manual corrosão

5/13/2018 Manual Corros o - slidepdf.com

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Componente

Tecnológica

Curso Técn

APRENDIZAGEM

2012

Corrosão

Pólo de Formação Braga

Formador – Ricardo Ferreira

co Instalador Sistemas S

Fotovoltaicos

Manual

olaresCurso Técnico/a de Instaladores de Sistemas Solares Fotovoltaicos

Corrosão



Índice

Formação de Jovens em Regime de Alternância

APRENDIZAGEM (Nível III)

1. Introdução............................................................................................................................................................ 2

2. Corrosão .............................................................................................................................................................. 3

2.1 Principais formas de corrosão.................................................................................................................... 32.2 Factores que Potencializam a Acção Degradante da Corrosão .................................................................. 8

3. Os Problemas de Corrosão .................................................................................................................................. 9

4. Classificação dos Processos de Corrosão .......................................................................................................... 10

4.1 Exemplos de aplicação do mecanismo electroquímico ........................................................................... 11

5. Métodos que melhoram a resistência à corrosão ............................................................................................... 13

5.1 Revestimentos.......................................................................................................................................... 13

5.2 Inibidores de Corrosão............................................................................................................................. 13

5.3 Técnicas de Modificação do Meio Corrosivo .......................................................................................... 14

6. Bibliografia........................................................................................................................................................ 14

Curso Técnico de Instalador de Sistemas Solares Fotovoltaicos 1



1. Introdução



Os fenómenos químicos responsáveis pela degradação ou destruição dos materiais,

particularmente dos metálicos, são hoje em dia uma das grandes fontes poluidoras e deconsumos dispensáveis da nossa sociedade.

Este mal, nem sempre detectado de imediato, não se restringe á vulgar "ferrugem" mas sim a

toda uma outra infinidade de compostos químicos resultantes da deterioração que se verifica

na vasta gama de metais, e referimos só esta, de que o Homem faz uso.

Este, na sua ânsia de evolução, não cessa de produzir, e cada vez mais, as "máquinas"

responsáveis pelo aumento das condições de tais estragos e das quais elas e o próprio homem

passam a ser vítimas. Aqueles efeitos sentimo-los bem evidentes nos nossos lares - fogões,cilindros, radiadores, canalizações, etc. - , passando pelo automóvel (este por eles também

responsável), mas mais vincadamente os observamos na civilização em que vivemos - pontes

e outras estruturas metálicas, caldeiras, motores e máquinas de toda a ordem, vias férreas,

cascos de navio ,"pipe-lines",etc. etc.

Os exemplos citados dizem apenas respeito aos prejuízos directamente relacionados com a

substituição dos materiais - custos directos de corrosão - que se estimam no momento em

cerca de 1400 milhões de contos, enquanto os dela dependentes - custos indirectos de

corrosão – são frequentemente de muito maior importância embora de difícil quantificação.

Uma ponte que caí, uma escada que cede, uma caldeira que rebenta, uma direcção que parte,

tudo sobre efeitos de corrosão e levando a perda de vidas humanas, constituem custos

inestimáveis.




2. Corrosão



Comummente chamada de “ferrugem”, quando encontrada nos metais como ferro e aço, a

corrosão afecta não apenas o aspecto estético do material, como também sua resistênciamecânica e vida útil. Pode ser visto como o inverso do processo siderúrgico, ou seja, levando

o metal retornar ao seu estado original através da oxidação.

Com excepção de alguns metais nobres, como o ouro, que pode ocorrer na sua forma

elementar, os metais são quase sempre encontrados na natureza na forma de compostos:

óxidos, sulfatos, etc. Isso significa que esses compostos são as formas mais estáveis para os

respectivos elementos na natureza.

A corrosão pode ser vista como a tendência ao retorno para um composto estável. Assim, por

exemplo, quando uma peça de aço enferruja, o ferro, principal componente, está retornando à

forma de óxido, que é o composto original do minério.

A corrosão consiste na deterioração dos materiais pela acção química ou electroquímica do

meio, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos.

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, cerâmicas ou concreto. A

ênfase aqui descrita será sobre a corrosão dos materiais metálicos. Esta corrosão é

denominada corrosão metálica.

2.1 Principais formas de corrosão

A corrosão pode ocorrer através de variadas formas, e sua classificação pode ser feita através

da aparência do metal corroído. As formas mais comuns de corrosão que atacam o aço

carbono são:




Formação de Jovens em Regime de Alter nância


Corrosão Uniforme Geral:

Ataque corrosivo caracterizado por uma diminuição da espessura do material devido uma

perda regular de metal da superfície corroída.

Atmosférica:

Corrosão ou degradação do material quando exposto ao ar e seus poluentes principalmente em

atmosferas húmidas. Ex. Estrutura metálica de aço abandonada, caixa d’agua, pontes

metálica, etc.




Galvânica:



Corrosão que ocorre quando metais ou ligas com potenciais electroquímicos diferentes são

acoplados um ao outro. Ex. Corrosão do parafuso de ferro na antena de TV que é fabricada dealumínio.

Corrente de Fuga:

Corrosão causada por fuga de corrente eléctrica contínua devido a um aterramento eléctrico

mal executado.

Biológica Geral:

Corrosão microbiológica refere-se a corrosão e perda de metal causada por microorganismos.

É caracterizada por pequenas colónias dispersas. Ex. Corrosão da hélice de barcos quando

microorganismos a ela se agregam liberando ou absorvendo oxigénio. Este fenómeno é

particularmente observado em indústrias de conservas alimentícias.

Sais Fundidos:

Corrosão de metais devido à acção de vapores de sais fundidos. Ex. Instalações de tratamento

térmico de metais onde o aquecimento e feito através de sais fundidos.

Metais Líquidos:

Degradação corrosiva de metais em presença de certos metais líquidos como mercúrio, zinco,

chumbo e cádmio. Esta acção corrosiva pode provocar: dissolução química metal/metal

(amalgamação), fragilização e quebra.




Alta Temperatura:



Corrosão pela reacção de metais expostos a agentes oxidantes a altas temperaturas

provocando: Oxidação, Sulfetação, Carbonização e outras formas menos comuns. Ex. metaisou ligas quando aquecidos a partir de um combustível contaminado, por exemplo, com

enxofre.

Corrosão Localizada (Toda ou a maioria da perda metálica ocorre em discretas áreas)

Filiforme:

Ocorre em superfícies pintadas com um delgado filme de tinta base orgânica, tipicamente

0.1mm de espessura, caracterizado pela aparência de finos filamentos em direcções semi-

aleatórias de uma ou mais fontes.

Fissura:

Corrosão que ocorre em trincas, estreitas aberturas ou espaços metal/metal ou não-metal/metal.






Corrosão por Pontos:

Corrosão extremamente localizada caracterizada por aparecimento de pequenas depressões

sobre a superfície metálica. A corrosão por pontos é observada sobre superfícies com poucaou nenhuma corrosão generalizada.

Microbiológica localizada:

Corrosão que ocorre quando organismos biológicos são a única causa ou fator de aceleração

na corrosão localizada.

Corrosão Devido a Factores Metalúrgicos (Formas de ataque onde a metalurgia exerce uma

significante influência)

Intergranular:

Corrosão que ocorre quando a velocidade de corrosão das áreas de contorno de grãos

(metalúrgicos) de uma liga excede àquela do interior do grão. Este fenómeno ocasiona a

migração de elementos em direcção aos contornos de grãos e o consequente empobrecimento

da matriz metalúrgica.

Deslocamento:

Uma forma de corrosão caracterizada pela remoção preferencial de um dos componentes da

liga deixando para traz uma estrutura residual alterada.





APRENDIZAGEM (Nível III)2.2 Factores que Potencializam a Acção Degradante da Corrosão

Erosão:

Remoção do material superficial pela acção de vários impactos de partículas sólidas ou

líquidas.

Fricção:

Atrito entre duas superfícies metálicas ou não.

Cavitação:

O fenómeno cavitação ocorre e, áreas com altas velocidades de fluxos e rápidas mudanças de

pressões. Isto causa colapso de bolhas de gás ou vapor projectando forças poderosas na

superfície metálica removendo a camada de passivação e desta forma potencializando a

corrosão.

Fadiga:

É o resultado de acções combinadas de tensões cíclicas.

Ruptura Induzida Pelo Meio Ambiente:

Formas de falhas que são produzidas em materiais com tensões residuais.

Trincas sob tensão:

Propagação de trinca devido a uma tensão aplicada.






3. Os Problemas de Corrosão

Seleccionar material com inadequada resistência à corrosão para uma determinada aplicação

pode ser um oneroso. Perdas directas e indirectas que podem resultar de um ataque corrosivo

podem ser:

• Quebra de equipamento e prejuízos.

• Substituição prematura de equipamentos com reflexos no custo industrial.

• Necessidade de projectos superdimensionados para suportar os efeitos da corrosão:

exemplo aumento nas espessuras, diâmetros etc.

• Paralisação inesperada do equipamento causando transtornos no planeamento de

produção.

• Perda de um produto (exemplo, se uma tubulação de um sistema hidráulico

desenvolve um vazamento devido a uma corrosão induzida, contaminando o produto).

• Perda de eficiência (exemplo, produtos gerados pela corrosão diminuem a velocidade

de transferência de calor em um sistema de arrefecimento)

Algumas destas perdas indirectas podem custar mais que a diferença de preço entre um

material que teria uma performance satisfatória e outro que não. Portanto é importante

considerar o potencial de perdas indirectas devido à corrosão quando for feita a selecção do

material a ser aplicado.

Corrosão também constitui um significativo risco de segurança quando a falha ocorre em

partes críticas de um meio de transporte.

Além dos aspectos económicos e segurança, corrosão é importante do ponto de vista de

conservação de recursos de materiais.






4. Classificação dos Processos de Corrosão

Dependendo do tipo de acção do meio corrosivo sobre o material, os processos corrosivos podem ser classificados em dois grandes grupos, abrangendo todos os casos deterioração por

corrosão:

• Corrosão Electroquímica

• Corrosão Química.

Os processos de corrosão electroquímica são mais frequentes na natureza e se caracterizam basicamente por:

• Necessariamente na presença de água no estado líquido;

• Temperaturas abaixo do ponto de orvalho da água, sendo a grande maioria na

temperatura ambiente;

• Formação de uma pilha ou célula de corrosão, com a circulação de elétrons na

superfície metálica.

Nos processos de corrosão, os metais reagem com os elementos não metálicos presentes no

meio, O2, S, H2S, CO2 entre outros, produzindo compostos semelhantes aos encontrados na

natureza, dos quais foram extraídos.

Conclui-se, portanto, que nestes casos a corrosão corresponde ao inverso dos processos

metalúrgicos.






4.1 Exemplos de aplicação do mecanismo electroquímico

Deterioração de Pintura em Ambientes Agressivos

Revestimentos orgânicos expostos a ambientes agressivos (tais como os encontrados em

ambientes industriais e marinhos) podem sofrer variados tipos de degradação, sendo os maiscomummente encontrados a delaminação e o empolamento. Estes tipos de defeitos são

originados por imperfeições no revestimento (porosidades, riscos, regiões insuficientemente

recobertas, etc.), onde o substrato metálico é exposto ao ambiente.

As reacções que descrevem o processo são:

Na etapa inicial, as duas reacções acontecerão na mesma região do defeito, mas, com o

decorrer do tempo, as áreas catódicas vão se alastrando sob o revestimento orgânico. Os

catiões produzidos nas áreas anódicas acabam reagindo com aniões existentes no ambiente

externo, e são desse modo estabilizados na forma de compostos estáveis. Como as tintas são

bastante permeáveis à passagem do vapor de água, do oxigénio e de gases corrosivos, o

processo catódico acontece junto das áreas anódicas, e vão se alastrando.






A natureza alcalina da solução existente nestes locais é o principal factor que ocasiona a perda

de adesão da tinta. Certas resinas, podem ser facilmente saponificáveis nestas condições ou

óxidos superficiais podem ser dissolvidos, levando à perda de adesão da tinta. Para que umatinta seja impermeável, é necessário que a resina utilizada seja impermeável, que sua

formulação seja balanceada para impedir a ocorrência de poros, que os pigmentos utilizados

sejam de formato lamelares (plaquetas que propiciam uma barreira mais eficiente) e que a

tinta seja de alta espessura (para retardar o caminho das espécies agressivas até o metal base).

Os processos de corrosão química são, por vezes, denominados corrosão ou oxidação em

altas temperaturas.

Estes processos são menos frequentes na natureza, envolvendo operações onde as

temperaturas são elevadas.

Tais processos corrosivos se caracterizam basicamente por:

• Ausência da água líquida;

• Temperaturas, em geral, elevadas, sempre acima do ponto de orvalho da água;

• Interacção directa entre o metal e o meio corrosivo.






Como na corrosão química não se necessita de água líquida, ela também é denominada em

meio não aquoso ou corrosão seca.

5. Métodos que melhoram a resistência à corrosão

Alguns materiais de elevado uso industrial possuem baixa resistência a corrosão na maioria

dos meios. Esta resistência pode ser melhorada, ampliada ou até mesmo obtida no seu mais

elevado grau, utilizando técnicas ou métodos de protecção anticorrosiva.

5.1 Revestimentos

Os revestimentos constituem-se em películas interpostas entre o metal e o meio corrosivo,

ampliando a resistência à corrosão do material metálico.

Esta película pode dar ao material um comportamento mais nobre, como é o caso das

películas metálicas mais catódicas que o metal de base, ou protegê-lo por acção galvânica, ou

ainda, se constituem numa barreira entre o metal e o meio.

Os revestimentos podem ser:

• Metálicos,

• Não metálicos,

• Inorgânicos ou orgânicos,

e a sua utilização pode ser no aumento da resistência à corrosão atmosférica, na imersão e na

corrosão pelo solo.

5.2 Inibidores de Corrosão

O aumento da resistência à corrosão pelo uso dos inibidores de corrosão constitui-se em uma

técnica muito utilizada, especialmente quando o meio corrosivo é líquido.





APRENDIZAGEM (Nível III)Os inibidores são compostos químicos adicionados ao meio que promovem polarização

anódica ou catódica, ou são formadores de película que aumentam a resistência de contacto

das áreas anódicas e catódicas.

5.3 Técnicas de Modificação do Meio Corrosivo

Além dos inibidores que agem através do meio corrosivo há outras técnicas importantes de

modificação do meio, dentre elas destaca-se desoxigenação e o controle do pH.

A desoxigenação consiste na retirada de oxigénio do meio, sendo o oxigénio um agente

despolarizante, com a sua retirada favorece-se a polarização catódica com a consequente

diminuição da intensidade do processo corrosivo.

O controlo de pH visa favorecer a passivação dos metais, que se tornam passivos com o pH

ligeiramente básico.

Estes dois métodos de aumento da resistência a corrosão são muito utilizados em sistemas de

água de refrigeração, água de caldeira, água de injecção em poços de petróleo, em fluidos

diversos como os de perfuração de poços de petróleo e os de complementação.

6. Bibliografia

Brady, J. E.; Humiston, G.E. “Quimica Geral.

http://www.iope.com.br/3i_corrosão.htm


manual corrosão

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