Aula 03 - Corrosão - Mecânica - 2019

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Seu nome 29/04/2019
Título aqui 1
CORROSÃO
UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP
O que é corrosão?
Deterioração do material por ação 
química ou eletroquímica do meio em 
contato, aliado ou não a esforços 
mecânicos externos. 
É um processo espontâneo e ocorre nos 
mais diversos tipos de materiais, metálicos 
e não metálicos.
✓A maioria dos metais são encontrados na natureza na forma de
compostos estáveis como óxidos, sulfetos, silicatos etc.,
denominados minérios.
Todos os metais 
estão na forma 
oxidada, 
combinados com 
outros elementos.
Fe2+ 
Al3+ 
Zn2+ 
✓ Durante o processo de extração e refino, e´ adicionada
uma quantidade de energia ao minério para extrair o
metal ou metais nele contidos. É esta mesma energia
que possibilita o aparecimento de forças capazes de
reverter o metal `a sua forma primitiva de composto
mais estável.
Fe2+ + 2é → Fe 
Al3+ + 3é → Al
Fe2+ combinado 
com O, S, etc. 
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Título aqui 2
POR QUE SE PREOCUPAR COM A CORROSÃO ?
✓ CUSTOS
• No Brasil a corrosão gera por ano custos de 3,5% do PIB.
• Cerca de 7 bilhões de dólares são gastos no emprego de novas
tecnologias para minimizar a corrosão.
• Setor de maior investimento: indústria automotiva.
✓ SEGURANÇA
• Muitos componentes e estruturas podem estar suscetíveis a 
falhar por consequência de um processo de corrosão
✓ CONSERVAÇÃO DE RECURSOS
• As reservas de metais e a quantidade de energia disponível em
nosso planeta são limitadas.
É comum classificar as formas mais encontradas de
corrosão de acordo com suas características:
- Corrosão atmosférica
- Corrosão uniforme
- Corrosão por placas
- Corrosão filiforme
- Corrosão por pites
- Corrosão por lixiviação
- Corrosão erosão
- Corrosão sob tensão
- Corrosão por frestas
- Corrosão em ranhuras
- Corrosão em canto vivo
- Corrosão galvânica
TIPOS DE CORROSÃO 
Formas de Corrosão
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Título aqui 3
Qualquer aço carbono ou liga não revestido sofre corrosão
quando exposto à atmosfera.
O processo de corrosão pode ocorrer rapidamente em ar úmido
contendo contaminantes específicos. Por exemplo, a ação de
sulfatos, comum em ambientes industriais (SO2 SO3)
A adição de certos elementos de liga (Si, Cu, Cr e Ni), pode
diminuir a taxa de corrosão. A eficiência de cada elemento
depende do tipo, quantidade adicionada e condições climáticas.
CORROSÃO ATMOSFÉRICA
É a forma menos agressiva de corrosão.
Ocorre de forma homogênea sobre toda a superfície metálica,
Fácil acompanhamento: a perda de espessura é aproximadamente
a mesma em toda a superfície metálica.
Pode levar o equipamento ou instalação a falhas significativas,
limitando a sua vida útil.
CORROSÃO UNIFORME 
Os produtos de corrosão formam-se em placas que
se desprendem progressivamente.
Formam uma película que, ao se tornarem espessas,
fraturam e perdem aderência, expondo o metal a novo
ataque;
CORROSÃO POR PLACAS
Corrosão por pites (do inglês pit, orifício) é uma forma de
corrosão localizada que consiste na formação de pequenas
cavidades e profundidade considerável e o mais importante,
significativa frente a espessura do material.
Ocorre de maneira extremamente determinada, podendo ser
chamada de puntiforme.
Sendo uma corrosão que não implica redução da espessura e
ocorrendo no interior de equipamentos, torna-se díficil seu
acompanhamento.
CORROSÃO POR PITES
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A corrosão se processa na superfície metálica produzindo sulcos ou
escavações semelhantes a alvéolos, apresentando fundo arredondado e
profundidade geralmente menor que o diâmetro.
CORROSÃO ALVEOLAR
A corrosão se processa entre os grãos da rede cristalina do
material metálico, o qual perde suas propriedades mecânicas e
pode fraturar quando solicitado por esforços mecânicos, tendo-se
então a corrosão sob tensão fraturante (Stress Corrosion
Cracking).
CORROSÃO INTERGRANULAR
Fenômeno de deterioração de materiais causada pela ação conjunta
de tensões mecânicas (residuais ou aplicadas) e meio corrosivo.
A CST é caracterizada pela formação de trincas, o que favorece a
ruptura do material.
Na CST, praticamente não se observa perda de massa do material,
como é comum em outros tipos de corrosão. Assim, o material
permanece com bom aspecto, até que a fratura ocorre.
O tempo para a fratura
ocorrer depende:
- da tensão.
- do meio corrosivo,
- da temperatura e
- da estrutura e
- composição do material.
CORROSÃO SOB TENSÃO (CST) 
Frestas ocorrem normalmente em juntas soldadas com chapas
sobrepostas, em juntas rebitadas, em ligações roscadas, em
revestimentos com chapas aparafusadas, etc.
Frestas deverão ser evitadas ou eliminadas por serem regiões
preferenciais de corrosão.
Prevenção e Controle: Se a corrosão estiver em estágio inicial, pode-
se recorrer à limpeza superficial, secagem do interior da fenda e
vedação com um líquido selante, aplicando-se posteriormente um
revestimento protetor. Se a corrosão estiver em nível avançado, torna-
se necessário o reforço ou substituição de peças.
CORROSÃO POR FRESTAS e em SOLDAS 
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Título aqui 5
CORROSÃO MICROBIOLÓGICA CORROSÃO GALVÂNICA 
PROCESSO CORROSIVO  REAÇÕES REDOX
Fe2+ + 2é → Fe 
Al3+ + 3é → Al
Fe2+ combinado 
com O, S, etc. 
Fe → Fe2+ + 2é 
Al → Al3+ + 3é 
Redução Oxidação 
• Reações de Redução: ganho de elétrons (carga -)
• Reações de Oxidação (corrosão): perda de elétrons 
Cu2+ + 2é → Cu 
Fe3+ + é → Fe 2+
Reações Redox
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Título aqui 6
PROCESSO CORROSIVO  REAÇÕES REDOX
Fe2+ + 2é → Fe 
Al3+ + 3é → Al
Fe2+ combinado 
com O, S, etc. 
Fe → Fe2+ + 2é 
Al → Al3+ + 3é 
Redução Oxidação 
Exemplos de Potenciais de Redução
Li
+
+ 1 e
-
Li E = - 3,04 V
Na
+
+ 1 e
-
Na E = - 2,71 V
Zn
++
+ 2 e
-
Zn E = - 0,76 V
2H
+
+ 2 e
-
H
2
E = 0,00 V
Cu
+2
+ 2e
-
Cu E = + 0,34 V
Ag
+
+ 1 e
-
Ag E = + 0,80 V
Au
+3
+ 3e
-
Au E = + 1,50 V
Medida de Potencial de Redução 
de um Eletrodo (Relativo)
> redução
> oxidação
Potenciais-Padrão de Eletrodos
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Título aqui 7
PRINCIPAIS MEIOS DE PROTEÇÃO 
CONTRA A CORROSÃO
❖ Pinturas ou vernizes
❖ Recobrimento do metal com outro metal mais
resistente à corrosão. Exemplo: cromagem,
niquelagem, folhas de flandres, revestimento de
arames com cobre, etc.
❖ Proteção Catódica: recobrimento com um metal
mais eletropositivo (menos resistente à corrosão),
usado como metal de sacrifício.
Proteção contra a Corrosão: PINTURAS ou VERNIZES
❖ Separa o metal do meio.
❖ Exemplo: Primer em aço (Zarção)
Proteção contra a Corrosão: RECOBRIMENTO COM 
METAL MAIS RESISTENTE À CORROSÃO
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Título aqui 8
Proteção contra a Corrosão: PROTEÇÃO CATÓDICA
É muito comum usar ânodos de sacrifícios em
tubulações de ferro ou aço em subsolo e em navios
e tanques.
ÂNODOS DE SACRIFÍCIO MAIS COMUNS PARA FERRO E AÇO
Zinco , Alumínio e Magnésio
▪ Materiais de engenharia que são resistentes à corrosão 
desenvolvem naturalmente um filme fino de óxido, aderente à 
sua superfície, chamado de película passiva.
▪ Filme de óxido bem fino (da ordem de nm), que age como uma 
barreira entre o metal e o eletrólito;
▪ Pode ser destruído, mas se regenera rapidamente;
▪ Um material passivado pode se converter a um estado ativo se 
alguma alteração na natureza do ambiente se fizer.
Exemplos: Ligas de Al, 
ligas de Ni e 
aços inoxidáveis
Proteção contra a Corrosão: PASSIVIDADE
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EXEMPLO DE METAIS QUE FORMAM CAMADA PASSIVADORA 
DE ÓXIDO, COM PROTEÇÃO EFICIENTE
Al
Fe a altas temp.
Pb
Cr
Aço inox
Ti
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Título aqui 9
Encanamentos de ferro mergulhados em meio ácido não-aerado 
sofrem corrosão devido, principalmente, à reação: 
Fe + 2 H+ → Fe2+ + H2
Para proteger encanamentos nessa condições, costuma-
se ligá-los a barras de outros metais, que são corroídos ao 
invés dos canos de ferro. 
Conhecendo os potenciais padrões de redução: 
Cu2+ + 2 é → Cu E° = + 0,34V 
Fe2+ + 2 é →Fe E° = - 0,44 V 
Zn2+ + 2 é → Zn E° = - 0,76 V 
2 H+ + 2 é → H2 E° = 0,00 V 
Sn2+ + 2 é →Sn E° = - 0,14 V 
e dispondo-se de barras de cobre, zinco e estanho, pede-se: 
Qual metal deve ser utilizado para proteger o 
encanamento? Justifique. 
Exemplo TAXA DE CORROSÃO 
Formas de medir:
Ipy: inches penetration per year (polegadas de penetração por ano)
Mpy: mils penetration per year (milésimo de polegada de penetração
por ano)
Mmpy: milimeters penetration per year (milímetros de penetração por
ano)
Mdd: milligrams per square decimeter per day (miligramas por
decímetro quadrado por dia)
Mih: milligrams per square inches per hour (miligramas por polegada
quadrada por hora)
OBS: As taxas nada dizem sob a forma de corrosão, equivalem a um
valor médio, em corrosão uniforme, num intervalo de tempo
considerado
TAXA DE CORROSÃO 
O cálculo das taxas de corrosão em mmpy/ano e mpy, quando se conhece a 
perda de massa pode ser dada pelas seguintes expressões:
onde:
Mmpy = é a perda de espessura, em mm por ano;
m = perda de massa, em mg;
S = área exposta, em cm2;
t = tempo de exposição, em dias;
= massa específica do material, em g/cm3.
onde:
Mpy = é a perda de espessura, em milésimos de polegada por ano;
m = perda de massa, em mg;
S = área exposta, em pol2;
t = tempo de exposição, em horas;
 = massa específica do material, em g/cm3.
Mmpy
(milímetros de penetração por ano)
(milésimo de polegada de penetração por ano)
TAXA DE CORROSÃO – Relações Utilizadas 
Para conversão das taxas dadas em Mmpy/ano e Mpy para Mdd usa-se as
seguintes expressões:
ou ou
Mdd = 696 x d x Ipy Mih=1,87 x d x Ipy
Mpy = 1000 x ipy
Mmpy = 25,4 x ipy Obs: d→ densidade
xd
Mdd
ipy
696
=
xd
Mih
ipy
87,1
=
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Título aqui 10
Taxa de corrosão – Exercício 1
2. Tambores de aço com 60 cm de diâmetro interno e 78 cm de altura, são
utilizados para o armazenamento de um produto líquido, cujo MDD do aço no
meio considerado vale 22,5. Os tambores são armazenados deitados e para o
armazenamento, é utilizado somente 80% do volume útil do tambor. A
espessura da parede cilíndrica é de 1,9 mm e nos tampos 1,7 mm. A
espessura do tambor não mais pode ser utilizado para esta finalidade quando
qualquer das espessuras ficar reduzida a 1,1 mm. Admitir corrosão uniforme.
Densidade do Aço: 7,8 g/cm3.
Resolução:
Como a corrosão é admitida uniforme, podemos converter a unidade dada 
(perda de massa por área e tempo) para uma unidade de penetração por 
tempo.
Trabalhando com as relações de Transformação
ipy= MDD/(696 x d) e ainda: mmpy = 25,4xipy
Assim: mmpy = 25,4 x MDD/(696 x d)
Aplicando a relação, se obtém:
mmpy = 25,4 x 22,5/696 x 7,8 = 0,105 mm de penetração/ano
Por meio de uma proporção simples, determina-se o tempo útil.
Para a parede cilíndrica: A penetração máxima permitida = 1,9 – 1,1 = O,8mm
A corrosão penetra: 0,105 mm → 1 ano
0,8 mm → X X= 7,62 anos
Para o tampo: A penetração máxima permitida = 1,7 – 1,1= 0,6mm
A corrosão penetra 0,105 mm → 1 ano
0,6 mm → y X= 5,71 anos
Portanto, a vida útil do tambor será 5,71 anos.
Continuação – Exercício 1 
Taxa de corrosão – Exercício 2 Resolução – Exercício 2 
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Título aqui 11
Continuação – Exercício 2 Taxa de corrosão – Exercício 3
1. Classificar quanto a resistência a corrosão um material metálico
que apresenta um certo meio MDD igual a 60 e densidade 7,2 g/m3.
Resolução: Mpy = 1000 x ipy
Inicialmente: ipy = MDD/(696 x d) → 60/(696 x 7,2)
ipy = 0,012 pol/ano
Inserindo na fórmula: Mpy = 1000 x ipy
Mpy = 1000 x 0,012 = 12
De acordo com a tabela, o metal apresenta média resistência a
Corrosão.
CORROSÃO GALVÂNICA 
A ddp que leva à corrosão eletroquímica é
devido ao contato de dois materiais de
natureza química diferente em presença
de um eletrólito.
Exemplo: Uma peça de Cu e outra de
Ferro em contato com a água salgada. O
Ferro tem maior tendência de se oxidar
que o Cu, então o Fe sofrerá corrosão
intensa.
Requisitos Básicos
• Cátodo – redução • Anodo - oxidação
Cu2+ + 2é → Cu 
Sn2+ + 2é → Sn 
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Título aqui 12
Reações Básicas de algumas 
Pilhas de Corrosão
PILHAS
• A associação de dois eletrodos dá-se o nome de
pilha ou célula galvânica ou elemento de pilha.
• Nas pilhas, aproveitam-se as reações de oxi-
redução (transferência de elétrons) para produzir
corrente elétrica.
• Uma pilha é formada por 2 ou mais eletrodos (placa
de metal mergulhada numa solução contendo cátions
desse metal) unidos por uma ponte salina (permite uma
corrente de íons) e um condutor (permite uma corrente
de elétrons).
Seu nome 29/04/2019
Título aqui 13
Representação da pilha de Daniell
Zn / Zn
+2 
// Cu
+2
/ Cu
(ânodo: -) (cátodo: +)
fluxo de elétrons
oxidação redução
redutor oxidante
E
pilha
= E
oxidante
- E
redutor
(sempre usar o potencial de redução)
PONTE SALINA
Ponte salina
➢ A finalidade da ponte salina é manter os dois
eletrodos eletricamente neutros através da
migração de íons (corrente iônica).
Eletroquímica
Seu nome 29/04/2019
Título aqui 14
Exemplo