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UERN - Universidade do Estado do Rio Grande do Norte Campus Natal Curso de ciência e tecnologia Disciplina de Química Tecnológica CORROSÃO Componentes: Severino Diogo e Raysa Bruna Professora: Lilia Basílio de Caland Índice: - Definições e introdução; - Importância; - Aplicações; - Casos reais; - Formas de corrosão; - Meios corrosivos; - Tipos de corrosão; - Oxidação e redução; - Inibidores corrosivos; - Artigo; O que é corrosão? Processo espontâneo que causa a deterioração de um material por ação química ou eletroquímica. Correntes de aço e navio sob ação da corrosão atmosférica e de águas naturais Quais os efeitos da corrosão? Menor durabilidade e desempenho - Desgaste; - Variações químicas em sua composição; - Modificações em sua estrutura; Aço inoxidável AISI 420 após teste de corrosão com 3 compostos diferentes A ação corrosiva não se limita aos materiais metálicos! A ação corrosiva no concreto O cimento Portland utilizado para fabricação do concreto sofre corrosão por ação do sulfato → Tensões → Fissuras → Aumento da permeabilidade → Aceleração da deterioração → Corrosão Deterioração do concreto por ação corrosiva A ação corrosiva na borracha O ozônio presente na borracha pode oxidar → Redução da elasticidade → Endurecimento → Borracha quebradiça → Corrosão Perda de elasticidade da borracha por ação corrosiva A ação corrosiva na madeira Quando a madeira é exposta a sais e soluções ácidas ela pode oxidar devido a hidrolise da celulose → Rachaduras→ Perda de resistência → Corrosão Perda de resistência da madeira por ação corrosiva Quando falamos na corrosão dos materiais metálicos, em alguns casos, podemos identificar um processo cíclico! (Metalúrgica inverso da corrosão) Ciclo corrosivo dos metais Ciclo de corrosão de materiais metálicos Por que é importante estudar corrosão? A corrosão está presente em todas as esferas sociais e industriais! - Perdas financeiras; - Riscos de acidentes; - Desastres ambientais; - Redução da fauna e flora; - Perda de vidas humanas; - Aceleração do desenvolvimento tecnológico; - Impulsiona o conhecimento cientifico; Corrosão em automóveis e peças automobilísticas Industria automobilística - Meio atmosférico → Impacto do vento; - Contato peças → Atrito, óleos e combustíveis; - Corrosão da borracha dos pneus; - Perda de eficiência das peças; Corrosão em trens, trilhos e peças ferroviárias Industria ferroviária - Corrosão dos trilhos sob ação da chuva ácida; - Corrosão das rodas aliada a esforços mecânicos como o peso e o atrito; - Corrosão da madeira; Corrosão em aeronaves e plataformas de pouso Industria aeronáutica - Corrosão atmosférica mais intensa; - Maior ação corrosiva por ação do vento; - Maiores impactos mecânicos; Qualquer falha pode gerar perdas gigantescas Corrosão em navios e plataformas marítimas Industria naval - Corrosão do casco e dos motores por ação corrosiva das águas naturais aliado a esforços mecânicos (ondas, empuxo, atrito); Industria petrolífera - Corrosão das tubulações e tanques de armazenamento por ação do solo e das substâncias químicas; Destruição, poluição, incêndios e mortes. Corrosão em plataformas embarcadas, tubulações e tanques de armazenamento Industria de comunicação e energias - Corrosão nos cabos, fios e postes de comunicação e energia por ação da atmosfera, esforços mecânicos e chuva; Corrosão em cabos, fios e postes de comunicação Corrosão em concreto e metais utilizados pelas industrias de construção civil Industria de construção civil - Corrosão do concreto e dos metais utilizados nas construções; - Impacto das forças mecânicas; Industria de eletrodomésticos e eletroeletrônicos - Corrosão das peças; Diminuição do tempo da vida útil do equipamento; Corrosão em eletrodomésticos e eletroeletrônicos Corrosão em restaurações dentarias Industria médica e odontológica - Corrosão pelo contato dos metais com a saliva e com os alimentos; - Corrosão das próteses por ação dos fluidos teciduais e do sangue; 25% da produção mundial de metais a partir de minérios é utilizado para repor o que foi deteriorado. Porta corroída Quantos mais avançado tecnologicamente for um país, maior o seu gasto com corrosão. EUA = 300 bilhões; Brasil = 27 bilhões; Chicago, 2017. Casos reais que aconteceram por falha de equipamentos corroídos Grade da arquibancada cede por efeito de corrosão, matando 3 pessoas. Maracanã, 1992. Comet SU-ALD se desintegra no ar devido a fadiga dos materiais, matando 63 pessoas. Comet SU-ALD, 1963, antes do voo. Queda da ponte Silver-Bridge sobre o rio Ohio nos EUA, devido a corrosão sob tensão, mata 46 pessoas Ponte Silver Bridge depois da sua queda, 1967. Em 1990 no Cubatão e no México a corrosão em tubulações de derivados do petróleo causam vazamento e incêndios resultando em centenas de mortos. Imagem retirada de O Globo. Considerando os efeitos da corrosão nos diferentes tipos de materiais existem varias formas dela se apresentar FORMAS DE CORROSÃO Formas de corrosão Formas de corrosão O meio onde o material está inserido também influencia nos processos de corrosão! MEIOS CORROSIVOS Atmosfera - Umidade relativa; - Poluentes (partículas e gases); - Temperatura; - Tempo de permanência; Águas naturais - Águas marítimas; - Águas de rios e lagos; - Água da chuva; Solo - pH; - Umidade; - Presença de gases; - Condições climáticas; - Profundidade; Alimentos - Zinco, Ferro e Cobre (Aroma do leite); - Ferro (Escurecimento dos vegetais); - Chumbo (Causa Saturnismo); Produtos químicos - Pureza do metal; - Concentração; - Temperatura; Madeira e plástico - Ácido acético; - Amônia; Vimos que a corrosão é um processo espontâneo que causa deterioração em um material por ação química ou eletroquímica! TIPOS DE CORROSÃO Tipos de corrosão Corrosão por efeito químico; Corrosão por efeito eletroquímico; Corrosão por efeito químico Tubulação de metal corroída sob ação de produtos químicos Corrosão por efeito eletroquímico Latinha enferrujada sob ação do ar e de águas marinhas. →Meios corrosivos; →Formas corrosivas; →Tipos de corrosão; Ou seja, a possibilidade de uso do material requer estudo do conjunto: material, meio corrosivo e condições operacionais. →Oxidação e redução; →Ganhar e perder elétrons; →Reação de oxidação dos metais; OXIDAÇÃO E REDUÇÃO Princípios de oxidação e redução O que é oxidação? O que é redução? Quadro quantitativo da oxidação e redução Equação de oxidação; Equação de redução; Equação redox; Equações de oxidação, redução e redox do magnésio NOX O que é o NOX? Para que ele serve? Como encontrar o NOX? Considerando o impacto ambiental e econômico causado pela ação da corrosão nos materiais, é de suma importância investir em métodos para combater a corrosão. INIBIDORES DE CORROSÃO Modificação do processo corrosivo - Composição; - Influência mecânica dos materiais; - Mudanças na sua estrutura cristalina; Modificação do meio corrosivo - Renovação da água ou do ar; - Purificar a água ou o ar; - Diminuir a umidade; Modificação dos metais - Aumento da pureza do metal; - Adição de outros elementos, constituindo ligas metálicas; - Tratamento térmico; Adição de revestimentos protetores - Aplicação de revestimentos orgânicos como tintas, resinas e polímeros; - Aplicação de revestimentos inorgânicos como esmalte e cimento; - Aplicação de revestimentosmetálicos e de protetores temporários; Artigo A CORROSÃO DO AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO 304 EM BIODIESEL Revista Escola de Minas ISSN: 0370-4467 Autores Introdução → Combustível renovável → Aumento na produção de biodiesel → Estocagem → Alta resistência à corrosão →Aço inoxidável autentico 304 → Biodiesel não lavado provoca oxidação → Lavagem do biodiesel → Comparação do efeito corrosivo no aço 304 e no cobre → Analisar os resultados Objetivo Estudar o comportamento corrosivo do aço 304 na presença de biodiesel, não lavado e lavado com soluções aquosas de ácido nítrico, oxálico, acético e ascórbico e comparar com os resultados obtidos com o cobre. Metodologia → Produção do biodiesel → Óleo de soja refinado, etanol anidro e hidróxido de potássio → Lavagem do biodiesel com ácido ascórbico, oxálico, acético e cítrico → Laminas de aço 304 e de cobre mergulhadas no fluido → 1h, 6h, 24h e 72h → Ferro, cromo e níquel analisados separadamente→ Comparação com o cobre (ASTM NBR 14359) → Espectrometria de absorção atômica e microscopia ótica Resultados e conclusões Mudança da coloração devido à presença de íons metálicos na solução, sugerindo que ocorreu oxidação dos metas. Não há oxidação de superfície que seja perceptível via analise ótica. → Grande quantidade de íons de cobre→ Maior corrosão em meio aos biodieseis lavados → Maior corrosão em meio aos biodieseis não lavados → Níquel não detectado → Há corrosão em ambos os casos → Biodiesel lavado é melhor para o Aço → Não lavado é melhor para o Cobre Referências [1] ALLEN, EDWARD. Fundamentos da engenharia de edificações. Porto Alegre: Bookman editora LTDA, 5 ed, 2013. [2] V. Gentil, Corrosão. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora, 1994. [3] Fontana, M. G.; Greene, N. D.; Corrosion Engineering. New York: McGraw-Hill Book Company, Inc, 1967. [4] A.C. Dutra, & L. P. Nunes, Proteção catódica – Técnica de combate à corrosão. Rio de Janeiro; Editora Técnica, 1987. [5] J. R. Galvele: Procesos de corrosión. Buenos Aires, Comisión Nacional de Energía Atómica, 1975. [6] R. F. Steigerwald: Electrochemistry of Corrosion-Corrosion Nace, 1968. J. C. Scully: The Fundamentals of Corrosion. Oxford, Pergamon press, 1975. OBRIGADO!
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