CORROSÃO

1. INTRODUÇÃO

Os processos corrosivos se fazem presentes em todos os locais e a todos momentos da nossa vida, porém a deterioração de automóveis, eletrodomésticos, estruturas metálicas, instalações industriais, etc são questões que esta diante do homem a todo tempo. A corrosão metálica esta presente em proporções significativas em termos econômicos. Esta estimada próximo de 5% da receita de uma nação industrializada estes gastos são feitos na prevenção da corrosão e com a manutenção ou substituição de produtos contaminados ou danificados por reações de corrosão.

Em parâmetros de quantidade de material danificado pela corrosão, supõem-se que uma parte é superior a 30% do aço produzido no mundo é utilizado para reposição de partes e peças de instalações equipamentos deteriorados pela corrosão.

2. Conceito de corrosão:

Corrosão é a deterioração espontânea dos materiais indesejável e irreversível, especialmente metálicos, pela ação eletroquímica ou química do meio, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos. Quando do emprego de materiais na construção de equipamentos ou instalações é necessário que estes resistam à ação do meio corrosivo, além de apresentar propriedades mecânicas adequadas.

A corrosão pode incidir sobre diversos tipos de materiais, sejam metálicos como os aços ou as ligas de cobre, por exemplo, ou não metálicos, como plásticos, cerâmico ou concreto. Os danos puramente físicos não são considerados corrosão, mas sim, abrasão ou desgaste. Quando o ataque químico é acompanhado de danos físicos, tem-se a corrosão por fricção, desgaste corrosivo ou corrosão erosão.

Tipos de Corrosão

Encontramos diversos tipos de corrosão e seus determinados mecanismos, verificando as características do ataque corrosivo e as formas de desgaste.

Corrosão Atmosférica - A corrosão atmosférica acontece devido ao efeito combinado da formação e quebra da camada de óxido. A umidade relativa existente na atmosfera é responsável pela quebra da camada de corrosão o que torna possível o ataque localizado. Metais sujeitos às condições climáticas sofrem este tipo de corrosão. Grandes prejuízos econômicos estão relacionados a esta forma de corrosão, trata-se de um fenômeno eletroquímico.Principais fatores de corrosão atmosférica –

• Temperatura;• Umidade relativa;• Tempo de permanência do filme do eletrólito na

superfície metálica;• Intensidade e direção dos ventos;• Salinidade;• Poluição;• Condições climáticas;• Natureza dos materiais;

• Radiação ultravioleta;

Corrosão Uniforme - Define-se corrosão uniforme como aquela caracterizada pelo ataque em toda a superfície metálica que mantém contato com o meio corrosivo com consequentemente homogênea diminuição da espessura.

Este tipo de corrosão é atribuída a "micropilhas" de ação localizada sendo, considerada o mais comum tipo de corrosão principalmente em de estruturas expostas à atmosfera e outros meios que propiciem uniformidade do ataque à superfície metálica.

Sendo uniforme na superfície, seu acompanhamento por controles diversos é facilitado, como nos casos de equipamentos e instalações dadas à homogênea perda de espessura provocada. Mesmo sendo de fácil controle, sua ação é importante do ponto de vista de desgaste, pois e redução da espessura do material causa a diminuição de sua resistência a esforços, como as tensões, podendo levar

a rupturas. Ou seja, a vida útil do material é reduzida e ele

se torna susceptível a possíveis falhas e risco de acidentes.

Corrosão por placas- A corrosão por placas se dá quando os produtos da reação de corrosão formam-se em placas que progressivamente se desprendem do volume do material. É comum em metais que formam películas protetoras a princípio, mas estas ao ganharem espessura pelo aumento do volume do produto de corrosão, causam fraturas e perdem aderência do material principal.

Podem ocorre também quando o processo de corrosão por aeração diferencial

Corrosão por pite - É aquela em que sua profundidade é maior em relação ao seu diâmetro e ocorre em locais turbolentos onde o meio corrosivo se encontra em alta velocidade aumentando o grau de oxidação das peças.

Também é possível encontrar esse problema em locais que contenham esgotos em movimento, despejo de produtos químicos (industriais) ou ação direta de água do mar ou de rios. Ela pode ser diminuída por resvestimentos resistentes, proteção catódica, redução do meio agressivo e materiais resistentes à corrosão.

A ação erosiva ocorre normalmente no caso de liquídos e gases, em tubulações, em trocadores de calor, em pás de turbinas, em parafusos de bombas de Arquimedes. O desgaste superficial causado pela erosão é capaz de destruir, ainda que pontualmente a princípio, as camadas protetoras (passivas) formadas pelos próprios produtos de corrosão, dessa forma quando associado com o processo erosivo, mais intenso se torna o processo corrosivo, tendo como somatório um desgaste maior que se apenas tivesse em açãoo processo corrosivo ou erosivo.

Corrosão sob tensão - O desenvolvimento da corrosão sob tensão exige a presença simultânea de tensões de tração e fatores ambientais específicos. Isso é incomum nas atmosferas internas de um edifício. As tensões não necessitam ser muito altas em relação ao limite de escoamento do material e podem ser devidas a carga e/ ou efeitos residuais dos processos de fabricação tais como soldagem ou dobramento. Devem ser tomados cuidados quando os componentes de aço inoxidável com tensões

residuais elevadas (por ex. devido ao trabalho a frio) são usados em ambientes ricos em cloretos (por ex. piscinas cobertas, marinho, plataforma marítima).

Normalmente, regiões tensionadas funcionam como ânodos em relação ao resto do elemento e tendem a concentrar acessão de eletróns, com o tempo surgem micro-fissuras que podem ocasionar rompimentos bruscos das peças antes da percepção do problema.

Corrosão em frestas - A ação da aeração diferencial e/ou da concentração iônica diferencial produzem a formação de pilhas em frestas em materiais metálicos. Estas frestas podem ser definidas como as ocorrentes em juntas soldadas de chapas sobrepostas, em juntas de chapas unidas por rebites, em ligações de tubulações unidas por flanges em ligações de tubulações proporcionadas por roscas de parafusos nos revestimentos feitos através de chapas aparafusadas e inúmeras configurações de geometrias que proporcionem a formação de frestas. A formação de pilhas de concentração iônica diferencial é preferencial em meios líquidos e a formação de pilhas de aeração diferencial é preferencial em meios gasosos. Sendo portanto as frestas inerentes as construções por meio de metais, no projeto devem ser minimizadas com o objetivo de reduzir a corrosão

Corrosão em ranhuras – Todos os defeitos que contenham cantos vivos, locais para depósito de solução aquosa, depósito e acúmulo de sujeira ou exposição do material não protegido, podem apresentar essa corrosão.

Por seu tamanho diminuto, as ranhuras muitas vezes passam despercebidas em manutenções e se tornam visíveis somente quando o material oxidado aflora na superfície.

Riscos, gretas, pontos parafusados entre outros são enquadrados nesse tema e recebem uma solução semelhante à corrosão por frestas.

Prevenção e Controle É importante a limpeza da superfície danificada, removendo-se todas as impurezas do local. Por não serem em geral muito degradantes, essas ranhuras podem ser pintadas garantindo a interrupção da corrosão

Corrosão em canto vivo - São conhecidos diversos modos de evitar corrosões, porém, para cada tipo existe um método que melhor se aplica. Em geral, os processos e prevenção exigem investimento financeiro e são realizados com as peças ainda em ambiente industrial. Outros meios, como revestimento, são feitos em obra e também garantem a qualidade da peça.

Corrosão galvânica - O contacto eléctrico entre materiais diferentes resulta no processo corrosivo conhecido como corrosão galvânica. A intensidade deste tipo de corrosão será proporcional à distância entre os valores dos materiais envolvidos na tabela de potenciais eletroquímicos, em outras palavras, na "nobreza" dos materiais. Exerce influência neste tipo de corrosão a proporcionalidade entre as áreas anódica e catódica. Tal proporção deverá ser menor possível com vistas a se obter a mínima corrosão na área anódica aliada a sua uniformidade.

A presença de íons metálicos no eletrólito é um fator importante nesta corrosão. No caso de os íons no eletrólito serem mais catódicos que os materiais com os quais possam ter contato, haverá corrosão devido a reações de troca entre o metal e os cátions dissolvidos, com consequente oxidação do metal da estrutura em questão. É um exemplo comum a reação da solução de um sal de cobre como eletrólito, a qual contém íons Cu 2+ em contato com metais ferrosos, como por exemplo o aço: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu ↘reação que resulta na corrosão do ferro da liga ferrosa (o qual é oxidado) e a deposição (por redução) do cobre.Como um exemplo mais completo da reação acima, podemos citar a reação de solução de sulfato de cobre (II) com uma liga ferrosa:Fe + CuSO4 → Fe + Cu2+ + SO4

2- → Fe2+ + SO4

2- + Cu ↘Como uma reação na qual seja o cobre o metal corroído, podemos citar a similar reação do nitrato de prata em solução com uma liga de cobre metálico:Cu + 2 AgNO3 → Cu + 2 Ag+ + 2 NO3

- → Cu2+ + 2 NO3- + Ag ↘

Corrosão em concreto – O concreto é o principal material de engenharia usado em construções. Na engenharia civil o concreto é usado nos mais diversos tipos de construções como: pontes, edificios, barragens, muros de arrimo, em pisosvariados, pavimentos de estrada etc.

O processo de corrosão no concreto cria condições de aumento da taxa de ataque o fenômeno é relacionado ao fato dos produtos da corrosão do ferro e do aço por ter um volume específico maior do que o próprio aço. O aumento

do volume dos produtos da corrosão causa tensões que podem resultar na fissura do concreto. As fissuras do concreto facilitam o acesso do meio corrosivo e aceleram o processo quando as fissuras atingem a superfície externa do concreto, os produtos da corrosão podem ser removidos. Mais graves são os ataques em concreto protendido neste caso o processo de corrosão pode levar a perda da resistência e eventualmente colapso.

Causas a presença de íons de cloro é uma dos principais motivos da corrosão do aço no concreto os íons são provenientes de contaminantes externos ou dissolução de sais.

Quando a água da chuva apresentga pH 5;6 é considerada limpa, pura ou isenta de poluentes. O valor 5,6 é tomado como base para comparação com os valores de pH encontrados ná águas de chuva que contém poluentes, muitos dos quais diminuem ainda maiso pH, elevando a acidez da chuva.

O CO2 ao penetrar no concreto reage com Ca(OH)2, e com isso reduz o pH da fase aquosa por neutralização e provoca a diluição do passivante da armadura, com possibilidade de corrosão na presença de umidade entre as reações de neutralização se encontra a carbonatação, que pode definir-se como reação química mediante os compostos que integram a pasta endurecida de cimento hidratado se combinam com o dióxido de carbono do ambiente que o cerca. O fenômeno da corrosão das armaduras causa a deterioração do aço imerso no concreto, acompanhada da expansão volumétrica, gerando tensões siginifcativas. A manifestação da corrosão das armaduras ocorre sob a forma de fissuras, destacamento do cobrimento, manchas, redução da seção da armadura e perda de aderência

Lixiviação – No caso do concreto, a corrosão por lixiviação consiste na dissolução e arraste do hidróxido de cálcio existente na massa de cimento Portland endurecido (liberado na hidratação), ocorre devido ao ataque de águas puras ou com poucas impurezas, e ainda de águas de chuva infiltração de umidade, bem como de águas pantanosas, subterrâneas, profundas ou ácidas .

Corrosão versus metal e proteção contra corrosão

Quase sempre, a corrosão metálica por mecanismo eletroquímico, está associada à exposição do metal um meio no qual existe a presença de moleculas água juntamente com o gás oxigênio ou ions de hidrogênio num meio condutor. A adoção de uma ou mais formas de proteção contra a corrosão dos metais deve levar em conta aspectos técnicos e econômicos. Entre os aspectos técnicos, o meio de exposição é um parâmetro de grande importância. Quanto a este parâmetro, o uso de inibidores de corrosão ou o controle de agentes agressivos (SO2, H+, Cl-) são impraticáveis nos casos em que se deseja proteger um determinado metal contra a corrosão atmosférica e o mesmo vale para a utilização da proteção catódica, restando nestes casos somente a modificação do metal ou a interposição de barreiras como uma alternativa para proteção contra a corrosão.

Em resumo, são muitos os casos em que os metais ferrosos (aço-carbono ou ferro fundido) continuam sendo os materiais mais adequados para utilização em estruturas expostas a atmosferas em geral, restando tão somente a interposição de uma barreira entre este metal e o meio como uma forma de proteção contra a corrosão.

Para esta finalidade, tanto os revestimentos orgânicos (tintas), como os inorgânicos (revestimentos metálicos ou de conversão como a anodização, cromatização) ou uma combinação dos dois são utilizados. A escolha de um sistema de proteção contra a corrosão para os metais ferrosos (como o aço-carbono) dependerá de uma série de fatores, citando como um dos principais, o grau de corrosividade do meio. Na engenharia hidráulica e na engenharia mecânica é grande a preocupação com a corrosão em bombas e em turbinas, sobretudo devido aos prejuízos que podem causar nas estações elevatórias e nas usinas hidrelétricas.

Fontes bibliograficas

http://pt.wikipedia.org/wiki/Corros%C3%A3o

Química aplicada introdução teórica e prática – Autor Celso Aurélio Tassinari