Meios corrosivos

Atmosfera. A ao corrosiva da atmosfera depende fundamentalmente dos fatores: Umidade relativa; Substncias poluentes (particulados e gases); Tempo de permanncia do filme de eletrlito na superfcie metlica; Temperatura;

Alem destes fatores devem ser considerados os fatores climticos, como: intensidade e direo dos ventos, variaes climticas de temperatura e umidade, chuvas e insolao (radiao ultravioletas). Shreir, classifica a corroso atmosfrica, em funo do grau de umidade na superfcie metlica, em seca, mida e molhada. A corroso atmosfrica seca ocorre em atmosfera isenta de umidade, sem qualquer presena de filme de eletrlito na superfcie metlica. Tem-se uma lenta oxidao do metal com formao do produto de corroso, podendo o mecanismo ser considerado puramente qumico. A corroso atmosfrica mida ocorre em atmosferas com umidade relativa menor que 100%. Tem-se um fino filme de eletrlito, depositado na superfcie metlica, e a velocidade do processo corrosivo depende da umidade relativa, poluentes atmosfricos e higroscopicidade dos produtos de corroso. Na corroso atmosfrica molhada, a umidade relativa est perto de 100% e ocorre condensao na superfcie metlica, observando-se que a superfcie fica molhada com eletrlito (GENTIL, 2007). Umidade relativa. A influncia da umidade na ao corrosiva da atmosfera acentuada, pois sabe-se que o ferro em atmosfera de baixa umidade relativa praticamente no sofre corroso: em umidade relativa em torno de 60% o processo corrosivo lento, mais acima de 70% ele acelerado. A umidade relativa pode ser expressa pela relao entre o teor de vapor dgua encontrado no ar e o teor mximo que pode existir no mesmo, nas condies consideradas, ou ento pela relao entre presso parcial de vapor dgua no ar e a presso de vapor dgua saturado, na mesma temperatura; ele expressa em porcentagem (GENTIL, 2007). Substncias poluentes. As partculas slidas, sob a forma de poeiras, existem na atmosfera e a tornam mais corrosiva, porque pode-se verificar: Deposio de material no-metlico como slica, SiO2, que, embora no atacando diretamente o material metlico, cria condies de aerao diferencial, ocorrendo corroso localizada embaixo do depsito (as partes sujeitas poeira so as atacadas em peas estocadas sem nenhuma proteo); Deposio de substncias que retm umidade, isto , so higroscpicas ou deliqescentes, acelerando o processo corrosivo, pois aumentam o tempo de permanncia da gua na superfcie metlica. Deposio de material metlico se o material metlico depositado for de natureza qumica diferente daquele da superfcie em que estiver depositado, poder ocorrer formao de pilhas de eletrodos metlicos diferentes, com a conseqente corroso galvnica do material mais ativo; Deposio de partculas slidas que, embora inertes para o material metlico, pode reter sobre a superfcie metlica gases corrosivos existentes na atmosfera, caso de partculas de carvo que, devido ao seu grande poder de adsoro, retiram gases de atmosferas industriais, os quais, com a umidade, formam substncias corrosivas (GENTIL 2007). Alm dos gases constituintes da atmosfera, principalmente oxignio e nitrognio, so freqentemente encontrados monxidos de carbono, CO; dixido de carbono, CO2; oznio, O3; dixido de enxofre, SO2; trixido de enxofre, SO3; monxido de nitrognio, NO; dixido de nitrognio, NO2; e, em reas mais localizadas, gs sulfdrico, H2S; amnia, NH3; cloreto de hidrognio, H2F2; e cloro,Cl2. O gs carbnico, ou dixido de carbono, juntamente com o monxido de carbono, so normalmente originados da queima de combustveis, como os hidrocarbonetos (gasolina, leo) e carvo. Em temperaturas normalmente encontradas em atmosferas ambientais, eles no costumam ser corrosivos para os matrias metlicos, embora o gs carbnico forme com gua o cido carbnico, H2CO3, que um cido fraco.O dixido de enxofre, SO2, e trioxido de enxofre, SO3, so os mais freqentes contituintes corrosivos de atmosferas industriais, em razo de as industrias usarem leos combustveis contendo geralmente 3 a 4% de enxofre. Esses gases formam, com a umidade presente no ar, respectivamente, cido sulfuroso e cido sulfrico.Esses gases podem ser originados tambm da queima de gasolina, de gases residuais de refinarias e de carvo contendo enxofre.Os dixidos de nitrognio, NO e NO2, cuja a principal origem a exausto de veculos automotivos, podem ainda resultar da combinao de nitrognio e oxignio atmosfricos, por meio de descargas eltricas.O gs sulfdrico, H2S, nas atmosferas prximas s refinarias de petrleo, mangues e pntanos, o gs responsvel pelo escurecimento do cobre, ou de suas ligas, pois h formao de sulfeto de cobre preto, CuS; aparecimento de colorao amarela, em materiais com revestimento de cdmio, devido formao de sulfeto de cdmio, CdS; decomposio de revestimentos com tintas base de zarco, oxido de chumbo, Pb3O4, que ficam pretas devido formao de sulfetos de chumbo, PbS (GENTIL, 2007).O tempo de permanncia do filme de eletrlito na superfcie metlica, quanto menor o tempo, menor a ao corrosiva da atmosfera.A temperatura se for elevada, ir diminuir a possibilidade de condensao de vapor dgua na superfcie metlica e a adsoro de gases, minimizando a possibilidade de corroso;Os ventos podem arrastar, para as superfcies metlicas agentes poluentes e nevoa salina, aumentando a possibilidade de corroso.O solo como meio corrosivo deve ser considerado de grande importncia, levando-se em considerao as grandes extenses de estruturas enterradas como: gasodutos, adutoras, tanques enterrados armazenando combustveis e etc.A velocidade de corroso no solo no muito influenciada por pequenas variaes na composio ou estrutura do material metlico, sendo mais influente a natureza do solo. Essa natureza pode ser influenciada por diversas variveis como: Presena de gua, presena de sais solveis, presena de gases, acidez, pH, resistividade eltrica e etc (GENTIL, 2007).

Definies de corroso

A corroso pode ser definida de diversas formas, seja como a deteriorao de um material por ao qumica ou eletroqumica do meio ambiente, aliada ou no a tenses, ou ainda como sendo um processo natural resultante da inerente tendncia dos metais se reverterem para sua forma mais estvel. A corroso um processo espontneo, pois est constantemente transformando os materiais metlicos, fazendo com que os mesmos voltem ao seu estado inicial decompostos, ou mais exatamente, em xidos e sulfetos metlicos (GENTIL, 2007). Podemos chegar a ponto de considerar a corroso como o inverso do processo metalrgico que possibilitou a obteno do metal da natureza, j que a extrao do metal a partir de seus minrios ou de outros compostos faz o caminho inverso ao da corroso, que tende a oxidar o metal tornando-o bem parecido ao momento de sua obteno sem tratamento da natureza (GENTIL 2007).Figura.1 Comportamento corrosivo processo metalrgico. Fonte: GENTIL, 2003

Formas de corroso

A corroso apresenta-se de diversas maneiras com caractersticas fsicas e qumicas diferentes. A corroso pode ocorrer sob diferentes formas, e o conhecimento das mesmas muito importante no estudo de um processo corrosivo. A caracterizao da forma de corroso auxilia bastante no esclarecimento do mecanismo e na aplicao das medidas adequadas de proteo, da serem apresentadas a seguir as caractersticas fundamentais das diferentes formas de corroso: A corroso pode ocorrer das seguintes formas: uniforme; por placas; alveolar; puntiformes ou por pites; intergranular (ou intercristalina); intragranular (ou transgranular ou transcristalina); filiforme; por esfoliao; graftica; dezincificao; empolamento pelo hidrognio; em torno do cordo de solda; corroso em frestas; corroso sob tenso; corroso galvnica;

Corroso uniforme

A corroso se processa em toda a extenso da superfcie, ocorrendo perda uniforme de espessura. chamada, por alguns, de corroso generalizada conforme figura 2

Figura 2 - Corroso uniforme em uma chapa metlica. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 5 CD).

Corroso por placas

A corroso se localiza em regies da superfcie metlica e no em toda sua extenso, formando placas com escavaes conforme figura 3.

Figura 3 - Trecho de chapa com corroso em placas. Fonte: GENTIL (2003: 43)Corroso puntiforme (por pite)

A corroso se processa em pontos ou em pequenas reas localizadas na superfcie metlica produzindo pites, que so cavidades que apresentam o fundo em forma angulosa e profundidade geralmente menor que o seu dimetro conforme figuras 4 e 5.

Figura.4: Corroso por Pite nas Proximidades do Cordo de Solda. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 28)

Figura 5: Tubo de ao inoxidvel AISI 304 com corroso por pite. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 28)Corroso filiforme

Ocorre em superfcies pintadas com um delgado filme de tinta orgnica de aproximadamente 0,1 mm de espessura. Constituda de finos filamentos no profundos e com direo variada. O interessante que os filamentos no se cruzam, j que se acredita que o produto de corroso, em estado coloidal, apresente carga positiva justificando a repulso. Na figura 6 pode ser vista a aparncia desse tipo de corroso numa superfcie com uma pelcula de tinta orgnica. Notam-se filamentos entre os riscos que aparecem com ferrugem.

Figura 6: Corroso filiforme em superfcie com pelcula de tinta. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 28)Corroso Por Esfoliao

A corroso se processa de forma paralela superfcie metlica, ocorrendo, assim, a desintegrao do material em forma de placas paralelas. Na figura 7 apresentada a corroso por esfoliao em uma liga de alumnio.

Figura 7: Esfoliao em liga de alumnio. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 28)Corroso grafticaNeste tipo de corroso o ferro oxida-se e expe o carbono, que pode ser determinado com um papel branco que fica manchado devido presena de grafite. Na figura 8 apresentado um tubo de ferro fundido cinzento, que apresenta a grafite sobre a superfcie no local mais escuro.

Figura 8: Corroso graftica em tubo de ferro fundido cinzento. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 28)Corroso por dezincificao

Ocorre em ligas de Cu-Zn (lates). uma espcie de corroso seletiva, j que ocorre o ataque preferencial de zinco e ferro respectivamente, produzindo, por sua vez, o aparecimento de manchas avermelhadas devido exposio do cobre. Na figura 9 apresentado esse tipo de corroso em um trecho de tubo de lato (70 % de cobre e 30 % de zinco) com dezincificao: as reas mais escuras so as dezincificadas.

Figura 9 : Parte interna da vlvula de lato apresentando corroso por dezincificao. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 28)Corroso por empolamento pelo hidrognio

Ocorre a invaso de hidrognio atmico no material metlico e como tem pequeno volume atmico difundi-se rapidamente e, em regies com descontinuidades, como incluses e vazios ele ir se combinar com outro tomo de hidrognio produzindo hidrognio molecular H2, que por possuir maior volume, ir causar o empolamento do material. Na figura 10 pode ser vista uma placa metlica com bolhas, provocadas pelo empolamento por hidrognio, onde, com a utilizao de uma rgua tem-se a real dimenso deste tipo de corroso.

Figura 10: Placa com empolamento por hidrognio. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 15 CD)Corroso em torno do cordo de solda

Aps a solda de algum material, tem-se a formao de corroso em torno da solda e no propriamente sobre ela. Isto se deve ao fato do surgimento de regies onde h eltrons que ficaram sob uma certa tenso devido solda. Ocorre a poucos milmetros do local onde foi aplicada a solda e mais comum em aos inox no estabilizados ou com teores de carbono inferiores a 0,03 %. O processo se d intergranularmente. Nas figuras 11 e 12 so apresentados dois casos deste tipo de corroso. Na primeira, a corroso em torno do cordo de solda em um tubo de ao.]

Figura 11: Corroso em tubulao em rea prxima solda. Fonte:GENTIL (2003: Captulo 28)

Figura 12: Corroso em componentes tubulares nas proximidades de solda. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 28)Corroso intercristalina A corroso se processa entre os gros da rede cristalina do material metlico, o qual perde suas propriedades mecnicas e pode fraturar quando solicitado por esforos mecnicos, tendo-se ento a corroso sob tenso fraturante (CTF). Na figura 13, abaixo, uma chapa de ao inoxidvel austentico, vista ao microscpio apresenta corroso intercristalina ou intergranular.

Figura 13: Corroso intergranular ou intercristalina. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 5 CD)Corroso galvnica Quando dois materiais metlicos, com diferentes potenciais, esto em contato em presena de um eletrlito, ocorre uma diferena de potencial e a conseqente transferncia de eltrons. Tem-se ento o tipo de corroso chamado corroso galvnica. O combate dessa reao se obtm pelo uso de materiais isolantes como a borracha, pela aplicao de camadas protetoras (tintas, plsticos, etc.). No caso dos instrumentais cirrgicos, recomenda-se o uso de papel de grau cirrgico ou campo de tecido de algodo cru duplo. Outro sistema de medidas consiste na remoo do eletrlito, sobretudo quando de natureza incidental (gua de chuva ou de condensao, acmulos de agentes corrosivos, como por exemplo, os bactericidas e detergentes utilizados na esterilizao). Na figura 14, tem-se o exemplo de corroso galvnica resultante da fixao de partes de ao inoxidvel AISI 304 com fixadores de ao-carbono, que funcionam como anodo neste sistema.

Figura 14: Corroso galvnica em ao inoxidvel AISI 304. Fonte: GENTIL (2003: Captulo 9 CD)Corroso em frestas A corroso em frestas uma forma de corroso localizada usualmente associada s condies de estagnao de eletrlitos em micro-ambientes. Estes ambientes restritos, onde h impedimento ou dificuldade difuso de espcies qumicas, podem ocorrer em parafusos, porcas e arruelas, materiais de isolao, depsitos superficiais, pelculas de tinta descoladas, rebites, etc. A corroso por frestas acontece devido s alteraes da qumica localizada dentro da fresta exemplo figura 15.

Figura 15: Corroso por fresta em rosca Fonte: GENTIL (2003: Pgina 42)Corroso transcristalina A corroso se processa nos gros da rede cristalina do material metlico, o qual, perdendo suas propriedades mecnicas, podendo fraturar menor solicitao mecnica conforme figura 16.

Figura 16: Corroso transcristalina Fonte: GENTIL (2003: Pgina 42)Corroso alveolar A corroso se processa na superfcie metlica produzindo sulcos ou escavaes semelhantes a alvolos apresentando fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu dimetro conforme figura 17 abaixo.

Figura 18: Corroso alveolar Fonte: GENTIL (2003: Pgina 42)CORROSO SOB TENSO A corroso sob tenso caracterizada pela a solicitao de esforos em um material na presena de um meio corrosivo, sendo que, nestas condies de trabalho, as solicitaes de esforos so menores em relao aos ensaios normais, para que haja a fratura do material. Uma caracterstica importante da corroso sob tenso que no se observa praticamente perda de massa do material at sua fratura e o tempo de corroso do material depende dos seguintes fatores: Tenso Concentrao ou natureza do meio corrosivo

Temperatura Estrutura da composio do material. 2.6.1 Mecanismos de Propagao da Corroso Sob Tenso So criados mecanismos para se estudar e observar melhor as trincas e as fraturas decorrentes dos ensaios de tenso em meios corrosivos. GALVELE citado por GENTIL (2003) desenvolveu um mecanismo para explicar a corroso sob tenso fraturante, onde envolve a etapa de nucleao e propagao de trinca; a nucleao da trinca caracteriza-se pela formao de pites e discordncias na camada protetora do metal, isto , na superfcie do metal; enquanto que a propagao da trinca pode ser intergranular e intragranular. 2.6.2 Fratura intergranular A corroso ocorre geralmente nos contornos dos gros, devido ao acmulo de discordncias e tomos de impurezas. A velocidade de penetrao em trincas intergranular, sob a ao de tenses, maior em diversas reas de grandeza do que a penetrao por ao puramente qumica. 2.6.3 Fratura intragranular Apresenta como caracterstica o fato de, em presena de tenses, haver uma modificao qualitativa do processo de corroso, isto , resulta no aparecimento de fratura que envolve um mecanismo de corroso que no ocorre na ausncia de tenses. Esta caracterstica observada em ligas. Metais puros so aparentemente imunes e, na grande maioria dos casos, a estrutura cristalina dos materiais suscetveis cbica de face centrada (c.f.c.), como lato, aos inoxidveis austenticos e ligas de alumnio. As variveis do processo de propagao das tenses dependem do agente corrosivo ou do nvel de tenso aplicada no material, e de acordo com o tipo de fratura, esta poder ser inter ou intragranular.Sistema: Material Metlico - Meio Corrosivo na Corroso Sob Tenso De acordo com GENTIL (2003) os sistemas mais comuns observados em processos de corroso sob tenso so os listados a seguir: a) Aos-carbono: A fratura , preponderantemente, intercristalina, em presena de lcalis ou nitratos, produtos de destilao do carvo e amnia anidra. O mecanismo de fratura inclui processos eletroqumicos, e a proteo catdica muitas vezes indicada como recurso para evitar a fratura. b) Aos de alta resistncia mecnica: So sujeitos a fraturas em uma variedade de ambientes, principalmente aqueles contendo cloreto. Em determinadas circunstancias, o ar mido suficiente para fraturar o metal. Fragilizao por hidrognio provavelmente o mecanismo preponderante. Camadas protetoras diversas tm sido usadas com bom resultado. c) Ligas de cobre em presena de amnia: Solues amoniacais so os agentes clssicos para a ruptura de ligas de cobre, principalmente lates. Outros agentes so conhecidos, como citratos, fosfatos, nitritos, etc. A fratura em geral intercristalina, porm freqentemente casos de trincas transcristalinas foram observados. d) Ligas de nquel: Solues concentradas de hidrxido de sdio ou de potssio em temperaturas elevadas (~300C) e essses hidrxidos, NaOH ou de KOH fundidos, atacam nquel ou suas ligas. e) Ligas de alumnio: A corroso formada preferencialmente nos contornos dos gros, a fratura se d de forma intercristalina, e devido forma de precipitados formados durante o processo de endurecimento. Cuidados especiais no tratamento trmico e escolha da estrutura cristalina adequada diminuiria o risco da fratura. f) Ligas de magnsio e titnio: Sofrem corroso sob tenso numa variedade de meios corrosivos, preponderando os que contm cloretos, mas podendo aparecer tambm apenas em ar mido. A corroso do tipo intercristalina. g) Aos inoxidveis: Deve-se distinguir os aos ferrticos e martensticos dos austenticos. Pois os austenticos apresentam fratura transgranular em meios clordricos, enquanto nos primeiros a fratura intercristalina e em muitos

casos relacionada com os primitivos contornos de gro de austenitas, e outra causa importante a fragilizao do hidrognio em ambos os aos.