1CORROSO 1. INTRODUO Objetivos: - Contribuir para a compreenso do custo da corroso e porque ela deve ser combatida. - Proporcionar informaes para o entendimento do mecanismo da corroso, seus tipos, seus produtos e dos fatores que o influenciam. Custo da corroso. Em 1963 nos E.U.A estimou-se que o custo da corroso esteve em torno de 10 bilhes de dlares. Este um nmero grande mas no difcil perceber porque esse custo enorme, quando sabemos que a corroso, variando de grau, atua sobre metais e suas ligas. A maior parte desse desperdcio o resultado da falta de conhecimento sobre a corroso. A inspeo peridica e a manuteno preventiva so essenciais para diminuir esse desperdcio. Generalidades sobre corroso e perdas com a corroso Os problemas de corroso so freqentes e ocorrem nas mais variadas atividades, como por exemplo nas indstrias: qumica, petrolfera, petroqumica, naval, de construo civil, automobilstica, nos meios de transporte areo, ferrovirio, metrovirio, martimo, rodovirio e nos meios de comunicao, como sistemas de telecomunicaes, na odontologia (restauraes metlicas, aparelhos de prtese), na medicina (ortopedia) e em obras de arte, como monumentos e esculturas. As perdas econmicas que atingem essas atividades podem ser classificadas em diretas e indiretas. So perdas diretas: a) Os custos de substituio das peas ou equipamentos que sofreram corroso, incluindo-se energia e mo-de-obra. b) Os custos e a manuteno dos processos de proteo ( proteo catdica, recobrimentos, pintura, etc.) As perdas indiretas so mais difceis de avaliar, mas podem totalizar custos mais elevados que as perdas diretas e nem sempre podem ser quantificados. So perdas indiretas: a) Paralisaes acidentais . b) Perda de produtos: como perdas de leo, solues, gs ou gua atravs de tubulaes corrodas. c) Perda de eficincia: - Nos motores automotivos - Incrustaes nas superfcies de aquecimento de caldeiras ocasionam aumento nos consumo de combustvel. - Entupimento ou perda de carga em tubulaes de gua, obrigando a custo mais elevado de bombeamento, devido deposio de produto de corroso: d) Contaminao de produtos: - Alterao nas tonalidades de corantes motivados por traos de metais;

2Caso de pequena quantidade de cobre, proveniente de corroso de tubulaes de lato ou de cobre. - Arraste, pela gua, de produtos de corroso, como por xidos de ferro, tornando-a imprpria para consumo humano ou para uso industrial, como, por exemplo, fbricas de alimentos, laticnios, papel e celulose: e) Superdimensionamento nos projetos: Em alguns setores, embora a corroso no seja muito representativa em termos de custos direto, deve-se levar em considerao o que ela pode representar em : a) Questes de segurana b) Interrupo de comunicaes c) Preservao de monumentos histricos. Deve-se considerar que, tanto so importantes os gastos com reposio de materiais, mas tambm os gastos com preveno de corroso como emprego de materiais mais resistentes aos processos corrosivos, medidas de proteo e com manuteno. Quanto mais avanado tecnologicamente for um pas, mais elevado o seu gasto com corroso. Casos benficos de corroso A corroso, pode apresentar um lado positivo tambm como pode-se citar processos corrosivos benficos e de grande importncia industrial. - Oxidao de aos inoxidveis, com formao de pelcula protetora. - Anodizao do alumnio, ou suas ligas. - Fosfatizao de superfcies metlicas para permitir melhor aderncia de tintas. - Proteo catdica com anodos de sacrfcio ou galvnicos. - Aspecto decorativo de monumentos e esculturas de bronze. 2- O QUE CORROSO ? Segundo, Vicente Gentil (membro da Corrosion Specialist da NACEINTERNATIONAL e da ABRACO- Associao Brasileira de Corroso) : num aspecto muito difundido e aceito universalmente pode-se definir corroso como a deteriorao de um material geralmente metlico, por ao qumica ou eletroqumica do meio ambiente aliada ou no a esforos mecnicos. O termo corroso pode ser definido como a reao do metal com os elementos do seu meio, na qual o metal convertido a um estado no metlico: Quando isto ocorre, o metal perde suas qualidades essenciais, tais como resistncia mecnica, elasticidade, ductibilidade e o produto de corroso formado extremamente pobre em termos destas propriedades (RAMANATHAN, L. V.) - Pode-se definir corroso como os efeitos de reaes qumicas indesejveis sobre a estrutura e as propriedades dos metais e suas ligas. Outras definies de corroso para outros observadores: Destruio da estrutura cristalina dos metais; Fenmeno simples pelo qual os metais esto tentando voltar a seus estados naturais. A corroso inverte os processos de refinao que produzem os metais retirando-os dos seus minrios originais.

3Em alguns casos, pode-se admitir a corroso, como o inverso do processo metalrgico, cujo objetivo principal a extrao do metal a partir de seus minrios ou de outros compostos, ao passo que a corroso tende a oxidar o metal. metalurgia Composto + energia corroso A deteriorao de materiais no-metlicos, como por exemplo concreto, borracha, polmeros e madeira, devida ao do meio ambiente, considerada tambm, por alguns autores, como corroso. Segundo o engenheiro Laerce de Paula Nunes, o estudo da corroso tem tido cada vez maior importncia nas sociedades industrializadas devido, principalmente, aos seguintes aspectos: - O auto custo de reposio de peas e partes de equipamentos industriais. - A deteriorao de bens de consumo como automveis, eletrodomsticos e mveis. - A utilizao em grande escala do ao como material de construo. - Ao alto custo de paradas operacionais, problemas de segurana humana e de poluio em virtude de danos causados pela corroso. 3- CONSIDERAES GERAIS Classificao dos processos corrosivos De uma forma geral os processos corrosivos podem ser classificados em dois grandes grupos, abrangendo todos os casos de deteriorao por corroso existentes na natureza, so eles: corroso eletroqumica e corroso qumica. Corroso eletroqumica Os processos de corroso eletroqumica so os mais freqentes na natureza e se caracterizam basicamente por: - Realizarem-se necessariamente na presena da gua. - Realizarem-se em temperatura abaixo do ponto de orvalho da gua, sendo a grande maioria na temperatura ambiente. - Realizarem-se devido a formao de uma pilha ou clula de corroso. Corroso qumica Os processos de corroso qumica so por vezes denominados corroso ou oxidao em altas temperaturas. Estes processos so menos freqentes na natureza e surgiram basicamente com a industrializao, envolvendo operaes em temperaturas elevadas. Tais processos corrosivos se caracterizam basicamente por: - Realizarem-se na ausncia de gua. - Realizarem-se em geral em temperaturas elevadas sempre acima do ponto de orvalho da gua. - Realizarem-se devido a interao direta entre o metal e o meio corrosivo. Metal

4A Corroso eletroqumica. A corroso eletroqumica um processo que se realiza na presena de gua, em geral a temperatura ambiente devido a formao de uma pilha ou clula de corroso. A clula de corroso composta de quatro elementos fundamentais: rea andica - Superfcie onde verifica-se o desgaste, o metal est sujeito a ao corrosiva. rea catdica Superfcie protegida (onde no h desgaste- reaes de reduo), que fornece os ons carregados negativamente. (o material que se corri andico). Eletrlito- soluo condutora que envolve as reas andicas e catdicas. Soluo na qual as partculas com carga positiva e negativa se movimentam. Ligao eltrica: entre as reas andicas e catdicas. A figura mostra esquematicamente uma pilha de corroso eletroqumica Conexo realizada pela prpria superfcie do metal

rea andica Eletrlito

rea catdica

Fig 1. Pilha de corroso eletroqumica numa superfcie metlica 4- REAES DE OXIRREDUO ( REAES REDOX ) So reaes em que h variao de nmero de oxidao e em alguns casos, perda e ganho de eltrons. O fenmeno de oxirreduo simultneo, isto , sempre que h oxidao (perda de eltrons) h tambm reduo (ganho de eltrons). Em uma reao de oxirreduo, observa-se que: - O elemento oxidado perde eltrons, age como redutor - O elemento reduzido ganha eltrons, age como oxidante. De um modo mais amplo, pode-se dizer que : - Agente redutor a substncia ou o on que contm o elemento redutor. - Agente oxidante a substncia ou on que contm o elemento oxidante. As reaes de corroso eletroqumica envolvem reaes de oxirreduo. Na rea andica onde se processa o desgaste ocorrem reaes de oxidao, sendo a principal a de passagem do metal da forma reduzida para a forma inica. M M n+ + ne

5Na rea catdica que uma rea protegida (no ocorre desgaste) as reaes de reduo de ons do meio corrosivo, onde as principais reaes so: Em meios aerados H2O + O2 + 2 e- 2 OHEm meios desaerados 2H2O + 2 e- H2 + 2 OH5- POTENCIAIS ELETROQUMICOS Um metal quando colocado em contato com uma soluo h a passagem de ons para a mesma, ficando a superfcie metlica eletricamente carregada. Em conseqncia surge na superfcie metlica uma diferena do potencial entre o metal e a soluo. A tendncia passagem de ons para a soluo varia de metal para metal, o que se caracteriza tambm por diferenas de potenciais para os diversos metais. A esta diferena de potencial, caracterstica para cada metal, chama-se potencial de eletrodo. Quando os metais reagem tm tendncia a perder eltrons, sofrendo oxidao e, consequentemente, corroso. Verifica-se experimentalmente que os metais apresentam diferentes tendncias oxidao. Por exemplo, em presena de ar e umidade o ferro tm maior tendncia a se oxidar do que o nquel e o ouro que no se oxida. portanto, de grande auxlio para o estudo ou previso de alguns processos corrosivos dispor os metais em uma tabela que indique a ordem preferencial de cesso de eltrons. Esta tabela conhecida por tabela de potenciais de eletrodo. Potencial de eletrodo padro O potencial de eletrodo mostra a tendncia de uma reao se passar no eletrodo, isto , d a medida de facilidade com que os tomos do eletrodo metlico perdem eltrons ou da facilidade com que os ons recebem eltrons. Considera-se como eletrodo o sistema complexo do metal imerso no eletrlito. Para se determinar o potencial, fixou-se uma concentrao dos ons para todas as medidas, pois o potencial varia com a concentrao. A concentrao fixada como padro para fins prticos, uma soluo 1 molar ( 1 M) . O potencial, medido em volts, desenvolvido em um metal imerso em uma soluo 1 M de seus ons, chamado potencial padro ou potencial normal. Um eletrodo ou meia pilha constituda do elemento em contato com uma soluo 1 M de seus ons chama-se eletrodo padro, meia pilha padro ou par padro e representa-se de uma maneira geral, para um metal M qualquer, a representao: M/ M++ ( 1M) ou M; M; M n n+ ( 1M) A medida de um potencial no pode ser realizada sem um valor de referncia ou de um potencial padro. Pode-se medir o potencial de um eletrodo ligando-o a um segundo eletrodo tomado como referncia. Devido diferena de potenciais desses eletrodos, haver um fluxo de eltrons do eletrodo de maior potencial para o outro. Valores relativos de potenciais podem ser determinados experimentalmente comparando-se o potencial da meia pilha com o eletrodo padro de hidrognio que foi escolhido como referencia e arbitrariamente, fixado como tendo potencial zero. O eletrodo normal de hidrognio ( figura 2) constitudo de um fio de platina finamente dividida e adsorve grande quantidade de hidrognio, agindo como se fosse um

6eletrodo de hidrognio. Esse eletrodo imerso em uma soluo 1 M de seus ons hidrognio, atravs da qual o hidrognio gasoso borbulhado sob presso de 1 atmosfera a temperatura a 25 C. potencial de eletrodo padro de um elemento ento, a diferena de potencial expressa em volt entre o elemento e uma soluo 1 M de seus ons em relao ao eletrodo normal de hidrognio, ao qual foi atribudo potencial igual a zero. Pode-se determinar o potencial de qualquer eletrodo ligando-o ao eletrodo normal de hidrognio. Deste modo como exemplo para o eletrodo Zn/ Zn 2+ ( 1M )

Figura 2 Eletrodo Padro de Hidrognio

7Figura 3 - Esquema da medio do Potencial do Eletrodo de Zinco A voltagem indicada no voltmetro de 0,763 V e indica a diferena de potencial entre os eletrodos de zinco e de hidrognio. Como foi estabelecido valor zero para o potencial de hidrognio, o valor encontrado, 0,763 V, corresponde ao valor do potencial de eletrodo padro do zinco. Eletrodos de referncia. Alm do eletrodo de hidrognio podem ser usados outros eletrodos de referncia como, por exemplo calomelano, prata-cloreto de prata e cobre-sulfato de cobre. O eletrodo de calomelano consiste em mercrio em contato com cloreto de potssio, KCl. Esse eletrodo, representado por Hg, Hg2Cl2 (s) /KCl (aq). O eletrodo de cobre-sulfato de cobre consiste em cobre metlico imerso em soluo saturada de sulfato de cobre. Cu/CuSO4 (sat), Cu 2+. Embora esse eletrodo no seja to preciso quanto os anteriores, muito usado devido a ser mais resistente a choques e tambm menos sujeito a erros devido polarizao. Por isso muito empregado para se medir, em relao ao solo, o potencial de tubulaes enterradas, obtendo-se o chamado potencial tubosolo, que muito usado no controle de sistemas de proteo catdica. Os potenciais de eletrodo de vrios metais foram medidos diretamente e relacionados sob a forma de tabela de potenciais de eletrodos ( tabela 1), e a conveno de sinais adotada a recomendada pela IUPAC. Na tabela a seguir, so mostrados os potenciais padres de oxidao de alguns metais. Tabela De Potenciais Eletroqumicos Metal K Na Mg Al Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H2 Cu Hg Ag Pd Pt Au Ion K+ Na + Mg +2 Al +3 Zn +2 Cr +3 Fe +2 Cd +2 Co +2 Ni +2 Sn +2 Pb +2 H+ Cu +2 Hg +2 Ag +1 Pd +2 Pt +2 Au +3 Potencial em Relao ao Hidrognio ( V ) - 2,925 - 2,714 - 2,363 - 1,662 - 0,763 - 0,744 - 0,444 - 0,403 - 0,277 - 0,250 - 0,136 - 0,126 0,000 0,337 0,788 0,799 0,987 1,200 1,498

8Estes potenciais, so ditos potenciais padres pelas condies padronizadas do eletrodo de referncia e ainda, porque o eletrodo do metal colocado na presena de soluo uma molar de seus prprios ons e toda a operao realizada a 25 C. Os metais que esto acima do hidrognio na tabela e medida que se sobe na mesma, so ditos mais reativos, com maior tendncia a oxidao mais andicos e menos nobres. Os metais que esto abaixo do hidrognio na tabela e medida que se desce na mesma, so ditos menos reativos, com menor tendncia a oxidao, menos andicos e mais nobres. Atravs da tabela de potenciais de oxidao pode-se fazer previso de reaes e as seguintes consideraes so importantes: - Quanto mais acima na tabela, mais facilmente oxidvel. - Metais na parte superior so fortes agentes redutores - A forma reduzida de um metal superior pode reduzir a forma oxidada de um metal inferior. - Pode-se prever reaes, pela variao da energia livre que acompanha a reao eletroqumica, que dada pela expresso: G=-n F E Onde: G = variao de energia livre ( joules /mol) n = nmero de eltrons envolvidos na reao F = constante de Faraday ( 96500 C ) E = potencial da pilha de corroso (V) G < 0 a reao ser espontnea G > 0 a reao no ser espontnea. Limitaes no uso da tabela de potenciais A tabela de potenciais nos d a possibilidade de uma reao processar-se mas no diz nada quanto, velocidade da reao, isto , quanto a cintica da reao. Esta tabela foi estabelecida para condies padronizadas, isto , eletrodo sempre constitudo de um metal em contato com a soluo 1 M de seus ons. Logo se a concentrao for diferente de 1M os valores dos potenciais sero modificados, podendo mudar assim a posio relativa dos elementos na tabela. A tabela s considera metais puros na presena de seus ons. Na prtica mais freqente a utilizao de ligas metlicas e os ons do meio so normalmente diferentes dos ons do metal. Por isso mais comum a utilizao de tabelas prticas de nobreza em um determinado meio corrosivo. A tabela a seguir mostra a nobreza de alguns metais e ligas na presena da gua do mar. Na tabela de nobreza na gua do mar medida que se sobe na mesma temos os metais menos andicos e mais reativos. E medida que se desce na mesma temos os matais menos andicos e mais reativos. TABELA PRTICA DE NOBREZA DA GUA DO MAR

9Magnsio Ligas de Magnsio Zinco Alumnio Comercialmente puro Cdmio Ao Ferro Fundido Ao AISI 410 ( ativo ) Ao AISI 304( ativo ) Ao AISI 316 ( ativo ) Chumbo Estanho Nquel ( ativo ) Inconel ( ativo ) Lato almirantado Cobre Bronze Cupro-Nquel Monel Nquel ( Passivo ) Inconel ( passivo ) Ao AISI 410 ( passivo ) Ao AISI 304 ( passivo) Ao AISI 316 ( passivo ) Prata Titnio Grafite Ouro Platina

Na prtica no sempre possvel, ter-se as concentraes inicas das espcies presentes, iguais a 1 M ou atividade unitria assim sendo, tem-se valores de potenciais diferentes dos apresentados na tabela de potenciais padro. O potencial de eletrodo para uma concentrao qualquer, pode ser calculado pela equao de Nernst. E = E0 + 0,0591 log c est oxid n c est red onde

10E = potencial da pilha em V E0 = potencial padro da pilha em mV n = nmero de eltrons envolvidos na reao c ox = concentrao molar do ons da reao de oxidao c red = concentrao molar dos ons da reao de reduo. No caso de determinao do potencial de um eletrodo, o c red = 1 Exemplo: Qual o potencial do eletrodo: cobre imerso em soluo 0,01 M de Cu2+ ? E = E0 - 0,0591 log a Cu n a Cu2+ Pela tabela de potenciais de eletrodos tem-se: E0 = + 0,337 V. Pela equao do eletrodo: Cu 2+ + 2 e = Cu, verifica-se que n =2 . Para o caso: a Cu2+ = 0,01 pois para solues diludas pode-se considerar a atividade praticamente igual concentrao em molaridade ou molalidade. Para um metal puro, no estado slido, a atividade unitria. A atividade do elemento cobre 1 . Substituindo esses valores na equao de Nernst, tem-se: E = + 0,337 - 0,0591 log 1 2 0, 01 E = + 0,337 - ( 0,03) ( +2) E = + 0,277 V 6- MEIOS CORROSIVOS Os meios corrosivos em corroso eletroqumica so responsveis pelo aparecimento do eletrlito. O eletrlito uma soluo eletricamente condutora constituda de gua contendo sais, cidos ou bases. Os principais meios corrosivos e respectivos eletrlitos so: atmosfera, solos, guas naturais, gua do mar, produtos qumicos. Atmosfera: O ar contm umidade, sais em suspenso (essencialmente na orla martima), gases industriais (especialmente gases de enxofre) poeira, etc. O eletrlito constitui-se da gua que condensa na superfcie metlica, na presena de sais ou gases de enxofre. Outros constituintes como poeira, poluentes diversos podem acelerar o processo corrosivo. Solos: os solos, contm umidade e sais minerais. O eletrlito constitui-se principalmente da gua com sais dissolvidos. guas naturais (rios, lagos e do subsolo): estas guas podem conter sais minerais, cidos ou bases, resduos industriais, poluentes diversos e gases dissolvidos. O eletrlito constitui de gua com sais minerais dissolvidos. Os outros constituintes podem acelerar o processo corrosivo. gua do mar: Estas guas contm grande quantidade de sais, um eletrlito por excelncia. Outros constituintes como gases dissolvidos, podem acelerar os processos corrosivos.

11Produtos qumicos: Os produtos qumicos desde que em contato com gua, ou com umidade e formam um eletrlito, podem provocar corroso eletroqumica. 7- Reaes no processo corrosivo As reaes que ocorrem nos processos de corroso eletroqumica so reaes de oxidao e reduo. - As reaes na rea andica so reaes de oxidao. A mais importante e responsvel pelo desgaste do material , a de passagem do metal da forma reduzida para a inica (combinada). - Reao na rea andica: M M n+ + ne ( responsvel pelo desgaste do metal). As reaes na rea catdica (ctodo da pilha de corroso) so reaes de reduo. As reaes de reduo so realizadas com ons do meio corrosivo ou, com ons metlicos da soluo. Reaes na rea catdica 1) 2 H+ + 2 e- H2 meios neutros ou bsicos 2) 4H+ + O2 + 4 e- 2 H2O meios cidos 3) 2 H2O + O2 + 4 e- 4 OH- meios neutros ou bsicos 4) M3+ + e- M 2+ 5) Mn+ + ne M As reaes mais comuns nos processos corrosivos so as de nmero, 1, 2 e 3 as de nmeros 4 e 5 aparecem apenas em processos qumicos. Reaes catdicas em meio neutro aerado: H2O = H+ + OHH + + e- H H + O2 + e - OH H2O + O2 + 2e- 2OHReaes catdicas em meio neutro no aerado 2 H2O = 2H+ + 2 OH2 H + + 2 e- = H2 2 H2O + 2e- 2OH- + H2 2 H2O + 2e- 2OH- + H2

12Das reaes catdicas pode-se chegar a algumas importantes concluses: - A regio catdica torna-se bsica (h uma elevao do pH no entorno da rea catdica). - Em meios no aerados h liberao de H2, o qual adsorvido na superfcie e responsvel pela sobretenso ou sobrevoltagem do hidrognio. Este fenmeno provoca o retardamento do processo corrosivo e chama-se polarizao por ativao ou polarizao catdica. - Em meios aerados h o consumo do H2 pelo O2, no havendo a sobrevoltagem do hidrognio. Neste caso no h, a polarizao catdica e haver, consequentemente, a acelerao do processo corrosivo. - O oxignio funciona como fator de controle dos processos corrosivos, decorrendo da a necessidade de desaerao de guas para refrigerao e para caldeiras. 8. Formas de corroso A corroso pode ocorrer sob diferentes formas e o conhecimento das mesmas muito importante no estudo dos processos corrosivos. As formas (ou tipos) de corroso podem ser apresentados considerando-se a aparncia ou forma de ataque e as diferentes causas de corroso e seus mecanismos. Assim pode-se ter corroso segundo: a morfologia, as causas ou mecanismos, os fatores mecnicos, o meio corrosivo, a localizao do ataque. A morfologia Uniforme, por placas, alveolar, puntifiorme ou por pite, intergranular (ou intercristalina) intragranular (ou transgranular ou transcristalina). A caracterizao da forma de corroso auxilia bastante no esclarecimento do mecanismo e na aplicao de medidas adequadas de proteo. UNIFORME OU GENERALIZADA quando a corroso se processa uniformemente em toda a superfcie metlica. Esta forma comum em metais que no formam pelculas protetoras. POR PLACAS a corroso se localiza em regies da superfcie metlica e no em toda sua extenso, formando placas com escavaes. comum em metais que formam pelculas protetoras que fraturam e perdem a aderncia medida que aumentam de espessura. CORROSO ALVEOLAR a corroso se processa na superfcie metlica produzindo sulcos ou escavaes semelhantes a alvolos. Esta forma comum eme metais formadores de pelculas protetoras quando a corroso eletroqumica associada a alguma ao mecnica e em metais no formadores de pelculas protetoras quando na presena de meios muito agressivos. CORROSO POR PITE OU PUNTIFORME A corroso se processa em pontos ou em pequenas reas localizadas na superfcie metlica produzindo pites, que so cavidades que apresentam o fundo em forma angulosa e profundidade geralmente maior do que o seu dimetro. Esta forma comum nos metais formadores de pelculas protetoras, quando sob a ao de agentes que promovem a destruio localizada de pelcula protetora. CORROSO INTERGRANULAR OU INTERCRISTALINA quando o desgaste se d atravs dos contornos do gro. Esta forma comum nos aos inoxidveis sensitizados e nos processos de corroso sobtenso, tem-se a corroso sob tenso fraturante.

13CORROSO TRANSGRANULAR OU TRANSCRISTALINA Quando o desgaste se d atravs dos gros do material. Esta forma comum nos processos de corroso sobtenso. 10. Designaes dos meios corrosivos Os processos corrosivos de natureza eletroqumica recebem designaes diferentes de acordo com as condies particulares em que se processa a corroso, a natureza do meio corrosivo e at mesmo o aspecto da corroso. importante observar, no entanto, que o mecanismo da corroso sempre eletroqumico. Dentre alguns dos principais designaes dos meios corrosivos temos, que sero discutidos posteriormente; corroso galvnica, corroso em frestas, corroso atmosfrica, corroso pelo solo, corroso pela gua, corroso por bactrias, corroso eletroltica, corroso por compostos de enxofre, corroso graftica, corroso por dezincificao, corroso em concreto, corroso filiforme. 1-Corroso galvnica Denomina-se corroso galvnica o processo corrosivo resultante do contato eltrico de materiais diferentes ou dissimilares. Este tipo de corroso ser to mais intenso quanto mais distantes forem os materiais na tabela de potenciais eletroqumicos. 2-. Corroso em frestas As frestas ocorrem normalmente em juntas soldadas com chapas sobrepostas, em juntas rebitadas, em ligaes flangeadas, em ligaes rosqueadas, em revestimentos com chapas aparafusadas. Elas esto sujeitas a corroso por aerao diferencial e por concentrao diferencial. 3- Corroso atmosfrica. Corroso atmosfrica aquela que ocorre em estruturas areas. A intensidade deste tipo de corroso depende da umidade relativa do ar, do teor de sais em suspenso e do teor de gases provenientes da queima de combustveis. Em atmosferas com umidade relativa do ar acima de 60% processo corrosivo mais acentuado. A presena de sais em suspenso normalmente acelera os processos, razo pela qual na orla martima e sobre o mar a atmosfera muito agressiva. Quanto ao teor de gases provenientes de queima de combustveis o mais importante o SO2 que oxidada a SO3 e na presena de umidade forma o cido sulfrico, tornando as atmosferas industriais muito agressivas. 4- Corroso pelos solos a designao de corroso em estruturas enterradas. Estas estruturas so, normalmente, tubulaes, estacas metlicas, cabos de transmisso de energia e telecomunicao, tanques enterrados, etc. 5- Corroso pela gua Designa-se corroso pela gua aos processos corrosivos observados em estruturas submersas (rios, lagos e mar). As estruturas sujeitas a esta corroso so: estacas de pers, tubulaes submersas, embarcaes, instalaes de gua de refrigerao, instalaes de gerao de vapor, instalaes de tratamento e distribuio de gua.

14A presena de cidos normalmente acelera o processo corrosivo. A presena de bases em geral retarda o processo corrosivo. 6- Corroso por bactrias. Ocorre com frequncia em instalaes enterradas, tubulaes de esgoto, tanques de combustvel de aviao. Resumidamente a atuao de bactrias e alguns organismos pode ser assim explicada. Bactrias ou fungos que promovem a formao de cidos. Bactrias que oxidam composto de enxofre a cido sulfrico. Bactrias que oxidam composto de enxofre a cido sulfrico. Bactrias que provocam a despolarizao catdica So bactrias que consomem materiais protetores tais como revestimentos. Ao combinada de bactrias. 7- Corroso eletroltica So os processos corrosivos de natureza eletroqumica ocasionados em estruturas enterradas ou submersas devido ao fluxo de corrente contnua no eletrlito. As causas de fluxo de corrente contnua em um eletrlito so as mais diversas, sendo as mais comuns: mquinas de solda, trens, bondes, metrs e sistemas de proteo catdica por corrente impressa. Existem diversas designaes para as correntes dispersas no eletrlito. No Brasil as denominaes mais comuns so correntes de interferncia e correntes de fuga. 8- Corroso intergranular A corroso intergranular ou intercristalina ocorre normalmente nos aos inoxidveis. Ela pode ocorrer tambm em alumnios e cobre. A corroso intergranular se processa entre os gros da rede cristalina do material metlico, o qual perde suas propriedades mecnicas e pode fraturar quando solicitado por esforos mecnicos, tendo-se ento a corroso sob tenso fraturante. 9- Corroso intragranular A corroso se processa nos gros da rede cristalina do material metlico, o qual perdendo suas propriedades mecnicas, poder fraturar menor solicitao mecnica tendose tambm corroso sob tenso fraturante. 10- Corroso transgranular Ou transcristalina, quando o desgaste se d atravs dos gros do material. Esta forma comum nos processos de corroso sobtenso. 11-Corroso por compostos de enxofre Designa-se corroso por compostos de enxofre, principalmente aos processos corrosivos observados em unidades de processos, que utilizam petrleo contendo enxofre e queles que ocorrem devido ao condensado cido nas partes frias de equipamentos que usam combustveis com alto teor de enxofre. As chamadas partes frias so os pontos onde a temperatura inferior a do ponto de orvalho, por exemplo em chamins e condutos de gases de combusto. A ao de compostos de enxofre pode ser resumida nos seguintes casos: Ataque pelo H2S e empolamento pelo hidrognio. Fe + H2S FeS + 2H Corroso por condensado cido Em equipamentos como fornos, caldeiras, que utilizam combustveis de alto teor de enxofre, este elemento oxidado a SO2, depois a SO3 o qual na presena de umidade gera cido sulfrico. 12-Corroso graftica

15A corroso se processa no ferro fundido cinzento em temperatura ambiente e o ferro metlico convertido em produtos de corroso, revelando o grafite intacta. O grafite de ferro fundido age como rea catdica enquanto o ferro age como rea andica transformando-se em produtos de corroso. Observa-se que a rea corroda fica com aspecto escuro caracterstico da grafite, e esta pode ser facilmente retirada com esptula, colocando-a sobre papel branco e atritando-a observa-se o risco devido grafite. O ferro fundido normalmente usado para tubulaes de gua, de esgotos, drenagem, etc. 13- Corroso por dezincificao Designa-se por dezincificao ao processo corrosivo que se observa nas ligas de cobre-zinco (lates), utilizados em trocadores de calor (resfriadores, condensadores, etc.) tubulaes para gua salgada, etc.. Observa-se o aparecimento de regies com colorao avermelhada contrastando com a caracterstica colorao amarela dos lates. Do processo de corroso resulta a destruio do zinco (material mais andico) restando o cobre e produtos de corroso de cor avermelhada. 14- Corroso em concretos A corroso do concreto de grande importncia pois provoca no somente a sua deteriorao, mas tambm pode afetar a estabilidade e a durabilidade das estruturas. Designa-se corroso em concretos, aos processos corrosivos que se observa na ferragem de estruturas de concreto. A deteriorao da ferragem de concretos tanto pode ocorrer na atmosfera como em estacas cravadas no solo ou em guas. A deteriorao ocorre quando o eletrlito entra em contato com a feragem devdio a pequena cobertura da capa de cimento ou devido a permeabilidade do concreto. 15-Corroso filiforme um tipo de corroso que se processa sobre filmes de revestimentos, epecialmente de pintura, ocasionado o deslocamento do revestimento. A corroso se processa sob a forma de finos filamentos, mas no profundos, que se propagam em diferentes direes e que no se ultrapassam, pois admite-a que o produto de corroso, em estado coloidal, apresenta carga positiva, resultando a repulso. 11- VELOCIDADE DE CORROSO A velocidade com que se processa a corroso dada pela massa de material desgastado. A massa detriorada pode ser calculada pela equao de Faraday: M=e.I.t Onde m = massa desgastada ( g/cm2) E = equivalente eletroqumico do metal I = corrente de corroso ( A) T = tempo em que se observa o processo A corrente I de corroso , um fator fundamental na maior ou menor intnsidade do processo corrosivo. A corrente de corroso depende fundamentalmente de dois fatores: - Diferena de potencial das pilhas - Resistncia de contato dos eletrodos das pilhas.

16A diferena de potencial V pode ser influenciada por 2 importantes fenmenos que so discutidos a seguir os fenmenos de polarizao e passivao. A resistncia de contato R pode ser influenciada pela resistividade do eletrlito, pela superfcie de contato das reas andicas e catdicas e tambm pelos fenmenos de polarizao e passivao. A velocidade de corroso pode ser ainda influenciada por outros fatores do meio corrosivo tais como velocidades, temperatura, teor de gases dissolvidos no eletrlito.

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POLARIZAO a modificao do potencial de um eletrodo devido a variaes de concentrao, sobrevoltagem de um gs ou variao de resistncia ohmica. Os fenmenos de polarizao promovem a aproximao dos potenciais das reas andicas e catdica e produzem aumento na resistncia ohmica do circuito, tornando o processo corrosivo muito menos ativo. Devido a existncia destes fenmenos as taxas de corroso observadas na prtica so substancialmente inferiores aquelas que ocorreriam caso as pilhas funcionassem ativamente em todas as condies dos processos corrosivos. Polarizao por concentrao Este tipo de polarizao ocorre frequentemente em eletrlitos parados ou com pouco movimento. O efeito de polarizao resulta do aumento de concentrao de ons do metal em torno da rea andica e a rarefao de ons H+ no entorno da rea catdica. Polarizao por ativao Este tipo de polarizao ocorre devido a sobrevoltagem de gases no entorno dos eletrodos. Os casos mais importantes no estudo da corroso, so aqueles em que h liberao de H2 no entorno do catodo ou de O2 no entorno do anodo. A liberao de H2 no entorno do catodo denominada polarizao catdica. Polarizao ohmica A polarizao ohmica ocorre devido a precipitao de compostos que se tornem insolveis com a elevao do pH no entorno das reas catdicas. Estes compostos so principalmente carbonatos e hidrxidos que formam um revestimento natural sobre as reas catdicas. PASSIVAO a modificao do potencial de um eletrodo no sentido de menor atividade (mais catdico ou mais nobre) devido a formao de uma pelcula de produto de corroso. Esta pelcula denominada pelcula passivante. Os metais e ligas metlicas que se passivam so os formadores de pelculas protetoras. Como exemplo: Cromo, nquel, titnio e ao inoxidvel, que se passivam na maioria dos meios corrosivos, especialmente na atmosfera. Chumbo, que se passiva na presena de cido sulfrico. O ferro que se passiva na presena de cido ntrico concentrado.

17A maioria dos metais e ligas passivam-se na presena de meios bsicos, com exceo dos metais anfteros ( Al, Zn e Pb). 12- CORROSO QUMICA A corroso qumica um processo que se realiza na ausncia de gua, em geral em temperaturas elevadas ( temperatura acima do ponto de orvalho da gua), devido interao direta entre o metal e o meio corrosivo. Os processos corrosivos de natureza qumica ocorrem, em geral, em temperaturas elevadas, porque na temperatura ambiente o sistema no possui energia para reao. A corroso qumica um produto da era industrial e ocorre em equipamentos que trabalham aquecidos, tais como; fornos, caldeiras, unidades de processo, etc. Caracterstica da difuso no estado slido Os produtos da corroso nos processos qumicos formam-se por difuso no estado slido. A difuso constitui-se do deslocamento dos anions do meio corrosivo, por exemplo O2, e ctions do metal. A movimentao dos ons se d atravs da pelcula de produto de corroso e a sua velocidade cresce com o aumento da temperatura. O deslocamento pode ser dos anions no sentido metal, dos ctions no sentido do meio ou simultnea. A difuso catinica (ctions no sentido do meio) mais frequente porque os ons metlicos so, em geral menores que os anions (especialmente o O2-), tornando a passagem dos mesmos pela rede cristalina do xido mais facilitada e mais provvel. Caractersticas das pelculas protetoras As pelculas formadas em corroso qumica podero ser protetoras ou no, dependendo das seguintes caractersticas: - Volatilidade: as protetoras devem ser no volteis.. - Resistividade eltrica: as pelculas de maior resistividade eltrica oferecem maior dificuldade difuso inica. - Impermeabilidade da rede cristalina: quanto mais compacta a rede cristalina maior ser a dificuldade para a difuso - Aderncia: as pelculas mais finas so, de modo geral, mais aderentes. - Plasticidade: as pelculas muito duras fraturam com facilidade, tendendo a ser menos protetoras. - Porosidade: est intimamente ligada impermeabilidade da rede cristalina. Quanto menos porosa mais protetora a pelcula. Meios corrosivos Os principais meios corrosivos a altas temperaturas so: - Oxignio: presente nas atmosferas de modo geral. - Enxofre e gases contendo enxofre: presentes em fornos, caldeiras, unidades de processo. - Vapor de gua: em temperaturas elevadas o vapor de gua pode atacar certos metais formando xido e liberando hidrognio que pode provocar fragilizao pelo hidrognio.

18Cinzas: a queima de combustvel em fornos, caldeiras, turbinas a gs, pode provocar srios problemas de corroso devido a cinzas contendo vandio e sulfato de sdio. O vandio presente no combustvel oxida-se a V2O5 e forma eutticos de baixo ponto de fuso com os xidos do metal destruindo as pelculas protetoras das superfcies metlicas. O sulfato de sdio origina-se de reaes de SO3 com o NaCl presente no combustvel. Este sulfato de sdio reage posteriormente com os xidos formados destruindo tambm, as pelculas protetoras.

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PROTEO ANTICORROSIVA Proteo contra corroso eletroqumica Os mtodos de proteo contra corroso eletroqumica baseiam-se em impedir ou controlar o funcionamento das pilhas ou clulas de corroso. Com esse objetivo pode-se agir no metal, no meio corrosivo, nos potenciais das pilhas, no contato metal eletrlito, etc. Mtodos de proteo baseados no metal So mtodos que consistem na utilizao de metais ou ligas metlicas de maior resistncia corroso, ou mais propriamente na seleo de material metlico adequado para um determinado meio corrosivo. Dentre estes mtodos esto includos: Utilizao de metais de maior pureza. Os metais mais puros so de modo geral mais resistentes corroso, devido a ausncia das micropilhas de ao local que ocorrem em virtude de impurezas. Utilizao de ligas resistentes corroso. Alguns metais e particularmente o ao tornam-se mais resistentes corroso, devido a ausncia das micropilhas de ao local que ocorrem em virtude de impurezas. Aplicao de tratamentos trmicos para aumento da resistncia corroso. Situa-se nesse caso particularmente, a aplicao de tratamentos trmicos de alvio de tenses que aumentam a resistncia corroso de material metlico pela reduo da diferena dos nveis de tenses internas. A utilizao de ligas metlicas resistentes a corroso, constitui-se geralmente de uma soluo mais cara do que a utilizao de ao carbono com o emprego de outros mtodos de proteo anticorrosiva. Prtica de projeto So mtodos que consistem na utilizao de prticas reconhecidas como eficazes na proteo anticorrosiva de equipamentos e instalaes industriais. Todas essas prticas visam de modo geral evitar o aparecimento de pilhas de corroso, bem como assegurar um adequado controle de corroso nos casos em que torna-se absolutamente inevitvel a sua existncia. Dentre esses mtodos esto includos: - Evitar metais dissimilares: desta forma evita-se o aparecimento de pilhas galvnicas.

19Evitar frestas: desta forma evita-se o aparecimento de pilhas de aerao diferencial e concentrao diferencial. Evitar grande relao entre rea catdica e rea andica: quando existir em reas andinas e catdicas as reas andinas devem ser substancialmente maiores que as catdicas, a fim de assegurar um desgaste menor e mais uniforme nas reas andinas. Prever sobre espessura de corroso maioria dos equipamentos devem ser projetados prevenindo-se uma sobre-espessura de material que assumir durante a vida til do equipamento. Prever fcil acesso s reas susceptveis corroso para manuteno: o equipamento ou instalao deve possuir acesso s regies sujeitas a corroso, a fim de que possam ser inspecionadas periodicamente e realizados os trabalhos de manuteno necessrios. Evitar soldas bem acabadas: soldas com falta de penetrao e outros defeitos superficiais podero propiciar o acmulo de fluidos, depsito de slidos, alm de contriburem ao aparecimento de concentrao de tenses. Evitar mudanas bruscas de direo no transporte de fluidos contendo slidos em suspenso provocam eroso em regies onde haja mudanas bruscas de direo. O desgaste do material poder ser ainda mais acelerado quando o processo erosivo acompanhado de corroso. Prever drenagens de guas pluviais: as guas pluviais, ou de qualquer outra origem, quando retidas em contato com a superfcie metlica aceleram os processos corrosivos. A fim de evitar a presena de gua deve-se prever declividade nas chaparias planas e perfis, posicionar corretamente os perfis a fim de no coletarem gua, prever furos para escoamento de gua.

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Modificaes do meio corrosivo So mtodos que visam modificar a agressividade do meio corrosivo atravs e alterao nas suas caractersticas fsicas ou qumicas ou ainda atravs de adio ao meio de determinados compostos. Dentre estes mtodos encontram-se: - Diminuio de temperatura: com a diminuio da temperatura diminui-se a velocidade das reaes, tendo-se desta forma uma diminuio na agressividade do meio corrosivo. - Diminuio da velocidade do eletrlito: de modo geral, a diminuio da velocidade diminui a taxa de corroso para um determinado meio. - Emprego de desaerao: o oxignio um elemento de controle dos processos corrosivos, a sua retirada propicia uma maior polarizao das reas catdicas diminuindo com isto a agressividade do meio. - Emprego de inibidores de corroso: os inibidores so compostos qumicos que quando adicionados ao meio corrosivo diminuem a sua agressividade por um dos seguintes mecanismos: - Inibio andica (inibidores andicos) so compostos que formam produtos insolveis nas reas andicas, produzindo uma polarizao andica. Estes

20inibidores so tambm chamados de passivadores. Exemplo: hidrxidos, carbonatos, silicatos, boratos de metais alcalinos, nitrito de sdio, cromatos de potssio e sdio. Inibio catdica (inibidores catdicos)- so compostos que formam produtos insolveis nas reas catdicas, produzindo uma polarizao catdica. Exemplos: sulfato de Zn, Mg ou Ni. Inibio por barreira (inibidores por adsoro) so compostos que tm a propriedade de formar pelculas por adsoro superfcie metlica criando uma pelcula protetora sobre as reas andicas e catdicas. Exemplo: sabes de metais pesados, aminas, uria, etc.

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Revestimentos- pintura industrial So mtodos de controle de corroso baseados na utilizao de revestimentos. Os revestimentos quando aplicados sobre uma superfcie metlica constituem-se fundamentalmente em uma barreira entre o metal e o meio corrosivo. Alm dos mecanismos bsicos de barreira, os revestimentos podem dar proteo por outros mecanismos, tais como: proteo catdica, passivao andica, etc. Os principais tipos de revestimentos empregados no combate e controle da corroso so: - Revestimentos metlicos - Revestimentos no metlicos inorgnicos - Revestimentos orgnicos a) Revestimentos metlicos Consistem na interposio de uma pelcula metlica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger. Os mecanismos de proteo, das pelculas metlicas podem ser por formao de produtos insolveis, por barreira, por proteo catdica. Os processos de revestimentos metlicos mais comuns so: - Cladizao os clads constituem-se de chapas de um metal ou ligas, resistentes corroso, envolvendo um metal com funo estrutural. Os clads mais comuns usados na indstria qumica e de petrleo so: clads de ao carbono- monel, clads de ao carbono-ao inoxidvel.. - Imerso a quente: pela imerso a quente obtm-se, entre outras, as superfcies zincadas e as estanhadas. - Metalizao: consiste na deposio de metais de baixo ponto de fuso por meio de uma pistola. Por metalizao faz-se revestimento com zinco, alumnio, chumbo, estanho. - Eletrodeposio; consiste na deposio eletroltica de metais que se encontram sob a forma inica em um banho. A superfcie a revestir colocada no catodo de uma clula eletroltica. Por eletrodeposio comum revestir-se com: cromo, nquel, ouro, prata, cobre. b) Revestimentos no metlicos inorgnicos

21Consistem na interposio de uma pelcula no metlica inorgnica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger. Os mecanismos de proteo so essencialmente por barreira e por inibio andica. Anodizao: consiste em tornar mais espessa a camada protetora existente em certos metais, especialmente no alumnio. A oxidao superficial pode ser por banhos oxidantes processo eletroltico. Cromatizao: consiste na adio de cromatos superfcie metlica. A camada de cromatos aumenta a resistncia corroso. Fosfatizao: consiste na adio de uma camada de fosfatos superfcie metlica. A camada de fosfatos inibe processos corrosivos e constitui-se, em virtude da sua porosidade, em uma excelente base para a pintura. A fosfatizao um processo largamente empregado na indstria automobilstica e de eletrodomsticos. Aps o processo de limpeza por decapagem do material metlico, aplica-se a fosfatizao seguindo-se pintura. Revestimento com argamassa de cimento consiste na colocao de uma camada de argamassa de cimento com espessura da ordem de 3 a 6 mm sobre a superfcie metlica. Este revestimento muito empregado na parte interna de tubulaes e neste caso aplicado normalmente por centrifugao. c) Revestimentos orgnicos Consiste na interposio de uma camada de natureza orgnica entre a superfcie metlica e o meio corrosivo. Os principais revestimentos orgnicos so os seguintes: - Pintura industrial: um revestimento orgnico, empregado para o controle de corroso em estruturas areas. O revestimento por pintura pode ser tambm empregado para estruturas submersas que possam sofrer manuteno peridica em dique seco, tais como: navios, embarcaes, bias. S em casos especiais empregado em estruturas enterradas pela dificuldade de manuteno apresentada nestes casos. - Revestimento com borrachas: consiste no recobrimento da superfcie metlica com uma camada de borracha, utilizando-se processo de vulcanizao. - Revestimentos para tubulaes enterradas ou submersas: As tubulaes enterradas ou submersas, oleodutos, gasodutos, adutoras etc., so em geral protegidas contra corroso por revestimentos de alta espessura. O mecanismo bsico de proteo por barreira entre o metal e o meio corrosivo. Por melhor que seja o revestimento a eficincia sempre menor que um, surgindo ento, a necessidade de complementao com o uso de proteo catdica. - Revestimento com asfaltos: O revestimento com asfaltos aplicados a quente e reforados com tecidos de aninhagem muito empregado para tubulaes de gua. O asfalto apresenta como desvantagem a perda de propriedades com maior rapidez devido a oxidao e absoro de gua. - Revestimentos com fitas plsticas: As fitas plsticas so mais utilizadas em revestimentos so: fitas de polietileno, fitas de PVC, fitas de polister. Geralmente, antes da aplicao das fitas feita uma limpeza da superfcie e a aplicao de um primer vinlico. Apresentam como grande vantagem a facilidade de aplicao, porm, como a vedao precria constituem-se um revestimento de qualidade inferior.

22Revestimento com espuma rgida de poliuretana: um revestimento de alta espessura (2,5 a 5 cm). Constitui-se em um excelente revestimento anticorrosivo e deve ser empregado quando se deseja obter tambm o isolamento trmico (linhas aquecidas). PROTEO CATDICA. um mtodo de controle de corroso que consiste em tornar a estrutura a se proteger em ctodo, de uma clula eletroqumica ou eletroltica. A Proteo catdica empregada para estruturas enterradas ou submersas. No pode ser usada em estruturas areas em face da necessidade de um eletrlito contnuo, o que no se consegue na atmosfera. Seu conhecimento torna-se cada vez mais necessrio aos engenheiros e tcnicos de um modo geral, devido construo cada vez maior de oleodutos, gasodutos, tubulaes que transportam derivados de petrleo e produtos qumicos, adutoras, minerodutos, redes de gua de combate a incndios, emissrios submarinos, estacas de peres de atracao de navios, cortinas metlicas para poos de gua e de petrleo, navios e embarcaes, equipamentos industriais, tanques de armazenamento de gua, de leo, de derivados de petrleo e de produtos qumicos, cabos telefnicos com revestimentos metlicos, estacas metlicas de fundao e muitas outras instalaes importantes. Com a utilizao de proteo catdica consegue-se manter essas instalaes metlicas completamente livres da corroso por tempo indeterminado, mesmo que no seja aplicado sobre suas superfcies nenhum tipo de revestimento e que as condies agressivas do meio (solo, gua ou outro eletrlito) sejam extremamente severas. A grande virtude dessa tcnica permitir o controle seguro da corroso em instalaes que, por estarem enterradas ou imersas no podem ser inspecionadas ou revestidas periodicamente. Mecanismo O mecanismo de funcionamento da proteo catdica extremamente simples, embora a sua aplicao na prtica, exija bastante experincia por parte do projetista e do instalador do sistema. O processo corrosivo de uma estrutura metlica enterrada ou submersa se caracteriza sempre pelo aparecimento de reas andicas e catdicas na superfcie do material metlico, com a consequente ocorrncia de um fluxo de corrente eltrica no sentido convencional, das reas andicas para as reas catdicas atravs do eletrlito, sendo o retorno dessa corrente eltrica realizado por intermdio do contato metlico ente essas regies. As heterogeneidades do solo, em conjunto com as heterogeneidades existentes no material metlico, agravam os problemas de corroso, uma vez que tais variaes (resistividade eltrica, grau de aerao, composio qumica, grau de umidade) do origem, tambm, a pilha de corroso severas nas superfcies dos materiais metlicos enterrados. Dentre essas variaes, as que causam problemas mais severos so as que dizem respeito s resistividades eltricas e ao teor de oxignio. Proteger catodicamente uma estrutura significa eliminar, por processo artificial, as reas andicas da superfcie do metal fazendo com que toda a estrutura adquira comportamento catdico. Como consequncia, o fluxo de corrente eltrica anodo/catodo deixa de existir e a corroso totalmente eliminada. So trs os mecanismos que podem ocasionar a reduo da corroso quando se aplica a proteo catdica:

23O potencial do metal atinge um valor tal que, em todas as reas do metal; s ocorre um processo catdico, isto , impede-se a reao M Mn+ + ne -

- O eletrlito adjacente superfcie metlica se torna mais bsico devido reduodos ons hidrognio, H+, ou reduo do oxignio. 2 H2O + 2 e H2 + 2OHH2O + O2 + 2e 2OHNesse caso de materiais metlicos ferrosos a elevao do valor do pH, devido formao de OH-, pode servir de inibio para a corroso: A elevao do pH pode acarretar a precipitao de substncias insolveis, como o CaCO3 e Mg(OH)2, que podem depositar-se sobre o metal produzindo camada protetora. Mtodos de proteo catdica Para a obteno da proteo catdica, dois mtodos so utilizados, ambos baseados no mesmo princpio de funcionamento, que o de injeo de corrente eltrica na estrutura atravs do eletrlito. So eles a proteo galvnica ou por anodos galvnicos ou de sacrifcio e a proteo catdica por corrente impressa ou forada. Proteo catdica galvnica Neste processo o fluxo de corrente eltrica fornecido origina-se da diferena de potencial existente entre o metal a proteger e o outro escolhido como anodo e que tem potencial mais negativo na tabela de potenciais. TABELA SRIE GALVNICA PRTICA Material Magnsio comercialmente puro Ligas de Mg ( 6% Al, 3% Zn, 0,15% Mn) Zinco Liga de Al (5% Zn ) Alumnio comercialmente puro Ao (limpo) Ao enferrujado Ferro fundido ( no grafitizado) Chumbo Ao em concreto Cobre, bronze, lato Ferro fundido com alto teor de silcio Ao com carepa de laminao Carbono, grafite, coque Volt* -1,75 -1,60 -1,10 -1,05 - 0,8 - 0,50 a - 0,80 - 0,20 a - 0,50 - 0,50 - 0,50 - 0,20 - 0,20 - 0,20 - 0,20 + 0,30

24* Potenciais tpicos normalmente observados em solos neutros e gua, medidos em relao ao eletrodo de Cu/CuSO4, Valores e um pouco diferentes podem ser encontrados em diferentes tipos de solos. Os materiais utilizados, na prtica, como anodos galvnicos so ligas de magnsio, zinco ou alumnio. Como de fundamental importncia a composio da liga para o bom desempenho do anodo galvnico, procura-se adicionar elementos para que o anodo apresente as caractersticas desejadas. - potencial de corroso suficientemente negativo: razo da adio de mangans nos anodos de magnsio. - Alta eficincia do anodo: no deve conter impurezas que possam originar autocorroso ou torn-lo ineficiente. Da se procurar, em todos os anodos, manter baixos teores de ferro a presena de ferro mesmo em quantidades menores que 0,001%, nos anodos de zinco, causa a formao de um revestimento denso sobre o zinco que inibe o fluxo da corrente. A adio de alumnio e cdmio ao zinco contrabalana o efeito. - Estado ativo para que o anodo seja corrodo uniformemente, evitando que ocorra sua passivao caso da adio de mercrio ou de ndio, em anodos de alumnio. A utilizao de anodos funo das caractersticas da estrutura a proteger e do tipo de eletrlito em contato com o material metlico. A tabela a seguir, apresenta aplicaes tpicas dos anodos galvnicos. Tabela: aplicaes tpicas dos anodos galvnicos ANODOS Alumnio Magnsio Zinco APLICAESEstruturas metlicas imersas em gua do mar Estruturas metlicas imersas em gua doce, de baixa resistividade ou enterradas em solos com resistividade eltrica at 3000 ohm.cm Estruturas metlicas imersas em gua do mar ou enterradas em solos com resistividade eltrica at 1000 ohm.cm

Pela anlise da tabela verifica-se que anodos galvnicos so utilizados, normalmente, para eletrlitos de muito baixa resistividade eltrica ( at 3000 ohm.cm), uma vez que as diferenas de potenciais em jogo so muito pequenas, necessitando de circuitos de baixa resistncias eltricas para a liberao da corrente de proteo catdica. Pelo mesmo motivo a proteo catdica galvnica mais recomendada, tanto tcnica quanto economicamente, para estruturas metlicas que requeiram pequenas quantidades de corrente, em geral at 5 A. Proteo catdica por corrente impressa. Nesse processo o fluxo de corrente fornecido origina-se da fora eletromotriz de uma fonte geradora de corrente eltrica contnua, sendo largamente utilizados na prtica os

25retificadores que, alimentados com corrente alternada, fornecem a corrente eltrica contnua necessria proteo da estrutura metlica. A grande vantagem do mtodo por corrente impressa consiste no fato da fonte geradora (retificador de corrente) poder ter a potncia e a tenso de sada de que se necessite, em funo da resistividade eltrica do eletrlito. Esse mtodo se aplica proteo de estruturas em contato com eletrlitos de baixa (3.000 a 10.000 ohm.cm) mdia (10.000 a 50.000 ohm.cm), alta (50.000 a 100.000 ohm. cm) e altssima (acima de 100.000 ohm.cm) resistividade eltrica. Reaes envolvidas As reaes que e passam nos sistemas de proteo catdica so: - galvnica rea andica Mg Mg2+ + 2e Al Al3+ + 3e Zn Zn2+ + 2e rea catdica a) aerada H2O + O2 + 2e 2OHc) no aerada 2H2O + 2e H2 + 2OH- Corrente impressa ou forada rea andica H2O 2H+ + O2 + 2e ou 2Cl Cl2 + 2e Se o anodo no for totalmente inerte, poder ocorrer a oxidao do metal (M), observando-se a reao M M n+ + ne ou, em caso de anodo de grafite: C + O2 CO2 rea catdica a) aerada H2O + O2 + 2e 2OHb) no-aerada 2H2O + 2e H2 + 2OHPelas equaes das reaes na rea catdica constata-se que ocorre formao de hidrognio e de ons hidroxila, OH- , da a razo de se estabelecer, para cada sistema de proteo, a adequada corrente de proteo a fim de se evitar a superproteo. Quando se tem moderada superproteo das estruturas de ao no h maiores inconvenientes, sendo as principais desvantagens gasto de energia eltrica e aumento do consumo de anodos. Porm, em casos extremos, podem ocorrer os seguintes inconvenientes: - Liberao de hidrognio, na estrutura protegida, em quantidade tal que pode ocasionar fragilizao do ao ou empolamento do revestimento

26- Excesso de ons OH- produzido na superfcie da estrutura superprotegida ataca metais anfteros como alumnio, zinco, chumbo e estanho, acelerando assim a corroso de estruturas desses metais na rea catdica. - Quando se tem instalaes pintadas e protegidas catodicamente deve-se indicar tintas que sejam compatveis com o meio bsico, evitando-se o uso de tintas saponificveis, como as feitas com leos naturais e preferindo-se aquelas feitas com resinas vinlicas ou epxi; - A corrente que flui atravs do eletrlito, do anodo para a estrutura protegida, produz um potencial no eletrlito. Se existir outra estrutura nas vizinhanas da estrutura protegida ou dos anodos que no faa parte do sistema de proteo, aquela pode sofrer corroso nos pontos em que a corrente entra na estrutura h proteo, entretanto nos pontos em que ela sai h corroso (corrente eletroltica). Escolha do sistema de proteo catdica Para escolha do sistema a ser adotado para a proteo catdica eficiente de uma determinada estrutura metlica devem ser considerados tanto os aspectos tcnicos quanto os econmicos, sendo essa escolha funo basicamente das caractersticas da estrutura metlica a proteger (material, tipo, condies de operao, dimenses, forma geomtrica, tipo de revestimento empregado, localizao, etc.) e do meio onde ela estiver construda (solo, gua do mar, gua doce, concreto, etc.) A experincia do projetista influi decisivamente nessa definio, sendo a orientao geral abaixo de grande utilidade. Comparao entre os sistemas galvnicos e por corrente impressa Sistemas galvnico. No requer fonte externa de corrente eltrica. Em geral econmico para requisitos de corrente eltrica de at 5 A Manuteno mais simples. Possui vida limitada. Necessita de acompanhamento operacional.. Somente para eletrlito de muito baixa resistividade eltrica em geral de at 3.000 Ohm.cm. No apresenta problemas de interferncias com estruturas enterradas. No admite regulagem ou admite regulagem precria. Sistemas por Corrente impressa Sistemas por Corrente impressa Requer fonte externa de corrente eltrica. Em geral, econmico para requisitos de corrente eltrica acima de 5A Manuteno menos simples. Pode ser projetado para vida bastante longa. Necessita de acompanhamento operacional. Pode ser usado em eletrlitos com qualquer valor de resistividade eltrica, inclusive os de muito baixa resistividade. Pode apresentar problemas de interferncia com estruturas estranhas.

27Pode ser regulado com facilidade. Critrios de proteo catdica O critrio mais seguro e adotado no mundo inteiro para saber se uma estrutura metlica encontra-se protegida catodicamente consiste nas medies dos potenciais estrutura/eletrlito: tubo/solo, estaca/gua, tanques/solo, etc. Essas medies so realizadas com o auxlio de um eletrodo de referncia e a utilizao no campo das meias clulas ou eletrodos de Cu/CuSO4 (para solos) e de Ag/AgCl (para gua do mar ou eletrlitos lquidos). Uma estrutura de ao encontra-se protegida quando, com o funcionamento do sistema de proteo catdica, consegue-se obter qualquer uma das situaes seguintes: a) potenciais estrutura/eletrlito mais negativos que 0,85 V para medies com a meia-clula de Cu/CuSO4; b) potenciais estrutura/eletrlito mais negativo que 0,80 V, para medies com a meia-clula de Ag/AgCl; c) variao de no mnimo 0,30V, no campos negativo, para medies tanto com a meia-clula de Cu/CuSO4 quanto com a de Ag/AgCl. Nesse caso, torna-se necessrio que os potenciais sejam medidos antes e depois do sistema de proteo catdica ser ligado, para que a variao obtida no potencial possa ser observada. d) potenciais estrutura /eletrlito menos positivos, que +0,25V, para medies com um eletrodo de referncia de zinco; e) obteno de uma polarizao catdica de no mnimo 100mV entre a estrutura e um eletrodo de referncia estvel em contato com um eletrlito. Instrumentos A utilizao de instrumentos adequados para medies de campo e verificao das condies de funcionamento dos sistemas de proteo catdica de fundamental importncia para o sucesso do combate corroso. Os instrumentos para medies de resistividades eltricas de solos so o vibroground, geohm, instrum e megger. Os dispositivos para medies de resistividades eltricas de eletrlitos lquidos so: voltmetros com alta resistncia interna, voltmetros potenciomtricos, voltmetros registradores, ampermetors. Miliampermetros, eletrodos de referncia. Aplicaes de proteo catdica -Proteo catdica de tubulaes enterradas, (oleodutos, gasodutos, minerodutos, adutoras e redes de incndio). - Proteo catdica de tubulaes submersas (oleodutos e gasodutos lanados no mar e emissrios submarinos de esgotos) - Proteo catdica de peres de atracao de navios - Proteo catdica de tanques de armazenamento (tanques de armazenamento de petrleo, de derivados de petrleo, produtos qumicos e gua). - Proteo catdica de navios e embarcaes. - Proteo catdica de armaduras de ao de estrutura de concreto.

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