aula 8 - corrosão

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O CORROSO

Anlise de Falhas UFPR Prof. Scheid

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CORROSO Definies

a corroso o processo inverso da metalurgia extrativa, em que o metal retorna ao seu estado original, ou seja, ao minrio do qual foi extrado. (limitao: Ouro)

(b) Metal Refinado

Produto Final

(d) Reciclagem

(c) Corroso

Produto de Corroso

Tempo

Ener

gia

Minrio

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CORROSO Definies

a corroso a destruio ou inutilizao para o uso de um material pela sua interao qumica ou eletroqumica com o meio em que se encontra. (limitao: metais que passivam (Al, Ti, Aos Inoxidveis, ...) no ficam inutilizados, pelo contrrio, formam barreira protetora).

corroso a transformao de um material pela sua interao qumica ou eletroqumica com o meio em que se encontra.

interao qumica

ou eletroqumica

Material + Meio Produto de Corroso + E

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CORROSO Definies

corroso a transformao de um metal em um on metlico pela sua interao qumica ou eletroqumica com o meio em que se encontra.

interao qumica

ou eletroqumica

Me0 + Meio MeZ+ + Energia

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CORROSO Definies Os processos de corroso em metais so resultantes de reaes de oxi-reduo. As reaes de oxi-reduo podem ser de natureza qumica ou eletroqumica.

Natureza qumica:

A reao de oxi-reduo de natureza qumica se o doador de eltrons (tomos do metal) e o receptor de eltrons (espcie presente no meio) estiverem no mesmo local, ou seja, num mesmo ponto da superfcie, de tal forma que a transferncia de eltrons acontea diretamente do doador ao receptor. Ex. Corroso em compostos orgnicos sulfurados.

Natureza Eletroqumica:

Neste processo, a reao de perda de eltrons do tomo metlico ocorre em lugar diferente daquele em que a espcie do meio recebe os eltrons, independentemente da distncia entre os locais. Neste caso, o local onde o metal perde eltrons o nodo e onde o meio recebe o ctodo. Exs: Corroso em meio aquoso, em solventes orgnicos, altas temperaturas, entre outros.

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CORROSO Definies

Ilustrao esquemtica da oxidao do ao na presena de oxignio (Panossian).

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CORROSO Definies

O estudo da corroso bastante complexo, o que faz com que algumas divises sejam feitas a fim de facilitar a abordagem como, por exemplo:

1- pelos metais especficos, estudando pelas ligas como os aos, cobre e suas ligas, zinco, alumnio, etc.

2- pelos meios de exposio, estudando a corroso atmosfrica, corroso pelo solo, corroso em meio aquoso, corroso em cidos inorgnicos, etc.

3- pelo tipo, como se manifesta, podendo-se citar a corroso generalizada, galvnica, por concentrao diferencial, em frestas, por pite, intergranular, seletiva, sob tenso, sob fadiga, corroso-eroso.

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CORROSO Aspectos econmicos, ambientais e sociais

Os custos associados corroso podem ser divididas em dois tipos:

1- Custos Diretos:

Referem-se aos custos corretivos (substituio de estruturas, equipamentos, tubulaes corrodos) e preventivos (adoo de materiais mais resistentes corroso, inibidores de corroso, revestimentos protetores, proteo catdica).

2- Custos Indiretos:

Referem-se interrupo da atividade em unidades de produo, unidades geradoras de energia, perdas de produto como petrleo, gs, gua, entre outros devido a vazamentos causados pela corroso.

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As perdas relacionadas corroso so amplamente estudadas e avaliadas.

Estudos Norte Americanos indicam que o custo da ordem de 4% do PIB, apesar de ser bastante varivel, chegando casa dos bilhes de dlares por ano.

Estima-se que mais de 100 milhes de dlares poderiam ser economizados com a adoo de conhecimentos tecnolgicos difundidos.

No Brasil, no h um estudo global das perdas geradas pela corroso (somente estudos em determinados segmentos industriais), mas certamente no diferem tanto em relao s estatsticas mundiais.

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Ambientais:

A corroso pode ocasionar graves acidentes ambientais com prejuzo aos mais variados ecossistemas.

A perfurao de tubulaes de explorao de petrleo pode levar contaminao dos oceanos, a corroso em unidades de gerao de energia nuclear pode levar a danos ao ser humano e meio ambiente, e assim por diante.

Sociais:

Os aspectos sociais da corroso esto ligados diretamente a fatores de segurana. Diversos acidentes envolvendo pessoas podem ser imprevisveis e so conseqncia da corroso na indstria (caldeiras, vasos de presso), automotiva (automveis e aeronaves), construo civil (pontes, edifcios), entre outros.

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CORROSO Eletroqumica

Reao de OXI-REDUO:

As reaes de oxi-reduo so as que envolvem a transferncia de eltrons existindo, uma ou mais espcies, que perdem eltrons e outra(s) que ganha(m) podendo ser representadas por:

A B + ze (regio andica)

C + ze D (regio catdica)

A reao de perda de eltrons chamada de oxidao e a de ganho de eltrons chamada de reduo.

Exemplo: 4Fe++ + O2 4Fe+++ + 2O--

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Representao esquemtica de uma reao eletroqumica de oxi-reduo (Panossian).

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Reao de oxi-reduo eletroqumica:

Corroso do zinco em cido clordrico

Zn + 2H+ Zn++ + H2 (reao global)

Onde as reaes que ocorre nas respectivas regies so:

Zn Zn++ + 2e (regio andica)

2H+ + 2e H2 (regio catdica)

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(a) (b)

Corroso do zinco pelo cido clordrico (a) e reao de oxi-reduo eletroqumica, com as reaes catdica e andica que ocorrem em regies distintas, havendo corrente eltrica envolvida (b), (Panossian).

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CORROSO Termodinmica e Cintica

A termodinmica estuda o aspectos energticos das reaes, indicando sua ocorrncia espontnea ou no, por meio da anlise da variao de energia.

Assim, quando uma reao de corroso tiver energia inicial mais alta que a final, a mesma ser espontnea. Caso contrrio, dever ser fornecido energia para que a reao ocorra (Panossian).

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CORROSO Termodinmica e Cintica

A cintica estuda a influncia do caminho de transio de um determinado evento.

Assim, o estudo cintico de um evento preocupar-se- com a velocidade da ocorrncia de transio.

Efeito do caminho de transio no estudo cintico e termodinmico de um determinado evento (Panossian).

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CORROSO Energia livre qumica

O clculo da energia livre de uma reao de corroso feito considerando-se a diferena de energia livre de formao de todos os produtos e a energia livre de formao de todos os reagentes. Considerando-se a energia livre de formao no estado padro (1atm e 250C) como G0, a espontaneidade pode ser determinada por:

G0 = xi G0fi (produtos) - yi G0fi (reagentes)

tendo as energias de formao tabeladas.

Quando os produtos e reagentes no esto em seu estado padro, usa-se a seguinte expresso:

G = G0 + RTlnK, sendo: K a constante de equilbrio da reao

T a temperatura em kelvin

R a constante universal dos gases.

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CORROSO Energia livre Eletroqumica

O clculo da energia livre neste caso considera um termo adicional relacionado energia eltrica ou trabalho eltrico necessrio para a redistribuio das cargas.

Geletroq. = G (qumica) + q, sendo:

q o trabalho eltrico ( a ddp eltrica)

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CORROSO Srie eletroqumica

Considerando um metal mergulhado num meio que contm ons deste, estabelece-se uma dupla camada eltrica e cria-se uma diferena de potencial atravs desta.

Esta dupla camada formada uma vez que ons metlicos podem migrar para o eletrlito (deixando o metal eletricamente negativo) e tambm ons podem migrar para o metal e se incorporar rede cristalina do metal, deixando este positivo.

Este fenmeno possvel em decorrncia de molculas polares como a da gua no eletrlito (meio corrosivo) (Panossian).

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Quando se deseja determinar o potencial de equilbrio de um sistema para um dado metal, usa-se como referncia o eletrodo de hidrognio, estabelecendo-se assim a srie eletroqumica. Os potenciais de equilbrio da srie eletroqumica referem-se s reaes de reduo, sendo ento representadas na direo de reduo.

*Eletrodo normal de hidrognio constitudo de um fio de platina coberto com platina finamente dividida (negro de platina) que adsorve hidrognio em grande quantidade, agindo como se fosse um eletrodo de hidrognio.

Reao: Espcie oxidada + e espcie reduzida

Exemplo: Zn++ + 2e Zn (potencial: E0 Zn++/Zn)

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O potencial de eletrodo padro de um elemento a diferena de potencial expressa em volt entre o elemento e uma soluo 1M de seus ons em relao ao eletrodo normal de hidrognio.

Esquema da determinao do potencial de eletrodo de zinco em relao ao padro normal de hidrognio (Gentil).

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CORROSO Srie eletroqumica (Panossian)

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CORROSO Srie eletroqumica Continuao (Panossian)

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CORROSO Potencial de Equilbrio e corroso dos metais

Para verificar se um metal ir ou no corroer, compara-se o potencial de corroso Ecorr com o potencial de equilbrio do metal EMez++/Me.

Se o potencial de corroso for menor que o potencial de equilbrio, o metal no corroer. Caso contrrio, o metal corroer ou mais apropriadamente, o metal poder corroer.

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CORROSO Estudo cintico

Energia de Ativao

necessrio o fornecimento de energia para que uma reao termodinamicamente possvel ocorra. Esta energia chamada de energia de ativao.

Energia Livre de Gibbs G

Estado de Oxidao

G

Barreira Energtica ou

Energia de Ativao

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CORROSO Estudo cintico

A velocidade nas reaes eletroqumicas expressa como a quantidade de carga consumida ou produzida por unidade de tempo, que nada mais do que corrente eltrica.

Assim, a velocidade de reao V dada por:

V = I = dq/dt

Sendo normalmente processada na superfcie de um metal, usa-se a densidade de corrente, sendo referidas ainda mais adequadamente como densidade de corrente de troca i0:

i0 = I/A

Parmetro que no pode ser medido experimentalmente, uma vez que a corrente eltrica global nula (oxidao-reduo).

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CORROSO Diagramas de POURBAIX

Pourbaix desenvolveu um mtodo grfico relacionando potencial e pH, que representa uma possibilidade para se prever as condies sob as quais podem-se ter corroso, imunidade ou possibilidade de passivao.

As reaes que s dependem do pH esto marcadas como retas verticais, enquanto as que somente dependem do potencial esto marcadas como retas horizontais. J as retas inclinadas representam reaes com dependncia de ambos. Diagrama de Pourbaix (Gentil).

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CORROSO Principais tipos de corroso

Corroso Generalizada

Processo de corroso caracterizado pela corroso de toda a superfcie do metal exposto a um determinado meio, resultando numa diminuio gradativa de espessura, ou seja, num afinamento da espessura do material (Panossian).

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A corroso generalizada de um metal num meio especfico ocorre como conseqncia do estabelecimento de inmeras clulas de ao local aleatoriamente distribudas pela superfcie metlica. Nas reas andicas o metal removido e, nas catdicas, se mantm intacto.

A heterogeneidade qumica do metal, presena de impurezas e incrustaes e fases diferentes induzem a formao das regies andicas e catdicas (Panossian).

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A corroso generalizada, apesar de ser responsvel pela destruio de grande parte dos metais (em termos de toneladas de metal corrodo), a forma menos complexa e mais previsvel, sendo mais simples a preveno.

Neste tipo de corroso, a partir da estimativa da taxa de corroso por ano, que pode ser determinada como perda de espessura ou perda de massa anual, pode ser previsto a durabilidade ou vida til do material.

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Corroso Generalizada em perfil de torre de transmisso (Panossian)

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Corroso Generalizada em dinammetro de sustentao (Panossian)

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Corroso Generalizada em suporte de caixa de ao de fiao (Panossian)

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Principais tipos de corroso

Corroso por deslocamento galvnico

Processo de corroso que ocorre quando a espcie do meio corrosivo um on de um metal mais nobre do que o metal que est corroendo. Como resultado deste tipo de corroso, tem-se a corroso do metal menos nobre e a deposio de uma camada do metal mais nobre sobre o componente em corroso.

medida que a deposio ocorre, uma camada fina de metal mais nobre se forma sobre a pea em corroso, acentuando este processo por ao galvnica (Panossian).

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Corroso por deslocamento galvnico em base de ao galvanizado. Ocorreu devido ao escorrimento de produtos de corroso do cabo de cobre (Panossian).

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Corroso galvnica

Considerando dois metais diferentes M1 e M2, sem contato eltrico, mergulhados num meio onde ambos apresentam corroso generalizada. Assim, uma grande quantidade de reas andicas e catdicas existiro produzindo uma diferena de potencial na interface metal/meio, sendo estes os potenciais de corroso Ecorr1 e Ecorrr2.

Os dois metais corroero em taxas diferentes (Panossian).

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Corroso galvnica

Considerando agora o estabelecimento de uma ligao eltrica, as regies andica e catdica sero separadas total ou parcialmente. Agora, a regio andica ocorrer preferencialmente na superfcie do metal menos nobre (M2), enquanto a catdica no metal mais nobre (M1).

A corrente eltrica circulante denominada de corrente galvnica. Esta corrente proporcional intensidade de corroso galvnica desenvolvida (Panossian).

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Corroso galvnica

Fatores que influenciam a corroso galvanica:

1- dos potenciais de corroso de cada um dos metais constituintes do par no meio considerado.

2- polarizao andica e catdica sobre a superfcie dos metais.

3- caractersticas do meio.

4- fatores geomtricos: rea relativa dos metais constituintes do par e distncia dos mesmos.

5- produtos das reaes, natureza do metal mais nobre e tipo de reao catdica.

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Corroso galvnica

1- Potenciais de corroso dos metais do par galvnico

Os potenciais de corroso do par indicam qual metal ter a sua taxa de corroso aumentada (nodo) e qual metal ser parcial ou totalmente protegido (o ctodo).

Quanto maior for a diferena dos potenciais de corroso individuais, maior o valor da corrente galvnica (e a taxa de corroso), considerando-se a influncia da polarizao e da geometria fixos.

Assim, na seleo de materiais para a fabricao de componentes, deve-se escolher metais com potenciais de corroso prximos na srie galvnica.

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Corroso galvnica

1- Potenciais de corroso dos metais do par galvnico

Considerando-se a dificuldade de determinao do potencial de corroso de cada um dos metais num determinado meio e das limitaes dos potenciais da srie eletroqumica, adota-se uma outra ordem ou ranking:

A outra srie a ser usada chamada de srie galvnica, que se baseia em ensaios de medidas de potenciais de pares galvnicos em gua do mar no-poluda. Nesta, no so indicados os potenciais e sim, apenas um posicionamento relativo dos principais metais.

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Srie galvnica em gua do mar a 250C (Panossian).

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Corroso galvnica

2- Polarizao da reao catdica (metal mais nobre) e andica (metal menos nobre)

Polarizao pode ser interpretada como a dificuldade com que uma reao ocorre na superfcie de um metal. Assim, pode-se dizer que:

- a reao catdica pouco polarizada quando ocorre facilmente ou tem cintica de reao rpida e vice-versa. O mesmo vale para a reao andica, ou seja, quando pouco polarizada, a reao fcil sobre o metal menos nobre.

Em resumo:

- Observando a corroso no metal menos nobre, crtica a situao de pouca polarizao na reao catdica (metal mais nobre)

- Considerando-se a proteo do metal mais nobre, desejvel que a reao andica do metal menos nobre seja pouco polarizada.

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3- Caractersticas do meio

O meio influencia a intensidade de ataque do metal menos nobre, no grau de proteo do metal mais nobre, na extenso da ao galvnica em termos de rea atingida e tambm determina qual metal ser anodo e catodo (podendo haver inverso de polaridade).

Exemplo: considerando o par ferro-alumnio.

- Nos meios em que no houver passivao do alumnio, este corroer preferencialmente, protegendo o ferro.

- Nos casos em que houver passivao do alumnio, o ferro corroer preferencialmente em relao ao alumnio.

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3- Caractersticas do meio

Um outro fator importante a condutividade do meio. Para meios de alta condutividade (imerso em meio lquido), a ao galvnica se faz sentir em toda a extenso, enquanto nos meios de baixa condutividade (umidade na corroso atmosfrica), a ao galvnica local.

Nos meios ou ambientes corrosivos que apresentarem contaminao por poluentes como cloretos e SO2, o eletrlito (meio corrosivo) torna-se condutor (ou mais condutor) e a ao galvnica fica mais pronunciada.

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4- Fatores geomtricos

A rea relativa catodo/anodo tem influncia relevante no comportamento de um determinado par galvnico.

Como regra prtica, deve-se evitar grandes reas de metal mais nobre e pequenas reas de metal menos nobre. Para estar protegida, a rea nobre requer um fluxo intenso de eltrons, o que leva ao rpido consumo do metal menos nobre.

usual a pintura do par ou do metal mais nobre. No deve ser pintada somente a superfcie do metal menos nobre, sob pena de reduzir drasticamente a rea exposta do metal de sacrifcio.

Os tcnicos de manuteno normalmente pintam somente a rea do metal menos nobre, pois consideram que o metal corrodo deve ser protegido por pintura. um erro!

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4- Fatores geomtricos

A relao de rea anodo/catodo menos importante quando:

1- O meio tiver baixa condutividade

2- Quando a reao do catodo (metal nobre) for muito polarizada.

Outro fator importante a ser considerado a distncia entre catodo e anodo. Quanto maior for a distncia entre catodo e anodo, menor ser a corroso galvnica ou corrente galvnica, especialmente em meios de baixa condutividade.

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5- Produtos de reao

Os produtos de reao que ocorrem na superfcie do metal menos nobre influenciam na intensidade da corroso galvnica.

Quando os produtos de corroso so solveis, a taxa de corroso se manter constante no tempo, enquanto para produtos de corroso insolveis ou aderentes superfcie ocorre a reduo da taxa de corroso com o tempo.

Campo de Corroso

Tempo Exposio (anos)

Projeo corrigida

Projeo linear

Perd

a d

e m

assa

(g

/m)

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Mtodos de Preveno Medidas a serem adotadas

1- Seleo de metais

2- Adoo de relao catodo/anodo favorvel

3- isolamento eltrico

4- controle da resistividade do meio

5- desaerao

6- aplicao de revestimentos metlicos

7- emprego de proteo catdica

8- aplicao de revestimentos orgnicos

9- utilizao de inibidores de corroso

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1- Seleo de metais

- selecionar metais prximos na srie galvnica

2- Adoo de relao catodo/anodo favorvel

- adotar a menor rea possvel do catodo em relao ao anodo.

3- isolamento eltrico

- sempre que for possvel, adotar isolamento eltrico. Esta medida pode eliminar a corroso galvnica.

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4- controle da resistividade do meio

- A corroso galvnica torna-se desprezvel em meios de alta resistividade. Pode ser conseguida pelo aumento da distncia dos metais do par, entretanto, somente funciona quando o eletrlito pouco condutor.

5- desaerao

Em alguns casos em que a reao de reduo do oxignio a reao catdica importante, a eliminao deste elemento por algum mtodo de desaerao pode minimizar a corroso galvnica.

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6- aplicao de revestimentos metlicos

A utilizao de revestimentos metlicos protetores tem sido uma medida preventiva muito adotada. Por exemplo, no par alumnio/ferro em gua do mar, recomenda-se revestir o ao com alumnio, zinco ou cdmio.

7- emprego de proteo catdica

Para evitar a corroso de ambos os metais constituintes do par, pode-se conectar aos mesmos um terceiro metal, menos nobre. Nestas condies, este ltimo corroer protegendo catodicamente os outros dois. Esta prtica denominada proteo catdica e o metal menos nobre de anodo de sacrifcio.

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8- aplicao de revestimentos orgnicos

A utilizao de revestimentos orgnicos (tintas), tambm tem sido uma prtica bastante adotada para minimizar a corroso galvnica, sendo mais adequada a pintura de ambos os metais do par. No caso de pintura de um s metal, escolher o mais nobre.

9- utilizao de inibidores de corroso

A adoo de inibidores de corroso poder minimizar a corroso galvnica. Esta prtica restringe-se a sistemas fechados.

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Corroso galvnica (Gentil)

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Corroso por concentrao diferencial

O aparecimento de reas catdicas e andicas na superfcie de um metal exposto a um meio corrosivo pode ser atribudo tanto a heterogeneidades do metal como do meio.

Quando a heterogeneidade for devida diferena de concentrao de alguma espcie ativa no meio e determinar o aparecimento de clulas de corroso (reas andicas e catdicas), estas clulas recebem o nome de clulas de concentrao diferencial. O processo corrosivo ento denominado de corroso por concentrao diferencial.

Na prtica, comum a ocorrncia de concentrao diferencial de oxignio. Como muitas vezes o processo de corroso envolve o oxignio proveniente do ar, este tambm chamado de corroso por aerao diferencial.

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Corroso por concentrao diferencial Aerao diferencial

No existe regra que determine se a regio aerada ou desaerada que corroer, uma vez que isto depender da natureza do metal, natureza e resistividade do meio.

Quando se imerge uma chapa de ao numa soluo salina, inicialmente, devido presena uniforme de oxignio na soluo, a corroso ocorre devido ao surgimento de reas andicas e catdicas por toda a superfcie da chapa. As reas andicas so aquelas mais susceptveis corroso (com riscos, com xidos aderentes, etc).

Ao se mergulhar a chapa na soluo salina, nas regies mais propcias corroso surgiro reas andicas, enquanto o restante da chapa permanecer protegido catodicamente.

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Corroso por concentrao diferencial Aerao diferencial

Chapas imeresas em soluo salina (Panossian).

(a) Chapa com superfcie homognea

(b) Chapa com heterogeidades

(c) Chapas com riscamento superficial

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Aerao diferencial devido diferena de concentrao salina

Um dos casos tpicos deste tipo de corroso em que a concentrao salina varia aquela em que tubulaes atravessam um rio e chegam ao mar. importante destacar que, medida que a concentrao salina aumenta, menor ser a concentrao de oxignio dissolvido.

Portanto, se o metal for capaz de passivar, a regio da tubulao que estiver em contato com a gua do rio estar na regio aerada (com mais oxignio) e corroer com menor intensidade em relao regio em contato com a gua do mar.

Por outro lado, se o metal no passivar, a regio submersa na gua do rio corroer mais rapidamente.

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Aerao diferencial devido diferena de concentrao salina (Panossian)

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Aerao diferencial

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Corroso em Frestas

A corroso em frestas caracterizada pela ocorrncia de uma intensa corroso (generalizada ou por pites). As frestas se formam por:

- Fatores geomtricos, como em soldas ou juntas.

- Contato metal/metal ou metal/no-metal (madeira, borracha, plstico).

- Pela deposio de areia, produtos de corroso permeveis, incrustaes marinhas e outros slidos.

- Trincas e outros defeitos metalrgicos.

A corroso ocorrer quando a fresta for grande a ponto de permitir o acesso do meio corrosivo e pequena a ponto de funcionar como uma clula oclusa (abertura entre 0,025 e 0,1mm).

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Corroso em Frestas

Frestas comuns (Panossian)

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Corroso em Frestas

Metais como o ferro, alumnio, titnio, cobre, entre outros que formam camadas de passivao esto especialmente sujeitos este tipo de corroso.

Mecanismo de corroso:

1- O metal imerso num meio neutro, aerado, encontra-se passivado. As reaes que ocorrem na superfcie metlica tanto dentro, como fora da fresta so as seguintes:

Me Mez+ + ze

O2 + 2H2O + 4e 4OH-

Estas apresentam velocidades extremamente baixas, correspondentes corrente passiva.

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Corroso em Frestas


2- O oxignio consumido reposto por difuso fora da fresta, enquanto na fresta no ocorre a reposio, chegando a concentraes muito baixas. Portanto, tem-se o metal em contato com uma soluo aerada (fora da fresta) e desaerada (dentro da fresta).

3- As reaes passam a ser diferentes dentro e fora da fresta. Fora da fresta, as reaes descritas em (1) ocorrem normalmente, enquanto na fresta somente ocorre a reao de dissoluo dos ons metlicos, havendo acmulo de ons metlicos no interior da fresta.

4- Quando o limite de solubilidade dos ons metlicos for atingido, ocorre a hidrlise com produo de ons H+, o que determina a reduo do pH da soluo confinada na fresta.

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Corroso em Frestas


5- O acmulo de ons positivos na fresta induz a migrao de ons negativos para dentro da fresta (Cl-, OH-).

6- A presena de cloro aumenta a atividade de ons H+, determinando reduo ainda mais acentuada no pH da fresta.

7- Na fresta, ter-se- uma soluo cida com alta concentrao de ons Cl-, o que suficiente para quebrar a passividade local.

8- Assim, na fresta observar-se- a corroso por pites e/ou generalizada. A fresta se comportar como um metal menos nobre, enquanto a regio fora dela como o metal mais nobre.

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Corroso em Frestas

Casos comuns:

- Aos inoxidveis em meios cloretados (Fe-18Cr-8Ni-3Mo)

- Nquel e ligas de nquel em meios cloretados. Algumas ligas contendo Molidbnio so resistentes corroso por frestas.

- Titnio em solues aquecidas (T>950C) contendo Cl-, SO4-- e I-.

- Alumnio e ligas em meios cloretados.

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Corroso em Frestas em caixa de comando eltrico (Panossian)

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Corroso em Frestas - Medidas de preveno:

- Eliminar a formao de frestas a partir de projeto e execuo adequados.

- Caso seja inevitvel, projet-la para permitir a migrao de espcies a fim de evitar a estagnao da soluo.

- Adotar selos com material apropriado de enchimento.

- Evitar a deposio de resduos slidos.

- Usar proteo catdica.

- Selecionar materiais que apresentem baixa susceptibilidade corroso por frestas.

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Corroso em Frestas (Gentil)

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Corroso por pite

A corroso por pite um tipo de corroso localizada que se caracteriza pelo ataque de pequenas reas de uma superfcie metlica que se mantm praticamente intacta.

Processo corrosivo que ocorre em metais que passivam ou que mantm uma camada de produtos de corroso de carcter protetor.

A clula de corroso neste processo formada por pequenas regies andicas (reas atacadas) e uma grande rea catdica protegida. Por esta razo, este tipo de corroso provoca o dano de componentes mais rapidamente que os processos de corroso generalizada.

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Corroso por pite (Panossian)

Os pites se formam na horizontal, e se desenvolvem na direo da fora gravitacional, uma vez que podem represar o eletrlito.

um tipo de corroso bastante prejudicial, uma vez que leva perfurao prematura, levando a vazamento de gases ou lquidos. Quando associado a componentes carregados ciclicamente, pode agravar processos de falha por fadiga, atuando na fase de iniciao da trinca.

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Corroso por pite

O mecanismo mais estudado para este tipo de corroso aquele em que nions Cl- atacam metais passivveis.

Alguns outros mecanismos so tambm responsveis pela formao de pites:

- Presena de depsitos.

- Presena de incluses mais nobres que a matriz.

- Presena de incluses menos nobres que a matriz.

- corroso-eroso.

- Corroso-seletiva.

- Presena de carepas descontnuas.

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Corroso por pite Fatores influenciadores

Para que ocorra a corroso por pites, basta a presena de nions agressivos especficos dos quais o cloreto o mais comum.

1- Passivao, potencial de pite e mtodos de avaliao

Em alguns sistemas metal/meio, pode haver a formao de produtos de corroso (normalmente xidos) que ficam aderidos superfcie metlica em forma de uma fina pelcula compacta e aderente. Esta pelcula funciona como barreira entre o metal e o meio, ocasionando uma diminuio da velocidade de corroso. Este fenmeno chamado de passivao.

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As figuras mostram a curva de polarizao tpica de metais que apresentam fenmeno de passivao num determinado meio. Tambm pode-se verificar o efeito da adio de nions na soluo de corroso, aparecendo um potencial Eb que representa o potencial para a formao dos pites ou quebra da camada passiva.

Quando na presena de determinado nion aparece um potencial de pite Eb menor que o da reao catdica, diz-se que o metal susceptvel corroso por pites naquele meio.

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Curva de polarizao tpica de metais que apresentam passivao num meio (esquerda) e efeito da adio de um nion agressivo (direita) (Panossian).

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Corroso por pite Mtodos de avaliao

Alm das curvas de polarizao (ensaios potenciostticos, potenciodinmicos e galvanoplsticos), a susceptibilidade corroso por pites pode ser estimada por meio de ensaios que medem a concentrao mnima de cloretos para a ocorrncia de corroso por pites.

Outra forma de determinar a resistncia a este tipo de corroso feita pela imerso de corpos de prova em solues padronizadas e contagem do nmero de pites desenvolvido nas ligas metlicas em teste.

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2- Natureza do meio

Na corroso por pite, a presena de um nion agressivo determinante, sendo mais comum o cloreto. Entretanto, o tipo de nion capaz de causar a corroso por pites depende da liga em questo.

Aos inoxidveis: cloreto, brometo, hipoclorito, tiossulfato.

Alumnio: cloreto, perclorato, brometo e iodeto.

A presena de ctions na soluo corrosiva pode acelerar ou inibir a corroso por pite. Cada sistema dever ser estudado especificamente.

A susceptibilidade corroso por pites aumenta com a concentrao dos ons agressivos.

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2- Natureza do meio Potencial de Formao de pites reduzido com o aumento da concentrao de ons agressivos (Panossian).

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3- pH do meio

Estudos demonstram que para solues cidas, o pH tem pouca influncia no potencial de pite. J para solues alcalinas, nota-se o aumento do potencial de pite com o aumento do pH. Assim, sob certas condies, pode-se dizer que existe aumento da resistncia corroso por pite para pH maior que 9 (Panossian).

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4- Elementos de liga e fatores metalrgicos

Aos inoxidveis e ligas de alumnio esto sujeitos a este tipo de corroso e so os metais de maior importncia prtica. A tabela abaixo resume alguns metais e seus potenciais de pite, do qual podemos ver que o titnio o mais resistente desta lista.

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CORROSO Corroso por pite

Fatores influenciadores


Os elementos de liga presentes influenciam a resistncia corroso por pite, conforme tabela resumida (Panossian).

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Alguns outros fatores influenciam a corroso por pite, conforme segue:

- Tamanho de gro: uma vez que o tamanho de gro um local susceptvel ocorrncia de pites, quanto maior o tamanho de gro, mais resistente o material este tipo de corroso.

- Precipitados em contorno de gro: Quando uma determinada liga passa por um processo de precipitao de um elemento de liga importante e atuante na resistncia corroso, esta precipitao pode tornar o metal mais susceptvel formao de pites (ex. sensitizao ao inoxidvel)

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Alguns outros fatores influenciam a corroso por pite, conforme segue:

- Incluses ou segregaes: Incluses ou segregaes so locais propcios formao de pites. Em aos inoxidveis, incluses de sulfetos (especialmente FeS) so as mais nocivas.

- Acabamento superficial: Em geral, bom acabamento superficial resulta em maior resistncia corroso por pites, enquanto superfcies rugosas esto mais sensveis a este processo corrosivo.

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5- Temperatura

Como regra geral, o aumento da temperatura implica na reduo da resistncia corroso por pites. Este efeito mais pronunciado para a faixa de 0 a 250C em aos inoxidveis (a). J o alumnio e suas ligas comporta-se de forma diferente, sendo pouco sensvel temperatura (b) (Panossian).

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(a) (b)

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5- Velocidade do meio

Normalmente a corroso por pites associada a condies estagnadas. Um exemplo deste aspecto so as bombas utilizadas com gua do mar. Quando operam contnuamente, no apresentam corroso por pite, enquanto quando sofrem paradas, passam por corroso rpida.

Desta forma, quanto maior a velocidade do meio em relao ao metal, menor a tendncia este tipo de corroso, sendo a condio de estagnao a pior situao.

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Corroso por pite Mtodos de preveno

1- Seleo de materiais: Seleo dos materiais mais resistentes corroso por pite.

2- Meio: Pode-se minimizar os riscos de corroso pela adio de nions inibidores, como: SO4

-- e NO3-.

3- Velocidade e temperatura: Pode-se adotar temperaturas baixas e alta velocidade do meio, fatores que reduziro a corroso por pite.

4- Aplicao de potencial externo: Pode-se prevenir a ocorrncia mantendo o potencial entre o Eflade e o Eb (de pite).

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Corroso por pite Outros mecanismos

1- Depsitos

A presena de pequenos depsitos de cobre sobre alumnio e suas ligas constituem fator capaz de promover a corroso localizada tipo pite.

Mecanismo:

1- Os depsitos de cobre agem como catodos para a reao:

2H2O + O2 + 4e 4OH-

2- Como conseqncia, h aumento de OH-, elevando o pH (at >10)

3- O lcali difunde no meio, atingindo o alumnio na periferia do cobre. Acima de pH 9, o xido de alumnio solvel e reage quimicamente com os ons hidroxila, formando ons aluminato, conforme a reao: Al2O3 + 2OH

- : 2AlO2- + H2O.

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Corroso por pite Outros mecanismos

1- Depsitos:

4- A camada passiva localmente destruda.

5- Forma-se uma clula ativa Al/Cu, na qual a reao andica :

Al + 4OH- AlO2- + 2H2O + 3e

Resultando na corroso localizada do alumnio.

2- Carepas descontnuas:

comum em aos carbono a corroso localizada com formao de pites, quando houver uma camada de magnetita (carepa).

3- Incluses mais e menos nobres que a matriz:

Quando houver incluses, pode ocorrer o ataque preferencial da incluso (carcter menos nobre) ou ataque da matriz nas vizinhanas da incluso (mais nobre).

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Corroso por pite Mecanismo para incluses mais e menos nobres (Panossian).

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Corroso por pite Corroso por pite devido incrustaes de cobre sobre alumnio (Panossian).

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Corroso por pite (Gentil)

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Corroso Seletiva

Processo de corroso caracterizado pelo ataque seletivo de um dos elementos constituintes de uma liga metlica, sendo este elemento o menos nobre em relao aos outros. Na rea afetada ocorre a mudana de colorao (o lato inicialmente amarelado, tornando-se avermelhado caracterstico de elevado teor de cobre ao final ou ainda escurecida pelos produtos de corroso do cobre), entretanto, no h evidncia de perda de metal ou alteraes dimensionais de forma. A liga afetada torna-se mais leve e porosa, ficando fragilizada.

A corroso seletiva pode ocorrer de forma localizada ou de forma generalizada. No primeiro, pequenas reas da liga so afetadas, podendo comprometer de forma local toda espessura, o que leva a perfurao. No segundo, tem-se o ataque seletivo de toda a superfcie exposta ao meio corrosivo, tornando a liga frgil. Os dois casos podem ocorrer concomitantemente.

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Corroso Seletiva

Este processo ocorre em diversos sistemas de ligas, podendo receber nomes particulares, como dezincificao (corroso do zinco em lates). Os principais tipos so apresentados abaixo (Panossian).

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Sistemas comuns

na corroso Seletiva

(Panossian)

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Corroso Seletiva

Dezincificao

Os lates so ligas constitudas por cobre e zinco, este ltimo em proporo que varia de 10 a 45%. Como regra geral, lates contendo zinco acima de 15% esto sujeitos corroso seletiva, denominada dezincificao. Assim, o zinco (menos nobre) corrodo, deixando uma massa porosa de cobre no local afetado.

Nos lates , a corroso inicia nas regies com teor mais elevado de zinco, ou seja, nos contornos de gro. Para lates + , a corroso inicia na fase rica em zinco e pode tambm atacar a fase posteriormente.

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Corroso Seletiva

Dezincificao Influncia do meio corrosivo

A dezincificao ocorre em guas numa larga faixa de pH. O pH pode influenciar a forma de ataque.

- pH cido e com baixo teor de slidos dissolvidos em temperatura ambiente favorece a corroso seletiva generalizada.

- pH neutro ou alcalino contendo alto teor de sais e temperatura superior ambiente promove a corroso seletiva localizada.

A corroso seletiva por dezincificao favorecida por condies de estagnao, principalmente sob depsitos ou frestas (oxignio restrito).

Este processo corrosivo favorecido pela presena de cloretos, guas com alto teor de CO2 e presena de ons de cobre.

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Corroso Seletiva

Dezincificao Influncia do meio corrosivo

A dezincificao favorecida pela aerao diferencial, iniciando-se nas regies com baixo teor de oxignio, pela presena de metais mais nobres em contato galvnico e de tenses residuais.

A tendncia dezincificao cresce medida que o teor de zinco do lato aumenta, sendo imunes quando Zn < 15%.

Adio de ferro e mangans no lato tende a aumentar a ocorrncia deste processo corrosivo.

Adio de arsnio, antimnio e fsforo funcionam como inibidores da dezincificao. Os lates com este elementos so ditos lates inibidos!

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Corroso Seletiva

Dezincificao condensador de usina termeltrica (Panossian).

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Corroso Seletiva

Dezincificao Vlvula de lato (Gentil)

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Corroso Intergranular

um processo corrosivo que envolve o ataque localizado no qual uma faixa estreita, situada ao longo dos contornos de gro de uma liga metlica, corroda preferencialmente.

Este tipo de corroso ocorre devido formao de microclulas de corroso nas vizinhanas dos contornos de gro.

As microclulas so originadas por:

- Presena de precipitados de segunda fase nos contornos de gro.

- Presena de segregaes em contorno de gro.

- Enriquecimento de uma fina zona adjacente aos contornos de gro por um dos elementos de liga.

- Empobrecimento de uma fina zona adjacente aos contornos de gro por um dos elementos de liga.

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As microclulas formam-se entre a fina zona adjacente aos contornos do gro e o interior dos gros.

Tanto os precipitados quanto as zonas empobrecidas em algum elemento so resultado da difuso dos elementos de liga ou impurezas para os contornos de gro.

A alterao da concentrao local de elementos qumicos pode levar precipitao, desde que o limite de solubilidade tenha sido superado.

Assim, metais puros no so susceptveis corroso intergranular, ficando limitada s ligas metlicas com impurezas.

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Principais ligas (Panossian)

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Corroso Intergranular - Exemplos

1- Um exemplo tpico que ocorre nas ligas de alumnio a formao de precipitados andicos (ou menos nobres que corroem), tipo Mg5Al8 e MgZn2.

Caso real: Barris de Chopp!

2- Outro exemplo que ocorre em ligas de alumnio-cobre, onde os precipitados so catdicos (mais nobres) que a regio empobrecida no elemento. Neste caso, a regio andica empobrecida no elemento (fina zona adjacente ao precipitado) ser corroda.

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Corroso Intergranular Aos Inoxidveis

Os aos inoxidveis austenticos que contm carbono acima de 0,03% em peso so susceptveis corroso intergranular quando esto sensitizados.

Um ao sensitizado aquele que apresenta precipitao de carbonetos de cromo em contorno de gro, fenmeno que ocorre quando os aos so aquecidos na faixa de 425 a 8150C.

Um ao inoxidvel solubilizado aquele que o carbono e o cromo esto em soluo slida e no h carbonetos em contorno de gro.

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Mecanismos

universalmente aceita a teoria da corroso intergranular de aos inoxidveis austenticos, que ocorre pelo empobrecimento de cromo em uma faixa adjacente ao contorno de gro. Pode ser entendida pelos seguintes fatores:

1- Aos inoxidveis so ligas com %Cr>12 em peso, de forma a assegurar a formao de uma pelcula passiva uniforme. Teores abaixo desta referncia levam queda na resistncia corroso.

2- Quando aquecidos e mantidos na faixa de 425 a 8150C, o carbono e cromo difundem para os contornos de gro, sendo a taxa de difuso deste ltimo menor. Assim, formados os carbonetos, o cromo dos centros dos gros no tem tempo hbil para equilibrar o cromo mdio disponvel.

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Mecanismos

3- Os carbonetos formados podem conter at 95% em peso de cromo, enquanto a liga pode conter at teores prximos a 18% em peso. Uma vez que no houve homogeneizao, a zona fina adjacente aos contornos de gro ficam empobrecidas em cromo (teores to baixos quanto no mais conter).

4- Uma vez que teores abaixo de 12% em peso caracterizam perda da resistncia corroso, estas zonas finas adjacentes sero preferencialmente atacadas na corroso, determinando a corroso intergranular.

Outro fator que agrava o processo a formao de uma regio andica pequena (zona fina adjacente) em relao catdica (matriz com alto cromo). Isto acelera a corroso pela ao galvnica.

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(a) Carbono difunde para

os contornos

(b) Cromo local difunde

para os contornos

(c) Precipitao de carbonetos

de cromo e formao de fina

zona adjacente empobrecida

em Cr (Panossian).

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Corroso Intergranular O problema da solda

Em geral, os aos inoxidveis austenticos so comercializados no estado solubilizado, no devendo aparecer problemas relacionados corroso intergranular. Entretanto, existem inmeros casos de corroso intergranular nestes aos, a grande maioria associado a processos de soldagem.

Durante a soldagem, algumas regies passam pela faixa de temperatura de ocorrncia do fenmeno de sensitizao e por tempo que permite a precipitao de carbonetos.

Assim, quando o fenmeno estiver relacionado soldagem, o fenmeno pode ser explicado da seguinte maneira:

1- Ao submeter o ao soldagem, a regio da poa de fuso supera a temperatura de fuso.

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2- A uma certa distncia da poa de fuso a temperatura baixa (prxima temperatura ambiente).

3- Entre as regies citadas em 1 e 2, existe um gradiente de temperatura e, evidentemente, uma regio dentro desta passar pela faixa de sensitizao.

4- A regio citada em 3 tambm chamada de zona de sensitizao e ser atacada pelo meio corrodo desenvolvendo corroso intergranular.

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Corroso Intergranular Mtodos de preveno

Existem quatro mtodos que podem evitar ou minimizar a corroso intergranular em aos inoxidveis austenticos:

1- Adoo de tratamento trmico de solubilizao.

2- Adoo de tratamento trmico de recuperao da zona fina empobrecida em cromo.

3- Adoo de aos inoxidveis com teores de carbono extra baixos (C < 0,03% em peso).

4- Utilizao de aos austenticos estabilizados (ao nibio ou titnio).

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Corroso Intergranular (Gentil).

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Corroso sob tenso

Processo corrosivo resultante da ao simultnea de um meio agressivo e de tenses de trao estticas residuais ou aplicadas sobre o metal / liga.

A corroso sob tenso promove o aparecimento de trincas sobre a superfcie metlica aparentemente intacta.

Principais caractersticas da corroso sob tenso:

- caracteriza-se por uma danificao do metal, manifestada pela formao de trincas que favorecem a ruptura do material.

- A fratura causada pela corroso sob tenso no apresenta estrico e apresenta duas zonas distintas: uma inicial mais escurecida de carter frgil (resultante das trincas de corroso sob tenso) e uma segunda mais brilhante resultante da fratura da seo remanescente que no suportou a carga de trabalho.

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Corroso sob tenso

- A fratura poder ser intergranular ou transgranular (ou ainda mista).

- As trincas de corroso sob tenso desenvolvem-se perpendicularmente direo da tenso trativa.

- Normalmente no h evidncia de corroso generalizada nas peas.

- Apresenta dois estgios distintos: o primeiro chamado induo, quando o processo corrosivo lento e precede formao das trincas, enquanto no segundo, ocorre a propagao das trincas.

- A velocidade de corroso na ponta da trinca 104 vezes maior que nas faces ou na superfcie externa.

- Em alguns casos, o avano da trinca ocorre atravs de regies ou caminhos andicos. Em outros casos, o hidrognio gerado pelo processo corrosivo fragiliza a regio da ponta da trinca, promovendo o avano da mesma.

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Corroso sob tenso

Fratura Intergranular Fratura Transgranular

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Corroso sob tenso - Fatores influenciadores

Material Tenso aplicada ou residual

- Tenses de compresso no geram corroso sob tenso.

- Tenses de trao podem ser residuais, aplicadas ou originadas em processos de soldagem, uma vez que envolve variaes de temperatura e restrio deformao.

- Observa-se um limiar para que o processo de corroso sob tenso ocorra (Panossian).

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Material Estado da superfcie

- Caractersticas geomtricas: rugosidade, ondulaes e microirregularidades.

- Caractersticas mecnico-metalrgicas: microestrutura, deformaes plsticas, tenses residuais.

Exemplo:

A resistncia corroso sob tenso aumenta quanto melhor for a qualidade da superfcie da pea. A descarbonetao superficial reduz a resistncia a este processo corrosivo.

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Corroso sob tenso

Material Composio e Estrutura cristalina

A adio de pequenos teores de elementos de liga reduzem a resistncia corroso sob tenso. Este valor atinge um mnimo e a partir da, maiores quantidades de elementos adicionados aumentam a resistncia da liga a este processo de corroso.

Estruturas metaestveis como a martensita so as mais susceptveis corroso sob tenso.

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Meio - Natureza

No existe regra definida quanto ao do meio sobre o processo de corroso sob tenso.

Meio Concentrao de agentes

Como regra geral, quanto maior a concentrao do agente causador, tanto mais rpidos os efeitos da corroso sob tenso.

Meio Temperatura

Na maior parte das vezes, a ao do meio no desenvolvimento da corroso sob tenso acelerada pela elevao da temperatura. Para alguns metais / ligas, a corroso sob tenso somente ocorre acima de determinada temperatura.

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Efeito da concentrao do agente causador (Panossian).

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Corroso sob tenso Mecanismo

A corroso sob tenso pode ser abordada em dois grupos:

1- Mecanismo de corroso onde a polarizao catdica do metal diminui ou mesmo detm o desenvolvimento do processo. Aparece em estruturas CFC, como em aos inoxidveis austenticos.

2- Mecanismo onde a polarizao catdica do metal acelera a processo de trincamento, como conseqncia do hidrognio liberado no processo corrosivo, sendo chamado de fragilizao por hidrognio. Ocorre preferencialmente nos sistemas CCC, como em aos ferrticos ou ainda TCC martensticos.

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Corroso sob tenso (Gentil)

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Corroso-eroso

Processo corrosivo em que a velocidade de ataque de um metal aumentada devido ao movimento relativo do meio. Em geral, a velocidade do meio to alta que ocorre ao mecnica de desgaste juntamente com a ao corrosiva.

(a) Eroso

(b) Corroso-eroso

com produto no protetor

(c) Corroso-eroso

Produto protetor

(Panossian)

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Corroso-eroso

A corroso-eroso conseqncia de:

1- foras, devido prpria turbulncia do lquido em movimento.

2- presena de partculas no meio corrosivo.

3- existncia de gases no lquido em movimento.

OBS: No caso de corroso-eroso em que h colapso de bolhas, este processo chamado de corroso-cavitao.

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Corroso-eroso

Uma caracterstica da corroso-eroso a presena de reas corrodas, bem lisas, sem produtos de corroso e com bordas bem definidas, muitas vezes em forma de ferradura. Observam-se pites alongados na direo de escoamento do fluido, figura abaixo.

Na corroso-cavitao, a superfcie apresenta pites, dando aparncia rugosa superfcie (Panossian).

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Corroso-eroso Fatores influenciadores

Natureza dos produtos

A eficincia do carter protetor dos produtos de corroso no processo de corroso-eroso importante e depende da:

- dureza, continuidade e aderncia: quanto maior, maior a resistncia corroso-eroso.

- Facilidade (velocidade) de formao: quanto maior, maior a resistncia corroso eroso, pois rapidamente se formaro protegendo novamente o metal.

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Turbulncia e Impingimento

Em tubulaes, onde a velocidade de fluido baixa para causar corroso-eroso, esta pode ocorrer nas regies com mudana de direo devido a curvas ou redues de seo ou ainda onde existirem depsitos ou riscamento da superfcie metlica.

Quando houver curvas nas tubulaes e o lquido colidir frontalmente com a parede com nvel de presso suficiente para promover a corroso-eroso, este chamado de impingimento.

Velocidade

Quanto maior a velocidade do meio corrosivo em relao superfcie, maior ser o efeito mecnico de arrancamento de produtos de corroso.

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Efeito galvnico

Dois metais passivveis em contato eltrico e condies estagnadas normalmente no apresentam corroso galvnica. Entretanto, se a velocidade do meio determinar o arrancamento dos produtos de corroso, criam-se condies para que a corroso galvnica aparea.

Natureza do metal ou liga

A resistncia corroso-eroso associada natureza do metal ou liga, sendo funo da composio qumica (passivantes, ex. cromo), resistncia corroso intrnseca (srie galvnica), dureza (quanto maior, melhor) e histrico de processamento metalrgico.

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Corroso-eroso Mtodos de preveno

- Seleo adequada dos materiais.

- Projeto do equipamento a fim de minimizar turbulncias.

- Para sistemas fechados, adotar inibidores de corroso e filtrao de partculas slidas.

- Adoo de revestimentos metlicos e/ou orgnicos.

- Proteo catdica: pode ser adotado, entretanto, neste caso, pouco prtica.

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Corroso-cavitao

Processo de corroso-eroso em que ocorre colapso de bolhas de gs no lquido em contato com o metal.

Mecanismo:

1- Nas regies onde o lquido est sujeito a vibraes ou turbulncias, este pode entrar em ebulio e formar bolhas.

2- As bolhas entram em colapso, passando por um processo de imploso.

3- A imploso produz ondas de choque de alta presso.

4- A presso da ordem de 15 t/cm, danificando a superfcie do metal. Ento, podem arrancar partculas metlicas (cavitao) ou produtos de corroso (corroso-eroso).

No caso da cavitao-eroso, as ondas de choque provocam a quebra de camadas de produtos de corroso e expe novamente o metal ao meio corrosivo.

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Corroso-cavitao

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Corroso-cavitao Fatores influenciadores

Teor em ar:

Pode haver pequenas bolhas de ar (50 micrometros de dimetro) que existem em suspenso no lquido e que so estabilizadas por contaminantes que reduzem a tenso superficial do lquido. So muito prejudiciais ao processo de cavitao.

Presso no lquido:

O aumento na presso sobre o lquido aumenta a resistncia a cavitao, uma vez que dificulta a formao de bolhas.

Bolhas de ar injetadas:

A injeo de bolhas muito maiores que as inicialmente citadas pode auxiliar a aumentar a resistncia cavitao, uma vez que absorvem as ondas de choque.

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Corroso-cavitao Fatores influenciadores

Temperatura:

Em gua, o dano por cavitao aumenta na faixa de 0 a 500C, pela decrscimo do teor de ar que, no entanto, permite colapsos mais fortes. Acima de 500C, os danos por cavitao decrescem pelo aumento da presso de vapor no fluido, que induz o acolchoamento de vapor dentro da cavidade.

Natureza do lquido:

Tem influncia sobre a intensidade da cavitao. Por exemplo, gua do mar e salmoura produzem maior ataque sobre o ao em relao gua destilada.

Inibidores:

A adoo de inibidores de corroso em sistemas fechados reduz os danos por cavitao.

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Corroso-eroso (Gentil)

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Corroso-cavitao (Gentil)

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Corroso-Eroso Impingimento (Gentil)

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Corroso-Cavitao (Gentil)

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Corroso Fadiga

Falha que ocorre quando um componente submetido a tenses cclicas, num meio que capaz de atacar continuamente o metal. Neste processo no se observa o limite de fadiga, normal em ensaios ao ar (Panossian). Processo que inicia pela formao de pites, que agem na nucleao da trinca de fadiga.

Fratura por Fadiga

Teste de Fadiga em Laboratrio Diagrama S-N

Fadiga Fratura

(Propagao de trinca)

Regio de Fratura

(Todos CP Fraturados)

Regio de Vida Infinita Limite de Fadiga

Regio de Vida Finita

(Nenhum CP Fraturado)

Nmero de Ciclos para a Fratura

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Corroso-Fadiga Mtodos de preveno

- Adoo de tcnicas de endurecimento superficial (cementao e nitretao) as quais geram tenses residuais compressivas, levam a aumento da resistncia corroso-fadiga.

- A adoo de proteo catdica pode levar o limite de corroso-fadiga at valores similares aos encontrados em vcuo.

- A proteo catdica no deve ser adotada nos casos em que houver liberao de hidrognio.

Corroso-Fadiga Usualmente a fadiga inicia a partir de pequenos pites na superfcie corroda, os quais agem como concentradores de tenso. Em outros casos, a trinca pode ter iniciado e os agentes de corroso aceleram a propagao.

Seo Transversal

Superfcie Ao 17-4PH (trinca de fadiga iniciada)

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CORROSO Ensaios de Corroso

Para caracterizar a agressividade de determinado meio corrosivo e fornecer fundamentos bsicos para o controle da corroso, realizam-se os chamados ensaios de corroso.

Ensaios de Laboratrio e de Campo

Em laboratrio, usam-se corpos de prova bem definidos e a composio do meio tambm fixada, a fim de acelerar o processo e permitir avaliaes rpidas.

Em campo, as peas a serem testadas esto sujeitas s condies reais do meio corrosivo, tendo os resultados obtidos depois de longos perodos de tempo.

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Os ensaios laboratoriais so teis para:

1- Estudar o mecanismo do processo corrosivo.

2- Indicar o material metlico mais adequado ao meio corrosivo.

3- Desenvolver materiais adequados a determinados meios corrosivos.

4- Determinar o atendimento a normas e especificaes de corroso de produtos.

5- Determinar o efeito do processo de fabricao sobre o comportamento de um material.

Os ensaios de campo so teis para:

1- Estudar a eficincia das medidas de proteo contra a corroso.

2- Selecionar o material mais adequado a determinado meio corrosivo e estimar a provvel durabilidade deste.

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Principais ensaios laboratoriais

1- Imerso contnua

2- Imerso alternada

3- Imerso contnua com agitao

4- Ensaios com fluxo contnuo

5- Ensaios com lquidos em ebulio

6- Ensaios com lquidos em temperaturas e presses elevadas

7- Ensaios de corroso conjugados s solicitaes mecnicas

8- Cabines de umidade

9- Cabine de umidade contendo SO2 10- Cabine de nvoa salina

Principais ensaios de campo:

1- Ensaios na atmosfera

2- Ensaios em gua do mar

3- Ensaios em solo

ENSAIOS ACELERADOS - SALT SPRAY

Cmara em que se simula a maresia, com ar comprimido e soluo de cloreto de sdio em gua (NaCl - 350 C).

Nem sempre o ensaio retrata o desempenho do produto em campo.

um dos ensaios mais utilizados para se determinar a resistncia a corroso de um produto.

ASTM B-117

ENSAIOS ACELERADOS - CMARA MIDA

Cmara na qual a condio de umidade relativa do ar de 100% e a temperatura entre 37 e 430 Celsius.

Ensaio muito importante para produtos de linha branca.

ASTM D 2247-99

ENSAIOS ACELERADOS - Q-UV

Lmpadas fluorescentes ( UV-A e UV-B).

Simula a ao da luz solar sobre as amostras.

Opera em ciclos (4h de exposio e 4h de condensao).

ASTM G 154 -00

ENSAIOS DE CAMPO (intemperismo natural)

Painis expostos em locais

escolhidos pela agressividade

ambiental, com avaliao

peridica do grau de deteriorao.

- Ambiente rural

- Ambiente industrial

- Ambiente marinho

- Marinho severo

ENSAIOS DE CAMPO (intemperismo natural)

ENSAIOS DE LABORATRIO ESPECFICOS

Resistncia ao lcool etlico.

Resistncia ao detergente.

Mais utilizados para a linha branca.

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Mtodos de avaliao:

1- Observao visual,

2- Perda ou ganho de peso

3- Desprendimento de hidrognio

4- Absoro de oxignio

5- Observao com auxlio do microscpio

6- Mtodos eletroqumicos (curvas de polarizao)

7- Mtodos eletromtricos (espessura de filmes de oxidao)

8- Modificao nas propriedades fsicas

9- Alterao nas propriedades eltricas

10- Anlises especiais dos produtos de corroso (espectrometria, difrao de raios-X, microssonda EDS, etc).

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CORROSO REFERNCIAS

1- Panossian, Z., Corroso e proteo contra a corroso em equipamentos e estruturas metlicas, So Paulo, 1993, 1 Ed., Volume I, IPT2032.

2- Panossian, Z., Corroso e proteo contra a corroso em equipamentos e estruturas metlicas, So Paulo, 1993, 1 Ed., Volume II, IPT2032.

3- Gentil, V., Corroso. Rio de Janeiro, 2003, 4 Ed., LTC Livros Tcnicos e Cientficos Editora S/A.

4- Gemelli, E., Corroso de materiais metlicos e suas caracterizao, Rio de Janeiro, 2001, 1 Ed., LTC Livros Tcnicos e Cientficos Editora S/A.

5- Wulpi, D. J., Understanding How Components Fail, ASM International, Ohio - USA, 2 Ed., 1999.

aula 8 - corrosão

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