curso de corrosÃo julho 08

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CURSO DE CORROSÃO E PROTEÇÃO

CONTRA CORROSÃO

PROFESSOR: ALOYSIO DE AGUIAR

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CURSO

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO

A CORROSÃO É UM FENOMENO NATURAL E, COMO TAL, SUAS CONSEQUÊNCIAS ÀS VEZES NOS FAVORECEM OUTRAS NOS PREJUDICAM.

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DESSE MODO, TODOS OS PROBLEMAS ATRUBUÍDOS À CORROSÃO SÃO NA REALIDADE RESULTADO DA NOSSA IGNORÂNCIA E FALTA DE COMPREENSÃO DO FENÔMENO E SEUS MECANISMOS.

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CURSO


1. INDÚSTRIA METALÚRGICA:

LIXIVIAÇÃO

ELETROREFINO

ALGUMAS CONSEQUÊNCIAS DA INEXISTÊNCIA DA CORROSÃO:

Esses processos ficariam inviabilizados, pois utilizam os mecanismos da corrosão como meio de produção

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2. GALVANOPLASTIA:


Todos os processos eletroquímicos de recobrimento (cromeação, zincagem, niquelação, etc) seriam impossíveis de se realizar, pois todos partem do metal no estado ionizado, ou seja, do metal previamente corroído.

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3. BATERIAS E PILHAS:


Não funcionariam e, assim teríamos, por exemplo, que inventar um outro meio para dar partida nos veículos. Não haveria rádios, relógios e brinquedos à pilha e teríamos de descobrir outro meio para as inter-comunicações espaciais, telefonia celular, via satélite, etc.

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CURSO


4. DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS:


Não seriam possíveis os ataques metalográficos, assim como as análises químicas por via úmida; polimentos eletrolíticos e outras preparações de corpos de prova, como limpezas químicas de produtos de corrosão ( remoção) ou impregnações de polímeros ou outras sujidades para análise em microscopia óptica ou eletrônica.

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4. DESENVOLVIMENTO DEMATERIAIS:


Não seriam possíveis os ataques metalográficos, assim como as análises químicas por via úmida; polimentos eletrolíticos e outras preparações de corpos de prova, como limpezas químicas de produtos de corrosão (remoção) ou impregnações de polímeros ou outras sujidades para análises de falha em microscopia óptica ou eletrônica.

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4. EXISTÊNCIA HUMANA “VIDA NA TERRA”:


Até mesmo a vida na terra depende em parte da corrosão, uma vez que a clorofila, fundamental na vida das plantas, contém íons de magnésio ( Magnésio corroído).

Podemos citar também a hemoglobina do sangue que necessita de íons de ferro na oxigação, além de um grande número de outros minerais , Zn, Na, K, etc que são de grande importância para a vida dos humanos e demais habitantes da terra.

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CORROSÃO: Destruição de um material, geralmente metálico, através da interação química ou eletroquímica do meio ambiente.

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CORROSÃO

PERDA DE RESISTÊNCIA PERDA DE MASSA

INTERAÇÃO QUÍMICA

MATERIAL

FRATURA

CURSO


MEIO

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PERDAS ECONÔMICAS

CUSTOS DIRETOS Remediativos Preventivos Revestimentos (ôrganicos ou inorgânicos) Materiais mais resistentes à corrosão Métodos de proteção contra corrosão (outros, p.

ex. aditivos, inibidores de corrosão, proteção catódica ou anódica e outros) Superdiomensionamento

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CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO PERDAS ECONÔMICAS

CUSTOS INDIRETOS Interrupção de operação Perda de produtos (Ex.: oleodutos) Perda de eficiência (trocadores de calor, motores

a combustível, diminuição de vazão em tubulação,

etc.) Contaminação de produtos

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CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO CUSTO DA CORROSÃO

PAÍS ANO CUSTO (US$)(Bilhões)

% PNB % EVITÁVEIS

RUSSIA 2005 6,7 2,0 -

ALEMANHA 2005 6,0 3,0 25

REINO UNIDO 2005 3,2 3,5 23

AUSTRÁLIA 2005 0,55* 1,5 -

JAPÃO 2006 9,2* 1,8 -

EUA 2006 70,0 4,2 15

* Somente custos diretos

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CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO CONSIDERAÇÕES ENERGÉTICAS

A obtenção de um metal se faz à custa de uma determinada quantidade de energia, a qual é cedida pelos processos metalúrgicos como mostrado abaixo:

Metalurgia

Composto + Energia Metal Corrosão

Ex.: Redução térmica de minério de ferro que consome carvão e combustível

(alcançar a temperatura)

Fe2 O3 + 3C 2 Fe + 3CO

Fe2 O3 + 3CO 2 Fe + 3CO

Energia

16METAIS + AR SECOMETAIS + AR ÚMIDO, ÁGUAS, SOLOS

OXIDAÇÃO

PLÁSTICOS + ARMADEIRAS + AR, ÁGUA

INTERAÇÃOQUÍMICA

PLÁSTICOS + VAPORESADSORÇÃO

METAIS + METAIS LÍQÜIDOS PLÁSTICOS + SOLVENTESVIDROS & CERÂMICAS + REAGENTES

DISSOLUÇÃO

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CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO METAIS EM EQUILÍBRIO

Reações Químicas Reações Eletroquímicas

A A z+ + ze-

Reação anódica reação catódica ou de oxidação ou de redução

A AZ+ + ze- e - xz- + Ze- x

xxxx xxxx e- METAL

XZAZXA

XzX++-+

-+-

ez

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CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO • EXPERIÊNCIA DE EVANS

Solução Aquosa NaCl 3% + Fenolftaleina (OH - ) cor rósea + Ferricianeto de k (Fe2+ ) azul de prússia

(K 3 Fe (CN )6

O2 + 2 H2 O + 4e- 4OH- (Reação Catódica) Fe Fe2+ + 2 e- (Reação anódica)

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CÉLULA ELETROLÍTICA

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CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO No anodo: Fe Fe+2 + 2 e-

No catodo: H 0 + ½ 02 + 2 e- 2 0H-

² .. . Massa Corroída = f (corrente elétrica) Lei de Faraday

Onde: M = massa do metal que reage k = equivalente eletroquímico g /coulombs (Carga) i = intensidade de corrente em ampéres (A) t = tempo em segundos (s) F = constante de Faraday (1F = 96.500 coulombs/mol )

FKitM =

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CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO F

KitM=

F8,32696500

000.536.31=

Ex.: Massa de ferro corroído durante 1 ano para 1 A corrente

1 F = 96 500 coulomb / mol 1 coulomb = 1 A x seg. 1 A x ano = 24 x 60 x 60 x 365 = 31 536 000 coulomb

(EQUIVALENTE ELETROQUÍMICO)

326,8 F X X = 9, 125 Kg

285,551 F

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2. Termodinâmica

2.1.1. Energia LivreG Medida da capacidade de trabalho

Máxima energia que pode ser fornecida

G < 0 Reação espontânea

G = 0 Equilíbrio

G 0 Reação Contrária é espontânea

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2.1.1. Energia Livre

G = -FE

G = Variação de energia livre J

mol

n = número de elétrons envolvidos e

F = constante de Faraday 96.500 c

E = Potencial de eletrodo V

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Conhecendo-se, calcula-se

Zn Zn+2 + 2e-

2.1.2. Potencial de Eletrodo.

2H+ + 2e- H2

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POTENCIAL DE ELETRODO PADRÃO

Au Au+3 + 3 v

+1,498 V

Fe+3 + e- Fe +2

+ 0,771V

2H+ + 2e- H2 O V

Al Al+3 + 3 l- - 1,662 V

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Equação de Nerst: redaoxa

FRTOEE ln

+=

Onde:

E = Potencial observado

E = Potencial padrão

R = Constante dos gases perfeitos = 8,314 J/K mol

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Equação de Nerst: redaoxa

FRTOEE ln

+=

Onde:E = Potencial observado

E = Potencial padrãoR = Constante dos gases perfeitos = 8,314 J/K mol

T = Temperatura em graus Kelvin = 298 k (25 C)n = número de elétrons envolvidosF = Constante de Faraday = 96500 coulombs

Substituindo os valores constantes e transformando ln em log temos:

redaoxa

nEE log0591,0

+=

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2.2. Aplicações de Termodinâmica à Corrosão:

Positivo Inversa é espontânea

G Negativo Reação espontânea

Regras:

1)A mais negativa ou ativa meia célula de 1 reação eletroquímica, tende a ser oxidada e a mais positiva, tende a ser reduzida;

2)Todos os metais com potenciais mais ativos (negativos) que o hidrogênio tendem a corroer em soluções ácidas;

Ex.: Cobre e Prata não corroem em ácidos desarejados;3) A corrosão não ocorre a menos que a direção espontânea da reação indique oxidação.

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Principais usos dos Diagramas de Pourbaix

1. Prever a direção expontânea das reações;

2. Estimar a composição química dos produtos de corrosão;

3. Estudar mudanças que se aplicadas ao ambiente reduzem ou eliminam a corrosão.

“Esses diagramas representam condições de equilíbrio e jamais podem ser usados para prever velocidade de reações”

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2.3 - Cinética de Eletrodo

Engenharia A velocidade da corrosão ou taxa de corrosão é o que é importante!

Sistemas em processo de corrosão quase sempre estão Limitação no emprego

dos cálculos termodinâmicos fora de equilíbrio

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Definição de Termos - Cinética de Eletrodo

Anodo: Refere-se ao eletrodo, onde ocorre a reação de oxidação

Catodo: Refere-se ao eletrodo, onde ocorre a reação de redução

Polarização: Desvio em potencial que ocorre num sistema em equilíbrio, quando devido a um agente externo esse deixa de ocorrer.

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A sobretensão (ou sobrepotencial) abreviada de é a medida da polarização com relação ao potencial de equilíbrio de um eletrodo.

Ex. Sistema anterior Pt / Zn E = - 660 mV : medido

A sobretensão do Zn é + 100 mV

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2.4 - Densidade de Corrente de Troca

moles/ cm2 / seg moles/ cm2 / seg

No equilíbrio Taxa de oxidação = taxa de redução

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2.4 - Densidade de Corrente de Troca (cont.)

No equilíbrio Taxa de oxidação = Taxa de redução

Taxa de reação de troca

Rea. = Rox. = Rred.

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Me Mze + Ze-

==== 2/v cmAiA

I

Adt

dqAdtdm

= densidade de depende do metal usado corrente de troca como eletrodo

Não pode ser determinada teoricamente, mas apenas avaliá-la experimentalmente

io

Densidade de corrente de troca para o hidrogênio para diferentes eletrodos metálicos

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Me M z e + Z e-

==== 2/v cmAiA

I

Adt

dqAdtdm

io é f (reação de oxi - redução) e depende das seguintes variáveis:

1. Composição química do eletrodo;2. Distribuição dos elementos na liga;3. Taxa de oxidação e redução dos espécimes presentes no sistema;4. Área de contato;5. Temperatura do Sistema

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2.5. Polarização

Causas:1. Formação de películas protetoras;2. Crescimento de películas já

existentes;3. Destruição de películas já existentes;4. Saturação de íons nas vizinhanças

dos eletrodos;5. Absorção de gases

Tipos:1. Por ativação2. Por Concentração3. Ohmica 4. Polarizaçcão combinada

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2.5.1 Polarização por Ativação

Seqüência de reação Fase Lenta Polarização por ativação

-Ex.: Evolução de hidrogênio fase lenta é transferência de e

ou formação das moléculas de hidrogênio

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2.5.1 Polarização por Ativação

Equação de Tafel:

= log iio

io

Onde: = Sobretensão = declive de Tafel ou Cte de Tafel i = taxa de oxidação ou redução A / cm²

=densidade de corrente de troca A / cm²

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2.5.2 Polarização por Concentração:

• Decorre da indisponibilidade de ânions suficientes para descarregar a carga do eletrodo.

xBFCnD

=Li

iL = densidade de corrente limite de difusão

é função:D:Coeficiente de difusão do reagente D: coeficiente de difusão (1.10-5 cm/s Sol.dil. 25.C) (10-5 cm/s H+) C B: Concentração dos íons reagentesF: Constante de FaradayX: espessura da camada de difusão 10-2 x 10-3 cm

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2.5.3 Polarização Combinada:t = a + c

• Durante o processo de dissolução anódica a polarização por concentração pode ser desprezada e assim temos:

dissolução c 0 t = a = log i/io

• Para processos de redução a polarização por concentração se torna importante a medida em que a taxa de redução se aproxima da densidade de corrente limite de difusão e temos : t = a + c

t = - log i/io + log( 1- i/iL)

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Wagner e Traud ( 1938):

Toda reação eletroquímica pode ser descrita por 2 ou mais reações parciais de oxidação ou redução.Não pode ocorrer acumulação de carga elétrica durante uma reação eletroquímica.Durante umprocesso de Taxa total de = Taxa total decorrosão oxidação redução

2.6- Potencial Misto

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Pode se compreender melhor a teoria de potencial misto , utilizando-se a os eletrodos mistos.Eletrodos mistos constituem-se em uma amostra metálica em contato com dois ou mais sistemas de oxidação e redução.Para exemplificar essa teoria podemos utilizar o sistema do zinco imerso em uma solução de ácido clorídrico.Para se determinar a condição de equilibrio deve se ter em mente as seguintes características:

• O zinco é um excelente condutor metálico e deve, portanto, estar com toda superfície num mesmo potencial.

• Esse potencial não pode ser ode equilíbrio do Zn isoladamente e nem da evolução do hidrogênio sobre o Zn , mas deve ser um valor intermediário.

Pela 2 hipótese da teoria do potencial misto: Taxa de oxidação= Taxa de redução esse valor é determinado.Só existe um ponto onde essa hipótese é satisfeita e esse ponto é chamado de Potencial Misto ou Potencial de Corrosão.

• Apenas nesse ponto a conservação de carga é mantida. Ex: Lousa

2.6.1- Eletrodos Mistos

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V=RI Rt

Lei de Ohm: V = I (Re + Rm) Re > > > Rm portanto: V=Re

2.6.2- Tendência à Corrosão- Diagrama de Evans

V= (Ec* - E a* ) = (Ec - c ) - (E a + a )Para ocorrer corrosão: I >0

I=E E

Rc c a a

e

- - + ( )

§ = Ec* - E a* > 0 - deve ocorrer corrosão sempre +§ = Ec* - E a* < 0 - não deve ocorrer corrosão§ = Tendência à corrosão Ex:

classe

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2.6.3- Curvas de polarização

1 2 : Dissolução do metal metais que não se passivam corrente aumenta com o aumento do potencial (linha tracejada)2 3 : Passivação formação de película de óxido que dificulta a passagem de corrente ( e diminui até 5 ordens de magnitude)3 4 : Óxidos estáveis aumento do potencial produz num aumento na espessura do óxido sem aumentar a corente (Ex. (Al, Ta, Zr, etc.)

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5 : Óxidos bons condutores de e- oxidação do solvente6 7 : Óxidos que se oxidam a uma valência superior dando produtos solúveis dissolução do metal 6 7 : Transpassividade8 9: Corrosão localizada perda da estabilidade da película passiva com o aumento do potencial corrosão po pites, intergranular Ex. Fe, Cr, Al, em presença de agentes agressivos, tais como Cl , Br , I , etc.

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• Na prática os metais possuem potenciais quase sempre abaixo de 8.

• Se por um agente externo se manter o potencial de um metal entre 3 e 8 a corrosão está controlada proteção anódica.

• Se da mesma forma manter o mesmo abaixo de 1 corrosão é termodinâmicamente impossível proteção catódica.

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• Diagrama de Evans para Fe, em meio ácido, em presença de diferentes oxidantes

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3. Classificação da Corrosão

3.1. Quanto à natureza do meio corrosivo

* atmosférica Pura ou Rural Poluída Marinha Industrial Meio Aquoso Urbana* corrosão pelos solos* corrosão por águas naturais* corrosão por líquidos industriais* corrosão microbiológicas - microorganismos* corrosão por exaustão* corrosão por metais líqüidos

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3. Classificação da Corrosão

3.2. Quanto à natureza do agente físico ou mecânico concomitante* corrosão sob erosão, corrosão sob cavitação;* corrosão sob fricção, corrosão sob tensão, corrosão sob

fadiga, etc.

3.3. Quanto ao mecanismo eletrônico* corrosão química* corrosão eletroquímica* corrosão por eletrólise

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3.3. Quanto ao mecanismo eletrônico

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3.4. Quanto ao efeito observado no material metálico (a) o material apresenta desgaste aparente GeneralizadaLocalizada (por pite, por frestas, etc.)Seletiva(b) o material não apresenta desgaste aparenteIntergranularFragilização pelo hidrogênioCorrosão sob tensão fraturante

3.4.1-Corrosão Generalizadaatua sobre toda superfície indistintamenteForma mais comum de ataqueFácil identificação e controle

3.4.2- Corrosão por pitesForma mais destrutiva e perigosaDifícil identificaçãoTempo de indução (incubação)

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3.4.3- Regra Simples

Metais Resistentes Susceptíveis àà Corrosão Generalizada Corrosão por Pites

Aumentar a resistência à Aço inoxidável AISI 304corrosão por pite em água Aço inoxidável AISI 316do mar Hastelloy F, Nionel ou Durimet 2.0 Hastelloy C Titânico

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• contorno de grão apresenta reatividade acentuada• Pouco aparente extremamente perigoso• Reduz propriedades mecânicas do metal

3.4.3. Corrosão Intergranular

Grão de aço inoxidável solução Sólida C - Crc/ aquecimento 500 - 900 Cpor alguns minutos (Sencitização)

Somatório de efeitos:• corrosão galvânica• redução da resistência à corrosão;• relação de áreas desfavorável;• região originalmente conturbada

estruturalmente;

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3.4.4. Corrosão em Cordão de Solda

Soluções para evitar Sencitização:• Tratamento térmico - homogeneizar estrutura 1050 - 1150 C resfriar em água

• Adicionar elementos de liga - estabilizadora Ex.: Ti, Nb e Ta - aços estabilizados

• Reduzir teor de C nos aços inóx - Classe “L”

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3.4.5. Corrosão Seletiva

• Ataque preferencial de um elemento da liga

• Dezincificação de latões Mecanismo1) Toda a liga se dissolve por corrosão2) Os íons de Zn permanecem em solução 3) Os íons de Cu se redepositam (redução do Cu)

Prevenção • Redução da agressividade do meio (redução de 02 ) • Proteção Catódica;• Uso de ligas com menor porcentagem de Zinco• Adição de elementos de liga que inibem o processo

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3.4.6. Corrosão Associada a Esforços mecânicos.

• A ação química associada a uma ação física do meio ou sobre o metal solicitado por esforços mecânicos é muito mais nociva do que a ação química isolada.

Pode-se separar os casos em 2 grandes grupos de associações:(a)Corrosão sob ação física• Corrosão sob erosão• Corrosão sob cavitação• Corrosão sob fricção (“Fretting”)(b)Corrosão sob ação mecânica Especificidade do meio • Corrosão sob tensão Tempo de indução Tensão de tração

• Corrosão sob fadiga

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4. Proteção Contra à Corrosão.

• Para que a corrosão ocorra G = Gp - Gr 0

Combate à Corrosão Aumentando a resistência da Condição TermodinâmicaMaterial metálicoDiminuindo a corrosividade do meioInterpondo uma barreira entre o metal e o meio

Existem grupos de Métodos:1. Atuam sobre o fator termodinâmico - Proteção Catódica• único método que pode reduzir a corrosão a “ ZERO”

2. Atuam sobre o fator cinético - Ex. Revestimentos

3. Atuam em ambos os fatores (Termod. + Cinética)

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4.1 Aumento da Resistência do Material Metálico.

Esse aumento pode ser conseguido de 3 formas:

1.Alteração da composição superficial por recobrimento metálico

2.Alteração da composição global • retirar ou reduzir elementos nocivos• adicionar elementos nobres3. Alteração do Potencial de Corrosão- No sentido catódico - Proteção Catódica- No sentido anódico - Proteção Anódica (Somente para metais apassiváveis Fe, Cr, Ni,

Co, Ti, etc. )

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4.2-Recobrimentos Metálicos.• É mais nobre que o metal base Maior resistência à Corrosão• Forma um óxido ou outra película qualquer que é protetora• Ajusta a nobreza de metais em contato galvânico

• Apresenta caráter anódico com relação ao metal base e protege-o corroendo-se proteção catódica galvânica

Ex.: Zn sobre aço Sn sobre aço - latas de conserva

Métodos

• Eletrodeposição (Eletroquímico ou químico)• Imersão em metal fundido - Aço galvanizado• Processos Termoquímicos - Cementação, Cladirização (Al)• Aspersão Térmica - jato de metal fundido• Deposição de metal vaporizado em Vácuo (PVD)• Cladização - Colaminação - Ind. Aeronáutica• Pintura - Revestimentos isolantes com ou sem pigmentação

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4.3-Proteção contra à Corrosão pela Alteração da Composição Global do material metálico.

Essa alteração pode ser realizada de 3 formas:

1. Acréscimo de novos elementos;

2. Retirada de elementos existentes;

3. Pela alteração da composição das fases existentes sem alterar a composição química.

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4.4-Proteção Catódica.

A corrente catódica necessária à proteção pode ser obtida de 2 formas:

1. Ligando-se a estrutura a ser protegida no pólo negativo de um gerador de corrente contínua. Proteção catódica por Corrente Impressa

2. Ligando-se a estrutura a ser protegida a um material metálico garantidamente anódico no meio Proteção Catódica por Anodos de Sacrifício.

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4.4-Proteção Catódica.

O anôdo pode ser ativo (sucata de ferro) ou inerte (grafite, ferro silício, etc.)

Usos comuns:• Cascos de navios tipo galvânico - Anodos de Zn + Pintura• Tanques de armazenamentos e canalizações imersas• Torres de Telecomunicação - Anodos de sacrifício ou por corrente

impressa.

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4.5-Proteção Anódica.

Alguns metais, tais como: Fe, Cr, Ni, co, Ti e suas ligas, em meios usuais, apresentam um comportamento, onde se verifica a redução da corrosão com o aumento de potencial dentro de certos limites - Passivação.

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4.5-Proteção Anódica.

Vantagens:• Melhor controle• Maior eficiência e economia quando os meios são muito agressivos• Maior poder de penetração

Desvantagens:• É aplicável somente a metais que se tornam passivados, no meio considerado• Custo elevado• Impossibilidade de reduzir a corrosão a zero

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4.5-Diminuição da Corrosividade do Meio.

A corrosividade do meio pode depender substancialmente da presença de um determinado fator fator de controle.

Ex.: Corrosão atmosférica - Umidade relativa.

Corrosão por combustíveis: - gasolina: teor de enxofre - álcool: pH e Cl-

Corrosão em meio aquoso: - dureza Ca++ e ou Mg ++

- oxigênio dissolvido

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4.7 - Inibidores de Corrosão.

Substâncias puras ou misturas mais ou menos complexas capazes de diminuir a velocidade das reações de corrosão.

Mecanismos de Ação:

V = I (Re + Rm) Re Rm V = I Re

V = (E c - c ) - (EA + A ) = EC - EA - ( c + A )

Re

ACAC EE )( = I +--

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4.7 - Inibidores de Corrosão.São inibidores substâncias capazes de reduzir “ I ” através de uma

ou mais das seguintes ações: Aumento do Ea enobrecimento do potencial anódico;

Diminuição de Ec diminuição da nobreza do catodo; Aumento da polarização anódica a ou Catódica c ou

ambas; Aumento do Re; A maioria dos inibidores comerciais atuam aumentando o Re

pela formação de películas de resistência elevada.

A concentração dos inibidores dependem do meio (presença de agentes agressivos “Cl”, principalmente) e do sistema metálico

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* Corrosão por pites

Tabela 4.7.1. : Efeito da concentração do Cromato e Cloreto e da temperatura na corrosão do aço carbono (duração do ensaio 14 dias, velocidade do c.p. 37 cm/s.

Na2 Cr2 02 2 H2 O g/l

0 0,1 0,5 1,0

% NaCl Temp C Velocidade de corrosão em mpy 0 20 21 0,1 0,2 0,0 75 36 14 * 0,4 0,2 95 17 11 * 0,4 0,0

0,002 20 26 0,6 0,0 0,0

75 67 5 * 0,2 0,0

95 21 17 * 5* 0,3

0,05 20 31 1,2 1,5 0,8

75 85 2 3 2

95 23 7 * 5 * 2

3,5 20 24 1,7 1,6 1,5

22,0 20 07 0,9 0,6 1,3

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Os apassivadores devem sempre ser usados acima de uma concentração igual ou superior a um valor crítico .

Valores menores impedem uma apassivação homogênea de toda a superfície corrosão por pites.

Outros indicadores, tais como os orgânicos tem a ação ou mecanismo pouco conhecido.

Mecanismo mais aceito Adsorção.

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4.8 - Interposição de barreira entre o material metálico e o meio.

O último método de proteção contra a corrosão é o que se baseia na aplicação ou formação local de uma película não condutora que age como uma barreira entre o material metálico e os agentes agressivos.

As películas não condutoras empregadas na proteção de materiais metálicos podem ser:

Aplicadas. Formadas localmente, pela transformação química parcial

da superfície metálica.

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4.8.1 - Películas protetoras aplicadas.

Incluem todas aquelas de materiais orgânicos ou inorgânicos que independem da participação do metal base na sua composição.

Ex.: Vidro, cerâmica, cimento, plásticos, alcatrão e tintas, etc.

Vidro e Material cerâmico: esmaltação a fogo, usado na proteção contra corrosão a elevada temperatura.

Baixa resistência a impacto fissuramento.

Cimento: Proteção do ferro(mesmo coeficiente de dilatação), muito usado na proteção interna de tubulações aplicado por centrifugação.

Boa resistência à meios aquosos neutros. Baixa resistência à impacto e a choque térmico.

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Alcatrão e Asfalto: Proteção contra corrosão pelo solo.

Ex. Tanques, oleodutos

Plásticos e elastômeros Inúmeros tipos com desenvolvimento recente.

Deve-se estudar caso a caso para se especificar o revestimento adequado em função de aderência no metal, resistência ao meio, porosidade e propriedades mecânicas, quando for o caso.

Ex. Borracha, neoprene, cloreto de vinilas, PVC, ABS, Teflon, etc.

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As películas de tintas, vernizes, esmaltes e lacas, constituem as barreiras mais freqüentemente empregadas no combate à corrosão atmosférica e pelos solos.

Quanto à composição tem-se: Tintas pigmento + veículo + solvente + aditivos + carga Vernizes veículo + solvente + aditivos + carga Lacas pigmento (?) + resinas + solvente+ aditivos + carga Esmaltes menor tempo de cura, maior dureza

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Pigmentos Substâncias sólidas naturais ou artificiais, orgânicas ou inorgânicas Conferem côr e tornam as películas menos permeáveis e alguns tem ação inibidora (ZnCrO4, Pb3O4)

Outros exemplos: TiO2, PbCO3, ZnO, Fe2O3

Veículos Óleos naturais, resinas plásticas ( polímeros) que polimerizam em contato com o ar.

Ex:Óleo de linhaça, resinas acrílicas, alquídicas, fenólicas, epóxi, etc.

Solventes Reduzir a viscosidade do veículoEx Álcoois, ésteres, cetonas,etc.

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Aditivos Funções específicas: catalisadores de polimerização das resinas, anti-oxidantes, anti-espumantes, fungicidas, etc.

Cargas Sólidos de baixo custo para substituir os pigmentos reduzir o custo.

Qualidades que as tintas devem possuir:I. Impermeabilidade ao vapor de água e ação inibidora

II. Algumas especiais proteção catódica ou galvânicaEx. Borracha clorada ou poli-estireno pigmentadas com pó de zinco

(95% da película seca).

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4.8.2 - Películas protetoras formadas por Conversão Química.

Películas de natureza inorgânica, óxidos e sais, podem-se formar sobre metais quando esses são mergulhados em soluções aquosas que atacam (química ou eletroquímicamente) a superfície. São porosas e requerem proteção adicional - Óleos, graxas ou tintas.

As principais são: I. Óxido de ferro ( Fe3O4) Formadas à elevada temperatura ou em

soluções concentradas alcalinas de nitratos, cloratos ou persulfatos. Sobre a camada é aplicado óleo ou graxa.

Ex. Armas de fogo, autopeças ( molas, estampados, formados, etc).

II. Óxido de Alumínio ou Anodização( Al2O3) Formado pela oxidação controlada.

Processo eletroquímico ( i 1A / dm2) em soluções diluídas. A película cresce 2 a 10x10- 6 mm 2,5 a 25 10- 3 mm ao ar 1000 x anodizado

Após a anodização Selagem (fervura em solução diluída de cromatos) Eliminar porosidades

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4.8.2 - Películas protetoras formadas por Conversão Química.

Cromatização - (Cromato de Zinco): Camada de conversão que se forma pela imersão de peças de zinco, ou zincadas, em solução aquosa com dicromato de sódio(200 g) e ácido sulfúrico (0,8% V). Pode também ser empregada para cádmio, cobre e algumas de suas ligas.

Fosfatização - Camada de conversão que ocorre, principalmente, para o aço em solução de ácido fosfórico e fosfatos de zinco ou de manganês, basicamente (demais agentes protegidos - Patentes)

Mecanismo - Processo de Conversão: 1. Metal se corroi ligeiramente em contato com a solução;

2. Os íons metálicos produzidos formam precipitados insolúveis que aderem no metal;

3. As porosidades são seladas com óleos ou graxas ou outros agentes impermeabilizantes;;

Ex.: Indústria automobilística, eletroeletrônicos, decoração, compressores herméticos, etc A fosfatização apresenta ainda características de lubricidade.

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5 - CONCLUSÃO.

A CORROSÃO É UM FENÔMENO NATURAL E, POR SER ASSIM, ELA NÃO PODE SER CONSIDERADA BENÉFICA OU MALÉFICA.

NINGUÉM DEVERIA SE PREOCUPAR COM O COMBATE À CORROSÃO, MAS SIM EM PROCURAR ENTENDER MELHOR O FENÔMENO.

ENTENDER MELHOR A CORROSÃO E SEUS MECANISMOS É O PONTO DE PARTIDA PARA SE VIVER COM ELA, APROVEITANDO DOS SEUS INÚMEROS BENEFÍCIOS E EVITANDO TÉCNICAMENTE OS SEUS DANOS.

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FIM !

OBRIGADO !

Aloysio de Aguiar

curso de corrosÃo julho 08

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