12_aula corrosão tanque e purgadores

8/19/2019 12_Aula Corrosão Tanque e Purgadores

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CORROSÃO, TANQUE EPURGADORES


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Corrosão - IntroduçãoTodos os metais e ligas estão sujeitos à corrosão. Não há nenhum

material que possa ser empregado em todas as aplicações. O ouro,

por exemplo, conhecido por sua excelente resistência à ação da

atmosfera, será corroído se exposto ao mercúrio, em temperatura

ambiente. Por outro lado, o ferro não é corroído por mercúrio, mas

enferruja rapidam ente em presen ça do ar atmosférico. A maioria dos

componentes metálicos deteriora-se com o uso, se em exposição a

ambientes oxidantes ou corrosivos. Como é impraticável eliminar a

corrosão, o segredo de um bom projeto de engenharia, geralmente,

está nos processos de controle da corrosão. Corrosão pode ser

definida como a deterioração, que ocorre quando um metal reage com

o meio ambiente.


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Corrosão - Introdução

Com o avanço tecnológico ao longo das ultimas décadas

dispõe-se de uma vasta gama de materiais; metais e ligas,polímeros, madeira, cerâmica e compósitos destes materiais. A

seleção de um material apropriado para uma determinada

aplicação é de responsabilidade do projetista. Não existemregras gerais de escolha de um determinado material para uma

finalidade específica. Uma decisão lógica envolve a

consideração das propriedades relevantes, disponibilidade nomercado, custo relativo, etc., de uma variedade de materiais. Na

decisão final freqüentemente pesam mais os aspectos

econômicos do que os tecnológicos.


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Até há pouco tempo, o termo corrosão era usado para

descrever um determinado tipo de deterioração dos metais, não

se aplicando a materiais não metálicos. Entretanto, de acordo

com a conceituação mais moderna, entende-se por corrosão a

deterioração dos materiais pela ação do meio. Expresso desta

forma, o conceito abrange materiais metálicos e não- metálicos,

por exemplo alguns problemas que incidem no concreto,

seguem mecanismos similares aos que ocorrem na corrosão.


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O termo “corrosão” pode ser definido como a reação do metal

com os outros elementos do seu meio, no qual o metal é

convertido a um estado não metálico. Quando isto ocorre, o

metal perde suas qualidades essenciais, tais como resistência

mecânica, elasticidade, ductilidade e o produto de corrosão

formado é extremamente pobre em termos destas propriedades.


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Corrosão - IntroduçãoEm geral, nos processos de corrosão, os metais reagem com oselementos não-metálicos presentes no meio, particularmente ooxigênio e o enxofre, produzindo compostos semelhantes aosencontrados na natureza, dos quais foram extraídos.

Figura 1 - O ciclo dos metais


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Segundo [FONTANA, 1987] a corrosão pode ser classificada como

corrosão seca (mecanismo químico) ou aquosa (mecanismo

eletroquímico). A corrosão seca ocorre na ausência da fase liquida ou

acima do ponto de orvalho do ambiente. Vapores e gases são

usualmente os agentes deste tipo de corrosão. Corrosão seca é mais

freqüentemente associada com alta temperatura como por exemplo

aço atacado por gases de fornos. A corrosão aquosa ocorre na

presença da fase liquida, que pode ser a água ou não, e é neste

mecanismo que grande parte da corrosão ocorre. A presença de

pequenas quantidades de umidade pode levar a ocorrer corrosão.


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Corrosão – Tipos

Tipos de corrosão podem ser apresentados considerando-se a

aparência ou forma de ataque, bem como as diferentes causas da

corrosão e seus mecanismos. Assim, pode-se ter corrosão segundo:

– a morfologia: uniforme, por placas, alveolar, puntiforme ou por pite,

intergranular (ou intercristalina), intragranular (ou transgular ou

transcristalina), filiforme, por esfoliação, grafítica, desincificação, em

torno do cordão de solda e empolamento pelo hidrogênio;

– as causas ou mecanismos: por aeração diferencial, eletrolítica ou por

correntes de fuga, galvânica, associada a solicitações mecânicas

(corrosão sob tensão fraturante), em torno de cordão de solda, seletiva

(grafítica e desincificação), empolamento ou fragilização pelo

hidrogênio;


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Corrosão - CaracterísticasA característica da forma de corrosão auxilia bastante no

esclarecimento do mecanismo e na aplicação de medidasadequadas de proteção, daí serem apresentadas a seguir as

características fundamentais das diferentes formas de

corrosão: – uniforme;

– por placas;

– alveolar;

– puntiforme ou por pite;

– intergranular;

– em torno de cordão de solda.


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Formas de Corrosão


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Corrosão – Tipo Uniforme

É uma forma de corrosão bastante comum e consiste normalmente de

uma reação química ou eletroquímica que ocorre uniformemente sobre

toda a superfície exposta. Em vista disso, o metal torna-se mais fino,

podendo eventualmente sofrer uma ruptura. Exemplos de corrosão

uniforme:

- uma peça de aço ou zinco imersa em ácido sulfúrico diluída,

geralmente dissolve a uma taxa uniforme sobre toda a superfície.

- uma chapa de aço aquecida a altas temperaturas.


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Corrosão – Tipo em Placas

A corrosão localiza-se em regiões da superfície metálica e não em

toda sua extensão, então se formam placas com escavações


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Corrosão – Tipo Alveolar

A corrosão ocorre na superfície

metálica, produzindo sulcos ou

escavações – semelhantes a alvéolos

– que apresentam fundo arredondado

e profundidade, em geral, menor que

o seu diâmetro.


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Corrosão – Tipo Puntiforme (Pite)

É uma forma de corrosão muito localizada, apresentando um ataque

muito intenso em áreas de ordem de , permanecendo o metal ao seu

redor, sem sofrer corrosão. Alguns pesquisadores estimam que o

ataque nos pite pode ser da ordem de 30.000 a um milhão de vezes

mais rápido do que no restante da superfície. A forma como um pite

se apresenta varia e pode ser visualizada na Figura abaixo:


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Padrões para classificaçãode pites


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Corrosão – Tipo Cordão de Solda

Forma de corrosão que se observa em torno de cordão de

solda. Ocorre em aços inoxidáveis não-estabilizados ou com

teores de carbono maiores que 0,03%. A corrosão é

evidenciada intergranularmente.


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Corrosão – Tipo Galvânica

Existe uma diferença de potencial entre dois metais diferentes quandoimersos em um meio corrosivo. Se eles estiverem em contato, essadiferença de potencial produz um fluxo de elétrons entre eles. Dessaforma, o metal menos resistente ( mais negativo) torna-se anódico e écorroído, enquanto que o metal mais resistente torna-se catódico e nãosofre corrosão significativa.

Corrosão galvânica em tubulação enterrada no solo


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Corrosão – Mecanismos de Corrosão

No estudo dos processos corrosivos, devem ser sempre

consideradas as variáveis dependentes do material metálico,

do meio corrosivo e das condições operacionais, pois o

estudo conjunto dessas variáveis permitirá indicar o material

mais adequado para ser utilizado em determinados

equipamentos ou instalações. Dentre essas variáveis, devem

ser consideradas as seguintes:


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Corrosão – Variáveis do Processo CorrosivoMaterial metálico – composição química, presença de

impurezas, processo de obtenção, tratamentos térmicos emecânicos, estado da superfície, forma, união de materiais

(solda, rebites, etc.), contato com outros metais.

Meio corrosivo – composição química, concentração,

impurezas, pH, temperatura, teor de oxigênio, pressão.

Medições operacionais – solicitações mecânicas, movimento

relativo entre material metálico e meio, condições de imersão

no meio (total ou parcial), meios de proteção contra a

corrosão, operação contínua ou intermitente.


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Corrosão – Métodos de Controle

Um dado metal pode ser satisfatório em um certo meio e praticamente

ineficiente em outros meios. Por outro lado, várias medidas podem ser tomadas no sentido de minimizar a corrosão: – no caso de se

utilizarem metais diferentes, deve-ser tentar isolá-los eletricamente; –

minimizar a superfície de contato;

– evitar frestas, recessos, cantos vivos e cavidades;

– dar bom acabamento superficial às peças;

– submeter as peças a um recozimento de alívio de tensões internas;

– usar juntas soldadas no lugar de juntas parafusadas.


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Corrosão – Métodos de Controle Operacional

Além destas medidas mais ligadas a projeto, há métodos específicos

para reduzir ou inibir a corrosão em suas várias formas:

a) Isolar o metal do meio agressivo, através do uso de

revestimentos orgânicos inertes (tintas) ou de revestimentos com

metais mais nobres.

b) Inibição da reação catódica ou da reação anódica através de

agentes chamados inibidores, que reagem com os produtos da

corrosão e formam camadas impermeáveis nas superfícies doseletrodos;

c) Métodos elétricos (proteção catódica e proteção anódica).


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Corrosão Ânodo e Cátodo

- Ânodo : Fornece os elétrons (aço carbono)

- Cátodo : Recebe os elétrons (Hidrogênio, sais do mar, etc\)


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Corrosão – Revestimentos : TintasEntre os revestimentos usados, destacam-se as tintas, esmaltes

vítreos, plásticos, películas protetoras e os revestimentos metálicos.As tintas constituem o mais importante dos revestimentos. Como, em

geral, são permeáveis ao ar e à umidade, as tintas são misturadas a

pigmentos como zarcão, cromato de chumbo e cromato de zinco, que

contribuem para uma inibição da corrosão (em alguns casos,

apassivam a superfície metálica subjacente). Os esmaltes vítreos ou à

base de porcelana podem ser usados nos casos em que se necessite

de resistência à abrasão. Há outros métodos de se obter uma camadaimpermeável sobre a superfície metálica, incluindo o uso de

termoplásticos (por exemplo, PVC em aço) e plásticos termofixos (por

exemplo, Araldite em magnésio).


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Corrosão – Revestimentos : Tintas com Pós

É também grande o uso de tintas com pós metálicos, como

zinco e alumínio. No caso, há uma p ro teção s ac ri fi c ial

(q u a n d o o z i n c o constitui cerca de 95% do peso da tinta), ou

seja, o zinco dissolve-se eletroquimicamente, quando a

umidade penetra na superfície (normalmente, de ferro ou de

aço), e comportando- se como ânodo em relação ao ferro ouaço.


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Corrosão – Revestimentos : Esmaltes Vítreos

Os esmaltes vítreos ou à base de porcelana podem er

usados nos casos em que se necessite de resistência à

abrasão. Há outros métodos de se obter uma camada

impermeável sobre a superfície metálica, incluindo o uso de

termoplásticos (por exemplo, PVC em aço) e plásticos

termofixos (por exemplo, Araldite em magnésio).


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Corrosão – Revestimentos Metálicos

Os revestimentos metálicos podem ser aplicados por

difusão no estado sólido, por explosão (c l ad d i n g ), p o r im ers ão a q u en te e por eletrodeposição.

Exemplos do primeiro método são os revestimentos obtidospela difusão de alumínio, zinco, cromo e silício. O processode co-laminação permite obter revestimentos de camadasrelativamente espessas de metais, como o aço inox em açocarbono.

O material composto é obtido com o propósito de aliar aresistência à corrosão superior do metal de revestimento àsboas propriedades mecânicas do material revestido


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Corrosão – Revestimentos Metalicos: Imersão à Quente

O método de imersão a quente no metal (protetor) fundido

requer o uso de um metal de baixo ponto de fusão.

Zinco, estanho, chumbo (ou liga Pb-Sn) e alumínio são

comumente utilizados.

A espessura das camadas situa-se na faixa de 3 a 150 μm; as

camadas mais espessas (para corrosão sacrificial) são dezinco, enquanto as mais finas são de estanho (por causa de

seu alto custo).


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Corrosão – Revestimentos Metalicos: Eletrodeposição

O método mais importante de revestimento é a eletrodeposição, pelo

rigoroso controle que permite da camada obtida.Os metais utilizados neste método são estanho, zinco, cobre, níquel e

cromo, além dos metais preciosos.

O método utiliza, como ânodo, o metal a ser depositado e, como

cátodo, a peça a ser revestida, imersos em um eletrólito, que contém

o metal de revestimento, usualmente, em solução ácida.

Os revestimentos obtidos por imersão a quente apresentam, por

outro lado, a desvantagem de fraca aderência e ductilidade (naimersão a quente, ocorre a formação de fases intermediárias,

freqüentemente frágeis).


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Corrosão – Métodos de Proteção : Metal de Sacrifício

Dois métodos elétricos de proteção contra a corrosão podem ser utilizados: proteção catódica e proteção anódica.

A aplicação da proteção catódica consiste em fazer com que apeça metálica, como um todo, comporte-se como o cátodo,protegendo-a da corrosão. Fer ro (A ço ) :

recebe os elétronsdo Mg.

Mag n és io : doaelétrons para oaço, impedindosua oxidação.O magnésio é

consumido edepois é trocadopor outra peça.


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Corrosão – Métodos de Proteção : Metal de Sacrifício

A contracorrente, criada na própria célula ou nela introduzida a

partir de uma fonte externa, é suficiente para anular o efeito de

correntes de corrosão.

O magnésio é anódico em relação ao aço e se corrói,preferencialmente,. O ânodo é denominado ânodo de sacrifício,

pois é consumido gradualmente, para que o aço seja protegido.

Os ânodos são colocados a intervalos regulares ao longo datubulação, para assegurar uma distribuição uniforme da

corrente.


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Corrosão – Revestimentos Metálicos: Eletrodeposição

No caso de usar uma fonte externa de corrente, não há necessidade de que o

ânodo seja consumível, e as correntes necessárias para cada situação sãodeterminadas empiricamente.

A figura ilustra o caso de proteção de um tanque de aço subterrâneo pelo

uso de corrente externa.

Meios corrosivos fortes, como ácidos quentes, exigem correntes

excessivamente altas, enquanto que correntes muito mais fracas são

necessárias para proteger o aço em ambientes corrosivos menos severos

(por exemplo, o concreto).

A Tabela 4 apresenta alguns valores típicos de correntes protetoras para

peças de aço. O segundo método de proteção elétrica – chamado p ro teção

anódica – com um elevado custo de instalação.


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Corrosão – Revestimentos Metálicos: Eletrodeposição

A Tabela 4 apresenta alguns valores típicos de correntes protetoras

para peças de aço. O segundo método de proteção elétrica – chamadop ro teção an ód ic a – co m u m elevado custo de instalação.

Estrutura Ambiente Condições Densidade de

corrente mA/m2

Tanque H2SO4 quente estático 500.000

Tubulações e tanques Subterrâneo (solo) Estático 10-30

Tubulações Água doce Corrente 50-100

Aquecedores de água Água doce, quente Movimento lento 10-30

Estacas Água do mar Movimento da maré 60-80

Barras de concreto armado Concreto Estático 1-5


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Tanques – Finalidades

Os tanques têm fundamental importância para o

processamento de petróleo. Neles são estocadas as cargas

para as unidades de processo e seus derivados. São

utilizados também para estocar insumos para o

processamento (óleo combustível, amônia, metanol, etc.).


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Tanques – Classificação quanto a Função

Tanques de ArmazenamentoDestinados ao estoque de produtos de alimentação, produtosderivados e insumos à pressão atmosférica.

Tanques de ResíduoProdutos fora de especificação ou provenientes de operações

indevidas são enviados para estes tanques, onde aguardam oreprocessamento.

Tanques de MisturaUsados para obtenção de misturas de produtos, ou produtos e

aditivos.Exemplo: – Tanques de gasolina; – Tanques de soluções cáusticas.


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Tanques – Classificação quanto ao Tipo de Teto

Quanto ao tipo de teto, os tanques são classificados

em:

– Tanque de teto fixo, e

– Tanque de teto flutuante.


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Tanques – Teto Fixo

Normalmente, possuem uma estrutura de sustentação do teto

que varia em função do tamanho do mesmo.

O tipo de teto fixo mais utilizado em refinarias de petróleo é o

de teto cônico (em forma de um cone voltado para cima com o

vértice no centro)

São utilizados somente para os derivados de petróleo mais

pesados (asfalto, gasóleo, óleo diesel, etc.) e para produtos

químicos (soda cáustica, amônia, etc.).


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2

1

1 Aquecedor tipo Radiador2 Suspiro


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Os tanques de teto flutuante são utilizados para

armazenamento de produtos com frações leves (petróleo,

naftas, gasolinas, etc.). O teto flutuante no produto

armazenado evita a formação de espaço com vapor.


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01. Teto Flutuante;02. Flutuador;03. Pé de Apoio do Teto;04. Dreno do Teto;05. Câmara de Vedação;06. Escada Móvel do Teto;

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67

8 9

10

11

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07. Anel de Reforço do Costado;08. Agitador;09. Indicador de Nível;10. Bóia;11. Dreno Tipo Sifão;12. Tubo para Medição


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Tanques – Acessórios

Os tanques possuem diversos acessórios, tais como :

1 - Respiração

Alguns tanques pequenos de teto fixo possuem uma conexão

com ou sem válvula, no teto aberta direcionado para

atmosfera. Esta conexão visa evitar a formação de vácuo ou

pressão durante as operações de recebimento ou envio e

apresenta uma tela para evitar a entrada de chama ocasional.


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Tanques – Válvulas de Pressão e VácuoSeu uso é obrigatório em tanques de teto fixo. Tem a função de evitar a

formação de vácuo ou pressão alta durante as operações. Nestes

tanques, o vapor está em equilíbrio com o líquido. À noite, com a

redução da temperatura, há entrada de ar, enquanto, durante o dia,

essa válvula propicia a saída de ar + vapores devido à elevação da

temperatura.

Alguns tanques pequenos de teto fixo, possuem um sistema que evita

a formação de vácuo. Esse sistema é usado, quando há possibilidade

de formação de mistura explosiva dentro do tanque, devido à pequenaquantidade de vapores de hidrocarbonetos. Normalmente, esses

tanques armazenam produtos não inflamáveis, que, no entanto, podem

estar contaminados por pequenas quantidades de hidrocarbonetos.


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Tanques – Agitador

Dispositivo cuja finalidade é movimentar o produto, a fim dehomogeneizar as misturas de petróleo, gasolinas, entre outras.

Normalmente, essa homogeneização é feita pela agitação do

produto, por meio de uma hélice, acoplada a um eixo acionado

por um motor elétrico.


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Tanques – Sistema de Aquecimento

Utilizado para aumentar a fluidez de alguns produtos de petróleo

sujeitos a congelamento, em condições de temperatura ambiente.

Esse aquecimento é feito através de serpentinas de vapor.


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Tanques – Isolamento Térmico

Sua finalidade, é diminuir a perda de calor nos tanques de

produtos aquecidos. Normalmente, são isolados os tanques de

asfalto e resíduos de vácuo, pois operam em alta temperatura.

Raros são os tanques que utilizam isolamento térmico

externamente em função do alto custo do investimento e da

manutenção dos mesmo.


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Tanques – Sistema de Medição

Este sistema consta de uma bóia que flutua com o nível doproduto, ao longo de dois fios que servem como guia. O centro da

bóia é ligado a uma trena, que, após passar por uma série de

roldanas, apresenta a leitura direta num visor colocado

externamente no tanque.

Os tanques da área de transferência e estocagem normalmente,

são dotados do sistema de “TELEMETRIA”. Este sistema é o mais

moderno e possibilita a leitura, à distância, do nível e datemperatura do produto.


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Tanques – Sistema de Medição

A medição deve ser feita com toda a precisão, pois um erro

de milímetros, pode representar uma diferença bastante

significativa no volume.

A aferição desses sistemas é feita por meio de trena, a

prumo, que se faz descer manualmente através do tubo de

medição. Nesse caso, usa-se uma pasta especial que

acusará uma marca bem clara da interface água-

hidrocarboneto.


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Tanques – Diques

A finalidade do dique é conter um possível vazamentogrande, com ou sem incêndio, evitando dessa forma que se

alastre para outras áreas. Por norma de segurança, todos

os tanques destinados a armazenar produto inflamável,

tóxico ou químico são dotados de diques. O volume do

dique tem que ser, no mínimo, igual ao do tanque.


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Purgadores - Introdução

Purgadores são equipamentos utilizados para eliminar condensados das tubulações que transportam vapor ou ar comprimido. Os bons purgadores além deremover condensado, removem também o ar e outrosgases incondensáveis que possam existir.

O aparecimento de condensado em tubulações devapor pode se dar devido à perda de calor para o meioambiente, arraste de gotículas, colocação em operaçãode determinado trecho de tubulação fria ou trechos detubulações bloqueadas.

O aparecimento de condensado em tubulações de ar comprimido ocorre em conseqüência da condensaçãoda umidade do ar ou do arraste do óleo de lubrificaçãodos compressores.


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QUESTIONÁRIO

1) O que é corrosão?2) Quais os tipos de corrosão?

3) Como pode ser protegido os metais contra a

corrosão?4) O que é proteção catódica?

5) Quais os tipos de Tanques?

6) O que são purgadores?7) quais os tipos ?

8) O que são separadores?


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FIM

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