Aula sobre Corrosão - Ulbra Canoas

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CORROSÃO 
 
 
 
 
CORROSÃO 
 
Deterioração de um material por ação química ou 
eletroquímica do meio ambiente. 
 
 
Mecanismos de deterioração: diferem para os diferentes 
tipos de material 
 
- Materiais metálicos: eletroquímico 
- Materiais cerâmicos: condições extremas (temperatura) 
- Polímeros: solventes , radiação UV e calor 
Deterioração Concreto 
Resina não compatível com etanol 
TIPOS DE CORROSÃO 
CORROSÃO ELETROQUÍMICA – formação de uma pilha 
CORROSÃO QUÍMICA – corrosão seca - 
 corrosão a altas temperaturas 
CORROSÃO EROSÃO 
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FUNDAMENTOS ELETROQUÍMICOS DA CORROSÃO 
Base científica definida 
Identificar os mecanismos do processo corrosivo 
Indicar métodos de proteção ou modificações de 
projeto 
PILHA / CORROSÃO 
PILHA: caracterizada por uma diferença de potencial entre seus eletrodos 
 Epilha = Ecatodo - Eanodo 
FUNDAMENTOS ELETROQUÍMICOS DA CORROSÃO 
FUNDAMENTOS ELETROQUÍMICOS DA CORROSÃO 
PILHA / CORROSÃO 
PROCESSOS CORROSIVOS ELETROQUÍMICOS 
 reações de oxidação e redução 
 
REAÇÕES ANÓDICAS: reações de oxidação  site da corrosão 
 
M  M n+ + ne 
FUNDAMENTOS ELETROQUÍMICOS DA CORROSÃO 
PILHA / CORROSÃO 
REAÇÕES CATÓDICAS: reações de redução 
2H+ + 2e  H2 meios neutros ou ácidos desaerados 
4H+ + O2 + 4e  2H2O meios ácidos aerados 
2H2O + O2 + 4e  4OH- meios neutros ou básicos aerados 
Mn+ + ne  M redução de íons de metal mais nobre 
FUNDAMENTOS ELETROQUÍMICOS DA CORROSÃO 
 PILHA / CORROSÃO 
POTENCIAL DE ELETRODO PADRÃO 
Tabela - indica a ordem preferencial de cessão de elétrons 
 - possibilita a previsão de alguns processos corrosivos 
M
A
IO
R
 
T
E
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D
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IA
 A
 C
O
R
R
O
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O
 
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DIAGRAMA POTENCIAL - pH 
Possibilita prever as condições sob as quais tem-se: 
 - Corrosão; - Imunidade; - Possibilidade de passivação 
QUANDO HÁ A FORMAÇÃO DE UMA PILHA (CORROSÃO) ? 
- CORROSÃO GALVÂNICA: dois metais ou ligas diferentes em 
contato e imersos em um eletrólito. 
Reação anódica: Fe = Fe 2+ + 2e 
Reação catódica: H2O + 1/2O2 + 2 e = 2 OH
- 
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- CORROSÃO PILHA ATIVA - PASSIVA 
Metais e Ligas com tendências a formar filmes passivos (óxidos ou outros 
compostos) 
Ex: Al, Pb, aço inoxidável, Ti e Cr 
“Corrosão por pites” 
- CORROSÃO POR VARIAÇÃO DE CONCENTRAÇÃO IÔNICA 
- CORROSÃO POR AERAÇÃO DIFERENCIAL 
- PILHA DE AERAÇÃO DIFERENCIAL 
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-PILHA DE AERAÇÃO DIFERENCIAL
 
CORROSÃO POR AERAÇÃO DIFERENCIAL, EM COMPONENTE DE FLANGE, 
OCASIONADA POR JUNTA QUE POSSIBILITOU A FORMAÇÃO DE FRESTA 
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- CORROSÃO SOB TENSÃO - CST : corrosão associada a um 
esforço mecânico (corrosão associada à tensão) 
CORROSÃO SOB TENSÃO - CST 
- PILHA ELETROLÍTICA 
 
 Fonte de energia externa, não é um processo espontâneo. 
 Causado por uma fonte de corrente elétrica. 
- CORROSÃO ELETROLÍTICA 
Fonte de energia externa, não é um processo espontâneo. 
É causado por uma fonte de corrente elétrica. 
 
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- FORMAS DE CORROSÃO 
Corrosão transgranular 
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Corrosão em cordão de solda 
ferro fundido cinzento 
CORROSÃO SELETIVA 
CORROSÃO SELETIVA 
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POR QUE SE PREOCUPAR COM A CORROSÃO ? 
Desgaste 
POR QUE SE PREOCUPAR COM A CORROSÃO ? 
Variações químicas Modificações Estruturais 
Rotor de 
aço 
carbono 
com 
deteriora
ção por 
erosão. 
POR QUE SE PREOCUPAR COM A CORROSÃO ? 
IMPORTÂNCIA EM GRANDES EMPREENDIMENTOS 
* Exigência de Durabilidade e Resistência à corrosã o 
- minerodutos, oleodutos, gasodutos 
- cabos e torres de energia elétrica e de 
 comunicação 
- tanques de armazenamento de combustíveis: 
 gasolina,álcool e óleo diesel 
- píeres de atracação de embarcações 
- meios de transporte 
- instalações industriais (químicas) 
- construção civil: pontes, viadutos 
- caldeiras e trocadores de calor 
CONSEQÜÊNCIAS DA CORROSÃO 
 
 
 Aumento de custos 
 Acidentes: - danos materiais 
 - danos de pessoal 
Casos Graves envolvendo Corrosão: 
  Boeing 737 Aloha Airlines (1988): perdeu parte da 
fuselagem em pleno vôo. Causa: ação combinada de tensões cíclicas e 
corrosão atmosférica em meio semitropical. 
  Queda da Ponte Silver Bridge, Rio Ohio - EUA (1967). 
Causa: CST fraturante da estrutura. 46 mortes. 
  Queda de cobertura (aço inox) de piscina térmica (Suiça, 
1987). Causa: CST pela ação do cloreto. 
 
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 Perfurações de tubulações e tanques  vazamento fluído 
 Conseqüências: 
 - incêndio e explosão 
 - contaminação de solos, rios, poços 
 subterrâneos de água. 
 Controle rigoroso EPA (USA): 
 - proteção catódica 
 - revestimento protetor 
 - monitoramento de vazamento 
 
 Controle no Brasil: ainda precário 
 
CUSTOS DA CORROSÃO 
 Reposições 
Paralisações 
 Perda de Eficiência: - trocadores de calor 
Perda de Produto: perfurações - óleos, 
 soluções, gás, água 
 Motores Automotivos: anéis dos 
pistões e paredes dos cilindros 
continuamente corroídos pelos 
gases de combustão e condensados. 
Perda das dimensões: maior consumo 
de óleo e gasolina. 
 
 Contaminação de produto 
 
 Custo nos EUA com a corrosão: 
US$ 300 bilhões, sendo que US$ 
100 bilhões (1/3) poderiam ser 
economizados se medidas de 
proteção fossem adotados. 
 Exemplo: 
superdimensionato de projeto: 
tubulação 362 km X 20,3 cm 
diam. Espessura: 0,82 cm 
0,64 cm - com proteção. 
Economia: 3700 ton aço 
 Custo da corrosão em 
transportes (USA) é de 
US$ 29,7 bilhões, sendo 
21% do custo total na área. 
 Estima-se no mundo 
um custo de 3,5% do PIB 
em corrosão 
CORROSÃO - AGRESSÃO AO AMBIENTE 
 
 
Corrosão - destruição do material 
 
 
uso de reservas minerais 
(25 a 30 % da produção mundial do aço) 
 
 
 agressão ao meio ambiente 
 
 
CORROSÃO e ENERGIA 
 
OBTENÇÃO DE UM METAL 
 
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CORROSÃO e ENERGIA 
 
 
Redução térmica de minério de Fe: 
 
Fe2O3 + 3 CO  2 Fe + 3 CO2 
 1600oC 
 
 
Redução eletrolítica de Al: 
 
Al2O3  2 Al + 3/2 O2 
 
“Alumínio é 
eletricidade sob 
forma de metal” 
Metais 
 
 
 nível energético 
 
 
Composto origem 
(minério) 
 
 metalurgia 
 composto + energia metal 
 corrosão 
 
 
 perdida processo espontâneo 
 
* Por razões (também) energéticas o controle da corrosão é 
de suma importância para economizar energia 
MÉTODOS DE COMBATE À CORROSÃO 
MÉTODOS BASEADOS NA MODIFICAÇÃO DO PROCESSO: 
 - projeto da estrutura 
 
 - condições da superfíce 
 
 - aplicação de proteção catódica 
 
projeto da estrutura 
 
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Proteção catódica 
Mecanismo - anodos de sacrifício 
 Ex: Mg, Al, Zn  protegem aço (ferro) 
 
 anodos 
 
USOS FREQÜENTES: - cascos de navio 
 - tanques de petróleo 
 - estacas plataformas marinhas 
 
Zn 2+ + 2e = Zn (-0,763 V) 
Fe2+ + 2e = Fe (-0,44 V) 
Epilha = Ec - Ea 
 = - 0,44 -(-0.763) 
 = + 0,323 V 
Proteção catódica 
 
Proteção catódica 
MÉTODOS BASEADOS NA MODIFICAÇÃO DO MEIO CORROSIVO: 
 - modificações da solução/meio adjacente 
 - adição de inibidores de corrosão 
 - purificação ou diminuição da umidade do ar 
MÉTODOS BASEADOS NA MODIFICAÇÃO DO METAL: 
 - aumento da pureza 
 - adição de elementos de liga 
 - tratamento térmico 
 
MÉTODOS BASEADOS NOS REVESTIMENTOS PROTETORES: 
 - revestimentos com produtos da reação: tratamento 
químico ou eletroquímico da superfície metálica 
 
 - revestimentos orgânicos: tintas, resinas ou polímeros 
 
 - revestimentos inorgânicos: esmaltes, cimentos 
 
 - revestimentos metálicos 
 
 - revestimentos temporários