Aula 4 - proteção contra corrosão

MÉTODOS DE PROTEÇÃO CONTRA MÉTODOS DE PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃOCORROSÃO

Os materiais metálicos podem ter resistência própria à

corrosão ou tê-la ampliada pela utilização dos métodos ou

técnicas de proteção anticorrosiva.

A tecnologia hoje existente permite a utilização dos

materiais em praticamente todos os meios corrosivos com

a durabilidade dentro da extensão desejada.

Proteção contra corrosãoProteção contra corrosão

Inibição da CorrosãoInibição da Corrosão

A A corrosãocorrosão poderápoderá ser ser inibidainibida pelospelos seguintesseguintes fatoresfatores::

–– AusênciaAusência de Hde H22O: O: eliminaráeliminará as as reaçõesreações catódicascatódicas e, e, portantoportanto, , nãonão ocorreráocorrerá a a corrosãocorrosão dos dos metaismetais;;

–– AumentoAumento dada resistividaderesistividade do do eletrólitoeletrólito: : dificultarádificultará a a circulaçãocirculação dada correntecorrente iônicaiônica e, e, portantoportanto, , diminuirádiminuirá a a velocidadevelocidade de de corrosãocorrosão;;

–– FormaçãoFormação de de umauma camadacamada protetoraprotetora nana interface interface metalmetal--meiomeio, , retardandoretardando o o processoprocesso corrosivocorrosivo

Combate à CorrosãoCombate à Corrosão

No estudo de processos corrosivos, devem ser No estudo de processos corrosivos, devem ser consideradas consideradas emem conjuntoconjunto as seguintes variáveis:as seguintes variáveis:

Material Material metálicometálico

Forma de Forma de empregoemprego

MeioMeio corrosivocorrosivo

AlertaAlerta!! !! PreferênciaPreferência porpor posturasposturas

preventivaspreventivas e e nãonão corretivascorretivas..

Métodos de combate

à corrosão

Modificações de processo,

metal e projeto

Emprego de inibidores de

corrosão

Proteções catódica e

anódica

Revestimentos protetores metálicos e

não metálicos

Frasco da esquerda: lã de aço e papel impregnado com inibidor em fase vapor.

Inibidores de CorrosãoInibidores de Corrosão

Frasco da direita: lã de aço sem inibidor em fase vapor.


Considerações gerais.Considerações gerais.

–– SubstânciasSubstâncias ouou misturamistura de de substânciassubstâncias capazescapazes de de reduzirreduzir ouou eliminareliminar a a corrosãocorrosão..

–– AspectosAspectos a a seremserem consideradosconsiderados nana suasua utilizaçãoutilização::

CausasCausas dada corrosãocorrosão do do sistemasistema ((escolhaescolha do do inibidorinibidor adequadoadequado););

CustoCusto dada suasua utilizaçãoutilização ((viabilidadeviabilidade do do usouso););

PropriedadesPropriedades e e mecanismosmecanismos de de açãoação ((avaliaravaliar compatibilidadecompatibilidade com o com o processoprocesso e o material e o material metálicometálico););

CondiçõesCondições adequadasadequadas de de adiçãoadição e e controlecontrole ((evitarevitar efeitosefeitos tóxicostóxicos, , formaçãoformação de de espumasespumas e e depósitosdepósitos, , açãoação poluentepoluente, , reaçõesreações indesejáveisindesejáveis, etc)., etc).


Classificação.Classificação.

–– QuantoQuanto à à composiçãocomposição: : orgânicosorgânicos e e inorgânicosinorgânicos..

–– QuantoQuanto aoao comportamentocomportamento: : oxidantesoxidantes, , nãonão--oxidantesoxidantes, , anódicosanódicos, , catódicoscatódicos e e dede adsorçãoadsorção..

AtuaçãoAtuação::

–– ModificamModificam o o potencialpotencial parapara um valor um valor maismais catódicocatódico, , maismais nobrenobre ((polarizaçãopolarização anódicaanódica).).

DIAGRAMA DE POLARIZAÇÃO Ação de inibidor anódico

(a) com inibidor (b) sem inibidor


Inibidores Inibidores anódicosanódicos..

–– HidróxidosHidróxidos, , carbonatoscarbonatos, , cromatoscromatos, , silicatossilicatos, , boratosboratos e e fosfatosfosfatos..

–– AtuamAtuam reprimindoreprimindo a a reaçãoreação do do anodoanodo ((corrosãocorrosão), ), atravésatravés dada reaçãoreação com o com o produtoproduto de de corrosãocorrosão ((MMnn++), ), formandoformando um um filmefilme insolúvelinsolúvel e e aderenteaderente nana superfíciesuperfície do metal (do metal (polarizaçãopolarização anódicaanódica).).

COCO3322-- + 2H+ 2H22O O 2OH2OH-- + H+ H22COCO33

MMnn++ + + nOHnOH-- M(OH)M(OH)nn


Recomendações.Recomendações.

–– ConcentraçãoConcentração críticacrítica..

AcimaAcima: : inibiçãoinibição..

AbaixoAbaixo: : protetorprotetor nãonão se forma se forma emem todatoda a a extensãoextensão do metal e do metal e podepode haverhaver a a ocorrênciaocorrência de de corrosãocorrosão localizadalocalizada ((prejudicadaprejudicada pelapela presençapresença de de ClCl--).).

–– UsoUso combinadocombinado de de inibidoresinibidores..

MelhoraMelhora nana eficiênciaeficiência emem relaçãorelação a soma das a soma das contribuiçõescontribuições individuaisindividuais ((açãoação sinergéticasinergética).).

ExemplosExemplos: : cromatocromato--polifosfatopolifosfato; ; cromatocromato--polifosfatopolifosfato--salsal de Zn.de Zn.


Inibidores Inibidores anódicosanódicos..

–– MaisMais empregadosempregados: : cromatoscromatos..

CustoCusto relativamenterelativamente baixobaixo..

FacilidadeFacilidade de de aplicaçãoaplicação..

ProteçãoProteção eficienteeficiente..

AmplaAmpla aplicabilidadeaplicabilidade..

–– DesvantagemDesvantagem dos dos cromatoscromatos: : poluiçãopoluição ((resíduosresíduos industriaisindustriais) e ) e toxicidadetoxicidade..

DevidoDevido a a suasua eficiênciaeficiência, , podempodem ser ser usadosusados emem pequenaspequenas quantidadesquantidades, , combinadoscombinados com com inibidoresinibidores orgânicosorgânicos ouou polifosfatospolifosfatos..


Inibidores catódicos.Inibidores catódicos.

–– AtuamAtuam reprimindoreprimindo reaçõesreações catódicascatódicas ((polarizaçãopolarização catódicacatódica).).

–– SubstânciasSubstâncias queque fornecemfornecem íonsíons metálicosmetálicos capazescapazes de de reagirreagir com a com a alcalinidadealcalinidade catódicacatódica, , produzindoproduzindo compostoscompostos insolúveisinsolúveis..

–– TaisTais compostoscompostos envolvemenvolvem a a áreaárea catódicacatódica, , impedindoimpedindo a a difusãodifusão do do oxigêniooxigênio e a e a conduçãocondução de de elétronselétrons..

DIAGRAMA DE POLARIZAÇÃO Ação de inibidor catódico

(a) com inibidor (b) sem inibidor


Inibidores catódicos.Inibidores catódicos.

–– Como o metal Como o metal nãonão entraentra emem soluçãosolução, , mesmomesmo queque o o catodocatodo nãonão estejaesteja totalmentetotalmente cobertocoberto, , nãonão haveráhaverá corrosãocorrosão localizadalocalizada..

–– PorPor issoisso, , sãosão maismais segurosseguros, , emem qualquerqualquer concentraçãoconcentração..

–– ExemplosExemplos: : sulfatossulfatos de Zn, Mg, Ni, de Zn, Mg, Ni, queque formamformam (com o (com o OHOH--) ) hidróxidoshidróxidos insolúveisinsolúveis, , cessandocessando o o processoprocesso de de corrosãocorrosão..

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.

Métodos de combate

à corrosão


metal e projeto


corrosão


anódica


não metálicos

Modificação das Propriedades dos Modificação das Propriedades dos MateriaisMateriais

Seleção de ligas e elementos de ligas:Seleção de ligas e elementos de ligas:

–– Meio oxidante: forma camada protetora de óxidosMeio oxidante: forma camada protetora de óxidos

Aço inoxidávelAço inoxidável

TitânioTitânio

AlumínioAlumínio

–– Meio ácidos:Meio ácidos:

Mo (2 a 4%) em aço inoxidávelMo (2 a 4%) em aço inoxidável

Si (14%) em ferro fundidoSi (14%) em ferro fundido

MgMg em HF forma MgFem HF forma MgF22 (insolúvel)(insolúvel)

PbPb em Hem H22SOSO44 forma PbSOforma PbSO44

Modificação das Propriedades dos Modificação das Propriedades dos MateriaisMateriais

Seleção de ligas e elementos de ligas:Seleção de ligas e elementos de ligas:

–– Meio básico (alcalino):Meio básico (alcalino):

São recomendados o uso de São recomendados o uso de MgMg, , AgAg e e NiNi

DeveDeve--se evitar o emprego de Al, Zn, se evitar o emprego de Al, Zn, PbPb e Sn e Sn (formam sais solúveis)(formam sais solúveis)

Adição de 2% de Cu em aço para reduzir a taxa de Adição de 2% de Cu em aço para reduzir a taxa de corrosãocorrosão

Modificação de ProjetosModificação de Projetos

SuperdimensionarSuperdimensionar a a espessuraespessura das das diferentesdiferentes partespartes dos dos materiaismateriais, , tendotendo conhecimentoconhecimento prévioprévio do do tipotipo e e intensidadeintensidade de de corrosãocorrosão esperadosesperados;;

UsarUsar soldassoldas bembem acabadasacabadas e e contínuascontínuas e e aliviadasaliviadas de de tensõestensões;;

NãoNão formarformar ângulosângulos fechadosfechados e e estrangulamentosestrangulamentos desnecessáriosdesnecessários nasnas tubulaçõestubulações, a , a fimfim de de evitarevitar turbulênciaturbulência e e açãoação erosivaerosiva do do meiomeio, , comocomo impingimentoimpingimento e e cavitaçãocavitação;;

EvitarEvitar contatoscontatos diretosdiretos de de materiaismateriais metálicosmetálicos de de potenciaispotenciais diversosdiversos;;

Modificação de ProjetosModificação de Projetos

EvitarEvitar cantos cantos vivosvivos ondeonde películaspelículas protetorasprotetoras de de tintastintas possampossam romperromper--se se maismais facilmentefacilmente;;

FacilitarFacilitar a a completacompleta drenagemdrenagem dos dos líquidoslíquidos, , evitandoevitando áreasáreas de de estaganaçãoestaganação de de águaágua e e soluçõessoluções corrosivascorrosivas;;

UsarUsar osos metaismetais maismais resistentesresistentes à à corrosãocorrosão, , dentrodentro das das limitaçõeslimitações de de empregoemprego e e custocusto;;

EstabelecerEstabelecer condiçõescondições de de relaçãorelação de de áreaárea anódicaanódica//áreaárea catóidicacatóidica parapara valoresvalores maioresmaiores do do queque um.um.

Detalhes construtivos causadores de erosão por impingimento

Várias possibilidades para evitar corrosão galvânica.

Detalhes construtivos que possibilitam áreas de estagnação de líquidos.

Apoio de tubulação que impede corrosão

Métodos de combate

à corrosão


metal e projeto


corrosão


anódica


não metálicos

Limpeza e Preparo de SuperfíciesLimpeza e Preparo de Superfícies

OBJETIVOS

Remover impurezas da superfície, que possam provocar falhas no revestimentos aplicado.

Promover aderência do revestimento ao substrato.


Limpeza com solventes:Limpeza com solventes: –– DesengraxamentoDesengraxamento alcalinoalcalino: remove filmes agregados : remove filmes agregados

através da solubilização (não há reação).através da solubilização (não há reação).

–– Principais tipos de solventes industriais:Principais tipos de solventes industriais:

Derivados da indústria petrolífera (hidrocarbonetos Derivados da indústria petrolífera (hidrocarbonetos alifáticos)alifáticos)

Derivados da indústria do carvão (hidrocarbonetos Derivados da indústria do carvão (hidrocarbonetos aromáticos)aromáticos)

Hidrocarbonetos cloradosHidrocarbonetos clorados

Polares (cetonas, Polares (cetonas, álcooisálcoois e fenóis)e fenóis)


Ação Química: Ação Química: –– DecapagemDecapagem ácidaácida::

Objetivo: remover produtos de reação química, em Objetivo: remover produtos de reação química, em geral produtos da corrosão.geral produtos da corrosão.

É fundamental depois da É fundamental depois da decapagemdecapagem fazer um fazer um enxaguamentoenxaguamento de preferência com água corrente.de preferência com água corrente.

Principais ácidos: Sulfúrico, Clorídrico, Fosfórico, Nítrico Principais ácidos: Sulfúrico, Clorídrico, Fosfórico, Nítrico e Fluorídrico.e Fluorídrico.

–– DecapagemDecapagem AlcalinaAlcalina: :

Bases usadas: Bases usadas: NaOHNaOH, KOH., KOH.

Metais leves ou macios (alumínio, zinco, etc.).Metais leves ou macios (alumínio, zinco, etc.).


Ação Mecânica:Ação Mecânica: –– FerramentasFerramentas manuaismanuais..

–– LixamentoLixamento manualmanual

–– JateamentoJateamento com com abrasivoabrasivo a seco: é o método mais a seco: é o método mais eficiente e que promove a melhor limpeza para eficiente e que promove a melhor limpeza para posterior pintura.posterior pintura.

Pode ser feita de duas maneiras: por ar comprimido ou Pode ser feita de duas maneiras: por ar comprimido ou por turbinas centrífugas.por turbinas centrífugas.

Os abrasivos mais usados em operações de Os abrasivos mais usados em operações de jateamentojateamento são: areia, granalhas de aço e óxido de alumínio.são: areia, granalhas de aço e óxido de alumínio.

–– HidrojateamentoHidrojateamento..

Poeira de sílica resultante do jateamento abrasivo com areia seca.

Jateamento abrasivo sem poeira: jateamento com areia molhada

RevestimentosRevestimentos

Revestimentos protetores.Revestimentos protetores.

–– NãoNão metálicosmetálicos

OrgânicoOrgânico: : tintastintas, , resinasresinas e e polímerospolímeros; ;

InorgânicoInorgânico: : anodizaçãoanodização (Al) e (Al) e cromatizaçãocromatização; ;

–– MetálicosMetálicos

CladizaçãoCladização;;

ImersãoImersão a a quentequente;;

MetalizaçãoMetalização;;

EletrodeposiçãoEletrodeposição


Revestimentos metálicos.Revestimentos metálicos.

–– ConsistemConsistem nana interposiçãointerposição de de umauma películapelícula metálicametálica entre o entre o meiomeio corrosivocorrosivo e o metal e o metal queque se se querquer protegerproteger. A . A películapelícula protetoraprotetora nãonão devedeve apresentarapresentar imperfeiçõesimperfeições..

–– Os Os procedimentosprocedimentos maismais comunscomuns sãosão::

CladizaçãoCladização: os : os cladsclads constituemconstituem--se de chapas de um se de chapas de um metal ou liga, resistentes à corrosão, revestindo e metal ou liga, resistentes à corrosão, revestindo e protegendo um outro metal com função estrutural. Os protegendo um outro metal com função estrutural. Os cladsclads mais usados nas indústrias químicas, mais usados nas indústrias químicas, petroquímica e de petróleo são os de petroquímica e de petróleo são os de monelmonel (liga (liga NiNi--CuCu), aço inoxidável e titânio sobre aço carbono. ), aço inoxidável e titânio sobre aço carbono.

Parte de tanque de aço-carbono com a superfície interna

cladizada com aço inoxidável AISI 304.


Revestimentos metálicos.Revestimentos metálicos. ImersãoImersão aa quentequente: pela imersão a quente obtém: pela imersão a quente obtém--se, se,

entre outras, as superfícies zincadas e as estanhadas. entre outras, as superfícies zincadas e as estanhadas. O processo de O processo de zincagemzincagem por imersão é também por imersão é também denominado de denominado de galvanizaçãogalvanização..


Revestimentos metálicos.Revestimentos metálicos. Metalização (Aspersão térmica)Metalização (Aspersão térmica): consiste na aplicação : consiste na aplicação

de um revestimento, metálico, usando uma pistola de de um revestimento, metálico, usando uma pistola de aspersão (metais com altos aspersão (metais com altos P.F.P.F.: processo de plasma). : processo de plasma). Por metalização fazPor metalização faz--se revestimentos com Zn, Al, se revestimentos com Zn, Al, PbPb, , Sn, Cu e diversas ligas.Sn, Cu e diversas ligas.


Revestimentos metálicos.Revestimentos metálicos. EletrodeposiçãoEletrodeposição: consiste na deposição de metais que : consiste na deposição de metais que

se encontram sob a forma iônica em um banho. A se encontram sob a forma iônica em um banho. A superfície a revestir é colocada como catodo de uma superfície a revestir é colocada como catodo de uma cuba eletrolítica, onde o eletrólito contém o sal do metal cuba eletrolítica, onde o eletrólito contém o sal do metal a ser usado no revestimento podendo o anodo ser a ser usado no revestimento podendo o anodo ser também do metal a ser depositado. Por eletrodeposição também do metal a ser depositado. Por eletrodeposição é comum revestiré comum revestir--se com Cr, se com Cr, NiNi, , AuAu, , AgAg, Sn, Zn e Cd., Sn, Zn e Cd.

A espessura da película e suas propriedades dependem A espessura da película e suas propriedades dependem da densidade de corrente aplicada, concentração de sais, da densidade de corrente aplicada, concentração de sais, temperatura do banho, presença de aditivos, como temperatura do banho, presença de aditivos, como abrilhantadoresabrilhantadores, e natureza do metal, e natureza do metal--base (catodo).base (catodo).


Revestimentos não metálicos.Revestimentos não metálicos.

–– InorgânicoInorgânico: : consistem na interposição de uma consistem na interposição de uma película não metálica inorgânica entre o meio película não metálica inorgânica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger. corrosivo e o metal que se quer proteger.

–– Os mecanismos de proteção são, essencialmente, por Os mecanismos de proteção são, essencialmente, por barreira e por inibição barreira e por inibição anódicaanódica..

–– Os procedimentos mais comuns são:Os procedimentos mais comuns são:

AnodizaçãoAnodização: oxidação eletrolítica, em solução : oxidação eletrolítica, em solução adequada, colocandoadequada, colocando--se o material metálico como se o material metálico como anodo. A espessura da camada é de aproximadamente anodo. A espessura da camada é de aproximadamente 2020--40 μm. É um processo muito usado para o 40 μm. É um processo muito usado para o alumínio: alumínio:

2Al + 3H2O Al2O3 + 6H+ + 6e-

Alumínio com diferentes colorações de anodização

Eletrólito Cor

Sol. de H2SO4 (15-25%) Cinza-claro

Sol. de H2CrO4 (3–10%) Cinza-escuro

Acido Oxálico ( 1-5%) amarelada

Grade de aço-carbono, localizada em orla marinha: com corrosão.

Grade de alumínio anodizado, localizada em orla marinha, já há cerca de seis anos: sem corrosão.


Revestimentos não metálicos.Revestimentos não metálicos. CromatizaçãoCromatização: obtido em soluções contendo cromatos : obtido em soluções contendo cromatos

ou ácido crômico. Pode ser feita em meio ácido ou ou ácido crômico. Pode ser feita em meio ácido ou básico e aplicada por imersão ou básico e aplicada por imersão ou jateamentojateamento. As . As espessuras das camadas variam entre 0,01 a 1 espessuras das camadas variam entre 0,01 a 1 μmμm. . Mais usada para Al, Mais usada para Al, MgMg, Zn e Cd., Zn e Cd.

Revestimentos não metálicos.Revestimentos não metálicos. FosfatizaçãoFosfatização: aplicação de camada de fosfato sobre : aplicação de camada de fosfato sobre

materiais metálicos como Fe, Zn, Al, Cd e materiais metálicos como Fe, Zn, Al, Cd e MgMg..

M + 2HM + 2H33POPO44 M(HM(H22POPO44))22 + H+ H22

PassivaçãoPassivação: tratamento após a : tratamento após a fosfatizaçãofosfatização, , consiste em se tratar a superfície, logo após a consiste em se tratar a superfície, logo após a fosfatizaçãofosfatização, com soluções de ácido crômico ou de , com soluções de ácido crômico ou de ácido fosfórico, em concentrações na faixa de ácido fosfórico, em concentrações na faixa de 0,02%. Objetivo: melhorar a resistência à corrosão, 0,02%. Objetivo: melhorar a resistência à corrosão, pois tais recobrimentos fosfáticos apresentam pois tais recobrimentos fosfáticos apresentam porosidade.porosidade.


Revestimentos não metálicos.Revestimentos não metálicos. FosfatizaçãoFosfatização: cria na superfície metálica, cristais de : cria na superfície metálica, cristais de

fosfato do metal, convertendofosfato do metal, convertendo--a de metálica a não a de metálica a não

metálica. A finalidade da metálica. A finalidade da fosfatizaçãofosfatização é melhorar a é melhorar a

aderência de tintas e tornar a superfície mais aderência de tintas e tornar a superfície mais

resistente à corrosão. resistente à corrosão.


Somente a Somente a fosfatizaçãofosfatização, aumenta a , aumenta a

resistência à corrosão em torno de resistência à corrosão em torno de

5 vezes, porém com 5 vezes, porém com fosfatizaçãofosfatização

mais pintura, o aumento é de cerca mais pintura, o aumento é de cerca

de 700 vezes.de 700 vezes.

DentreDentre asas técnicastécnicas dede proteçãoproteção anticorrosivasanticorrosivas existentes,existentes, aa aplicaçãoaplicação dede tintastintas ouou esquemasesquemas dede pinturapintura éé umauma dasdas maismais empregadasempregadas.. AlémAlém dada proteçãoproteção àà corrosão,corrosão, asas tintastintas proporcionamproporcionam::

–– Boa estética;Boa estética;

–– Sinalização;Sinalização;

–– Impermeabilização;Impermeabilização;

–– Permiti maior ou menor absorção de calor; ePermiti maior ou menor absorção de calor; e

–– Diminuição da rugosidade superficialDiminuição da rugosidade superficial

Revestimentos nãoRevestimentos não--metálicos orgânicosmetálicos orgânicos

4848

TINTAS

Aditivos

Solventes Veiculo

Fixo

Pigmentos

Veículo Fixo - constituinte ligante dos pigmentos e responsável pela formação da película: •Óleos vegetais; •Resinas alquídicas; •Resinas acrílicas; •Resinas Epoxídicas; •Resinas Poliuretânicas

Solventes – substâncias puras empregadas tanto para auxiliar na fabricação das tintas, na solubilização da resina e no controle de viscosidade, como em sua aplicação. • Hidrocarbonetos alifáticos ou aromáticos; •Álcoois; •Cetonas •Glicóis; •Solventes filmógenos.

Aditivos – conferem determinadas características à película: • secantes; •Anti-sedimentantes; •Antinata ou antipele •Plastificantes •Nivelantes •Antiespumantes •Antifungos

Pigmentos – partículas sólidas, finamente divididas, insolúveis no veículo fixo, utilizado para se obter cor, opacidade, impermeabilidade e proteção anticorrosiva: • anticorrosivos (Pb3O4, ZnCrO4, Zn3(PO4)2, etc); •Opaficiantes; •Cargas ou extensores

Espessura mínima para a proteção Espessura mínima para a proteção anticorrosivaanticorrosiva

Atmosfera altamente agressiva > 250 μm

Imersão permanente (em água

salgada)

> 300 μm

Superfícies aquecidas 75 a 120

μm

Atmosfera com agressividade

média

> 160 μm

Atmosfera pouco agressiva > 120 μm

5050

Esquema de pinturaEsquema de pintura

1º - Limpeza da superfície.

3º - Aplicação da tinta de fundo

5º Aplicação da tinta 5º Aplicação da tinta de acabamentode acabamento

Falhas em esquemas de Pintura Falhas em esquemas de Pintura anticorrosivaanticorrosiva

As áreas com revestimento de tinta nas As áreas com revestimento de tinta nas quais ocorrem, mais comumente, falhas quais ocorrem, mais comumente, falhas relacionadas com detalhes construtivos relacionadas com detalhes construtivos como:como:

Estagnação de água;Estagnação de água;

Parafusos e porcas;Parafusos e porcas;

Arestas ou cantos vivos;Arestas ou cantos vivos;

FrestasFrestas

Soldas e proximidadesSoldas e proximidades

Corrosão preferencial em área de solda

Corrosão em área com parafusos.

Corrosão na parte inferior de pilar: área mais sujeita à estagnação de água

Corrosão nas arestas ou cantos vivos

Falta de aderência da tinta de acabamento sobre o primer.

Métodos de Combate à CorrosãoMétodos de Combate à Corrosão

Métodos de combate

à corrosão


metal e projeto


corrosão


anódica


não metálicos

Proteção CatódicaProteção Catódica

Considerações iniciais.Considerações iniciais.

–– CombateCombate a a corrosãocorrosão emem instalaçõesinstalações metálicasmetálicas enterradasenterradas ouou submersassubmersas, , queque nãonão permitempermitem revestimentorevestimento e e inspeçõesinspeções periódicasperiódicas..

–– EliminaElimina o o processoprocesso corrosivocorrosivo porpor tempo tempo indeterminadoindeterminado, , mesmomesmo nana ausênciaausência de de revestimentorevestimento e e emem meiomeio extremamenteextremamente agressivoagressivo. .


Mecanismo.Mecanismo.

–– ProcessoProcesso corrosivocorrosivo de de umauma estruturaestrutura metálicametálica enterradaenterrada..

AnodoAnodo e e catodocatodo nana superfíciesuperfície..

FluxoFluxo de de correntecorrente elétricaelétrica..

VariaçõesVariações dada composiçãocomposição químicaquímica do metaldo metal

ProteçãoProteção CatódicaCatódica

MecanismoMecanismo.. –– CondicionantesCondicionantes queque agravamagravam esseesse processoprocesso corrosivocorrosivo..

HeterogeneidadeHeterogeneidade do solo.do solo.

HeterogeneidadeHeterogeneidade do metal.do metal.


Tipos de proteção.Tipos de proteção.

–– GalvânicaGalvânica

A A d.d.pd.d.p. entre o metal a . entre o metal a protegerproteger e o e o blocobloco metálicometálico ((anodoanodo de de sacrifíciosacrifício) ) geragera fluxofluxo de de correntecorrente elétricaelétrica

MaterialMaterial VoltVolt

Mg (comercialmente puro)Mg (comercialmente puro) --1,751,75

ZnZn --1,101,10

AlAl --0,800,80

FerroFerro --0,500,50

PbPb --0,500,50

Cobre, bronze, latãoCobre, bronze, latão --0,200,20


Proteção catódica por corrente impressaProteção catódica por corrente impressa

–– Nesse processo o fluxo de corrente fornecido Nesse processo o fluxo de corrente fornecido originaorigina--se de uma fonte geradora de corrente se de uma fonte geradora de corrente elétrica (ex. retificadores), o qual fornecem a elétrica (ex. retificadores), o qual fornecem a corrente elétrica necessária à proteção da corrente elétrica necessária à proteção da estrutura metálica.estrutura metálica.

–– São utilizados anodos inertesSão utilizados anodos inertes

Fixação, por meio de solda, de anodo de zinco em casco de navio

Anodo de zinco após algum tempo de uso em casco de navio

Retificador de proteção catódica por corrente impressa

Proteção Proteção AnódicaAnódica

Tipos de proteção.Tipos de proteção.

–– FormaçãoFormação de de películapelícula protetoraprotetora porpor aplicaçãoaplicação de de correntecorrente anódicaanódica externaexterna, , promovendopromovendo a a passivaçãopassivação do material do material metálicometálico..

–– O O êxitoêxito dependerádependerá do do exatoexato controlecontrole do do potencialpotencial: : potencialpotencial elevadoelevado podepode ocasionarocasionar dissoluçãodissolução do metal.do metal.

Proteção Proteção AnódicaAnódica vs. Catódicavs. Catódica

AnódicaAnódica CatódicaCatódica

Aplicada a metais/ligas que se Aplicada a metais/ligas que se passivam (Fe,Ni,Cr,Ti)passivam (Fe,Ni,Cr,Ti)

Aplicada a todos os materiais Aplicada a todos os materiais metálicosmetálicos

Necessita de corrente relativamente Necessita de corrente relativamente baixa para manter a passividadebaixa para manter a passividade

Necessita de corrente elevada, o que Necessita de corrente elevada, o que inviabiliza seu uso em meio muito inviabiliza seu uso em meio muito

agressivoagressivo

Limitação importante: uso na presença Limitação importante: uso na presença de íons halogenetos (principalmente de íons halogenetos (principalmente cloreto) que destroem a passivaçãocloreto) que destroem a passivação

--

Exemplos PráticosExemplos Práticos

Obra de recuperação do Estádio MachadãoObra de recuperação do Estádio Machadão

Elemento de concreto Elemento de concreto com armadura atacada com armadura atacada

por processo de por processo de corrosãocorrosão

Aspecto da armadura após etapas de Aspecto da armadura após etapas de limpeza e proteção com pinturalimpeza e proteção com pintura


Estado de Estado de deteriorizaçãodeteriorização das das vigasvigas calhascalhas do do SetorSetor de de AulasAulas IV IV dada UFRN.UFRN.

ProcessoProcesso de de corrosãocorrosão instaladoinstalado emem barrabarra de de açoaço parapara construçãoconstrução

civil:civil:

–– ReduçãoRedução considerávelconsiderável dada massamassa ccomprometimentoomprometimento dada

segurançasegurança de de elementoselementos estruturaisestruturais..


Deteriorização por processo corrosivo de tanque de Deteriorização por processo corrosivo de tanque de combustívelcombustível

Vista geral do tanque Vista geral do tanque

na área de sucata na área de sucata

FurosFuros nana parte inferior do parte inferior do tanquetanque, , ocorrendoocorrendo de de dentrodentro parapara forafora

Identifique as soluções nos Identifique as soluções nos seguintes casos reaisseguintes casos reais

Sistema Tubulação para condução de água industrial. Material Aço-carbono ASTM-A53. Diâmetro: 4 polegadas. Condições Operacionais Tubulação enterrada revestida com primer de tinta betuminosa e fita plástica, protegida catodicamente com anodos de zinco. Tubulação instalada em fábrica que emprega processo eletrolítico para obtenção de metal. Resistividade do solo: 50-180 Ωm. pH do solo: 5 a 9. Observação Corrosão localizada com perfuração da tubulação cerca de três anos após início de operação. Causa Corrosão eletrolítica ou corrosão por corrente de fuga, proveniente de fuga de corrente contínua usada no processo eletrolítico. Solução Proteção catódica por corrente impressa ou forçada e revestimento.

Sistema Descontinuidade em cordão de solda. Material Aço-carbono com áreas apresentando solda descontínua e revestimento com tinta epóxi. Observação Corrosão nas áreas com descontinuidade do cordão de solda, com formação de óxido de ferro, Fe2O3, e sulfato de ferro, Fe2(SO4)3. Mecanismo A descontinuidade do cordão de solda possibilitou a ocorrência de frestas, com a conseqüente corrosão por aeração diferencial. As possíveis reações responsáveis pelo produto de corrosão foram: 2Fe + 3/2O2 + nH2O → Fe2O3 • nH2O 2Fe + 3O2 + 3SO2 → Fe2(SO4)3

Solução Aplicação de solda contínua e, em caso de impossibilidade desta solução, vedação das áreas com descontinuidade no cordão de solda.

Sistema Tanque de armazenamento de produto químico com isolamento térmico. Materiais Aço-carbono. Isolamento térmico: silicato de cálcio. Observações Perfuração no fundo do tanque, processando-se da parte externa para a interna. Retirando-se o isolamento térmico, presença de escamas de ferrugem nas partes externas das chapas do costado do tanque. Ausência de revestimento por pintura. Temperatura: 80 C. Localização: proximidade de orla marinha. Uso de água do mar nos treinamentos contra incêndios. Análise A análise qualitativa do produto de corrosão e do isolamento térmico evidenciou a presença de cloretos de ferro, cálcio e sódio. Causa A absorção de umidade atmosférica e cloretos provenientes da atmosfera e da água do mar usada nos treinamentos contra incêndios foram responsáveis pela corrosão nas chapas do costado e da perfuração no fundo do tanque. Solução Substituição das chapas perfuradas. Jateamento abrasivo, revestimento com tinta à base de resina epóxi e posterior aplicação do isolamento térmico: mesmo na faixa de temperatura em torno de 100 C, é aconselhável a aplicação de pintura anticorrosiva antes da colocação do isolamento térmico.

Sistema Estacas de píeres. Material Aço-carbono. Condições Operacionais Estacas sujeitas à área de variação de maré, zona de respingos de água do mar e névoa salina. Observações Presença de cracas na faixa de variação de maré. Corrosão mais localizada na zona de respingos. Causa Corrosão por aeração diferencial e ação mecânica causada pelo choque das ondas. Solução Área sujeita à névoa salina: jateamento abrasivo e revestimento com tinta de alcatrão de hulha-epóxi, com espessura de película de cerca de 300 µm. Área de respingos e de variação de maré: jateamento abrasivo e aplicação de massa epóxi-poliamida com espessura de 3-4 mm. Área submersa: proteção catódica por corrente impressa ou forçada.

Estacas revestidas com alcatrão de hulha-epóxi acima da zona de respingos e aplicação de massa epóxi desde essa zona até pouco abaixo da faixa de maré mínima.

Fim da aula!Fim da aula!

Fim da Unidade 1!Fim da Unidade 1!

Aula 4 - proteção contra corrosão

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