proteÇÃo contra a corrosÃo · 2017-06-03 · aplicada com sucesso no mundo inteiro, e cada vez...

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PROTEÇÃO CONTRA A CORROSÃO

-  Proteção catódica e anódica -  Inibidores -  Revestimentos

Como prevenir ou minimizar os efeitos da corrosão de um metal? Proteção anódica e catódica 4

- 1823, Sri Humplrray Davy ! intenção de proteger chapas de cobre que revestiam o casco de madeira dos navios de guerra

-  nos anos 60 ! Petrobras começa a utilizar proteção anódica e catódica em oleodutos submarinos e instalações portuárias

-  o método consiste em conectar um potenciostato simplificado ao circuito eletroquímico que representa o processo corrosivo e por meio desse equipamento alterar o potencial de equilíbrio (corrosão) tanto na direção catódica quanto anódica.

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Proteção Catódica "  A proteção catódica é uma técnica que esta sendo

aplicada com sucesso no mundo inteiro, e cada vez mais no Brasil devido à construção de oleodutos, gasodutos, minerodutos e muitas outras instalações importantes

"  Com a utilização da proteção catódica consegue-se manter essas instalações metálicas completamente livres de corrosão por longo período, mesmo que não seja aplicada nenhum tipo de revestimento e que as condições do meio sejam extremamente severas

"  O metal mais comum a ser protegido por este método é o aço. Fonte: Vicente Gentil

Sistemas de proteção catódica

! proteção catódica galvânica ou por anodos galvânicos ou de sacrifício (espontânea)

! proteção por corrente impressa ou forçada (não espontânea).

Fonte: Vicente Gentil

•  Foi determinado empiricamente que o potencial para proteção catódica no aço carbono é de -840 mV em relação ao eletrodo de referência cobre/sulfato de cobre.

•  Então, para proteger o aço, é preciso um metal menos nobre que ele.

Fonte: Dra. Denise Freitas- INT

Proteção catódica


Proteção catódica

Série galvânica

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Proteção Catódica com Anodos de Sacrifício

•  Sistema escolhido quando normalmente se precisa de pouca quantidade de corrente para proteger a estrutura

–  revestimentos de boa qualidade – estruturas de pequenas dimensões

Anodo de sacrifício


Anodo de sacrifício

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Anodo de sacrifício (96 kg) Plataforma de petróleo

Anodos de Sacrifício •  São aterrados envoltos com

enchimento condutor: mistura de gesso, bentonita, e sulfato de cobre

•  Objetivo do enchimento: – diminuição da resistividade elétrica anodo/

solo –  reduzir o efeito da polarização – distribui uniformemente seu desgaste


•  Um ou mais eletrodos são introduzidos no solo e próximos da tubulação. A corrente elétrica de uma fonte externa é aplicada em ambos de forma a se opor à natureza anódica do tubo. Assim, ele passa operar como catodo, no qual não há oxidação.

Anodos de sacrifício

"  Reposição de anodo após o consumo "  Não funciona quando há corrente de

interferência (corrente de fuga) "  Não permitem regulagem da corrente injetada "  Para correntes de até 5 A (pequenas/médias

estruturas)


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Proteção catódica por corrente impressa

•  Método de prover corrente para proteger uma estrutura metálica usando uma fonte de corrente externa.

•  Como o método do Anodo de Sacrifício, a estrutura a ser protegida é feita catodo.

•  No sistema de corrente impressa a força motriz para a proteção não é a diferença de potencial entre o anodo e catodo do sistema mas o suprimento de energia


Sistema de Corrente Impressa •  Como em qualquer tipo de sistema elétrico, PC exige um

sistema fechado. O circuito externo fornece um caminho para o elétron migrarem do anodo para o catodo. Isto cria uma rede de cargas positivas e negativas nos componentes do sistema. Esta carga é neutralizada pelas espécies iônicas do eletrólito, com os cátions sendo transportados para a estrutura e os ânions para o anodo

•  A proteção em estruturas enterradas normalmente é feita utilizando uma combinação de revestimento orgânico e PC. A razão para esta dupla proteção é que o revestimento raramente é perfeito e o metal pode ser exposto. A aplicação de PC portanto, é para compensar estas imperfeições ou dano no revestimento.


PC por corrente impressa

"  a resistividade do meio não é entrave "  para estruturas de médio e grande porte "  recomendado quando há correntes de

interferências "  permite regulagem "  necessita de acompanhamento operacional "  custo inicial maior "  sujeito a interrupções "  pode haver inversão de polaridade (catastrófica)

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Anodos para o Sistema de Corrente Impressa

•  Os anodos utilizados não são necessariamente ativos. Na verdade os anodos são semi-passivos (ex. ferro-silicone) ou passivos (ex. titânio-platinizado.

•  De modo que necessitam de elétrons do ambiente para polarização ao invés do próprio anodo. Esses anodos são considerados permanentes

•  Alguns anodos utilizados também podem ser consumidos, tais como, sucata de Fe ou ferro fundido. Neste tipo de anodo os elétrons provem da oxidação do próprio anodo Fonte: Dra. Denise Freitas- INT

Anodos para o Sistema de Corrente Impressa

Como o anodo não necessita ser menos nobre que a estrutura, a escolha de materiais é ampla:

Exemplos de diferentes materiais do anodo: •  platina •  titânio •  grafite •  ferro fundido com alto teor de silicone •  chumbo, antimônio, prata •  hastes de titânio ou nióbio revestidos com com

platina ou óxidos especiais Fonte: Dra. Denise Freitas- INT

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Anodos de Corrente Impressa -Instalação-

Podem ser instalados na posição vertical ou horizontal

•  Enchimento: coque metalúrgico moído •  Sua utilização:

–  o coque bem compactado em torno do anodo diminui a resistência de saída da corrente para o solo e diminui o consumo do anodo, já que parte da corrente é descarregada pelo coque metalúrgico

Medições e Testes de Campo

"  medições das resistividades elétricas "  medições dos potenciais estrutura/eletrólito "  escolha dos locais para a instalação dos anodos "  testes para a determinação da corrente

necessária "  Outros: medições de pH, pesquisa de corrosão

por bactérias (biocorrosão), coleta de produtos de corrosão (pig) para análise em laboratório

Como minimizar os efeitos? Proteção anódica

•  A proteção anódica é um método de aumento da resistência à corrosão que consiste na aplicação de uma corrente anódica na estrutura a proteger.

•  A corrente anódica favorece a passivação do material dando-lhe resistência à corrosão. A proteção anódica é empregada com sucesso somente para os metais e ligas formadores de película protetoras, especialmente o titânio, o cromo, ligas de ferro-cromo, ligas de ferro-cromo-níquel.

•  O seu emprego encontra maior interesse para eletrólitos de alta agressividade (eletrólitos fortes), como por exemplo um tanque metálico para armazenamento de ácidos.

•  A proteção anódica não só propicia a formação da película protetora mas principalmente mantém a estabilidade desta película. O emprego de proteção anódica é ainda muito restrito no Brasil, porém tem grande aplicação em outros países na indústria química e petroquímica.

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INIBIDORES DE CORROSÃO

# Cada inibidor atua de forma diferente, seja em uma etapa de formação do produto de corrosão, seja em uma das reações de formação da pilha eletroquímica.

Fonte: HUMBERTO GRACHER RIELLA- EQA/UFSC

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Emprego dos Inibidores

$  tanque de decapagem ácida; $  limpeza química de caldeiras; $  indústria petrolífera; $  solventes clorados; $  sistemas de refrigeração; $  tubos de condensadores; $  misturas anticongelantes; $  polimento de metais; $  minerodutos; $  proteção de cobre; $  proteção de alumínio; $  tubulações de água potável

Decapagem ácida

# Uso de soluções diluídas de ácidos utilizadas para retirada da casca de laminação que contém óxidos aderidos, para assim permitir a boa aderência dos inibidores.


Limpeza química de caldeiras

# a retirada de incrustações das paredes da caldeira é feita com HCl contendo inibidores orgânicos para que o ácido não ataque as paredes das tubulações.


Características:

# Os inibidores de corrosão são isentos de nitrito, sulfatos, nitratos, cromatos, sulfitos, silicatos e metais pesados.

# Os produtos químicos utilizados são considerados praticamente atóxicos e biodegradáveis.


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São usados temporariamente contra corrosão, associados com uma embalagem rigorosamente vedada.

Inibidores usados: nitritos, cromatos, benzoatos e carbonatos de aminas pesadas.

Tendem a se volatilizar lentamente, alcançando a superfície do metal onde são adsorvidos, na forma de uma película visível.

Amostra de aço-carbono com polimento metalográfico mantida, durante dois anos, embalada em papel impregnado com inibidor de corrosão, sem nenhuma alteração na superfície polida.

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