MEIOS CORROSIVOSEstudo dos Principais Meios Corrosivos

MEIOS CORROSIVOS

Os meios corrosivos mais freqüentemente encontrados são:

Atmosfera; Águas naturais; Solos; Produtos químicos

E em menor escala: alimentos, substâncias fundidas, solventes orgânicos, madeiras e plásticos.

ATMOSFERA

A ação corrosiva da atmosfera depende fundamentalmente dos seguintes fatores:

Substâncias poluentes: partículas sólidas e gases;

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

na superfície metálica.

CLASSIFICAÇÃO

Podemos classificar a corrosão atmosférica em função do grau de umidade na superfície metálica:

- Seca;- Úmida;- Molhada Depende da umidade relativa

UMIDADE RELATIVA Relação entre o teor de vapor d’água encontrado

no ar e o teor máximo que pode existir no mesmo. Nas condições consideradas, é expressa em

porcentagem. A influência da umidade na ação corrosiva da

atmosfera é acentuada. Por exemplo: Ferro baixa umidade relativa – praticamente não sofre

corrosão 60% umidade relativa – processo corrosivo lento 70% umidade relativa – processo corrosivo

acelerado

CORROSÃO ATMOSFÉRICA SECA

Ocorre em atmosfera isenta de umidade, sem qualquer presença de filme de eletrólito na superfície metálica.

Tem-se uma lenta oxidação do metal com formação do produto de corrosão, podendo o mecanismo ser considerado puramente químico.

Ex.: escurecimento da prata ou do cobre por formação do Ag2S e CuS, devido a presença de H2S, na atmosfera ou meio ambiente.

CORROSÃO ATMOSFÉRICA ÚMIDA

Ocorre em atmosferas com umidade relativa menor do que 100%. Tem-se um fino filme de eletrólito depositado sobre a superfície metálica e a velocidade do processo corrosivo depende da umidade relativa, poluentes atmosféricos e higroscopicidade dos produtos de corrosão.

CORROSÃO ATMOSFÉRICA MOLHADA

A umidade relativa é próxima a 100% e ocorre condensação na superfície metálica, observando-se que a superfície fica molhada com o eletrólito como, por exemplo, chuva e névoa salina depositadas nessa superfície metálica.

PARTÍCULAS SÓLIDAS

As partículas sólidas, sob forma de poeiras, existem na atmosfera e a tornam mais corrosiva, porque pode-se verificar:

Deposição de material não-metálico, como a sílica, que embora não atacando diretamente o material metálico, cria condições de aeração diferencial, ocorrendo corrosão localizada abaixo do depósito. As partes sujeitas a poeira são as mais atacadas quando estocadas sem nenhuma proteção.

Deposição de substâncias que retém umidade e são higroscópicas: aceleram o processo corrosivo, pois aumentam o tempo de permanência da água na superfície metálica. Exemplo: cloreto de cálcio e de magnésio.

Deposição de sais que são eletrólitos fortes, como sulfato de amônio e cloreto de sódio. Daí a maior corrosão de atmosferas marinhas, devido à presença da névoa salina, contendo sais com NaCl e MgCl2.

Deposição de material metálico: se o material metálico depositado for de natureza química diferente daquele em que estiver depositado, poderá ocorrer formação de pilhas de eletrodos de metais diferentes, com consequente corrosão do material mais ativo.

Deposição de partículas sólidas que, embora inertes ao material metálico, podem reter sobre a superfície metálica gases corrosivos existentes na atmosfera: caso de partículas de carvão que, devido ao seu alto poder de absorção, retiram, por exemplo, dióxido de enxofre de atmosfera industriais, o qual, com a umidade presente, forma ácido sulfuroso e sulfúrico.

GASES

Os gases mais frequentemente encontrados na atmosfera são: monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de enxofre, trióxido de enxofre, gás sulfídrico e amônia.

A presença desses gases está ligada ás atividades industriais:

Amônia: comum nas atmosferas vizinhas à fábricas de fertilizantes. Deve-se evitar nestas regiões instalações de cobre ou suas ligas, pois são bastante atacadas pela ação conjunta de amônia, oxigênio e água.

Gás sulfídrico: comum em atmosferas próximas à refinarias de petróleo, mangues e pântanos. É responsável pelo enegrecimento de cobre e prata e suas ligas, pois há o surgimento de sulfeto de cobre e sulfeto de prata, pretos.

Aparecimento de coloração amarela em materiais de cádmio, devido à formação de sulfeto de cádmio.

Decomposição de revestimentos com tintas à base de zarcão, óxido de chumbo, que ficam pretas devido à formação de sulfeto de chumbo.

Dióxido e trióxido de Enxofre: são os mais frequentes constituintes corrosivos de atmosferas industriais, em função das indústrias utilizarem óleos combustíveis contendo, geralmente, de 3 a 4% de S. Esses óxidos, na presença de umidade, formam ácidos, o que justifica o fato de as atmosferas industriais serem bastante corrosivas.

OUTROS FATORES...

Quanto aos outros fatores que podem influenciar na ação corrosiva da atmosfera, deve-se considerar:

Temperatura: se for elevada, irá diminuir a possibilidade de condensação de vapor d’água na superfície metálica e adsorção de gases;

Tempo de permanência do filme de eletrólito sobre a superfície metálica: quanto menor o tempo, menor será a ação corrosiva.

Chuvas: podem ser benéficas, solubilizando os sais presentes nas superfícies metálicas.

Ventos: podem arrastar, para as superfícies metálicas, agentes poluentes.

Variações cíclicas de temperatura e umidade: em funções da estação do ano, pode-se ter a ação mais direta de alguns fatores. Em certos países, por exemplo, aumenta muito a presença de óxidos de enxofre no inverno, devido à maior queima de carvão para aquecimento.

AS ÁGUAS NATURAIS

ÁGUAS NATURAIS

Os materiais metálicos em contato com a água tendem a sofrer corrosão, a qual vai depender de várias substâncias que possam estar contaminando as mesmas. Os contaminantes podem ser:

Gases dissolvidos; Sais dissolvidos; Matéria orgânica animal ou vegetal; Bactérias, limos e algas; Sólidos suspensos.

O caráter corrosivo da água também dependo do pH, da temperatura, da velocidade e da ação mecânica.

Dependendo a que fim a água se destina, alguns contaminantes devem ser considerados com maiores detalhes.

Água potável: é de fundamental importância a qualidade sanitária, sendo indesejável a presença de sólidos suspensos, de sais como os de mercúrio e chumbo e de microorganismos causadores e doenças transmissíveis por vias hídricas.

Para sistemas de resfriamento: procura-se evitar a presença de sólidos suspensos ou sais formadores de depósitos, e crescimento biológico, que poderiam, ao se depositarem, criar condições para corrosão sob depósito ou aeração diferencial.

Para geração de vapor: evita-se a presença de oxigênio e de sais incrustantes como bicarbonatos de cálcio e magnésio.

Água para fabricação de produtos químicos e farmacêuticos: evita-se a presença de impurezas, como sais, usando-se água desmineralizada e deionizada e, no caso de produtos farmacêuticos ou medicinais, também esterilizada.

TRATAMENTOS ADEQUADOS

Água potável: clarificação para eliminar sólidos suspensos, cloração e controle de pH.

Água de resfriamento: cloração, adição de inibidores de corrosão, dispersantes e controle de pH.

Água para caldeiras: desaeração para eliminação de oxigênio, abrandamento ou desmineralização para eliminar dureza da água e controle de pH.

SAIS DISSOLVIDOS

Os sais dissolvidos podem agir acelerando ou retardando o processo corrosivo. Entre os sais que mais influenciam os processos de corrosão estão: cloretos, sulfatos, sais hidrolisáveis, sais oxidantes e bicarbonatos de ferro, cálcio e magnésio. NaCl: forte eletrólito, ocasiona aumento da

condutividade do meio. Sulfato: ocorrência de corrosão microbiológica

originada por bactérias redutoras de sulfato. Hidrólise de sais: pode gerar meios corrosivos

ou protetores. Bicarbonatos: geram incrustações Sais de cálcio e magnésio: dureza.

Presença de sais oxidantes pode causar polarização ou passivação;

São bons despolarizantes (aumentam o processo de corrosão): sais de ferro, cobre e mercúrio.

São bons passivadores (inibidores): cromatos e dicromatos, nitrito de sódio e molibdato de sódio.

Presença de cobre em ligas com ferro.

Polarização:

Passivação:

GASES DISSOLVIDOS

Entre os gases mais comumente encontrados na água, podemos destacar: oxigênio, gás sulfídrico, dióxido de enxofre, trióxido de enxofre, amônia, dióxido de carbono e cloro.

Estão naturalmente na água ou entram por alguma ação humana (poluição ou tratamentos).

O oxigênio, na maioria das vezes, vai atuar como acelerador do processo corrosivo, mas, em alguns casos, pode atuar como inibidor. Para alumínio e suas ligas e para aços inoxidáveis é isso o que acontece.

Formam-se películas passivadoras de óxido de alumínio e óxido de cromo.

SO2 e SO3: aceleram a corrosão porque formam ácidos quando dissolvidos em água.

NH3: causa corrosão principalmente em ligas de cobre e zinco.

Cloro: aumenta a presença de cloretos e diminui o pH da água, criando condições favoráveis a corrosão.

CO2: diminui o pH, mesmo sedo um ácido fraco.

H2S – gera corrosão por formação de sulfetos: Fe + H2S FeS + H2

SÓLIDOS SUSPENSOS

Estão presentes das mais variadas maneiras na água e devem ser removidos para aumentar a sua qualidade.

Essas partículas podem se depositar nas paredes de trocadores de calor, diminuindo a sua eficiência térmica, como também podem gerar corrosão por depósito, devido à formação de pilhas por aeração diferencial.

Além de influenciarem no pH e dureza da água.

Para eliminar os sólidos suspensos, deve-se proceder com a clarificação.

CRESCIMENTO BIOLÓGICO E MATÉRIA ORGÂNICA

O desenvolvimento de processos biológicos em águas industriais pode causar:

Crescimento de algas e fungos; Formação de meio ácido: bactérias oxidantes

de enxofre; Despolarização por bactérias redutoras de

sulfato.

TEMPERATURA

Os efeitos da temperatura são vários, podendo citar:

As reações de corrosão são, usualmente, mais rápidas em temperaturas elevadas;

Mudanças de temperatura podem influenciar na solubilidade de produtos de corrosão (carbonatos);

Os gases são menos solúveis com a elevação da temperatura.

VELOCIDADE DE CIRCULAÇÃO DA ÁGUA

O aumento da velocidade de circulação da água pode causar:

Remoção de camadas de produtos de corrosão que estariam retardando a corrosão;

Aumentar a concentração de oxigênio na água, acelerando o processo corrosivo;

Mas, se a velocidade de circulação for muito pequena, pode haver a deposição de sólidos, aumentando a possibilidade de corrosão por aeração diferencial.

Portanto, procura-se estabelecer um velocidade crítica de circulação, que está relacionada com a natureza do material metálico e a composição do material metálico.

SOLICITAÇÃO MECÂNICA

Pode gerar processos corrosivos decorrentes de:

Destruição do filme protetor existente sobre o material metálico.

Deposição em áreas de estagnação de partículas metálicas ou produtos de corrosão arrastados por ação mecânica.

SOLO

O comportamento do solo como meio corrosivo deve ser considerado de grande importância devido às enormes extensões de oleodutos, gasodutos, minerodutos, cabos telefônicos e tubulações de água, que exigem um controle rigoroso de manutenção para evitar corrosão acelerada.

Os principais fatores que influenciam na corrosão causada por solos são: Porosidade (aeração), condutividade elétrica,

sais dissolvidos, umidade, correntes de fuga, pH e bactérias.

PRINCIPAIS FATORES

Correntes elétricas de fuga ou estranhas: podem causar corrosão eletrolítica.

Bactérias: atacam revestimentos a base de celulose, causando a oxidação da celulose para ácidos, como o acético e o butírico, que atacariam o material metálico. Além da ação das bactérias redutoras de enxofre.

Heterogeneidade do solo: podem originar formação de diferenciações eletroquímicas, com consequentes pilhas de corrosão: caso de solos aerados diferentemente, originando corrosão por aeração diferencial em tubulações enterradas.