1- INTRODUO

A maioria dos materiais apresenta algum tipo de interao com um grande numero de ambientes diferentes. Com frequncia, tais interaes comprometem a utilidade de um material como resultado da deteriorao de suas propriedades mecnicas, propriedades fsicas ou sua aparncia.Pode-se definir corroso como a deteriorao dos materiais pela ao qumica ou eletroqumica do meio, podendo estar ou no associada a esforos mecnicos (GENTIL, 1994). A Corroso um processo natural e resulta da inerente tendncia dos metais reverterem para sua forma mais estvel, normalmente xidosO estudo da corroso dos materiais de grande importncia, os problemas de corroso so frequentes e ocorrem nas mais variadas atividades; alm disso, em maior ou menor grau, a maioria dos materiais experimenta algum tipo de interao com um grande nmero de ambientes diversos. Essas interaes comprometem a utilidade de um material como resultado da deteriorao das suas propriedades mecnicas, fsicas ou da sua aparncia (CALLISTER, 2002).A corroso causa a deteriorao progressiva dos materiais, em especial, dos materiais metlicos em consequncia de reaes qumicas e eletroqumicas entre o material e o meio ambiente (vizinhana do material). Em industrias qumicas o elemento que causa, a maior parte das vezes, desgastes por corroso nos equipamento de processo o prprio fluido de trabalho, so estes, geralmente, os processos corrosivos mais graves e difceis de serem controlados.Como a corroso um processo entrpico, ou seja, ocorre espontaneamente, conclumos que o problema da corroso (o qual inevitvel) um problema econmico, devemos buscar os meios prticos mais econmicos de conviver com ela. Os recursos para o controle da corroso so: um projeto do equipamento de processo bem feito, onde se leva em conta o problema da corroso; tomar as devidas providncias na fabricao do equipamento tentando contornar ou minimizar os problemas com a corroso e finalmente tentar controlar a corroso no equipamento quando este est em operao. Algumas das perdas (diretas e indiretas) advindas do processo corrosivo so: quebra de equipamento e prejuzos a isto associados; substituio prematura de equipamentos com reflexos no custo industrial; paralisao inesperada do equipamento causando transtornos no planejamento de produo; perda de um produto contaminado com os resduos da corroso; perda de eficincia dos equipamentos de processo devido a incrustaes que causam o aumento do atrito e a reduo da transferncia de calor A seleo de materiais para o equipamento de processo com uma maior resistncia corroso pode, ou no, ocorrer num custo mais elevado do que os custos industriais da corroso. sempre indispensvel considerar as perdas diretas e indiretas do processo corrosivo na seleo dos materiais. A corroso tambm constitui risco de segurana quando a falha ocorre em partes crticas de um meio de transporte, alm da conservao dos recursos materiais. Cerca de da produo de aos de todo mundo destinada reposio de material destrudo por corroso.

2- MECANISMOS DE CORROSO

Como visto, uma reao de corroso implica a transferncia de eltrons entre um elemento qumico do material e outro do meio. Essa transferncia de eltrons pode ocorrer atravs de um mecanismo qumico, chamado corroso qumica, ou atravs de um mecanismo eletroqumico, chamado corroso eletroqumica (corroso mida) (GEMELLI, 2001).

2.1- Mecanismo qumico

De acordo com Gentil (1994), no mecanismo qumico de um processo corrosivo, ocorrem reaes qumica diretas entre o material metlico, ou no metlico, com o meio corrosivo, podendo ou no haver transferncia de cargas ou de eltrons e, portanto, no havendo a formao de uma corrente eltrica. A corroso qumica pode ocorrer em um material metlico, em temperaturas elevadas, por gases ou vapores e em ausncia de umidade ou em materiais metlicos onde ocorre o ataque de metais por solventes orgnicos isentos de gua. A corroso qumica pode tambm ocorrer em materiais no metlicos. Um exemplo desta aplicao o alumnio em contato com o oxignio onde acontece uma reao formando xidos Al2O3, essa interao faz com que a formao da camada de apassivao protegendo o.

2.2- Mecanismo eletroqumico

Na corroso eletroqumica ocorrem reaes qumicas que envolvem transferncia de carga ou eltrons atravs de uma interface entre metal e eletrlito. A corroso eletroqumica necessita de quatro componentes que formam um circuito fechado so eles: anodo, catodo, eletrlito e circuito metlico, veja a figura 1.2.

Anodo: o plo negativo de um sistema eletroltico, doador de eltrons.

Catodo: o plo positivo de um sistema eletroltico, receptor de eltrons

Eletrlito: substncia que dissolvida em gua separa-se em um ou mais ons possibilitando a conduo eltrica

Circuito metlico: um circuito que une o catodo e o eletrodo com baixa resistncia eltrica

Figura 1- Desenho esquemtico de uma pilha de corroso

A corroso eletroqumica dar-se- na existncia destes quatros componentes por estabelecer uma corrente eltrica entre o catodo e o anodo, o que provocar um desgaste do anodo, que ser o elemento corrodo, enquanto o catodo ser o elemento protegido. A corroso eletroqumica pode ser verificada sempre que existir heterogeneidade no sistema material metlico-meio corrosivo, pois a diferena de potencial resultante possibilita a formao de reas andicas e catdicas. Um material metlico pode apresentar diferena de potencial devido aos contornos de gros, pois o limite entre dois gros quaisquer uma regio heterognea comparada com o gro, tambm em decorrncia da orientao e diferena de tamanhos dos gros e igualmente devido aos tratamentos trmicos e metalrgicos diferentes. A diferena de potencial nos materiais metlicos podem ainda ocorrer devido ao polimento das superfcies metlicas, presena de escoriaes e abrases, bordas de superfcie metlica, entre outros. J os meios corrosivos podem apresentar potenciais diferentes devido existncia de diferenas nos parmetros de processo, como aquecimento, iluminao, agitao, concentrao e aerao (GENTIL, 1994). Segundo Gemelli (2001), a maioria das reaes de corroso ocorre por um processo eletroqumico. Destacam-se nesse tipo de mecanismo, a corroso em gua ou solues aquosas, corroso atmosfrica e corroso no solo (na presena de umidade). Ainda de acordo com Gemelli (2001), a corroso de materiais metlicos em solues eletrolticas ocorre por um mecanismo eletroqumico devido formao de pilhas eletroqumicas, chamadas de pilhas de corroso. Quando duas partes de uma superfcie ou de uma estrutura metlica apresentam potenciais eletroqumicos diferentes, elas podem formar uma (ou mais) pilha(s) eletroqumica(s) com dissoluo metlica em uma regio especfica.

3- FORMAS DE CORROSO

conveniente classificar a corroso de acordo com a maneira pela qual ela se manifesta. A corroso metlica algumas vezes classificada em oito formas diferentes: uniforme, em frestas,por pites, intergranular, por lixvia seletiva, eroso-corroso e corroso sob tenso. As causas e os meios de preveno de cada uma dessas formas de corroso esto discutidas sucintamente.

Figura 2- Formas de corroso

3.1- Corroso Uniforme

A corroso uniforme uma forma de corroso eletroqumica que ocorre com intensidade equivalente ao longo de toda superfcie que esta exposta e, com frequncia gera uma incrustao ou um depsito. Do ponto de vista microscpico, as reaes de oxidao e de reduo ocorrem aleatoriamente sobre a superfcie. Alguns exemplos familiares incluem a ferrugem generalizada no ao e no ferro e o escurecimento em pratarias. Essa provavelmente a forma mais comum de corroso. Ela tambm a menos questionada, uma vez que pode ser prevista e levada em consideraes com relativa facilidade nos projetos.

Figura 2.1- Corroso uniforme em chapa de ao-carbono

3.2- Corroso por pites

A corroso por pites um ataque localizado de uma superfcie passiva devido presena de ons agressivos (principalmente Cl-, Br-, I-) no eletrlito. Esse tipo de corroso manifesta-se em certos pontos da superfcie passiva pela formao de pequenas cavidades (pites) que variam de alguns micrmetros a alguns milmetros (GEMELLI, 2001). De acordo com Alonso (1993), a corroso por pites o tipo de corroso mais comum entre aqueles que ocorrem para o alumnio e suas ligas. Na corroso por pites, a pelcula passiva do alumnio sofre uma ruptura e desenvolve-se um processo de dissoluo do material metlico, o qual extremamente localizado e de cintica muito rpida. Embora esse tipo de corroso dissolva apenas uma pequena quantidade de material metlico, a corroso por pite tem um carter extremamente prejudicial ao desempenho dos componentes metlicos (ALONSO, 1993).

Figura 2.2- Corroso por pites nas amostras HF (A) e PE (B)

3.3- Corroso Galvnica

A corroso galvnica ocorre devido formao de uma pilha de corroso galvnica. Quando dois tipos de materiais metlicos, inicialmente com diferentes potenciais, se pe em contato em presena de um eletrlito, a diferena de potencial entre eles tende a desaparecer com polarizao de cada um deles passando a circular uma corrente entre ambos, isto , uma transferncia de eltrons, ocasionando esse tipo de corroso (GEMELLI, 2001; GENTIL, 1994). A corroso galvnica se caracteriza por apresentar corroso localizada, ocasionando perfuraes no material metlico que funciona como anodo (GENTIL, 1994). o caso do alumnio e suas ligas nos pares galvnicos formados com muitos metais, em vrios meios encontrados em servio; onde o alumnio corrodo preferencialmente dando proteo ao outro metal (ALONSO, 1993)Diversas medidas podem ser tomadas para reduzir

Figura 2.3- Corroso Galvnica

3.4- Corroso em frestas

A corroso em frestas uma forma localizada de corroso que ocorre quando pequenas quantidades de um meio corrosvel ficam retidas ou estagnadas em frestas, cavidades ou quaisquer espaos confinados, ou seja, onde o fluxo de fluido corrosvel muito difcil ou nulo, e o suprimento de oxignio fica assim diminudo. No interior da fresta, ocorrem reaes eletrolticas que modificam a composio do eletrlito, tornando-o mais cido. A diminuio do pH permite a ruptura da camada passivadora dos aos inoxidveis, resultando em intensa corroso localizada.Cavidade com abertura maior que 3 mm, em geral, no oferecem riscos. A corroso , principalmente grave para cavidades em forma de frestas, sendo o ataque tanto maior quanto menor for a abertura da fresta e quanto maior for sua profundidade. De acordo com Gentil (1994), na corroso em frestas h, muitas vezes, um perodo de incubao sem que o ataque se inicie, entretanto uma vez iniciado ele progride numa taxa sempre crescente. A corroso em frestas tambm chamada de corroso sob contacto de corroso por clula de concentrao e de corroso intersticialA corroso em frestas pode ser prevenida

Figura 2.4- Corroso em frestas entre a tubulao e o suporte

3.5- Corroso- eroso

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Figura 2.5- Falha por corroso eroso de uma conexo

3.6- Corroso Lixvia Seletiva

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Figura 2.6- Corroso Lixivia Seletiva em solda em um ao inoxidvel

3.7- Corroso sob tenso

A corroso sob tenso uma forma de corroso grave que provocada pela existncia de tenses de trao de um certo valor em algumas regies da pea metlica. Manifesta-se pelo aparecimento de trincas perpendiculares direo da trao, podendo as trincas ser intergranulares, transgranulares ou ramificadas. As trincas vo aumentando e propagando at causarem a ruptura da pea. Para essa forma de corroso ocorrer necessrio a presena simultnea de trs fatores:

tenso de trao elevada, meio corrosivo, metal suscetvel

E pode ser agravada por:

aumento dos valores do limite de escoamento e da dureza do material, aumento do nvel de tenso de trao aumento da concentrao e temperatura do meio corrosivo.

A corroso sob tenso tem aumentado muito ultimamente por consequncia do aparecimento dos aos de alta resistncia e dos novos cdigos de projetos, que permitem tenses mais elevadas Quando as trincas ocasionadas pela corroso sob tenso so iniciadas impossvel interromp-las assim para os casos graves recomenda-se a utilizao de materiais mais resistentes a corroso. J nos casos menos graves podem-se usar materiais menos resistentes corroso, mas indispensvel um cuidadoso tratamento trmico de alivio de tenso. Um outro recurso auxiliar o martelamento de toda a superfcie de contacto com o meio corrosivo. O martelamento resulta em produzir tenses de compresso, da ordem do limite de escoamento, em uma camada superficial do material com cerca de 0,5mm de espessura

Figura 2.7- Corroso sob tenso

3.8- Corroso intergranular

Como o prprio nome sugere a corroso intergranular ocorre preferencialmente ao longo dos contornos de gro para algumas ligas e em ambientes especficos (CALLISTER, 2002). Corroso que ocorre quando a velocidade de corroso das reas de contorno de gros (metalrgicos) de uma liga excede quela do interior do gro. Este fenmeno ocasiona a migrao de elementos em direo aos contornos de gros e o conseqente empobrecimento da matriz metalrgica A corroso intergranular acontece principalmente nos aos inoxidveis expostos em alguns meios corrosivos (capitulo sobre aos inoxidveis), quando a periferia do gro fica com menor quantidade de cromo livre do que o interior dos gros, tornando-se assim, regies andicas, aonde vo se formar trincas. A corroso incisiva, tambm chamada de Corroso de fio de faca uma variante da corroso intergranular, que ocorre nos aos inoxidveis austenticos estabilizados, apresentando-se, apenas, em uma faixa estreita ao longo das soldas. tambm causada pela diminuio do cromo livre.

Figura 2.8- Corroso intergranular

4- FATORES INFLUENTES NA VELOCIDADE DA CORROSO

A velocidade com que se processa a corroso dada pela massa de material desgastado, em uma certa rea, durante um certo tempo, ou seja, pela taxa de corroso. Esta taxa pode ser representada pela massa desgastada por unidade de rea na unidade de tempo. Alguns fatores influem na velocidade de corroso, principalmente porque atuam nos fenmenos de polarizao e passivao. Tais fatores que tambm influenciam a velocidade de corroso so:4.1- Gerao do meio corrosivo:

I. Concentrao de oxignio: O oxignio funciona como controlador dos processos corrosivos. Portanto, na presso atmosfrica a velocidade de corroso aumenta com o acrscimo da taxa de oxignio dissolvido. Isto ocorre por ser o oxignio um elemento despolarizante e que desloca a curva de polarizao catdica no sentido de maior corrente de corroso;

II. pH de eletrlito: Este influencia na velocidade do processo corrosivo porque a maioria dos metais passivam-se em meios bsicos;

III. Temperatura: O aumento de temperatura acelera, de modo geral, as reaes qumicas. Da mesma forma tambm em corroso as taxas de desgaste aumentam com o aumento da temperatura. Com a elevao da temperatura diminui-se a resistividade d eletrlito e consequentemente aumenta-se a velocidade de corroso;

IV. Efeito da velocidade: A velocidade relativa, superfcie metlica-eletrlito, atua na taxa de desgaste de trs formas: para velocidades baixas h uma ao despolarizante intensa que se reduz medida que a velocidade se aproxima de 8 m/s (para o ao em contato com gua do mar). A partir desta velocidade as taxas praticamente se estabilizam voltando a crescer para altas velocidades quando diante de um movimento turbulento tem-se, inclusive, uma ao erosiva.

5- AMBIENTES DE CORROSO Existem vrios fatores que influenciam o fenmeno da corroso, abaixo discutiremos alguns destes fatores. Novamente relembro que a corroso um processo que se d na superfcie do material, assim, a corroso influenciada pelas caractersticas do meio corrosivo ao seu redor. No caso de equipamentos de processo, a maior parte das vezes, o meio corrosivo o prprio fluido de trabalho. As caractersticas do fluido que influenciam no processo de corroso so entre outras, sua natureza, temperatura, concentrao, impurezas, umidade, velocidade. Em geral a corroso mais severa para as altas concentraes de fluidos, contudo para fluido cidos pode haver violenta corroso dos materiais mesmo para pequenas concentraes. A presena de impurezas no fluido pode atenuar ou agravar a corroso, mais freqente o agravamento. A presena do oxignio benfica se o metal puder ser passivado pela formao de xidos, caso contrrio o oxignio agrava a corroso. A presena de gases dissolvidos ou slidos em suspenso no fluido em geral agrava a contaminao. Em geral o aumento da temperatura agrava a corroso. Cabe ressaltar que para temperaturas acima da temperatura de orvalho, as formas de corroso eletroqumicas no ocorreram. Contudo quando os equipamentos so parados a temperatura decresce e pode ficar menor que a temperatura de orvalho causando intensa corroso nestes momentos. Para que a corroso eletroqumica ocorra necessrio a presena de umidade, assim, a umidade agravante da corroso. Cabe ressaltar que a umidade pode reagir com gases poluentes da atmosfera gerando cidos. Quando a velocidade do fluido baixa e sem turbilhonamento, aparecer na parede do material a camada de aderncia, a qual serve de proteo contra a corroso, contudo se a velocidade for muito baixa ou nula poder ocorrer a corroso por fretas.Para velocidade acima de um certo valor, ocorrendo ou no o turbilhonamento, essa arrancar as crostas e escamas formados na superfcie do material, agravando a corroso. De forma geral quando o material metlico for sujeito a corroso sob tenso ela ser agravada caso a frequncia cclica das tenses for aumentada ou se a prpria tenso de trao for elevada. Um outro fator que influencia a corroso o acabamento da pea metlica, principalmente da forma de corroso por pites quanto melhor o acabamento menor a corroso.

6- PREVENO DA CORROSODIGITAR LIVRO