aula 11

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Tecnologia em Processos Químicos
Disciplina: Corrosão
Profa. Juliana P. Foltin
Aula 11: Corrosão em Temperaturas Elevadas
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
Metais (e suas ligas) de uso industrial  suscetíveis à
corrosão quando expostos a agentes oxidantes como: oxigênio,
enxofre, halogênios, dióxido de enxofre, gás sulfídrico e vapor de
água.
Material metálico em contato com atmosfera oxidante 
corrói-se quimicamente pela transferência direta dos e- que cada
átomo do metal cede a átomos do agente oxidante.
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
Formação da película de sulfetação
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
Formação da película de oxidação
Mecanismo químico
• Reação de oxidação: (M = metal)
M Mn+ + ne-
• Reação de redução: (Considerando o oxigênio como oxidante)
O2 + 4e
- 2O2-
• Reação de oxirredução:
4M + nO2 4M
n+ + 2nO2- (M4O2n ou M2On)
camada fina e de difícil percepção
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
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Corrosão
Mecanismo de Crescimento da Película de Oxidação
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Corrosão
Película de oxidação
• Material Metálico
• Atmosfera oxidante 
• Película
• Características
• Meio Corrosivo
• Tempo de exposição
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Corrosão
Película de oxidação
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Corrosão
Película de oxidação
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
Difusão no estado sólido
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
4) A difusão catiônica (cátions no sentido do meio) é mais frequente
porque os íons metálicos são, em geral, menores que os ânions
(especialmente o O2-), tornando a passagem dos mesmos pela rede
cristalina do óxido mais facilitada e mais provável.
5) Como se trata de difusão no estado sólido, a corrosão é influenciada
fundamentalmente pela temperatura, pelo gradiente de concentração do
metal e pelas leis de migração em face das imperfeições reticulares e nos
semicondutores.
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
Eficiência das películas como agentes protetores
As propriedades da película formada entre o metal e o meio 
corrosivo é que determinam a velocidade de corrosão.
• Volatilidade
• Resistividade elétrica (Al2O3 – alta resistividade – eficiência na
proteção)
• Transporte catiônico (Al2O3, Cr2O3, ZnO)
• Aderência (quanto mais tênue, mais aderente é a película do
óxido; semelhança na rede cristalina do metal e dos óxidos
protetores)
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
• Plasticidade (quanto mais plástica a película, mais difícil a sua
fratura)
• Solubilidade (películas solúveis nos meios corrosivos não são
protetoras)
• Porosidade (quanto menor a porosidade, menor a difusão através
dela e logo maior a sua ação protetora)
• Pressão de vapor (elevada pressão de vapor  sublimação do
óxido)
• Refratariedade (as películas para serem protetoras não devem
fundir a baixas temperaturas)
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Corrosão
Corrosão em temperaturas elevadas
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Corrosão
Relações estabelecidas por Pilling-Bedworth (PBV) (1923)
Óxido PBV Óxido PBV
MgO 0,81 CoO 1,86
Al2O3 1,28 Cr2O3 2,05
ZrO2 1,56 FeCr2O4 2,1
NiO 1,65 SiO2 2,15
FeO 1,7 Ta2O5 2,5
TiO2 1,73 Nb2O5 2,68
M= MM do óxido
D= ME do óxido
m= MA do metal
n= átomos metálicos
d= ME metal
Características das Películas Protetoras
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Corrosão
Características das Películas Protetoras
Relações estabelecidas por Pilling-Bedworth (PBV) (1923)
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Corrosão
Meios corrosivos a altas temperaturas
Enxofre e gases contendo enxofre
Fe + S  FeS
Fe + H2S  FeS + H2
3 Fe + SO2 FeS + 2 FeO
**As películas de sulfeto não apresentam caracterísitcas protetoras, pois: 
i. muito espaço vazio na rede catiônica; ii. relação entre o volume de 
sulfeto formado e o volume de metal oxidado é alta (2,5 – 2,9 para FeS, 
CoS, NiS, CrS e MnS); iii. PF e PE baixos.
Trecho de tubo com sulfeto de 
níquel, causado por gás sulfídrico
GENTIL, 2012
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Corrosão
Meios corrosivos a altas temperaturas
Carbono e gases contendo carbono
• Carbonetação: ocorre quando ligas de ferro são aquecidas em
atmosfera contendo hidrocarbonetos ou monóxido de carbono.
• Formação de carbetos (Fe3C - cementita)
– Endurecimento superficial do material (cementação)
CO + 3 Fe  Fe3C + CO2
CH4 + 3 Fe  Fe3C + 2H2
CO e CH4 – agentes carbonetantes
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Corrosão
Meios corrosivos a altas temperaturas
Carbono e gases contendo carbono
• Descarbonetação
**Retirada da cementita
Fe3C + 2H2 3 Fe + CH4
Fe3C + CO2  3 Fe + 2CO
H2 e CO2 – agentes descarbonetantes
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Corrosão
Meios corrosivos a altas temperaturas
Cinzas
Produzidas pela queima de óleos combustíveis (turbinas a gás, motores
diesel, caldeiras);
Apresentam alto poder corrosivo em temperaturas elevadas (sulfatos
alcalinos e V2O5) 
O ataque é caracterizado pela formação de grossa esfoliação com 
diminuição de espessura e eventual ruptura.
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Corrosão
Proteção contra corrosão por cinzas
Emprego de aditivos no combustível
• Minimizar a formação de SO3 nas superfícies aquecidas
• Neutralizar os ácidos normalmente formados nas superfícies
• Diminuir a tendência de sinterização dos depósitos, elevando o
ponto de fusão das cinzas
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Corrosão
Meios corrosivos a altas temperaturas
Vapor de água
• O vapor de água em temperaturas elevadas ataca certos
metais formando os óxidos correspondentes e 
liberando hidrogênio.
3Fe + 4H2O  Fe3O4 + 4H2