Unidade05 corrosao

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Corrosão
Profa. Fabrícia Nunes de Jesus Guedes
João Monlevade, 2017
 MEIOS CORROSIVOS
CORROSÃO
• Ação do meio→ Pode formar uma película
passivadora com o metal, mas pode também
influenciar a ação corrosiva do mesmo.
ÁGUA
SOLO
AR
 ATMOSFERA
• CONFIRMADA POR MEIO DOS PERÍODOS DE EXPOSIÇÃO:
Áreas: urbana, rural, marinha, industrial
Necessário estudar:
- Poluentes – SOn, NOn, O3 e particulados;
- Materiais- estátuas e estruturas de valor cultural, metais e ligas,
tintas, plásticos, concreto, mármore e granito.
• QUESTÕES A SEREM CONSIDERADAS :
- Ação da deposição ácida e poluentes associados na deterioração
dos materiais;
- Taxa de danos nos materiais especificados;
- Distribuição geográfica dos materiais suscetíveis à deterioração;
- Valor econômico dos danos;
- Proteção apropriada e estratégias de redução.
 ATMOSFERA
Países europeus estabeleceram programa de exposição durante 8
anos para quantificar os efeitos de poluentes atmosféricos em metais
estruturais, mármores, revestimentos com tintas e contatos elétricos.
• AÇÃO CORROSIVA DA
ATMOSFERA DEPENDE DOS
FATORES:
- Umidade relativa;
- Substâncias poluentes –
particulados e gases;
- Temperatura;
- Tempo de permanência do filme de
eletrólito na superfície metálica.
 ATMOSFERA
Também precisam ser considerados fatores climáticos como
intensidade e direção dos ventos, variações cíclicas de temperatura e
umidade, chuvas e insolação (radiações UV).
• CORROSÃO ATMOSFÉRICA: Em função do grau de umidade na
superfície metálica – seca, úmida ou molhada (SHEIR, 1978)
CORROSÃO ATMOSFÉRICA SECA:
- Ocorre em atmosfera isenta de umidade, sem qualquer presença
de filme de eletrólito na superfície metálica. Ex: formação do Ag2S
e CuS, devido à presença de H2S na atmosfera (escurecimento
da Ag e Cu)
 ATMOSFERA
CORROSÃO ATMOSFÉRICA ÚMIDA:
- Ocorre em atmosfera com umidade relativa menor que 100%.
Tem-se um fino filme de eletrólito, depositado na superfície
metálica e a velocidade do processo corrosivo depende da
umidade relativa, poluentes atmosféricos e higroscopicidade dos
produtos de corrosão.
CORROSÃO ATMOSFÉRICA MOLHADA:
- A umidade está em torno de 100% e ocorre condensação na
superfície metálica, observando-se que a superfície fica molhada
com o eletrólito. Ex: chuva e névoa salina depositadas na
superfície metálica.
 UMIDADE RELATIVA
o A influência da úmida na ação corrosiva da atmosfera é
acentuada.
o A umidade relativa pode ser expressa pela relação entre o teor de
vapor d’água encontrado no ar e o teor máximo que pode existir no
mesmo ou pela relação entre a pressão parcial de vapor d’água
saturado na mesma temperatura. É expressa em percentagem.
Umidade 
crítica
Umidade relativa em acima da qual o metal começa
a corroer-se de maneira apreciável. A velocidade é
acentuada se além da umidade houverem poluentes
atmosféricos
Fig. 7.1- Mostra a corrosão do ferro em
função da umidade relativa da atmosfera
contendo 0,01% de SO2 durante 55 dias
de exposição.
>UMIDADE
> CORROSÃO
Fig. 7.2- Evidência da ação corrosiva
devida à presença conjunta de carvão
e SO2. Curva (1): presença de carvão;
(2) presença de enxofre; (3) ação
conjunta de carvão e SO2.
Fig. 7.3- Evidência da influência da
deposição de partículas de NaCl nas
superfícies de ferro em diferentes
valores de umidade.
Óxidos de S são 
adsorvidos pelo C 
do Carvão 
(fuligem)
> Umidade, > 
corrosão na 
presença de 
cloreto de 
sódio
 SUBSTÂNCIAS POLUENTES
o As partículas sólidas (poeiras) existem na atmosfera e a tornam
mais corrosiva:
PARTICULADOS
Deposição de material não metálico (SiO2) criando
condições para ocorrência localizada de corrosão;
Deposição de substâncias que retém umidade,
acelerando o processo corrosivo (ex: CaCl2 e
MgCl2);
Deposição de sais que são eletrólitos fortes (ex:
(NH4)2 SO4 proveniente da reação entre amônia e
óxidos de S presentes na atmosfera:
2NH3 + SO2 + H2O +1/2 O2 → (NH4)2 SO4
 SUBSTÂNCIAS POLUENTES
PARTICULADOS
Deposição de material metálico: se o material
metálico for de natureza química diferente daquele
da superfície em que estiver depositado, poderá
ocorrer formação de pilhas de eletrodos diferentes.
Deposição de partículas sólidas que, embora inertes
para o material metálico, podem reter sobre a
superfície metálica gases corrosivos existentes na
atmosfera (ex: carvão que retira partículas por
adsorção das atmosferas industriais);
 SUBSTÂNCIAS POLUENTES
GASES
Além dos gases constituintes da atmosfera (O2 e N2, principalmente),
são encontrados CO, CO2, O3, SO2, SO3, NO, NO2, H2S, NH3, HCl,
H2F2 e Cl2.
CO2: normalmente originados da queima de combustíveis e carvão.
Quando reage água formando H2CO3 pode proteger o Zn (formando
ZnCO3) ou ocasionar carbonatação do concreto.
O3: prejudicial para borracha, levando à perda de sua elasticidade.
SO2 e SO3 : mais frequentes constituintes corrosivos de atmosferas
industriais e urbanas.
SO2 + H2O → H2SO3
SO3 + H2O → H2SO4
SO2 + 1/2O2 → H2SO4
 SUBSTÂNCIAS POLUENTES
GASES
Além dos gases constituintes da atmosfera (O2 e N2, principalmente),
são encontrados CO, CO2, O3, SO2, SO3, NO, NO2, H2S, NH3, HCl,
H2F2 e Cl2.
CO2: normalmente originados da queima de combustíveis e carvão.
Quando reage água formando H2CO3 pode proteger o Zn (formando
ZnCO3) ou ocasionar carbonatação do concreto.
O3: prejudicial para borracha, levando à perda de sua elasticidade.
SO2 e SO3 : mais frequentes
constituintes corrosivos de
atmosferas industriais e urbanas.
SO2 + H2O → H2SO3
SO3 + H2O → H2SO4
SO2 + 1/2O2 → H2SO4
 SUBSTÂNCIAS POLUENTES
GASES
NO e NO2 - fonte: veículos automotivos, dão origem ao HNO3.
4NO + 3O2 → HNO3
4NO2 + 1/2O2 +H2O → HNO3
H2S- fonte: atmosferas próximas à refinarias de petróleo, mangues e
pântanos→ escurecimento do Cu (CuS), formação do CdS (cor
amarelada), decomposição de revestimentos com tintas à base do
zarcão (Pb3O4 →PbS), formação do Ag2S (escurecimento de
equipamentos de telecomunicações.
NH3 : ocorre nas atmosferas vizinhas às fábricas de HNO3 e de ureia
que usam amônia como matéria prima e de fertilizantes.
HCl: pode estar presente nas proximidades de fábricas de PVC.
HF: pode estar presente nas proximidades de fábricas de fertilizantes.
Cl2: pode estar presente nas proximidades de fábricas de NaOH, pois
é obtido através da eletrólise da salmoura (NaCl – sol. Saturada).
 OUTROS FATORES
TEMPERATURA
Se for elevada irá diminuir a possibilidade de condensação de vapor
d’água na superfície metálica e a adsorção de gases, minimizando a
possibilidade de corrosão.
O tempo de permanência do filme de eletrólito na superfície metálica
é determinante: quanto menor este tempo, menor ação corrosiva.
TEMPO
O vento pode arrastar para as superfícies metálicas agentes
poluentes e névoa salina.
VENTO
Causa deterioração em películas de tintas à base de resina epóxi e
ocasiona o ataque ao material plástico.
INSOLAÇÃO (raios UV)
 Corrosão atmosférica do Fe, Zn, Al e Cu
FERRO
A corrosão é desencadeada a partir de vários agentes, dentre eles a
presença de óxidos, que ao encontrar umidade na atmosfera,
transformam-se em ácidos:
2Fe + 2H2SO3 → FeS + FeSO4 + 2 H2O
Fe + 2H2SO4 → FeSO4 + H2
2FeSO4 + 1/2O2 +H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O
Ciclo de regeneração ácida: uma molécula de SO2 pode produzir
muitas moléculas de ferrugem.
Ciclo eletroquímico: a presença conjunta de ferrugem, Fe(OH)3 ou
FeOOH e FeSO4 na superfície metálica cria condições para
desenvolvimento deste mecanismo envolvendo reações anódicas e
catódicas.
2Fe → Fe2+ + e- (reação anódica)
Fe2+ + 8FeOOH + 2e- → 3Fe3O4 + 4H2O (reação catódica)
 Corrosão atmosférica do Fe, Zn, Al e Cu
FERRO
Nas atmosferas marinhas o maior agente corrosivo é o NaCl, podendo
também o MgCl2 exercer ação oxidante.
2FeCl3 + 3 H2O → Fe2O3 + 6HCl
FeCl3 + 2 H2O → Fe(OH)2Cl + 2HCl
Aços patináveis ou aclimáveis:
são aqueles que dentro de certas
condições se recobrem de uma
ferrugem protetora nãonecessitando de aplicação de
tintas ou revestimentos.
Apresentam maior resistência à
corrosão que o aço-carbono
 Corrosão atmosférica do Fe, Zn, Al e Cu
ZINCO
Muito usado na galvanização (revestimento). Quando o aço
galvanizado é exposto à atmosferas não poluídas há formação do
Zn(OH)2 que sob ação do CO2 forma o carbonato básico de Zn,
3Zn(OH)2 . ZnCO3. Estes compostos são brancos e revestem a
superfície de Zn (tem características protetoras).
Em atmosferas poluídas, principalmente por produtos ácidos como
óxidos de S, tem-se formação de corrosão do Zn:
Zn + SO2 + O2 → ZnSO4
2Zn + 2SO2 + O2 → 2ZnSO3
3Zn + SO2 → ZnS + 2ZnO
ZnO + SO2 → ZnSO3
ZnO + SO2 + 1/2O2 → ZnSO4
Zn(OH)2 + SO2 + 1/2O2 → ZnSO4 + H2O
Atmosferas marinhas: aço galvanizado mostra-se mais resistente que
em atmosferas industriais devido à ausência de poluentes ácidos.
 Corrosão atmosférica do Fe, Zn, Al e Cu
ALUMÍNIO
A película de Al2O3 formada quando o Al é exposto ao ar, é
responsável pela resistência do metal e suas ligas apresentam à
oxidação atmosférica. Entretanto, quando em atmosferas com
poluentes ácidos (principalmente HCl), ocorre a solubilização do Al2O3
formando AlCl3, solúvel. Em atmosferas contendo óxidos de S, tem-se
observado que Al é mais resistente que o Zn à ação do H2SO4 diluído.
Em atmosferas marinhas, o fator mais influente é a deposição de
particulados, principalmente se forem higroscópicos: embaixo do
depósito há processo corrosivo por aeração diferencial (geralmente
pite)→ Manter a superfície do Al limpa!
Evitar o contato da argamassa do cimento com o aço: caráter alcalino
da argamassa (pH≈13) é corrosivo, atacando o óxido de Al:
2Al2O3 +6OH
- +3H2O→ 2Al(OH)6
3-
2Al +6OH- +6H2O→ 2Al(OH)6
3- + 3H2
 Corrosão atmosférica do Fe, Zn, Al e Cu
COBRE
O cobre e suas ligas (latão amarelo: 70%Cu e 30% Zn) e (bronze: 8-
10% de Sn), sujeitos à corrosão atmosférica, estão mais relacionados
com seus empregos em instalações elétricas, monumentos e
esculturas e coberturas de construções antigas.
→ Quando expostos à atmosfera externa, Cu e suas ligas formam
Cu2O (cuprita) – cor castanho (característica protetora). Com o tempo,
oxida formando o CuO (preto) e na presença de CO2 formam-se
CuCO3 . Cu(OH)2 (malaquita) e 2 CuCO3 . Cu(OH)2 (azurita).
→ Atmosferas poluídas: (óxidos de S, H2S(g) e NH3) podem
desencadear reações corrosivas:
2CuCO3 . Cu(OH)2 + SO2 + 3/2O2 → CuSO4 . 3Cu(OH)2
Cu2O + H2S → Cu2S + H2O
CuO + H2S → CuS + H2O
Cu2O + 1/2O2 + H2S → CuS + H2O
SO2
H2S
 Corrosão atmosférica do Fe, Zn, Al e Cu
COBRE
Amônia: formação do Cu(NH3)4(OH)2 (cor azulada), sob solicitação
mecânica pode haver corrosão:
2Cu + NH3 + 1/2O2 + H2O → Cu(NH3)4(OH)2 NH3
 ÁGUAS NATURAIS
Os materiais metálicos em contato com a água tendem a sofrer
corrosão, que varia dependendo dos poluentes presentes na mesma.
São frequentes:
→ Gases dissolvidos: O2, N2, CO2, Cl2, NH3, SO2, SO3, H2S
→ Sais dissolvidos: NaCl, FeCl2 e FeCl3, MgCl2, NaHCO3, etc.
→ Matéria orgânica de origem vegetal ou animal.
→ Bactéria, limos e algas.
→ Sólidos suspensos.
Para avaliar o caráter corrosivo da água, considerar o fim a que a
água se destina (potável, sistemas de resfriamento, geração de vapor,
processos de fabricação de produtos químicos) e também:
→ pH
→ Temperatura
→ Velocidade
→ Ação mecânica da atividade
 SOLO
Deve-se levar em consideração as enormes extensões de tubos
enterrados (oleodutos, gasodutos, adutoras e minerodutos) e a grande
quantidade de tanques enterrados armazenando combustíveis. A
corrosão pode contaminar, além do solo os lençóis freáticos. A
velocidade da corrosão no solo pode ser influenciada considerando-
se:
→ Tomada de amostra: (aeração, umidade, pH, potencial redox,
micro-organismos, condições climáticas, heterogeneidade do solo).
→ Características físico-químicas: presença de água, sais dissolvidos,
gases, pH, resistividade elétrica, potencial redox.
→ Condições microbiológicas: influência direta, modificação na
resistência dos revestimentos, origem de meios corrosivos.
→ Condições operacionais: Condições climáticas, emprego de
fertilizantes, despejos industriais, profundidade, aeração diferencial,
contato bimetálico, correntes de fuga.
 SOLO
Características físico químicas
 SOLO
Condições microbiológicas
 SOLO
Condições Operacionais
→ Condições climáticas: período de chuva (especialmente chuva
ácida), temperatura, umidade relativa da atmosfera e ventos)
→ Emprego de fertilizantes: pode influenciar a ação corrosiva pois
muitos sais vão afetar diretamente na resistividade elétrica do solo,
torando-a baixa e assim o solo fica suscetível.
→ Despejos industriais: altera a característica do solo, e dependendo
da natureza pode tornar o solo corrosivo.
→ Profundidade: A corrosão pode ou não se acentuar em função da
profundidade (maior ou menor teor de oxigênio). A profundidade (2-3
m- pequena) a corrosão é controlada pela resistividade e em grandes
profundidades (>10m), a corrosão é controlada pela difusão de
oxigênio ou pelas bactérias anaeróbicas.
→ Aeração diferencial: Em razão da porosidade dos solos, pode haver
diferentes teores de oxigênio nos mesmos.
 SOLO
Contato bimetálico
→ O contato entre materiais metálicos diferentes facilita a formação
da pilha galvânica. Se houver eletrólito, ocorre então a corrosão
galvânica.
→ Possíveis soluções: escolha de material compatível; isolamento
elétrico entre os materiais; proteção catódica.
→ Reações que se processam na corrosão galvânica das tubulações
aço-carbono ligadas a malhas de aterramento de cobre:
2Fe → Fe2+ + 2e- (reação anódica)
2H2O + 2e
- → H2 +2OH
- (meio não aerado)
2H2O + 1/2O2 + 2e
- → 2OH- (meio aerado)
O produto da corrosão poderá ser:
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2
3Fe(OH)2 → Fe3O4 + 2H2O + H2 ou
2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O → Fe(OH)3 ou FeO. OH ou Fe2O3 . H2O
 SOLO
Corrente de fuga
→ As condições operacionais envolvem processos eletroquímicos
espontâneos (≠ de potencial dos materiais).
→ Correntes ocasionadas por agentes externos: por ex: correntes
elétricas de interferência que abandonam o seu circuito normal para
fluir pelo solo ou pela água.
→ Este tipo de corrosão pode ser muito rápida e é uma forma
localizada, em pouco tempo pode haver perfuração de tubulações.
 PROTEÇÃO DE TUBULAÇÕES ENTERRADAS
Métodos mais usuais:
→ Revestimentos: asfalto betuminoso, alcatrão de hulha-epóxi, etc.
→ Proteção catódica: por ex: correntes elétricas de interferência que
abandonam o seu circuito normal para fluir pelo solo ou pela água.
→ Outros: Substituição de tubos metálicos por não metálicos,
colocação de tubulação em meio de CaO (onde a corrosão é menor),
substituição de aterramento com malhas de Cu por malhas de Zn
(anódico para o Fe); Encamisamento das tubulações com material
isolante de concreto; colocação de tubulações aéreas, etc.
 PROTEÇÃO DE TUBULAÇÕES ENTERRADAS
Métodos mais usuais:
→ Revestimentos: asfalto betuminoso, alcatrão de hulha-epóxi, etc.
→ Proteção catódica: por ex: correntes elétricas de interferência que
abandonam o seu circuito normal para fluir pelo solo ou pela água.
→ Substituição de tubos metálicos por não metálicos, colocação de
tubulação em meio de CaO (onde a corrosão é menor), substituição
de aterramento com malhas de Cu por malhas de Zn (anódico para o
Fe); Encamisamento das tubulações com material isolante de
concreto; colocação de tubulações aéreas, etc.
 PRODUTOS QUÍMICOS
Deve-se levar em conta:
→ Deterioração do material metálico do equipamento e contaminação
do produto químico: (pureza do material, contado de metais
dissimilares, natureza da superfície metálica, pureza do produto
químico, concentração, temperatura e aeração).
→ Ex: Cl2(g) ou (l) pode ser armazenado em cilindros de aço-carbono
(em ausência de água); NaOH podem ser armazenados em aço-
carbono, mas Al, Zn, Sn e Pb sofrem ação corrosiva.
 ALIMENTOS
Deve-se levar em conta:
→ A importância do efeito corrosivo dos alimentosestá na formação
de possíveis sais metálicos tóxicos: (além de tóxicos, podem alterar
sabor, aroma, aparência dos produtos, bem como causar rancidez).
→ Ex: Zn, Fe e Cu: modificam o aroma do leite.
→ Ex: Fe: pode interagir com o tanino ocasionando escurecimento de
vegetais em conserva.
→ Ex: Sn: ocasiona turvação em cerveja e vinho branco.
→ Ex: Pb: causa saturnismo (afeta o sistema nervoso).
→ Para evitar a deterioração dos alimentos, geralmente adiciona-se
ácidos orgânicos como conservantes, e estes podem atacar latas de
folhas de flandres (aço revestido com Sn), além de contaminar o
alimento com Pb através do possível ataque da solda da liga Pb-Sn.
→ Muito comum surgimento de pites e de corrosão fraturante em aços
inoxidáveis tipo AISI 304 e 316 geralmente usado nas indústrias
alimentícias.
 SOLVENTES ORGÂNICOS
Deve-se levar em conta:
→ Mecanismo eletroquímico semelhante ao verificado em meio
aquoso. Mecanismo químico envolvendo metal e o solvente
→ Ex: EtOH pode reagir com metais como K, Na, Mg, Zn .
→ Ex: Al e Zn: altamente atacados por álcool combustível
 MADEIRA E PLÁSTICO (POLÍMEROS)
Deve-se levar em conta:
→ Possibilidade de decomposição originando produtos corrosivos.
→ Ex: Madeira pode emitir vapores corrosivos, geralmente
constituídos de ácido acético sob ação microbiológica quando
apodrece.
→ Ex: Plásticos: formação de vapores corrosivos originados pela
decomposição térmica ou microbiológica. (compostos orgânicos
halogenados são os mais comuns – PVC desprende HCl, bem como a
borracha clorada também desprende HCl. Plásticos contendo
substâncias nitrogenadas podem originar NH3 em sua decomposição
como o náilon.