentam também, características ácidas ou básicas. O eletrólito constitui-se principalmente da água com sais dissolvidos;
Principais Meios Corrosivos e Respectivos Eletrólitos
MECANISMOS BÁSICOS
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Principais Meios Corrosivos e Respectivos Eletrólitos (continuação)
- águas naturais (rios, lagos e do subsolo): estas águas podem conter sais minerais, eventualmente ácidos ou bases, resíduos industriais, bactérias, poluentes diversos e gases dissolvidos. O eletrólito constitui-se principalmente da água com sais dissolvidos. Os outros constituintes podem acelerar o processo corrosivo; 
MECANISMOS BÁSICOS
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Principais Meios Corrosivos e Respectivos Eletrólitos (continuação)
- água do mar: estas águas contêm uma quantidade apreciável de sais. Uma análise da água do mar apresenta em média os seguintes constituintes em gramas por litro (g/l) de água: 
MECANISMOS BÁSICOS
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Principais Meios Corrosivos e Respectivos Eletrólitos (continuação)
água do mar (continuação) : 
	A água do mar, em virtude da presença acentuada de sais, é um eletrólito por excelência; outros constituintes como gases dissolvidos, podem acelerar os processos corrosivos;
MECANISMOS BÁSICOS
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Principais Meios Corrosivos e Respectivos Eletrólitos (continuação)
- produtos químicos: os produtos químicos, desde que em contato com água ou com umidade e formem um eletrólito, podem provocar corrosão eletroquímica. 
MECANISMOS BÁSICOS
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Existem processos de deterioração de materiais que ocorrem durante a sua vida em serviço, que não se enquadram na definição de corrosão. 
Um deles é o desgaste devido à erosão, que remove mecanicamente partículas do material. 
Embora esta perda de material seja gradual e decorrente da ação do meio, tem-se um processo eminentemente físico e não químico ou eletroquímico. 
Pode entretanto ocorrer, em certos casos, ação simultânea da corrosão, constituindo o fenômeno da corrosão-erosão.
(ver formas de corrosão)
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Outro tipo de alteração no material que ocorre em serviço, são as transformações metalúrgicas que podem acontecer em alguns materiais, particularmente em serviço com temperaturas elevadas. 
Em função destas transformações as propriedades mecânicas podem sofrer grandes variações, por exemplo apresentando excessiva fragilidade na temperatura ambiente. 
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A alteração na estrutura metalúrgica em si não é corrosão embora possa modificar profundamente a resistência à corrosão do material, tornando-o, por exemplo, suscetível à 
	corrosão intergranular
(ver formasde corrosão)
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PILHAS 
DE
CORROSÃO
ELETROQUÍMICA
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Pilhas de Corrosão Eletroquímica 
área anódica: superfície onde verifica-se a corrosão (reações de oxidação);
área catódica: superfície protegida onde não há corrosão (reações de redução); 
eletrólito: solução condutora ou condutor iônico que envolve simultaneamente as áreas anódicas e catódicas; 
ligação elétrica entre as áreas anódicas e catódicas.
São constituídas de quatro elementos fundamentais:
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área anódica
Na área onde se
processa a corrosão
ocorrem reações de
oxidação, sendo a
principal a de passagem
do metal da forma
reduzida para a forma
iônica. 
Pilhas de Corrosão Eletroquímica 
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Na área catódica, que é uma área protegida, não ocorre corrosão. As reações são de redução de íons do meio corrosivo, onde as principais reações são: 
em meios aerados: caso normal de água do mar e naturais
H2O + 1/2 O2 + 2e  2 OH- 
em meios desaerados - caso comum em águas doces industriais
 2 H2O + 2e  H2 + 2 OH-
Pilhas de Corrosão Eletroquímica 
área catódica:
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PRINCIPAIS TIPOS DE PILHA 
Eletrodos Diferentes;
Ação Local;
Ativa-Passiva;
Concentração Diferencial;
Aeração Diferencial.
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Pilha de Eletrodo Diferente 
	é também denominada de pilha galvânica e surge sempre que dois metais, ou ligas metálicas, diferentes são colocados em contato elétrico na presença de um eletrólito. 
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A Série Galvânica 
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Sexta Lista de Exercícios
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Pilha de Ação Local 
	ela aparece em um mesmo metal devido a heterogeneidades diversas, decorrentes de composição química, textura do material e tensões internas, dentre outras. 
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Causas determinantes da pilha de ação local:
inclusões, segregações, bolhas, trincas; 
estados diferentes de tensões e deformações; 
acabamento superficial da superfície; 
diferença no tamanho e contornos de grão; 
tratamentos térmicos diferentes; 
materiais de diferentes épocas de fabricação; 
gradiente de temperatura. 
Pilha de Ação Local 
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Pilha Ativa-Passiva 
Ocorre nos materiais
formadores de película
protetora. Se a película for
danificada em algum ponto,
por ação mecânica ou
pela ação de íons, será
formada uma área ativa
(anódica) na presença
de uma grande área
passiva (catódica) 
formando uma forte pilha. 
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Pilha de Concentração 
Iônica Diferencial: 
Surge sempre que um 
material metálico é
exposto a concentrações
diferentes de seus próprios
íons. Ela ocorre porque o
eletrodo torna-se mais
ativo quando decresce a
concentração de seus íons
no eletrólito.
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É muito freqüente em frestas e quando o meio corrosivo é líquido.
Pilha de Concentração 
Iônica Diferencial: 
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Pilha de Aeração Diferencial 
Esta pilha é formada
por concentrações
diferentes do teor de
oxigênio.
A corrosão ocorrerá
na região menos 
aerada (anódica). 
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PASSIVAÇÃO
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PASSIVAÇÃO
Passivação é a modificação do potencial de um eletrodo no sentido de menor atividade (mais catódico ou mais nobre) devido a formação de uma película de produto de corrosão. Esta película é denominada película passivante. Os metais e ligas metálicas que se passivam são os formadores de películas protetoras. 
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Como exemplo podem ser citados: 
·        cromo, níquel, titânio, aço inoxidável, que se passivam na grande maioria dos meios corrosivos, especialmente na atmosfera;
·        chumbo que se passiva na presença de ácido sulfúrico; 
·        o ferro que se passiva na presença de ácido nítrico concentrado e não se passiva na presença de ácido nítrico diluído;
	
PASSIVAÇÃO
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PASSIVAÇÃO
Taxas de Corrosão de um Metal Passivável 
Taxas de Corrosão de um Metal Não Passivável 
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PASSIVAÇÃO
Os fenômenos de polarização assumem grande importância na cinética dos processos de corrosão eletroquímica e muito particularmente para a proteção catódica, a qual consiste essencialmente na polarização catódica da estrutura a proteger. 
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VELOCIDADE DE CORROSÃO
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	A velocidade com que se processa a corrosão é dada pela massa de material desgastado, em uma certa área, durante um certo tempo, ou seja, pela taxa de corrosão. 
A taxa de corrosão pode ser representada pela massa desgastada por unidade de área na unidade de tempo. 
VELOCIDADE DE CORROSÃO 
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Os valores das taxas de corrosão podem ser expressos por meio da redução de espessura do material por unidades de tempo, em mm/ano ou em perda de massa por unidade de área, por unidade de tempo, por exemplo mg/dm2/dia (mdd). Pode ser expressa ainda em milésimos de polegada por ano (mpy). 
VELOCIDADE DE CORROSÃO 
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VELOCIDADE DE CORROSÃO
Fatores de influência:
Alguns outros fatores influem na velocidade de corrosão, principalmente porque atuam nos fenômenos de polarização e passivação:
aeração do meio corrosivo: como foi dito anteriormente , o 	oxigênio funciona como controlador dos processos 	corrosivos. 	Portanto, na pressão atmosférica, a velocidade de 	corrosão aumenta com o acréscimo da taxa de 	oxigênio dissolvido. 
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VELOCIDADE DE CORROSÃO Fatores de influência:
pH de eletrólito: 
a maioria dos metais passivam-se em meios básicos.
Portanto, as taxas de corrosão aumentam com a diminuição do pH.
Efeito do pH na velocidade de corrosão 
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temperatura: o aumento de temperatura acelera, 	de modo geral, as reações químicas. Da 	mesma forma, também em corrosão, as 	taxas de desgaste 	aumentam com o 	aumento da temperatura. Com a elevação 	da temperatura diminui-se a resistividade 	do eletrólito e, conseqüentemente, 	aumenta-se a velocidade de corrosão; 
VELOCIDADE DE CORROSÃO
Fatores de influência:
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VELOCIDADE DE CORROSÃO
Fatores de influência:
Efeito da velocidade relativa do metal/eletrólito na corrosão do aço em água do mar 
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Sétima Lista de Exercícios
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TIPOS DE CORROSÃO
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TIPOS DE CORROSÃO
Podemos classificar a corrosão segundo:
 a morfologia (forma): 
uniforme, por placas, alveolar, puntiforme ou por “pit”, intergranular (intercristalina), intragranular (transgranular ou transcristalina), filiforme, por esfoliação, grafítica, dezincificação, em torno de cordão de solda e empolamento pelo hidrogênio.
 pelas causas ou mecanismos:
aeração diferencial, eletrolítica, correntes de fuga, galvânica, seletiva (grafítica e dezincificação), associada a fatores mecânicos, empolamento ou fragilização pelo hidrogênio.
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TIPOS DE CORROSÃO
 por presença de fatores mecânicos: 
sob tensão, sob fadiga, por atrito, associada à erosão e cavitação.
 o meio corrosivo:
ar, solo, induzida por microorganismos, água do mar, etc...
 pela localização do ataque:
ataque corrosivo generalizado ou localizado.
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Uniforme: 
 se processa em toda a extensão da superfície, ocorrendo perda uniforme de espessura; 
 é comum em metais que não formam películas protetoras 
TIPOS DE CORROSÃO
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TIPOS DE CORROSÃO
uniforme
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TIPOS DE CORROSÃO
corrosão por placas: quando os produtos de corrosão formam-se em placas que se desprendem progressivamente. É comum em metais que formam película inicialmente protetora mas que, ao se tornarem espessas, fraturam e perdem aderência, expondo o metal a novo ataque; 
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão em placas em chapa de aço carbono
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TIPOS DE CORROSÃO
corrosão alveolar: quando o desgaste provocado pela corrosão se dá sob forma localizada, com o aspecto de crateras. 
É freqüente em metais formadores de películas semi protetoras ou quando se tem corrosão sob depósito, como no caso da corrosão por aeração diferencial 
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão alveolar generalizada em tubo de aço carbono.
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TIPOS DE CORROSÃO
corrosão por “pites”: 
quando o desgaste se dá de forma muito localizada e de alta intensidade, geralmente com profundidade
Vários tipos de “pites” segundo a ASTM
maior que o diâmetro e bordos angulosos.
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TIPOS DE CORROSÃOCorrosão por “pites” em tubo de aço inoxidável AISI304
A corrosão por “pites” é freqüente em metais formadores de películas protetoras, em geral passivas que, sob a ação de certos agentes agressivos, são destruídas em pontos localizados, os quais tornam-se ativos, possibilitando corrosão muito intensa. Exemplo comum é representado pelos aços inoxidáveis austeníticos em meios que contêm cloretos. 
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TIPOS DE CORROSÃO
seção parcial de um tubo caracterizando a corrosão por “pit”; 
verifica-se aí a profundidade do desgaste causado pelo processo corrosivo.
e
d
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É normal ocorrer - em alguns processos de corrosão - dificuldade de se caracterizar se as cavidades formadas estão sob a forma de placas, alvéolos ou pites, criando divergências de opinião entre os técnicos de inspeção e/ou manutenção. Entretanto, devemos dar importância maior à determinação das dimensões dessas cavidades, a fim de se verificar a extensão do processo corrosivo.
TIPOS DE CORROSÃO
 
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TIPOS DE CORROSÃO
corrosão intergranular ou intercristalina:
no contorno dos grãos, como no caso dos aços inoxidáveis austeníticos sensitizados, expostos a meios corrosivos.
quando o ataque se manifesta
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão intergranular ou intercristalina
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TIPOS DE CORROSÃO
Sensitização em aço inox
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TIPOS DE CORROSÃO
trincas intragranulares em tubo de aço inoxidável 
Corrosão intragranular, transgranular ou transcristalina:
quando o fenômeno se manifesta sob a forma de trincas que se propagam pelo interior dos grãos do material, como no caso da corrosão sob tensão de aços inoxidáveis austeníticos.
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TIPOS DE CORROSÃO
Filiforme: 
 se processa sob a forma de finos filamentos, mas não profundos, que se propagam em diferentes direções. 
 ocorre geralmente em superfícies metálicas revestidas com tintas ou metais.
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TIPOS DE CORROSÃO
Esfoliação:
Se processa de forma paralelaà superfície metálica. 
Ocorre em chapas ou componentes extrudados cujos grãos foram achatados ou alongados, criando condições para que inclusões ou segregações sejam transformadas, devido ao trabalho mecânico, em plaquetas alongadas. Caso estas sejam atingidas pela corrosão (por frestas p.e.) ocorre a separação das camadas e desintegração do material.
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TIPOS DE CORROSÃO
esfoliação em liga de alumínio
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão seletiva:
 consiste na dissolução preferencial de um elemento constituinte de uma liga.
 o caso mais comum é o do latão (dezincificação), podendo ocorrer também em outras ligas com remoção de alumínio (desaluminização), cobalto (descobaltização), ferro (grafitização), cromo, etc... 
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TIPOS DE CORROSÃO
 na corrosão seletiva do latão, o zinco é corroído preferencialmente, deixando o material frágil e poroso.
 é facilmente detectada pelo aparecimento de regiões de cor avermelhada, típica do cobre, que contrasta com a cor amarelada dos latões.
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TIPOS DE CORROSÃO
Parte interna de uma válvula de latão com corrosão por dezincificação (tipo uniforme – layer type): área de cor avermelhada e destruição da parte rosqueada.
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão seletiva localizada do latão (plug type); as áreas afetadas tem aspecto mais escuro.
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TIPOS DE CORROSÃO
Na corrosão seletiva do ferro fundido cinzento ocorre perda de Fe, restando uma massa porosa, de aspecto escuro (típico do grafite), vazios e ferrugem, facilmente retirável mecanicamente.
corrosão grafítica em tubo de fofo cinzento.
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TIPOS DE CORROSÃO
empolamento pelo hidrogênio:
o hidrogênio atômico penetra no material metálico e, em função de seu pequeno volume, difunde-se rapidamente em regiões com descontinuidades, como inclusões e vazios, transformando-se em H2, exercendo pressão e originando a formação de bolhas (empolamento).
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TIPOS DE CORROSÃO
Empolamento de película de tinta à base de borracha clorada
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TIPOS DE CORROSÃO
empolamento por hidrogênio
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TIPOS DE CORROSÃO
Tubo de aço carbono com empolamento pelo hidrogênio, ocasionado por H2S e água.
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TIPOS DE CORROSÃO
Em torno do cordão de solda:
Ocorre em aços inoxidáveis não-estabilizados ou com teores de C >0,03% e a corrosão é intergranular (sensitização ou sensibilização da solda).
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão associada a Solicitações Mecânicas:
 sob fadiga (dinâmica)
sob tensão (estática)
 erosão e cavitação
 sob atrito
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TIPOS DE CORROSÃO
Sob fadiga:
 fadiga é a tendência de um metal fraturar quando sujeito a solicitações mecânicas alternadas ou cíclicas.
 quando um componente é sujeito a esforços cíclicos num meio que o pode atacar química ou eletroquimicamente, verificam-se condições para que ocorra corrosão sob fadiga.
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TIPOS DE CORROSÃO
Reconhecimento de uma fratura por fadiga:
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TIPOS DE CORROSÃO
Curva de fadiga e corrosão sob fadiga para um material ferroso
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão por fadiga em junta de expansão
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão Sob Tensão – CST:
 a corrosão sob tensão envolve deterioração de material devido à presença simultânea de tensões aplicadas ou residuais e de um meio corrosivo.
 como normalmente envolve a fratura do material, é designada também corrosão sob tensão fraturante (stress corrosion cracking)
 a ação isolada da solicitação mecânica ou da corrosão não conduziriam à fratura.
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TIPOS DE CORROSÃO
 fenômeno localizado
 praticamente não há perda de massa
 caracteriza-se por nucleação e propagação
 fratura intergranular ou transgranular
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TIPOS DE CORROSÃO
intergranular
transgranular
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TIPOS DE CORROSÃO
Parte de peça de aço inoxidável AISI 304 : fraturada por corrosão sob tensão fraturante.
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão-erosão:
Consiste na aceleração do ataque a um metal em função do movimento relativo entre o fluido corrosivo e a superfície metálica. 
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TIPOS DE CORROSÃO
 as superfícies se apresentam geralmente brilhantes, sem produto da corrosão;
 surge normalmente em materiais cuja resistência à corrosão depende da formação de um filme protetor (Al, Pb, aços inox, etc...)
 é a remoção deste filme que leva à corrosão-erosão.
Erosão em tubo de aço-carbono por ação de ácido sulfúrico concen-trado.
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TIPOS DE CORROSÃO
Corrosão-cavitação:
 caso particular de corrosão erosão;
 formação de bolhas de vapor em função da queda de pressão (local) e posterior implosão sobre a superfície metálica (já na zona de pressão);
 é freqüente em sistemas onde o líquido se move a altas velocidades e onde ocorram variações bruscas de pressão: bombas, turbinas, hélices de navios, etc...
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TIPOS DE CORROSÃO
1- formação da bolha de vapor;
2- implosão e destruição do filme passivo;
3- formação de novo filme;
4- repetição do processo.
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TIPOS DE CORROSÃO
Pites ou alvéolos ocasionados por cavitação, onde ocorreu redução brusca do diâmetro da tubulação
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TIPOS DE CORROSÃO
Sob atrito (fretting corrosion):
 ocorre nas áreas de contato entre os materiais quando sob carga e executando movimento de escorregamento ou vibração;
 provoca o desgaste metálico e a formação de partículas de óxidos, levando ao aparecimento de folgas entre as superfícies de contato.
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TIPOS DE CORROSÃO
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TIPOS DE CORROSÃO
Teoria do desgaste-oxidação:
soldadura a frio (devido à pressão aplicada); 
movimento e quebra (formação das partículas); 
oxidação imediata dos fragmentos em função do pequeno tamanho e calor produzido pelo atrito.
Teoria da oxidação-desgaste:
as superfícies estão inicialmente revestidas por uma camada de óxido; 
o movimento relativo remove a camada em alguns pontos; 
o óxido é novamente formado e o processo se repete.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Variáveis dependentes do material metálico:
Composição química
Processo de obtenção
Presença de impurezas
Tratamentos térmicose mecânicos
Condições de superfície
Forma
União de materiais: solda, rebites, etc...
Variáveis dependentes do meio corrosivo:
Composição química
Concentração
Impurezas
pH
Teor de oxigênio
Temperatura
Pressão
Sólidos em suspensão
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Variáveis dependentes da forma de emprego:
Meios de proteção contra a corrosão
Solicitações mecânicas
Movimento relativo entre o material metálico e o meio
Condições de imersão no meio: total ou parcial
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Métodos que se fundamentam na modificação do meio corrosivo
Desaeração
Purificação ou diminuição da umidade do ar
Emprego de inibidores
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Métodos que se fundamentam em revestimentos protetores
Revestimentos com produtos da própria reação (tratamento químico ou eletroquímico)
Revestimentos metálicos
Revestimentos orgânicos (tintas e resinas)
Revestimentos inorgânicos (esmalte e cimentos)
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Métodos que se fundamentam na modificação do processo
Proteção catódica com ânodos de sacrifício
Proteção catódica com tensões elétricas impostas
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Métodos baseados na modificação do metal:
Pelo aumento da pureza do metal base
Pela adição de elementos de liga
Pelo tratamento térmico
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Modificação do meio corrosivo:
Métodos de Desaeração:
Químicos – adicionando substâncias que consomem O2 sem modificar o pH;
Físicos – abaixamento de pressão, aumento de temperatura ou borbulhamento de gases inertes;
Inibidores :
substâncias capazes de reduzir a velocidade das reações anódicas e catódicas, pela precipitação do composto insolúvel sobre os pontos mais favoráveis à ocorrência de oxidação bloqueando a difusão do O2 em direção ao metal (o mais utilizado é o bicarbonato).
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Tratamento do metal: 	provocar a formação de uma camada protetora que inibe a corrosão e não se solte nos diferentes ambientes em que o metal é aplicado.
Revestimento com produtos da própria reação:
Anodização : oxidação anódica para produção de uma camada pura de óxido artificial protetor
A camada é transparente, mantendo o aspecto inicial do metal
Muito utilizado para a proteção do alumínio com uma fina camada de óxido muito resistente à corrosão.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
fluxograma do processo de anodização
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
representação esquemática da anodização
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
É possível colorir o alumínio anodizado utilizando-se alguns corantes, conforme mostra a tabela ao lado:
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
cromatização : o revestimento é obtido a partir de solução de cromato e ácido crômico. 
pode ser feito sobre metal ou sobre óxidos.
são usados para revestir vários metais não ferrosos, como: Al, Zn, Cd, Mg e também pode ser aplicados sobre peças revestidas por oxidos anodizados ou fosfatizados. 
a peça é imersa rapidamente em uma cuba eletrolítica com solução contendo cromo hexavalente e um ácido inorgânico, por exemplo ácido sulfúrico , além de bifosfatos, fluoretos, nitratos e outros.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
fosfatização : processo de proteção de metais que consiste em recobrir as peças metálicas com fosfatos neutros (PO4-3) e monofosfátos [H(PO4) -2], de zinco, manganês ou ferro. 
as principais propriedades da película de fosfato são: baixa porosidade; alto poder isolante, o qual impede a propagação de correntes galvânicas; grande aderência superfície metálica; boa afinidade pelos óleos e vernizes e baixo custo de aplicação.
etapas do processo: desengraxe, decapagem, fosfatização, apassivação, secagem, proteção final.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Revestimentos superficiais:
Quando não é possível mudar o ambiente ou o material pode-se utilizar revestimentos superficiais, que podem ser: 
Metálicos
Não metálicos
Revestimentos metálicos:
Formam camadas protetoras de óxidos e hidróxidos que reagem com o meio corrosivo impedindo a continuidade do ataque à superfície da peça.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Podem apresentar um comportamento anódico ou catódico em relação ao metal base:
Anódico – por exemplo: o Al, Zn e Cd são anódicos em relação ao aço pois seus potenciais são são maiores que o metal base. Se houver qualquer porosidade, descontinuidade ou falha no revestimento, este protegerá anódicamente o metal base, como uma espécie de ânodo de sacrifício.
Catódico – aplicação de metais mais nobres que o metal base. Protegem o metal pela formação de uma camada contínua e não porosa, isolando-o do meio corrosivo, sendo esta camada imune ao ataque do meio. 
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Qualquer porosidade ou ruptura desta camada provocará o aparecimento de uma célula galvânica onde o metal base é o anodo e sofrerá uma corrosão localizada. Portanto, no revestimento catódico deve-se ter o cuidado para não deixar falhas no mesmo.
Os revestimentos catódicos aplicados sobre o aço são o estanho, chumbo, níquel, cromo, cobre e os metais raros como prata ouro e platina. 
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MÉTODOS DE APLICAÇÃO DOS REVESTIMENTOS METÁLICOS
MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
Eletrodeposição
Imersão à quente
Aspersão térmica
Cementação-Difusão
Revestimento metálico eletrolítico
Cladização ou cladeamento
Metalização à vácuo
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
ELETRODEPOSIÇÃO:
 método mais utilizado na produção comercial de revestimentos metálicos;
 os metais mais usados neste tipo de aplicação são: Zn, Sn, Ni, Cr, Cu, Au e Ag; 
 a peça a ser revestida é colocada como cátodo de uma cuba eletrolítica, em que se tem como eletrólito sais do metal recobridor e podendo ter como ânodo o metal recobridor ou um eletrodo inerte;
 a uniformidade da eletrodeposição depende do formato da peça ( cantos arredondados tem maior uniformidade). 
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
propriedades da camada eletro-depositada:
Aderência: dependerá da limpeza completa da peça e da estrutura do metal a ser depositado.
Porosidade: se a camada ficar porosa é devido a falhas na superfície da peça, impurezas, bolhas de gases, etc...
Brilho: adição de sais de cádmio, zinco, selênio, molibdênio e colóides orgânicos.
Espessura: Variável, conforme a intensidade da corrente elétrica aplicada.
Propriedades mecânicas: as camadas muito puras suportam dobramentos (ductibilidade) e outras deformações mecânicas.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
principais eletro-depósitos:
 cobreação: fins ornamentais: servir de base para 	deposição de outros metais e onde se requer 	uma espessura apreciável.
 niquelagem: propriedades físicas, químicas e 	mecânicas: decoração e base para a 	cromagem.
 cromagem: uma das eletrodeposições mais usada: 	dureza: resistência a corrosão: aparência e 	resistência ao calor.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
principais eletro-depósitos:
(continuação)
zincagem ou eletrogalvanização: o zinco é 	extensamente utilizado na proteção do ferro, pois 	forma com este metal um revestimento anódico 	de alto valor anticorrosivo.
 estanhagem: processo caro; muito usado em 	revestimentos de latarias para produtos 	alimentícios.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
IMERSÃO A QUENTE:
Neste processo o metal base é mergulhado em um banho fundido do metal que o recobrirá, como: zinco, chumbo, estanho, etc.
·        Galvanização (zincagem a fogo) - forma-se uma liga entre o metal base e o zinco fundido do banho ( 440 a 470 C).
·        Estanhação - a peça é mergulhada em banho fundido de estanho (270 a 325 C). 
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
imersão a quente em zinco:
permite a deposição de camadas de zinco e zinco-ferro bem maiores que na aplicação eletrolítica e ainda é obtida num tempo muito curto o que permite uma alta produtividade.fluxograma do processo de revestimento por imersão a quente em zinco
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
A operação de zincagem permite a obtenção sobre a superfície do aço de diversas camadas fortemente aderidas.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
O zinco da camada mais externa se oxida dando Zn(OH)2 que em grande quantidade caracteriza a corrosão branca.
O Zn(OH)2 reage com o CO2 do ar formando uma camada protetora de ZnCO3.
Zn(OH)2 + CO2  ZnCO3 + H2O
Representação esquemática de um tacho de zincagem
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
imersão a quente em estanho:
utilizado principalmente para o revestimento de folhas de flandres para confecção de latas usadas no acondicionamento de bebidas e alimentos. 
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
ASPERSÃO TÉRMICA (METALIZAÇÃO):
Consiste na aplicação de um revestimento, metálico ou não, utilizando-se uma pistola de aspersão.
A pistola é dotada de chama oxi-acetilênica ou arco-voltaico e é alimentada com fio ou pó do material que será utilizado como revestimento metálico.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
 a liga é aquecida até a fusão e projetada por meio de ar comprimido, sob a forma de finíssimas partículas, sobre um substrato adequadamente preparado. 
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 são utilizadas metalizações com zinco, alumínio, estanho, chumbo, cobre, cromo, níquel, latão, aço inoxidável, etc...
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
CEMENTAÇÃO-DIFUSÃO:
O material metálico é posto no interior de tambores rotativos em contato com com mistura de pó metálico e um fluxo adequado. O conjunto é aquecido a altas temperaturas para permitir a difusão do metal no material metálico.
Utilizado comumente para revestimento com: alumínio (calorização), zinco (sherardização) e silício (siliconização).
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
calorização:
 o material a ser revestido é colocado em presença de pó de alumínio, óxido de alumínio e pequena quantidade de cloreto de amônio com fluxo.
 o conjunto é aquecido até aproximadamente 1000 C, formando uma liga superficial de Al-Fe, aumentando a resistência à oxidação ao ar em altas temperaturas (850-950 C) e às atmosferas que contém compostos de enxofre (H2S, SO2 e SO3).
 o aço assim revestido é chamado de aço alonizado.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
sherardização
 zincagem de objetos pequenos de ferro de fabricação em grande escala.
 as peças são colocadas em tambores com pó de zinco e areia (normalmente > 20% de conteúdo metálico) .
 os tambores são aquecidos a temperaturas que variam entre 250 a 400 C, enquanto giram com velocidade de 20 a 40 rpm. 
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
REVESTIMENTO METÁLICO ELETROLÍTICO:
fluxograma de um tratamento superficial eletrolítico
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
cobreação:	
pode ser obtido por banho de cobre ácido ou banho de cobre básico.
exemplos de banhos para cobreação.
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
 os banhos ácidos têm um grande poder de nivelamento da superfície metálica.
 a agitação do banho favorece a deposição e normalmente o tratamento é feito a temperatura ambiente.
 intensidades de corrente utilizadas:
sem agitação - 2 A/dm2
	com agitação - 5 A/dm2 
As reações eletrolíticas são:
No eletrodo de cobre (ânodo): Cu  Cu+2 + 2e
 Na peça (cátodo) : Cu+2 + 2e  Cu 
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
niquelagem:
 a temperatura da solução é mantida a 50 - 60 C e a intensidade de corrente é a seguinte:
sem agitação - 2 a 6 A/dm2
com agitação - 10 A/dm2 
As reações que ocorrem no ânodo e cátodo são:
Ânodo- Ni  Ni+2 + 2e
Cátodo - Ni+2 +2e  Ni 
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cromagem:
 a temperatura da solução é mantida a 45 C e a intensidade de corrente é de 8 a 16 A/dm2
MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
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METALIZAÇÃO À VÁCUO:
MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
 desenvolvido inicialmente para fabricação de micro circuitos eletrónicos vem sendo utilizado em refletores parabólicos para faróis e revestimentos metálicos com ouro, platina e outros metais preciosos.
 para fazer a metalização a vácuo são necessários os seguintes aparelhos: Campânula de vidro, bomba de vácuo, filamento de tungstênio e aparelhos de controle (termômetro, amperímetros, etc).
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
 as peças metálicas submetidas ao processo são colocadas na campânula próxima ao filamento de tungstênio, no qual é enrolado uma fina camada de metal precioso. O vácuo é feito até 10-5 a 10-6 mmHg. 
 em seguida passa-se uma corrente no filamento, suficiente para aquecer ao rubro o metal. Devido a baixa pressão o metal evapora espontaneamente, depositando-se em finíssima camada sobre a peça dando-lhe a proteção contra a corrosão. 
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
PROTEÇÃO CATÓDICA:
 este método de proteção contra a corrosão é empregado principalmente em estruturas metálicas de grandes dimensões (navios, tubulações) sujeitas a ação corrosiva da água do mar ou terrenos úmidos.
 tem como princípio a formação de uma pilha galvânica entre o material a proteger e um eletrodo de sacrifício, que faz o papel de ânodo, ou aplicando um potencial elétrico. As representações esquemáticas das figuras a seguir ilustram os dois métodos:
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
ânodo de sacrifício
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
ânodo de magnésio
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
aplicação de potencial elétrico (corrente imposta)
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
proteção à tanques de combustível subterrâneos pela aplicação de corrente imposta
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MÉTODOS PARA COMBATER A CORROSÃO
 REVESTIMENTOS NÃO METÁLICOS
 
Existem dois tipos de revestimentos não metálicos contra a corrosão:
 Revestimentos inorgânicos - vidrados, esmaltes cerâmicos, etc.
 Revestimentos orgânicos - vernizes e tintas
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Concreto: deterioração do cimento Portland pela ação de sulfato;
Borracha: perda da elasticidade devido à oxidação por Ozônio;
Madeira: hidrólise da celulose pela exposição à solução de ácidos e sais ácidos;
Polímeros: quebra das ligações pela ação dos raios ultra-violeta
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Concreto: deterioração do cimento Portland pela ação de sulfato;
Borracha: perda da elasticidade devido à oxidação por Ozônio;
Madeira: hidrólise da celulose pela exposição à solução de ácidos e sais ácidos;
Polímeros: quebra das ligações pela ação dos raios ultra-violeta
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Metais anfóteros (Al, Zn, Pb, Sn e Sb) 
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é observada mais freqüentemente quando a UR é maior que 85% e em revestimentos mais permeáveis à penetração de oxigênio e água, ou ainda apresentando falhas e riscos.
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A extrusão é um processo de produção de componentes mecânicos de forma semi-contínua onde o material é forçado através de uma matriz adquirindo assim a forma pré determinada pelo projetista da peça. 
Os produtos resultantes do processo de extrusão em geral são quadros de janelas e portas, trilhos para portas deslizantes, tubos de várias seções transversais e formas arquitetônicas. Produtos extrudados podem ser cortados nos tamanhos desejados para gerarem peças, como maçanetas, trancas e engrenagens. 
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Desgaste-oxidação: soldadura à frio (devido à pressão aplicada); movimento e quebra (formação das partículas); oxidação imediata dos fragmentos em função do pequeno tamanho e calor produzido pelo atrito.
Oxidação-desgaste: superfícies inicialmente revestidas por camada de óxido; o movimento relativo remove a camada em alguns pontos; o óxido é novamente formado e o processo se repete.