Proteção contra Corrosão em Metais

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Universidade Federal Rural do Semi-Árido 
Bacharelado em ciência e Tecnologia 
Proteção contra corrosão 
Química aplicada a engenharia 
 
 
 
Mossoró, janeiro de 2019 
 
 
Proteção contra corrosão 
 
Baseados na modificação do metal 
 Aumento da pureza; 
 Adição de elementos (liga) 
Baseados nos revestimentos protetores 
 Revestimentos orgânicos (tintas, resinas ou polímeros); 
 Revestimentos inorgânicos (cimentos); 
 Revestimentos metálicos 
 
PREVENÇÃO CONTRA CORROSÃO (MATERIAIS METÁLICOS) 
 
Baseados na modificação do meio corrosivo 
 Adição de inibidores de corrosão 
 Quanto mais simples as formas das estruturas dadas à 
construção, maiores as chances de obter uma boa proteção 
contra à corrosão. 
 
 
 Evitar frestas, onde depósitos de compostos e umidade possam 
se acumular, e não sejam visíveis ou não acessíveis à 
manutenção; 
 
 
 Situações que devem ser analisadas: parafusos, cantoneiras, 
soldas irregulares, descontinuidades. 
PREVENÇÃO CONTRA CORROSÃO 
 Pinturas ou vernizes; 
 
 Recobrimento do metal com outro metal mais resistente à 
corrosão; 
 
 Recobrimento do metal com outro metal menos resistente à 
corrosão; 
 
 Proteção catódica; 
 
 Proteção anódica; 
 
 Inibidores de corrosão. 
 
 
PRINCIPAIS MEIOS DE PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO 
o Proteção catódica 
 
o Proteção anódica 
 
o Inibidores de corrosão 
 
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO 
Proteção catódica 
 Técnica usada para combater a corrosão das instalações metálicas, 
que estão enterradas, submersas e em contato com eletrólitos. 
 
Aplicações: 
 
o Tubulações que transportam derivados do petróleo; 
 
o Tubulações de redes de água e esgotos; 
 
o Tanques de armazenamento de água, óleo, produtos químicos, 
 
o Submarinos, plataformas de petróleo, entre outros. 
 
PROTEÇÃO A CORROSÃO 
o A proteção catódica garante que as instalações metálicas 
não sejam corroídas, por tempo indeterminado, mesmo que 
não seja aplicado nenhum tipo de revestimento sobre sua 
superfície e que as condições do meio sejam extremamente 
agressivas. 
 
 
o Vantagem - garantir o controle seguro da corrosão em 
instalações, que por estarem enterradas ou submersas não 
podem ser inspecionadas ou revestidas periodicamente. 
PROTEÇÃO CATÓDICA 
O processo corrosivo de uma estrutura metálica enterrada ou 
submersa caracteriza-se pelo aparecimento de áreas anódicas e 
catódicas na superfície do material metálico, com a consequente 
ocorrência de um fluxo de corrente elétrica no sentido 
convencional, da área anódica para a catódica através do 
eletrólito. 
 
 
MECANISMO DA PROTEÇÃO CATÓDICA 
MECANISMO DA PROTEÇÃO CATÓDICA 
 A ocorrência de áreas com diferentes potenciais ao longo de uma 
tubulação, mergulhada ou enterrada, em eletrólitos como o solo ou a 
água, são devido: 
 
 Variações de composição química do metal; 
 
 Tensões internas diferentes causadas pelos processos de 
conformação e soldagem do material metálico; 
 
 Heterogeneidades do solo e do material metálico, tais como: 
grau de aeração, composição química, grau de umidade, 
presença de agrotóxicos. 
MECANISMO 
o Proteger catodicamente uma estrutura significa eliminar, por 
processo artificial, as áreas anódicas da superfície do metal 
fazendo com que toda a estrutura adquira comportamento 
catódico. 
 
 
Métodos utilizados: 
 
o Anodos de sacrifício (proteção galvânica) 
 
o Corrente impressa ou forçada. 
 
MECANISMO 
Proteção catódica com anodo de sacrifício 
(proteção galvânica) 
o Neste processo o fluxo de corrente elétrica fornecido origina-se 
da diferença de potencial existente entre o metal a proteger e 
outro metal escolhido como anodo. 
 
PROTEÇÃO CATÓDICA COM ANODO DE SACRIFÍCIO 
Fe2+(aq) + 2e-  Fe(s), Ered = -0,44 V 
Mg2+(aq) +2e-  Mg(s), Ered = -2,37 V 
o Magnésio - atua como anodo de sacrifício, prevenindo a corrosão do 
ferro que passa a ter apenas comportamento catodico. 
 
Materiais utilizados como anodos de sacrifício 
 
o Ligas de magnésio, zinco, alumínio. 
 
Características desejáveis de um anodo 
 
 Potencial suficientemente negativo; 
 
 Alta eficiência, sem impurezas capazes de produzir autocorrosão. 
 
PROTEÇÃO CATÓDICA COM ANODO DE SACRIFÍCIO 
 É comum usar ânodos de sacrifícios em tubulações de ferro ou aço 
em subsolo, em navios e tanques. 
PROTEÇÃO CATÓDICA COM ANODO DE SACRIFÍCIO 
Fatores que influênciam 
 
1. Quantidade e distribuição de anodos 
 
 
2. Tamanho da área a proteger 
 
 
3. Pureza do ânodo 
 
A proteção deve abranger toda área do material a ser protegido 
 
PROTEÇÃO CATÓDICA COM ANODO DE SACRIFÍCIO 
 A quantidade, tamanho e distribuição dos ânodos é importante para 
conseguir uma proteção efetiva; 
 
 O solo ou a água em que estão imersos os equipamentos podem 
apresentar certa condutividade, interferindo na distribuição de 
correntes e potenciais; 
 
 Não é conveniente em grandes estruturas, colocar os ânodos 
encostados no metal a proteger, pois ocasionará uma grande 
concentração de corrente nesta região com menor influência sobre 
regiões mais longínquas o que torna a distribuição do potencial muito 
heterogênea. 
PROTEÇÃO CATÓDICA COM ÂNODO DE SACRIFÍCIO 
Proteção catódica por corrente impressa 
 O fluxo de corrente fornecido origina-se da força eletromotriz (fem) de 
uma fonte geradora de corrente elétrica contínua, necessária para a 
proteção da estrutura metálica. Para fechar o circuito é necessário a 
presença de um eletrodo anódico . 
 
 
 Os anodos especiais, inertes, são utilizados para a dispersão da 
corrente elétrica no eletrólito; 
 
 
o A fem poderá provir de baterias convencionais, geradores ou 
retificadores de corrente. 
PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA 
PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA 
Proteção catódica por corrente impressa em uma tubulação enterrada 
Vantagem 
 
 A fonte geradora de corrente (retificador) pode fornecer a 
tensão de acordo com a necessidade, em função das 
características do eletrólito; 
 
 
 A proteção catódica por corrente impressa, é utilizada para 
casos em que é necessário utilizar uma corrente maior que 
5A e em estruturas de médio a grande porte. 
 
PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA 
 A diferença de potencial entre ânodo e cátodo é suprida pela 
fonte de força eletromotriz, não havendo a corrosão do ânodo 
(metal inerte), não sendo necessário a sua substituição; 
 
 
Exemplos de anodos: ligas de titânio, nióbio ou tântalo, 
platinizados ou revestidos com óxidos de outros metais nobres 
como irídio. 
PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA 
 Qualquer método que use a proteção catódica seria muito caro se 
fosse necessário trabalhar com a superfície totalmente descoberta, 
pois a corrente a fornecer é proporcional à área a proteger; 
 
 
 É comum revestir o metal (pintura, revestimento polimérico) e a 
proteção catódica garante sua ação nas falhas desse revestimento; 
 
 
 Estas falhas, aumentam com o tempo devido a degradação do 
recobrimento e, com isto, sendo exigido cada vez mais do sistema de 
proteção catódica. 
 
PROTEÇÃO CATÓDICA 
 A escolha do sistema de proteção catódica ocorre em função 
das características da estrutura metálica que se quer proteger: 
 
 Tipo de material; 
 
 Dimensões e forma geométrica da estrutura; 
 
 Condições de operação; Tipo de revestimento empregado na estrutura; 
 
 Localização da estrutura. 
 
 
 
ESCOLHA DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA 
Sistema galvânico Sistema por corrente impressa 
Não requer fonte externa 
de corrente elétrica 
Requer fonte externa 
 de corrente elétrica 
 
Econômico para corrente 
elétrica de até 5 A 
Econômico para corrente 
elétrica acima de 5 A 
 
Manutenção mais simples 
 e vida limitada 
Manutenção menos simples. 
Projetado para vida bastante 
longa 
Necessita de acompanhamento 
operacional 
Necessita de acompanhamento 
operacional 
SISTEMAS GALVÂNICOS E POR CORRENTE IMPRESSA 
o Oleodutos – todos os oleodutos existentes em operação no 
Brasil, são protegidos catodicamente, a maioria com sistema 
por corrente impressa. 
 
 
o Gasodutos – todos os gasodutos existentes no Brasil 
possuem sistema de proteção catódica, incluindo as redes de 
distribuição de gás domiciliar e industrial. 
APLICAÇÕES DE PROTEÇÃO CATÓDICA NO BRASIL 
o Minerodutos – os minerodutos em operação no Brasil, 
construídos em aço, estão todos protegidos com sistema por 
corrente impressa. 
 
o Outros exemplos: 
 Adutoras; 
 Emissários submarinos; 
 Plataformas de petróleo; 
 Tanques de armazenamento; 
 Navios. 
 
APLICAÇÕES DE PROTEÇÃO CATÓDICA NO BRASIL 
 
Proteção anódica 
o Baseia-se na formação de uma película protetora, nos 
materiais metálicos, por aplicação de corrente externa. Tal 
corrente ocasiona polarização anódica, que possibilita a 
passivação do material metálico. 
 
Aplicações 
 
o Tanques de armazenamento de ácido sulfúrico; 
 
o Digestores alcalinos utilizados na indústria de celulose 
 (ferro, aço ou aço inoxidável); 
 
o Trocadores de calor de aço inoxidável para ácido sulfúrico. 
PROTEÇÃO ANÓDICA 
Condições para aplicação da proteção anódica: 
 
o O material metálico deve apresentar passivação no meio 
corrosivo em que será utilizado; 
 
 
o Todas as partes do material expostas devem ser passivadas e 
mantidas nesta condição. Se qualquer parte metálica não for 
passivada, tem-se uma pequena área anódica ativa para 
grande área catódica passiva com consequentemente ataque 
localizado. 
 
 
 
 
PROTEÇÃO ANÓDICA 
 Para usar a proteção anódica, deve-se estabelecer e manter 
o potencial passivo em todo o material metálico que está 
inserido no meio corrosivo. 
 
 
 Para esta condição é necessário o emprego de instrumento 
que proporcione corrente adequada para passivar o metal e 
deixá-lo na faixa do potencial de passivação. 
 
 
 Na proteção anódica, a corrente inicialmente aplicada é 
elevada, porém é pequena para manter a passividade. 
PROTEÇÃO ANÓDICA 
Limitações da proteção anódica 
 
 Aplicada apenas para metais que se passivam, como níquel, 
cromo, titânio e suas respectivas ligas. 
 
 
 Se houver a presença, no meio corrosivo, de íons 
halogenetos, a passivação ou manutenção do estado passivo 
de ferro e aços inoxidáveis é destruída pelos íons 
halogenetos, mais frequentemente pelo cloreto. 
 
 
PROTEÇÃO ANÓDICA 
Condições ideais para a proteção anódica 
 
PROTEÇÃO ANÓDICA 
Quando o metal a ser protegido requer pequena intensidade de 
corrente para manter o estado passivo, assegurando a 
resistência a corrosão e pequeno consumo de energia. 
 
 
Inibidores de corrosão 
Inibidor 
INIBIDORES 
“Substância ou mistura de substâncias que, quando presente em 
concentrações adequadas, no meio corrosivo, reduz ou elimina a 
corrosão”. 
A eficiência de proteção oferecida pelos inibidores depende dos 
metais e ligas bem como da agressividade do meio. 
Inibidores 
Composição 
Orgânicos Inorgânicos 
Comportamento 
Oxidantes 
Não oxidantes 
 
Anódicos 
Catódicos 
Adsorção 
 
CLASSIFICAÇÃO DE INIBIDORES 
Requisitos para uma satisfatória utilização de inibidores: 
 
a) Conhecer as causas da corrosão no sistema; 
 
 
b) Avaliar os custos para prevenção e os prejuízos obtidos com a 
corrosão; 
 
 
 
 
 
INIBIDORES 
Requisitos para uma satisfatória utilização de inibidores: 
 
c) Conhecer as propriedades e os mecanismos de ação dos inibidores, 
verificando sua compatibilidade com os materiais usados. 
 
Exemplos: 
• Redução de ação de catalisadores - possibilidade dos inibidores 
ficarem adsorvidos em catalisadores que são utilizados em reações 
químicas, interferindo no processo; 
 
 
• Possibilidade de um inibidor proteger determinado material metálico e 
ser corrosivo para outro material, como ocorre com as aminas, que 
protegem o aço mas atacam o cobre e suas ligas. 
 
INIBIDORES 
Requisitos para uma satisfatória utilização de inibidores: 
 
d) Condições adequadas de adição e controle dos inibidores, 
evitando inconvenientes como: 
 
o Formação de espuma em função de agitação do meio; 
 
o Efeitos tóxicos (indústrias alimentícias e abastecimento de 
água potável); 
 
o Ação poluente, se não for feito o tratamento prévio dos 
despejos. 
 
 
INIBIDORES 
Inibidores de adsorção 
 Funcionam como películas protetoras. Algumas substâncias 
formam películas sobre as áreas anódicas e catódicas. 
 
Exemplo: 
 
 Inibidores utilizados na indústria de petróleo: aminas de 
ácidos graxos, que são adsorvidas pelas superfícies 
metálicas, formando um filme protetor, impedindo o contato 
com o meio corrosivo. 
INIBIDORES DE ADSORÇÃO 
Comportamento e desempenho afetados por: 
 
 
• pH do meio; 
 
• Velocidade do fluido; 
 
• Pressão; 
 
• Concentração do inibidor. 
INIBIDORES DE ADSORÇÃO 
 Destinados a materiais metálicos ou componentes metálicos, 
que se não forem adequadamente protegidos, durante sua 
fabricação, estocagem ou transporte, podem sofrer corrosão 
antes mesmo de sua utilização. 
 
 
 A corrosão durante a fabricação, estocagem ou transporte, 
mesmo sendo muito pequena, pode tornar a peça ou 
componentes inadequados para uso, devido as perdas das 
dimensões críticas ou até mesmo devido a problemas 
estéticos. 
 
 
INIBIDORES PARA PROTEÇÃO TEMPORÁRIA 
 Medidas usuais de proteção temporária: 
 
 Controle do meio ambiente – ventilação, desumificação, 
controle de impurezas do ar; 
 
 Emprego de substâncias anticorrosivas formadoras de 
películas de proteção – óleos protetores, graxas protetoras; 
 
 Uso de embalagens adequadas – papéis impregnados com 
inibidores de corrosão, inibidores desidratantes como a sílica 
gel. 
INIBIDORES PARA PROTEÇÃO TEMPORÁRIA 
O método de proteção usando protetivos temporários é 
baseado na obtenção de uma película superficial, fácil de 
aplicar e remover, que atua como uma barreira de proteção, 
impedindo a penetração de umidade e de substâncias 
agressivas. Geralmente esses protetivos são dissolvidos, ou 
dispersos, em solventes, para facilitar sua aplicação. 
INIBIDORES PARA PROTEÇÃO TEMPORÁRIA 
Protetivos temporários formadores de películas: 
 
a) Grupo I – protetivos temporários aplicados por diluição 
em água; 
 
b) Grupo II – protetivos temporários tipo óleo; 
 
c) Grupo III – protetivos temporários aplicados por diluição 
em solventes voláteis; 
 
d) Grupo IV – protetivos temporários aplicados a quente. 
INIBIDORES PARA PROTEÇÃO TEMPORÁRIA 
Grupo I – protetivos temporários aplicados por diluição em 
água. 
 
 Produtos químicos solúveis em água, que deixam por 
evaporação, uma película protetora; Protetivos emulsionáveis em água, que deixam por evaporação 
da água, uma película oleosa. 
 
 
 
INIBIDORES PARA PROTEÇÃO TEMPORÁRIA 
Grupo II – protetivos temporários tipo óleo. 
 
 Óleos anticorrosivos para proteger superfícies metálicas 
expostas; 
 
 Óleos anticorrosivos para proteger superfícies internas; 
 
 Óleos anticorrosivos para tanques de navio e similares. 
 
 
INIBIDORES PARA PROTEÇÃO TEMPORÁRIA 
Grupo III – protetivos temporários aplicados por diluição em 
solventes voláteis 
 
 
 Líquidos anticorrosivos que após a evaporação do solvente, 
deixam uma película. 
 
 
INIBIDORES PARA PROTEÇÃO TEMPORÁRIA 
 
Grupo IV - protetivos temporários aplicados a quente 
 
 
 Produtos a base de vaselina e ceras que formam uma 
película macia, espessa e graxosa. 
 
INIBIDORES PARA PROTEÇÃO TEMPORÁRIA 
 A eficiência de um inibidor pode ser determinada pela 
utilização da seguinte expressão: 
 
Ef = 
𝑇𝑠 −𝑇𝑐
𝑇𝑠
 x 100 
 
Onde: 
 
Ef – eficiência do inibidor 
 
Ts – taxa de corrosão sem uso de inibidor 
 
Tc – taxa de corrosão com uso de inibidor 
 
EFICIÊNCIA DOS INIBIDORES 
 
o Limpeza química de caldeiras; 
 
 
o Sistemas de refrigeração; 
 
 
o Tubos de condensadores; 
 
 
o Indústria petrolífera; 
 
 
o Sistemas de geração de vapor. 
 
PRINCIPAIS APLICAÇÕES DOS INIBIDORES 
Limpeza química de caldeiras 
APLICAÇÃO DOS INIBIDORES 
Adiciona-se inibidores ao ácido clorídrico, que é utilizado 
para solubilizar incrustações calcárias. O inibidor evita o 
ataque da tubulação da caldeira pelo ácido, pois com a 
eliminação do carbonato de cálcio aderido nas paredes do 
tubo, poderia ocorrer em seguida, a reação do ácido com o 
metal. 
Indústria petrolífera 
APLICAÇÃO DOS INIBIDORES 
Utilizados em grande escala, pois permitem o emprego de 
materiais metálicos de construção mais baratos, diminuindo 
custos do equipamento. 
Exemplos – tubos de aço com 9% de Ni, usados nos poços 
de extração de óleo cru, são substituídos pelos tubos de 
aço-carbono que são mais baratos. 
 COSTA, E. M.. Corrosão e degradação de materiais. 
Apresentação. DEM/PUCRS. Acesso em: 27 de outubro de 
2015. 
 
 
 MAINIER, F.B.; SILVA, R.R.C.M. As formulações inibidoras de 
corrosão e o meio ambiente. ENGEVISTA, v. 6, n. 3, p. 106 -112, 
dezembro 2004. 
 
 
 GENTIL, Vicente, Corrosão, 5a ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007. 
353 p. 
 
 
 GENTIL, Vicente, Proteção contra a corrosão I. Livros. 
Corrosão– LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 3a 
edição 1996. 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 Van Vlack, Lawrence H. Princípios de Ciência dos Materiais. 
Editora Edgard Blucher Ltda. São Paulo 
 
 
 
 PANNONI, F.D. (M.Sc., Ph.D.PERFIS) Coletânia do uso do aço. 
Principios da proteção de estruturas metálicas em situação de 
corrosão e incêndio. 4ª Edição. 2007. Gerdau aço Minas 
 
 
 
 Site:http://www.abraco.org.br/corros16.htm 
 
REFERÊNCIAS