Resistncia Estrutural e Dinmica do Navio, 2 Ano 2 Semestre, 2014/2015

Corroso em Navios de Casco Duplo

Ivo Ribeiro n 10892Ricardo Rodrigues n 10628Docente: Abel Amorim

ndice

Introduo3

Corroso Qumica4

Corroso Electroqumica5

Corroso por agentes microbiolgicos5

Causas de Corroso6-7

Impacto da Corroso8

Sistemas de proteco e eficincia do navio9-13

Concluso14

Bibliografia15

Introduo:

Os navios de duplo fundo so uma tecnologia relativamente nova, e o problema da corroso, embora um factor em todo o tipo de navios, tornou-se rapidamente uma grande preocupao devido ao design deste tipo de navios.

O facto de que os tanques de carga do navio no se encontrarem em contacto directo com a gua do mar faz com que as temperaturas dos tanques permanecam mais altas durante um espao de tempo maior, consequentemente aqueendo os tanques de lastro do navio. Visto que a maior parte dos pases exportadores de petrleo se encontra em zonas do globo mais quentes, isto torna-se um problema pertinente.

Enquanto que num navio de nico fundo, devido ao arrefecimento da gua no mar, o crude seria normalmente arrefecido durante a viagem antes de ser descarregado, num navio de duplo fundo o tempo de arrefecimento dos tanques exponencialmente maior, sendo que em viagens curtas pode at nem chegar a arrefecer at temperatura do mar.

O uso de ao de alta resistncia como material nos navios de duplo fundo, embora possibilite a construo de navios com duplo fundo com um peso e capacidade de carga comparveis a um navio de nico casco, tambm trs a consequncia de que na prctica ir existir menos rea de ao para ser corrodo antes que uma fenda ou infiltrao ocorra. Outro problema deste material reside na sua maior capacidade de flexo, visto que facilita a quebra e o cair de camadas ferrugem, expondo novo ao para ser mais facilmente corrodo.

Outro problema que pode ocorrer a corroso dos tanques de lastro e tanques de carga do navio por parte de agentes microbiolgicos. Ao contrrio de navios com tanques de lastro segregados dos tanques de carga, e devido s atmosferas e temperaturas que se podem desenvolver no espao livre de um navio de duplo fundo, torna-se propcio o aparecimento de bactrias corrosivas que podem vir a alterar a resistncia estrutural do navio.

Todos estes factores apresentam um novo desafio para armadores e engenheiros navais que no tinha sido encontrado anteriormente nesta magnitude, o que torna o estudo da corroso, as suas causas e preveno importantes no futuro do transporte martimo.

Neste trabalho iremos explicar brevemente alguns deste problemas, como eles se desenvolvem e maneiras de prevenir e minimizar os danos que o efeito da corroso ter em navios de duplo casco.

2Corroso:

A corroso pode ser definida como quando um material reage ao seu meio ambiente levando perda das suas propriedades.

Num navio este processo normalmente ocorre devido a trs tipos de corroso:

- Corroso Qumica

- Corroso Electroqumica

- Corroso induzida por agentes Microbiolgicos

Tipos de corroso:

Corroso Qumica

Ocorre quando um metal atacado directamente por um agente qumico, no requerendo o contacto com a gua.

Um exemplo deste tipo de corroso seria uma viga de ao em contacto com cido sulfrico.

Outros elementos tais como o enxofre tambm atacam directamente o ao, sendo que o enxofre, sendo uma impureza do crude transportado por petroleiros, pode por vezes ser introduzido na atmosfera devido a microfendas.Corroso Electroqumica

Ocorre espontneamente quando um metal se encontra em contacto com um material electrlito. Neste caso podemos usar como exemplo o ao dos tanques do navio quando entra em contacto com a gua do mar.

Este tipo de corroso comum na natureza e depende do contacto do material com um agente conductor de energia (neste caso a gua).

Corroso por agentes Microbiolgicos

Ocorre quando a atmosfera dos tanques se encontra propcia ao desenvolvimento de bactrias corrosivas de metais.

Este tipo de bactrias podem ser normalmente encontradas nos locais mais profundos dos tanques, onde pode no haver tanto oxignio e as temperaturas possam estar mais elevadas.

Em navios de um s casco este tipo de bactrias no considerado como um risco srio, visto que a gua do mar arrefece passivamente os tanques do navio, fazendo com que a temperatura dos tanques neste navios seja, em geral, mais baixa e menos propcia ao aparecimento deste organismos.

A corroso por parte deste organismos pode ser facilmente identificada por pequenas poas cheias de material ferroso preto.

Para evitar este tipo de corroso deve ser assegurado que no existem locais onde lamas e gua estagnada se possam acumular, assim como a boa ventilao das obras vivas do navio.Causas de Corroso:

So vrias as causas da existncia de corroso em Navios, podemos dar o exemplo de uma possvel falta de revestimento protetor que, quando no aplicado, facilita a corroso corroso generalizada em todo o tanque.Pode-se tambm apontar uma utilizao excessiva de sistema de lavagem de tanques com gua, denominado de sistema COW (crude oil washing).As cargas com alto contedo de enxofre, a qualidade do gs inerte (este deve ter sempre um teor de oxignio inferior a 8%), a ligao massa inadequada de equipamentos eltricos, defeitos localizados no revestimento protetor, o material de construo do navio, como o ao empregue. O ataque de micro-organismos, estes provenientes da produo e transporte de petrleo ou resduos acumulados nos tanques de lastro. Valores altos de humidade, as altas temperaturas e a flexo de elementos estruturais do prprio navio.

Na maioria das vezes a corroso resulta de reaes eletroqumicas. Para que essas reaes se processem necessrio que se tenham dois elementos metlicos com potencial eltrico diferente ( ctodo e nodo ), em contacto com um meio eletroltico, e unidos entre si por uma cadeia condutora de eletricidade. Nestas condies h o aparecimento de uma corrente eltrica entre esses dois pontos da pea metlica, que provoca uma migrao de material do nodo, que ser portanto corrodo. Assim demonstrmos, que existe uma mirade de possibilidades de ocorrncia de pontos de corroso

Em resumo, qualquer heterogeneidade, no metal ou no ambiente em contacto com o metal, pode dar origem a reaes eletroqumicas. Exemplos destas heterogeneidades seriam:

- Material metlico

- Composio

- Presena de impurezas

- Tratamentos trmicos ou mecnicos

- Condies de superfcieCausas de Corroso Eletroqumica

- Falta de revestimento protetor

- Defeitos do revestimento protetor

- Material de construo do navio

- Manuteno e Inspees irregulares

- Falta de experincia com sistemas de duplo fundo

1- Tanque de Lastro no qual foi aplicado uma camado protetora ao longo da sua vida.

2- Tanque de Lastro no qual no foi aplicada uma camada protetora ao longo da sua vida.Impacto da Corroso:

A corroso em navios de duplo fundo apresenta uma problemtica recente no panorama da indstria naval. Muitas vezes navios com apenas 1 ano de vida til quando inspecionados apresentam j nveis de corroso comparveis com os encontrados em navios de casco nico ao fim de 5 anos.

Isto apresenta novos desafios a estaleiros e armadores, visto que quando este problema ignorado pode levar reduo substancial da vida til do navio, o que representa um investimento negativo por parte do armador, assim como possveis perigos para a tripulao e carga do navio.

Torna-se portanto importante estudar novos modelos de corroso para estes navios, de modo a conseguir encontrar um balano entre os mecanismos usados para contrariar a corroso e o custodos mesmo, para ser possvel rentabilizar os navios.

3

A imagem acima exemplifica a diferena entre um navio petroleiro de casco nico e um de duplo fundo. Qualquer petroleiro acima de 5000tons DW, tem se der equipado com duplo fundo como estipulado pela IMO.Esta tecnologia serve para minimizar o risco de derrames em caso de encalhe ou avarias, como exemplificado acima. Devido a esta estipulao da IMO importante estudar o problema da corroso de maneira a rentabilizar ao mximo este tipo de navios.Sistemas de proteo e eficincia do navio

Existe uma anlise tecno-econmica que predomina na altura da escolha do tipo de proteo a ser utilizada, todo o projeto de um navio deve ter em conta as vantagens e desvantagens, custo, manuteno e viabilidade tcnica de cada sistema.

Isto de especial interesse em navios de duplo fundo, visto estes serem uma tecnologia relativamente recente, em especial no que toca corroso pois os modelos de corroso para navios de casco nico no se aplicam a navios com duplo fundo.

Um dos aspetos desta anlise recai sobre a construo do prprio navio. Devido existncia do duplo fundo, ser necessrio mais metal na sua construo, no entanto importante assegurar que estes navios so capazes de transportar o mesmo volume de carga e conseguirem ter um peso e classificao equivalente a navios de casco nico. Para este efeito ir ser utilizado ao de alta resistncia que, embora seja capaz de aguentar com momentos fletores maiores, o que permitir a utilizao de ao menos espesso, esta reduo em espessura ir ter a contrapartida de existir menos ao a ser corrodo at que falhas estruturais possam ocorrer.

por isso de mxima importncia assegurar a boa manuteno e inspeo das obras vivas do navio, onde a hiptese de corroso maior e os acessos mais difceis, de modo a prevenir e combater qualquer corroso aumentando assim a tempo de vida til do navio.

Entre os principais mtodos de proteo encontram-se:

- Revestimento

- Galvanizao

- Pintura (Querena e linha de gua)

- Proteo catdica - Limpeza da Querena

Revestimento

Consiste em cobrir o metal com um metal mais resistente corroso. Para isso so utilizados metais mais nobres como por exemplo, o Alumnio (Al), Cromo (Cr) e Titnio (Ti).

Galvanizao

Neste mtodo utilizado um metal mais eletropositivo para fazer o revestimento.

Um bom exemplo o caso do Zinco, que por ser mais eletropositivo que o ferro, protege a estrutura enquanto existir. Este revestimento feito aps as chapas serem laminadas, e aplicado nas partes submersas do navio.

usado em conjunto com a proteo catdica, quanto melhor o revestimento, menor ser o custo da proteo catdica.

Pintura

A pintura tem como objetivo primordial isolar o metal protegendo-o de agentes corrosivos, possui contudo uma serie de caractersticas importantes tais como facilidade de aplicao e de manuteno, a sua relao custo/benefcio atraente e ainda proporcionar outras propriedades adicionais, tais como:

Finalidade esttica, sinalizao de estruturas ou de equipamentos, identificao de fluidos em tanques ou tubulaes, auxlio na segurana industrial, impedir a incrustao de microrganismos marinhos nos cascos das embarcaes, permitir maior ou menor absoro de calor, diminuio da rugosidade superficial e identificao de falhas em isolamento trmico de equipamentos.Pintura da querena

A querena pinta-se com duas tintas especiais que secam rapidamente. A primeira demo dada com tinta anticorrosiva especial, designada por tinta de fundo n1, para proteger o ferro da oxidao. Por cima dela, depois de estar bem seca, d-se uma demo de tinta antivegetativa ou tinta de fundo n2, destinada a evitar o desenvolvimento das vegetaes e moluscos, pois contm, xidos de mercrio e de cobre que so venenosos para os limos, algas e mariscos.Deve notar-se que a tinta antivegetativa produz corroso da chapa se for aplicada directamente, sem a interposio da tinta n1. importante, pois, que a tinta n1 seja aplicada cuidadosamente, para que cubra perfeitamente o metal e encha bem os poros das chapas.

Pintura da linha de gua

A regio do costado entre a linha de +agua carregada e a leve particularmente difcil de preservar contra a corroso, por ser a mais castigada com as atracaes e tambm pela dificuldade de conseguir tintas anticorrosivas e antivegetativas que se conservem igualmente bem ao ar e debaixo de gua. AS tintas de fundo, com efeito, no se conservam bem ao ar, muito especialmente a tinha n2; por outro lado, as tintas de leo no so prprias para permanecer debaixo de gua, porque se desagregam e no tem propriedades antivegetativas.A tinta aplicada nesta zona vai se chamar tinta de linha de gua e contm a propriedade de resistir igualmente bem no ar e na gua, sendo ao mesmo tempo anticorrosiva e antivegetativa.

Proteo catdica

A proteo catdica pode ser produzida de duas maneiras:

- Corrente impressa

- nodos de sacrifcio (tambm conhecida como galvnica)

Proteo catdica por corrente impressa

Consiste em injetar eletres na estrutura a proteger com auxlio de uma fonte de corrente, de maneira a diminuir o seu potencial.

Proteo por nodos de sacrifcio

Consiste em fixar uma estrutura a um metal menos nobre que se comportar como nodo, a estrutura sendo ctodo, segundo o mesmo princpio descrito para a corroso galvnica.

Limpeza da querena

Para preservar a querena da oxidao e impedir a aderncia e o desenvolvimento das vegetaes e moluscos, limpa-se e pinta-se periodicamente (semestralmente, conforme os cuidados que o casco requer e a qualidade da tinta aplicada).O trabalho faz-se em doca seca ou em plano inclinado, convindo limpar medida que a gua vai baixando, pois desde modo as vegetaes soltam-se mais facilmente do que quando se deixam secar. Para limpeza usam-se escovas de piaaba ou de arame ou mesmo raspas, conforme a natureza das aderncias. A limpeza dos cascos de chapa zincada deve fazer-se com escovas de piaaba e jactos de gua, evitando-se o mais possvel o emprego de escovas de arame e raspadeiras.Aps a limpeza da querena se decidir a raspagem total ou parcial da tinta velha. Algumas vezes basta raspar certas reas suspeitas ou com indcios de oxidao, ponto o metal a nu com raspas e picadeiras e escovando com escovas de arame. Mas se a tinta est mal conservada ou se h vrias camadas de tinta, deve raspar-se toda a querena. Havendo corroses, convm ench-las com massa de alvaiade.Modernamente est a usar-se a limpeza do fundo por processo especial, utilizando jacto de areia hmida.Uma vez limpa a querena, procede-se pintura com tintas submarinas.

A seguinte tabela apresenta diferentes tipos de corroso que podem ocorrer, assim como as suas causas, efeitos e sistemas de proteo usados, de maneira compreensvel e sucinta.

Tipo de corrosoCausaEfeitos/ImpactosSistemas de proteo

CorrosoUniformeExposio direta do ao carbono a um ambiente agressivo e falta deum sistema protetor.Consiste numa camada visvel de xido de ferro pouco aderente que se forma em toda a extenso da matria. caracterizada pela perda uniforme de massa e consequente diminuio da seco transversal da pea.Dependendo do grau de deteriorao da pea: limpeza superficial com areia e renovao da pintura antiga. Em corroses avanadas; reforo ou substituio dos elementos danificados. Inspeo regular da estrutura com uso de ligas especiais como ao inoxidvel.

CorrosoGalvnicaFormao de uma pilha eletroltica quando utilizados metais diferentes em contacto. Transmisso de energia entre elementos galvanizados.Corroso da superfcie do metal e formao de ferrugem.Isolamento dos metais ou utilizao de ligas com valores prximos na srie galvnica.Proteo catdica comrecurso a metais de sacrifcio.

CorrosoSob TensoSoma de tenso e trao e um meio corrosivo. Ex: encruamento, soldagem, tratamento trmico. Microfissuras que catalisam um rompimento brusco da pea antes da perceo do problema.Devido aos efeitos fletores do navio, aliado ao factode navios a duplo fundo recorrerem a ao de alta tenso, as camadas protetoras e qualquer oxidao do ao j formado podem quebrar, expondo ao novo atmosfera que ser corrodo mais facilmente.Revestimentos resistentes, manuteno e pintura do material regularmente.

Concluso/Reflexo

A corroso no devidamente controlada, prevenida e posteriormente extinta pode causar limitaes de operacionalidade, diminuio de tempo de vida do navio e pode custar ao armador tempo em estaleiro e consequentemente um encargo financeiro negativo.Diferentes navios aplicam diferentes mtodos de combate e proteo corroso. Para muitos tipos de corroso existem mtodos de proteo transversais.

As inspees regulares e detalhadas, revelam ser o mtodo essencial para prevenir a corroso. Se detetada previamente, as suas avarias podem ser minimizadas.O primeiro sistema de proteo contra a corroso inicia-se logo na elaborao do projeto do navio onde so estudados os melhores materiais de acordo com as suas caratersticas qumicas, fsicas e mecnicas:

- Compatibilidade

- Geometria dos componentes

- Mtodos de proteo

- Facilidade de manuteno

- Fatores mecnicos

- Fatores econmicos

A compatibilidade dos materiais revela-se importante devido possibilidade de ocorrer fenmenos como a inverso de polaridade, transferncia de partculas do metal para o fluido, contacto direto entre metais dissimilares e resistncia dos materiais aos momentos fletores do navio. Ainda relativamente compatibilidade deve-se usar isolamentos com o metal mais nobre com a rea menor do galvnico.A geometria dos componentes deve ser feita de forma a evitar-se geometrias complexas, quer interior ou exteriormente, pois as geometrias devem ser executadas de modo a facilitar a manuteno.

Como j foi referido a tecnologia dos navios de duplo fundo ainda relativamente recente, sendo que a corroso em navios de duplo fundo apresenta um desafio importante e de difcil resoluo.Por enquanto a melhor soluo para este problema continua a ser uma boa manuteno do navio e uma maior sensibilizao da tripulao para esta problemtica de modo a maximizar a vida til do navio.

Bibliografia

- Corrosion in Double Hull Tankers. (2004). Tanker Operator .- DeCola, E. (2009). A review of Double Hull Tanker oil spill prevention considerations.-Gabriel, V., Oliveira, C., Soares, K., Vitor, F., Ramos, C., Silva, W., et al. Corrosao final sem formatao. UEZO Construo Naval e Offshore.- Insight, M. Single Hull vs Double Hull Tankers.- OCIMF. (2003). Double Hull Tankers - Are they the answer?- Organization), I. (. (2008). MARPOL.