Transcript Corrosão - Prof. Camilo Castro

• A corrosão metálica é a transformação de um material metálico ou
liga metálica pela sua interação química ou eletroquimica num
determinado meio de exposição, processo que resulta na formação
de produtos de corrosão e na liberação de energia. Quase sempre,
a corrosão metálica (por mecanismo eletroquímico), está associada
à exposição do metal num meio no qual existe a presença de
moléculas de água, juntamente com o gás oxigenio ou íons de
hidrogênio, num meio condutor. A adoção de uma ou mais formas
de proteção contra a corrosão dos metais deve levar em conta
aspectos técnicos e econômicos. Entre os aspectos técnicos, o
meio de exposição é um parâmetro de grande importância. Quanto
a este parâmetro, o uso de inibidores de corrosão ou o controle de
agentes agressivos (SO², H+, Cl-) são impraticáveis nos casos em
que se deseja proteger um determinado metal contra a corrosão
atmosférica e o mesmo vale para a utilização da proteção catódica,
restando nestes casos somente a modificação do metal ou a
interposição de barreiras como uma alternativa para proteção contra
a corrosão.
• Em alguns casos, a modificação do metal é perfeitamente aplicável,
citando como exemplo, a utilização do alumínio e suas ligas em
componentes como esquadrias, portas e janelas ao invés do açocarbono. No entanto, para estruturas de grande porte, nas quais a
resistência mecânica é um requisito importante, o alumínio e suas
ligas nem sempre podem ser utilizados, sendo os aços inoxidáveis
ou os aços aclimáveis, potenciais materiais alternativos. A utilização
dos aços inoxidáveis nem sempre é economicamente viável,
enquanto que a utilização dos aços aclimáveis esbarra na questão
de condições de exposição, visto que estes só apresentam
desempenho satisfatório em atmosferas moderadamente
contaminadas com compostos de enxofre e em condições de
molhamento e secagem, além da sua limitação de utilização em
atmosferas com alta concentração de cloretos como, por exemplo, as
marinhas severas. Outros tipos de ataque corrosivo onde há um uma
maior heterogeneidade do ataque e consequente concentração em
localizações específicas, resultando em perdas de volume localizada,
são, por sua vez classificados dentro de uma denominação de
corrosão localizada
Tipos de corrosão
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Corrosão uniforme
Corrosão por pites
Corrosão por concentração diferencial
Corrosão por concentração iônica diferencial
Corrosão por aeração diferencial
Corrosão em frestas
Corrosão filiforme
Corrosão galvânica
Corrosão sob tensão
Corrosão seletiva
Corrosão grafítica
Corrosão por dezincificação
Corrosão com cavitação
Corrosão por pites
• A chamada corrosão por pites (do inglês pit, orifício) é uma forma de
corrosão localizada que consiste na formação de pequenas
cavidades e profundidade considerável e o mais importante,
significativa frente a espessura do material. Ocorre de maneira
extremamente determinada, sendo portanto podendo ser chamada
de puntiforme, não apresentando o material circundante
ataque.Caracteríza-se por atacar materiais metálicos que
apresentam formação de películas protetoras passiváveis e sendo
resultado, geralmente, da atuação de "ilha" ativa-passiva nos locais
de pequena área (disto pontos) onde há o rompimento de tal
camada passiva.Sendo uma corrosão que não implica uma
homogênea redução da espessura e ocorrendo no interior de
equipamentos torna-se um tipo de corrosão de acompanhamento
mais difícil.
Corrosão por concentração
diferencial
• A variação de determinados componentes no meio no qual o
material está permanentemente ou mesmo eventualmente imerso
(em contato) provoca igualmente ação corrosiva, a qual é
denominada corrosão por concentração diferencial. Seu
mecanismo de ação é a formação de pilhas de concentração iônica
diferencial e pilhas de aeração diferencial.
Este tipo de corrosão pode ser dividido em corrosão por
concentração iônica diferencial, associada com a variação de
determinadas concentrações iônicas propriamente ditas do meio, a
corrosão por aeração diferencial, variando a concentração de
determinados gases da atmosfera gasosa em contato com o
material, a corrosão em frestas, ocasionada por configuração
geométrica do material corroível, que possibilita a formação de
variações de concentração ou de aeração e pelo mesmo motivo, a
corrosão filiforme, mas associada a configurações dos
revestimentos aplicados, tais como a pintura
Corrosão Seletiva
• unidos de forma segura e sob condições de condensação ocasional
ou umidade, com resultados não adversos principalmente quando a
condutividade do eletrólito é baixa. A previsão desses efeitos é
difícil porque a taxa de corrosão é determinada por um número de
questões complexas. O uso de tabelas de potencial ignora a
presença de filmes de oxido na superfície e os efeitos das
proporções da área e diferentes soluções químicas (eletrólito).
Entretanto, o uso inadequado destas tabelas pode produzir
resultados incorretos. Elas devem ser utilizadas com cuidado e
somente para avaliação inicial. Os aços inoxidáveis austeníticos
normalmente formam o catodo num par bimetálico e então não
sofrem corrosão. Uma exceção é o par com cobre que deveria ser
normalmente evitado exceto em condições propícias. O contato
entre aços inoxidáveis austeníticos e zinco ou alumínio pode
resultar em alguma corrosão adicional dos dois últimos metais. Isso
é pouco provável que seja significativo estruturalmente, mas o
resultado em forma de pó branco/cinzento pode ser considerado de
má aparência
Corrosão sob tensão
• O desenvolvimento da corrosão sob tensão exige a
presença simultânea de tensões de tração e fatores
ambientais específicos. Isso é incomum nas atmosferas
internas de um edifício. As tensões não necessitam ser
muito altas em relação ao limite de escoamento do
material e pode ser devidas a carga e/ ou efeitos
residuais dos processos de fabricação tais como
soldagem ou dobramento. Devem ser tomados cuidados
quando os componentes de aço inoxidável com tensões
residuais elevadas (por ex. devido ao trabalho a frio) são
usados em ambientes ricos em cloretos (por ex. piscinas
cobertas, marinho, plataforma marítima
Corrosão associada ao
escoamento de fluidos
• Quando no escoamento de líquidos os
processos corrosivos podem sofrer aceleração
pela associação da ação mecânica e seus
efeitos com a formação de pilhas, a ruptura de
passivações e proteções aplicadas e as
consequentes formações de pilhas,
oportunidades da ação química e sua
consequente ação corrosiva.As corrosões
ocasionadas por tais ações de fluidos sobre os
materiais são classificadas principalmente em
corrosão-erosão, a corrosão com cavitação e a
corrosão por turbulência.
Corrosão-erosão
• Define-se erosão neste caso como o desgaste
mecânico de uma substância sólida, no caso o
material de componentes ou condutores de um
sistema causado pela abrasão superficial de
uma substância sólida, pura ou em suspensão
num fluido, seja ele líquido ou gasoso.São
casos comuns e frequentes deste tipo de ação:
• no deslocamento de materiais sólidos, de
qualquer granulometria, como rochas britadas,
minérios ou produtos industriais diversos, como
o cimento
Corrosão com cavitação
• Define-se cavitação como o processo de desgaste provocado em
uma superfície, especialmente metálica, devido a ondas de choque
no líquido, oriundas do colapso de bolhas gasosas nele
temporariamente formadas por ebulição, normalmente a baixa
pressão. Nas regiões de um sistema em movimento (como são os
casos de pás de bombas centrífugas) ou em vibração (como são os
casos das camisas de fluidos refrigerantes dos motores), onde
ocorrem pelo menos momentos de baixas pressões, o suficiente
para produzir bolhas de vapor ou mesmo de gases até então
dissolvidos, e havendo a reversão para situações de pressão mais
alta, causando o colapso de tais bolhas, que por redução
praticamente instantânea de seu volume provocando ondas de
choque e causando o impacto do fluido com as paredes, num efeito
de "martelamento
Corrosão por turbulência ou
impingimento
• A chamada corrosão por turbulência ou impingimento é um
processo corrosivo associado aos fluxos turbulentos de um líquido,
ocorrendo especialmente quando há a redução da área do fluxo, ou
em outras palavras, quando seu caminho torna-se mais estreito ou
apresentar mudança de direção, como em curvas ou como se usa
dizer em tubulações, "cotovelos". De modo similar a cavitação, os
fluxos turbulentos podem provocar regiões de baixa pressão e
bolhas especialmente de gases dissolvidos (como por exemplo o
ar) e vapor que podem colapsar, causando a ação de ondas de
choque do fluido contra a parede metálica e o processo erosivo
deste modo resultante é denominado de impingimento. O ataque é
um tanto diferente da cavitação, propiciando alvéolos na forma de
ferradura e pela ação dominante de bolhas de gases dissolvidos,
enquanto na cavitação a fase gasosa dominante é o vapor do
líquido
Formas de Corrosão
• A corrosão pode ser vista como nada mais que
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 pode manifestar-se de várias formas.
Algumas são mais freqüentes que outras, e a
ocorrência depende muito do ambiente e dos
processos usados.
Corrosão pelo ar
• A maioria dos metais tende a se combinar com o oxigênio do ar,
produzindo os respectivos óxidos. Não considerando a ação de
vapores contidos no ar (de água, etc), esse processo se dá de
forma lenta para o ferro em temperaturas usuais de ambientes.
Entretanto, em alguns metais como o alumínio a corrosão é rápida
mas acontece o fenômeno da apassivação: a camada de óxido
formada na superfície isola o oxigênio e impede a continuação do
processo.
A presença de vapor d'água acelera a corrosão e ainda mais se tais
vapores contém substâncias agressivas como sais ou ácidos.
Ocorre em muitos ambientes industriais, locais próximos ao mar,
etc.
A prevenção e o combate dependem de cada caso. Métodos
comuns são, por exemplo, uso de tintas protetoras, tratamentos
superficiais como niquelagem, cromagem, fosfatização, etc. É
evidente que em alguns casos pode ser viável o uso de materiais
mais adequados. Exemplo: alumínio ou plástico no lugar do aço.
• Corrosão, decorrente da exposição atmosférica, no
gradil em monumento de ferro fundido situado na
Praça Tiradentes
Corrosão galvânica
• É provavelmente o tipo mais comum,
porque a corrosão em função da água
quase sempre se deve ao processo
galvânico. Alguns casos típicos são
reservatórios, tubulações ou estruturas
expostas ao tempo, submersas ou
subterrâneas. Nessas condições, há a
presença, constante ou não, de água, que
favorece a formação de células
galvânicas.
• Dois eletrodos de materiais diferentes são imersos em
um eletrólito e são eletricamente ligados entre si.
Nessas condições, as reações eletroquímicas serão:
No catodo: O2 + 4e− + 2H2O → 4OH−
No anodo: 2Fe → 2Fe++ + 4e−
Portanto, no anodo ocorre uma reação de
oxidação (corrosão do material) e no catodo,
uma reação de redução.
Os íons OH− e Fe++ combinam-se para formar
Fe(OH)2 (ferrugem).
• A tabela acima dá os valores práticos de potenciais de vários
metais, em solos e água, medidos em relação a um eletrodo
de referência. Quanto mais negativo o potencial, mais anódico
será a sua condição, ou seja, mais sujeito à corrosão.
Corrosão por ação direta
• Pode-se incluir neste item os casos em
que o metal está diretamente em contato
com substâncias que o atacam. É comum
em processos industriais. Exemplos:
soluções químicas, sais ou outros metais
Portanto, no anodo ocorre uma reação de
oxidação (corrosão do material) e no
catodo, uma reação de redução.
Proteção contra Corrosão
• O aço em contato com o meio ambiente
tende a se oxidar pela presença de O2 e
H2O, começando pela superfície do metal
até a sua total deterioração.
Algumas soluções reduzem ou mesmo
eliminam a velocidade da corrosão, entre
elas podemos sugerir a utilização de aços
resistentes à corrosão atmosférica,
aplicação de zincagem e pintura.
• Para tubulações subterrâneas, um método clássico e
eficiente é a proteção catódica
• 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.
• Na engenharia hidráulica e na engenharia
mecânica é grande a preocupação com a
corrosão em bombas e em turbinas,
sobretudo devido aos prejuízos que
podem causar nas estações elevatórias e
nas usinas hidrelétricas.
Corrosão eletroquímica
• A corrosão eletroquímica é um processo
espontâneo, passível de ocorrer quando o
metal está em contato com um eletrólito,
onde acontecem,simultaneamente,
reações anódicas e catódicas.
Como exemplo,
tem-se a formação da ferrugem
Reação anódica (oxidação):
Fe → Fe2+ + 2e–
• Reação catódica (redução):
2H2O + 2e– → H2 + 2OH–
Neste processo, os íons Fe2+ migram
em direção à região catódica,
enquanto os íons OH– direcionam-se
para a anódica. Assim, em uma região
intermediária, ocorre a formação
do hidróxido ferroso:
Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2
• Em meio com baixo teor de oxigênio,
o hidróxido ferroso sofre a seguinte
transformação
3Fe(OH)2 →
Fe3O4 + 2H2O + H2
• Por sua vez, caso o teor de oxigênio
seja elevado, tem-se:
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 →2Fe(OH)3
2Fe(OH)3 → Fe2O3.H2O + 2H2O
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Assim, o produto final da corrosão,
ou seja, a ferrugem, consiste nos
compostos Fe3O4 (coloração preta) e
Fe2O3.H2O (coloração alaranjada ou
castanho-avermelhada).
•Pilha galvânica,onde a área anódica (Fe) sofre o desgaste.
Pilha de corrosão eletroquímica com dois eletrodos
diferentes
Corrosão química
• A corrosão química decorre do ataque de
um agente químico diretamente sobre o
material, sem transferência de elétrons de
uma área para outra.
• Um exemplo desse processo
é a corrosão de zinco metálico
em presença de ácido sulfúrico:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Corrosão eletrolítica
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A corrosão eletrolítica se
caracteriza por ser um
processo eletroquímico,
que se dá com a aplicação
de corrente elétrica
externa, ou seja, trata-se
de uma corrosão não espontânea
Componentes:
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Andrea
Ellen Ohana
Jamile
Lunna
Milena
Verenna
Vivianne