CORROSO EM TUBULAES DE COBRE UTILIZADAS PARA CONDUO DE GUA

Sidney Oswaldo Pagotto Jnior, Zehbour Panossian, Silvia V. Neves de Freitas DIVISO DE METALURGIA - INSTITUTO DE PESQUISAS

TECNOLGICAS DO ESTADO DE SO PAULO S.A.

Valdecir Angelo Quarcioni, Fabiano Ferreira Chotoli DIVISO DE ENGENHARIA CIVIL - INSTITUTO DE PESQUISAS

TECNOLGICAS DO ESTADO DE SO PAULO S.A. 6 COTEQ Conferncia sobre Tecnologia de Equipamentos 22 CONBRASCOR Congresso Brasileiro de Corroso Salvador Bahia 19 a 21 de agosto de 2002

As informaes e opinies contidas neste trabalho so de exclusiva responsabilidade dos autores.

SINPSE Nos ltimos anos, foram constatados vrios casos onde a corroso localizada em tubos de cobre originou vazamentos e srios problemas aos seus usurios. Este trabalho apresenta dois casos recentes de corroso em tubos de cobre utilizados em redes de chuveiros automticos para combate a incndio (sprinklers) estudados pelo Laboratrio de Corroso e Tratamento de Superfcie do IPT. Para tal, realizou-se um amplo levantamento bibliogrfico, ensaios e anlises nos materiais colhidos nos dois casos e ensaios de simulao realizados em Laboratrio, cujos resultados iniciais tambm sero apresentados. Concluiu-se que a corroso na rede de sprinklers dos casos estudados foi determinada pelo uso excessivo de fluxo de solda de caractersticas agressivas durante a montagem da rede, somado presena de sujidades remanescentes no interior da tubulao de cobre e a condi o de estagnao da gua. Atravs dos ensaios de simulao, constatou-se que a aplicao de fluxo de solda em excesso causa um aumento significativo nos teores de ons cloreto, zinco, amnia, ferro e slidos dissolvidos na gua de abastecimento retida no interior da tubulao.

Palavras chaves: tubulao de cobre, sprinklers, corroso, fluxo de solda, sujidades

1. INTRODUO O cobre um material amplamente utilizado nos mais variados campos da atividade humana, basicamente devido a sua capacidade de associar uma boa resistncia a corroso a propriedades mecnicas desejveis. Uma utilizao comum do cobre na confeco de tubos para a conduo de gua. Neste caso, usual seu emprego no transporte de gua potvel e em redes de chuveiros automticos para combate a incndio ( sprinklers ). Nos ltimos anos, o Laboratrio de Corroso e Tratamento de Superfcie do IPT estudou vrios casos onde a ocorrncia de corroso localizada em tubos de cobre originou vazamentos que acarretaram srios problemas aos seus usu rios. Recentemente, foram estudados dois casos de falhas em redes de sprinklers, causados por uso excessivo de fluxo de solda, a saber: caso A: ocorrido em um prdio comercial de 25 andares, localizado na cidade

de So Paulo que utilizava tubos de cobre na rede de sprinklers e na rede de gua potvel. Decorridos 4 anos da instalao das tubulaes de cobre, a rede de sprinklers apresentou vazamentos em diferentes andares do prdio, no sendo constatados problemas na rede de gua potvel;

caso B: ocorrido em um prdio de 12 andares, tambm localizado na cidade de So Paulo que tambm utilizava tubos de cobre na rede de sprinklers e na rede de gua potvel. Decorridos 2 anos da instalao da tubulao de cobre, foi constatada a ocorrncia de furos localizados na posio horizontal da rede de sprinklers, no sendo constatados problemas na tubulao de gua potvel.

Este trabalho tem por objetivo apresentar estes dois casos prticos, nos quais as falhas na tubulao de cobre foi causada por uso excessivo de fluxo de solda, juntamente como os resultados parciais dos ensaios de simulao em laboratrio que esto em andamento. 2. CASOS DE FALHA EM TUBULAO DE SPRINKLERS 2.1 Metodologia Os dois casos de falha estudados ocorreram na rede de sprinklers, determinando a ocorrncia de vazamentos devido a perfurao dos tubos. Para determinar as causas das falhas ocorridas nestes dois edifcios, foram coletadas diversas amostras, a saber: caso A: tubos de gua potvel, da rede de sprinklers e amostras de gua,

colhidas em diferentes pontos; e caso B: tubos da rede de sprinklers1.

No caso A, foram efetuados os seguintes ensaios e anlises: nos tubos: exame visual, exames metalogrficos dos tubos da rede de sprinklers

e de gua potvel, anlise qumica qualitativa dos elementos presentes nos produtos de corroso por energia dispersiva, via microscpio eletrnico de

1 Neste caso, apenas as amostras da tubulao da rede de sprinklers foram fornecidas pelo Cliente,

assim como os resultados da anlise qumica da gua, efetuada por terceiros.

varredura e anlise qumica para determinao dos compostos presentes nos produtos de corroso por difratometria de raio -X;

na gua: anlise qumica da gua retida no interior da tubulao da rede de sprinklers e da caixa dgua, que entra na tubulao de sprinklers.

Para o caso B, foram efetuados os seguintes ensaios e anlises: nos tubos: exame visual, exames metalogrficos dos tubos da rede de sprinklers,

anlise qumica qualitativa dos elementos presentes nos produtos de corroso dos tubos por energia dispersiva, via microscpio eletrnico de varredura e anlise qumica para determinao dos compostos presentes nos produtos de corroso por difratometria de raio -X.;

na gua: neste caso, j havia sido trocada a gua no interior da tubulao da rede de sprinklers deste prdio. A gua retirada foi enviada para anlise qumica pelos responsveis do edifcio, sendo uma cpia dos resultados fornecida posteriormente.

Foram, ainda, realizados alguns ensaios preliminares, visando avaliar o efeito da presena do fluxo de solda no tubo de cobre, e ensaios de simulao, que esto em andamento. 2.1 Exames visuais Nos exames visuais realizados no caso A, foi possvel observar no interior da tubulao de gua potvel a presena de uma camada de produtos de corroso esverdeados. J no interior dos tubos da rede de sprinklers foram encontrados outros tipos de depsitos, de diferente colorao (brancos, amarelos e pretos), alm de pontos de corroso localizada. tambm foi constatada a presena, nos tubos de conduo de gua potvel e na tubulao de sprinklers, de restos do fluxo de solda utilizado durante a instalao da tubulao. Ao analisar uma das amostras da tubulao de sprinklers, verificou-se um fato importante: o material que escorreu da gota de fluxo deixou um rastro branco (resduos de fluxo mais produtos de corroso) na regio central do tubo. J na extremidade desta tubulao de sprinkler, no ponto onde o mesmo foi soldado ao cotovelo, verificou-se a presena de corroso localizada (Figura 1). Provavelmente neste ponto houve acmulo de resduos de fluxo de solda, o que causou a corroso. Nos exames visuais realizados no caso B, verificou-se no interior da tubulao de sprinklers a presena de uma camada de produtos de corroso de cor escura, com pontos onde havia a presena de produtos de corroso esverdeados e, freqentemente, pites. Alm disto, foi possvel observar a presena de manchas no interior da tubulao, formadas a partir do arraste de material que ficou retido no interior da tubulao aps a sua instalao, tal como fluxo de solda. Uma fato importante pode ser observado: os produtos de corroso esverdeados formaram-se nas extremidades laterais das manchas, onde foram encontrados vrios pites (ver Fotografia 2). 2.2 Anlise metalogrfica A anlise metalogrfica realizada nas sees transversais dos tubos de cobre da rede de sprinklers, tanto para o caso A como para o caso B, apresentaram regies com corroso localizada e a formao de pites perfurantes.

2.3 Anlise por energia dispersiva Analisando as amostras do caso A por energia dispersiva, atravs do microscpio eletrnico de varredura, foi possvel constatar a presena de picos elevados dos seguintes elementos: oxignio, cobre, magnsio, alumnio, silcio, fsforo, chumbo, estanho, enxofre, cloro, ferro, clcio e zinco. Destes, destacam-se o cloro e o zinco, provavelmente oriundos do fluxo de solda utilizado no processo de soldagem da tubulao, uma vez que muito comum a adio de cloreto de zinco e amnia em fluxos de solda. No caso B, as amostras coletadas apresentaram picos elevados para os mesmos elementos, com exceo do zinco, que no foi detectado. Isto uma evidncia de que o fluxo de solda utilizado neste caso no continha cloreto de zinco, mas apenas cloreto de amnia. 2.4 Anlise por difratometria de raio-X Na anlise por difratometria de raio -X realizada nas amostras do caso A, verificou-se a presena de xido de cobre (I e II), material no-cristalino (provavelmente resduo do fluxo de solda) e silicato de clcio hidratado, indcio da presena de restos de cimento no interior da tubulao. Na anlise por difratometria de raio-X realizada nas amostras do caso B, os principais produtos de corroso encontrados nos produtos de corroso presentes no interior da rede de sprinklers eram compostos por xidos, sulfatos e carbonatos de cobre, alm de, possivelmente, cloreto de cobre. A formao de um composto a base de cloro (cloreto de cobre) pode ser explicada pela presena do elemento cloro no fluxo de solda, conforme j constatado nas anlises por energia dispersiva realizadas. 2.4 Anlise qumica da gua colhida Em relao ao caso A, foram analisadas as seguintes amostras: gua retirada de um sprinkler do 24o andar; gua retirada de um sprinkler do 13o andar; e gua retirada na sada da caixa dgua. Os resultados obtidos esto apresentados na Tabela 1. Verificou-se que a gua retida no interior dos sprinklers apresentou um pH mais cido (6,7 e 7,8) do que a gua proveniente da caixa dgua (8,3). Uma hiptese para explicar a diminuio do pH seria a presena de restos do fluxo de solda na tubulao, pois o mesmo apresenta um carter cido, justamente para remover xidos que estejam presentes nos conjuntos metlicos a serem soldados. Alm do valor do pH, verificou-se ainda que: a gua colhida nos sprinklers apresentou uma concentrao de amnia maior que

a gua da caixa dgua. A presena de amnia deve estar relacionada com a presena de fluxo de solda, visto que, conforme j citado no item 2.3, muito comum a adio de cloreto de zinco e amnia o fluxo de solda;

a gua colhida no sprinkler do 13o andar apresentou maior teor de sulfatos e menor teor de ons cloreto, em comparao com a gua colhida na gua da caixa dgua. No se conseguiu identificar uma razo para tal.

Em relao ao caso B, conforme j citado anteriormente, no foi possvel obter amostras da gua que ficou retida na tubulao, pois a rede de sprinklers havia sido totalmente esvaziada. Assim, para que este aspecto pudesse ser analisado, foi

fornecida uma cpia do laudo tcnico emitido pela empresa responsvel pelas anlises qumicas na gua coletada antes do esvaziamento da rede. Estas amostras foram coletadas em quatro pontos distintos, a saber: Ponto A: gua fria coletada no hidrmetro; Ponto B: gua fria coletada na caixa dgua; Ponto C: gua quente coletada em um ponto de consumo; e Ponto D: gua fria coletada na rede de sprinklers. Os resultados obtidos encontram-se na Tabela 2. A partir destes resultados, verificou-se que a gua coletada na rede de sprinklers (Ponto D) apresentou uma dureza total inferior dureza da gua nos demais pontos coletados (A, B e C), alm de menores teores de ons cloreto, slica solvel, sulfatos e slidos totais dissolvidos. A gua coletada no ponto D apresentou, ainda, um maior teor de cobre total e de turbidez. 3. ENSAIOS EM LABORATRIO 3.1 Ensaios preliminares Conforme descrito no item 2.1, foi observada a presena de manchas no interior das amostras da rede de sprinklers coletadas, em ambos os casos. Aps avaliar a aparncia deste material nas amostras analisadas e considerando que a anlise por energia dispersiva indicou a presena de cloro nestas manchas, concluiu-se que tais produtos seriam restos do fluxo de solda utilizado no processo de soldagem. Assim, decidiu-se pela realizao de alguns ensaios e anlises exploratrios, de maneira a verificar se a presena de resduos de fluxo de sold a interferiu no processo corrosivo. Desta forma, foram adquiridos no mercado dois fluxos de solda, de diferentes fabricantes, sendo escolhidas amostras dos produtos mais comumente vendidos pelas lojas especializadas. No rtulo de uma das amostras, havia a indicao da presena de cloreto de zinco e amnia na composio do fluxo. Outro dado importante era a observao, tambm no rtulo, de que aps a soldagem as superfcies metlicas deveriam ser limpas, para evitar uma corroso posterior. Com estes dois fluxos foi realizado o seguinte ensaio: foram cortados dois corpos-de-prova de tubo de cobre, com cerca de 50 mm de comprimento cada. Estes corpos-de-prova foram desengraxados e decapados em cido ntrico, de maneira a limpar a sua superfcie. A seguir, foi realizado o seguinte procedimento: depositou-se, na superfcie interna dos dois corpos-de-prova, certa quantidade de

fluxo de solda A e B; os dois corpos-de-prova foram aquecidos, de forma a derreter o fluxo, simulando

um processo de soldagem comumente utilizado em processos desta natureza. Aps o resfriamento dos corpos-de-prova, estes foram analisados com o auxlio do microscpio eletrnico de varredura, de maneira a se identificar os elementos presentes em cada uma deles. Verificou-se, pelos resultados obtidos, a presena de cloro e zinco nos produtos de corroso formados nos dois corpos-de-prova ensaiados. Estes resultados confirmam a hiptese de que o cloro, detectado nas anlises por energia dispersiva, proveniente do fluxo de solda utilizado.

Para verificar o efeito da aplicao do fluxo de solda no processo corrosivo, foi realizado outro ensaio: foram cortados cinco corpos-de-prova de tubo de cobre, com cerca de 50 mm de comprimento cada. Estes corpos-de-prova foram desengraxados e decapados em cido ntrico, de maneira a limpar a sua superfcie. A seguir, foi realizado o seguinte procedimento: depositou-se, com o auxlio de um basto de vidro, certa quantidade de fluxo de

solda 1 na superfcie interna de dois corpos-de-prova. Um dos corpos-de-prova foi aquecido, de forma a derreter o fluxo, simulando um processo de soldagem. O outro corpo-de-prova no foi aquecido;

repetiu-se este procedimento, para outros dois corpos-de-prova, utilizando-se o fluxo de solda 2;

no quinto e ltimo corpo-de-prova, nenhum fluxo foi colocado. Aps aguardar o resfriamento dos corpos-de-prova que foram aquecidos, cada um deles foi colocado em um bquer contendo cerca de 200 mL de gua potvel. No exame visual, realizado pouco tempo aps sua imerso, foi verificado que: o corpo-de-prova no qual no havia sido aplicado o fluxo de solda apresentava

um escurecimento homogneo em toda sua superfcie interna 2; os corpos-de-prova nos quais havia sido aplicado o fluxo de solda sem

aquecimento j apresentavam mudana na colorao de sua superfcie interna. Na regio central, permaneceu uma certa quantidade de fluxo de solda no-derretido;

os corpos-de-prova nos quais havia sido aplicado o fluxo de solda com aquecimento tambm apresentavam mudana na colorao de sua superfcie interna, alm de pequenos depsitos claros. No era possvel observar a presena de restos do fluxo de solda.

Passados trinta dias de sua imerso, um novo exame visual foi realizado: o corpo-de-prova no qual no havia sido aplicado o fluxo de solda apresentava

uma camada de produtos de corroso escuros cobrindo de maneira uniforme a sua superfcie interna;

os corpos-de-prova nos quais havia sido aplicado o fluxo de solda sem aquecimento apresentavam a superfcie interna com aspecto no-uniforme. Parte de sua superfcie coberta por produtos de corroso escuros, tal como na amostra anterior. Parte da superfcie interna apresentava um aspecto brilhante, sem sinais de oxidao. Na regio central, havia uma certa quantidade de fluxo de solda no derretido, que apresentava um tom esverdeado;

os corpos-de-prova nos quais havia sido aplicado o fluxo de solda com aquecimento tambm apresentavam uma superfcie interna com um aspecto no-uniforme, sendo possvel observar regies com manchas claras e escuras, regies aparentemente sem oxidao e depsitos de cor branca.

Assim, verificou-se que a presena do fluxo de solda influi de maneira importante na formao da camada de produtos de corroso na superfcie interna do tubo.

2 A superfcie externa no foi avaliada .

3.2 Ensaios de simulao De maneira a simular a condio de instalao e utilizao de uma rede de sprinklers, decidiu-se montar redes com e sem circulao de gua, para duas situaes distintas: em uma, o fluxo de solda foi aplicado corretamente, com uso de um pincel, evitando sua colocao em excesso. Na outra situao, o fluxo foi aplicado imergindo a ponta do tubo na lata de fluxo, o que acarretou a presena de excesso de fluxo retido no interior da tubulao. Todas as operaes de soldagem foram executadas por um soldador experiente, sendo a superfcie a ser soldada preparada com uso de palha de ao, procedimento comumente utilizado. Desta forma, foram montados 4 redes: rede 1: tubos de cobre soldados corretamente, sem excesso de fluxo, com

circulao de gua; rede 2: tubos de cobre soldados corretamente, sem excesso de fluxo, sem

circulao de gua; rede 3: tubos de cobre soldados incorretamente, com excesso de fluxo, com

circulao de gua; e rede 4: tubos de cobre soldados incorretamente, com excesso de fluxo, sem

circulao de gua. A gua utilizada no preenchimento da tubulao foi analisada, sendo a rede mantida fechada por 30 dias. Ao final deste perodo, a gua que ficou retida nas redes 2 e 4 foi recolhida e enviada para anlise, de forma a comparar os resultados desta anlise com os resultados da gua que foi introduzida no incio do ensaio (ver Tabela 3). De acordo com estes resultados, verificou-se um aumento significativo no teor de ons cloreto, zinco, amnia, ferro e slidos dissolvidos nas amostras de gua analisadas aps os 30 dias de ensaio. O aumento dos teores de ons cloreto, zinco, amnia e slidos dissolvidos foi significativamente maior na amostra de gua o fluxo foi aplicado por imerso, em comparao com a amostra de gua retirada da tubulao onde o fluxo foi aplicado por pincelamento. De maneira a analisar o aspecto interno das tubulaes ensaiadas, foram retiradas amostras de cada uma das redes (1, 2, 3 e 4), secionando-se a seguir as amostras em sua seo longitudinal. O exame visual permitiu observar que os tubos onde houve um excesso de fluxo retido apresentavam uma maior quantidade de produtos de corroso em sua superfcie interna. Tambm foi possvel observar a presena de pontos de corroso avermelhados, com restos de material similar a palha de ao utilizada no preparo da junta a ser soldada Uma anlise por energia dispersiva, realizada nos produtos de corroso formados no interior dos tubos ensaiados, constatou a presena dos elementos cloro e zinco em todas as amostras analisadas (redes 1, 2, 3 e 4). Embora tenha sido constatada a presena de cloro e zinco nos produtos de corroso, no foi verificada a presena de pites nestas amostras. Isto pode ser explicado pelo curto perodo de ensaio (30 dias). Est prevista a retirada de amostras com um prazo maio r, quando ento poder ser verificado em quais redes houve o desenvolvimento de pites. Na anlise realizada nos produtos de corroso avermelhados, constatou-se a presena do elemento ferro, confirmando a hiptese que o material ali encontrado proveniente da palha de ao utilizada no preparo da superfcie para juno da tubulao.

4. ANLISE DOS RESULTADOS 4.1 Casos de corroso Nos exames visuais realizados nas amostras do caso A, a olho desarmado, foi possvel observar a presena de produtos de corroso esverdeados nos tubos de gua potvel. As amostras retiradas dos sprinklers no apresentavam esta camada, encontrando-se, porm, outros tipos de depsitos na forma de diferente colorao (brancas, amarelas e pretas), alm de pontos de corroso localizada. Tambm foi possvel constatar a presena, tanto nos tubos de conduo de gua potvel quanto na rede de sprinklers, de restos do fluxo utilizado nas operaes de soldagem da tubulao. J nas amostras dos tubos da rede de sprinklers do caso B, o exame visual constatou a presena de uma camada de produtos de corroso de cor escura, com pontos onde havia a presena de produtos de corroso esverdeados e, freqentemente, pites. Alm disto, tambm foi observada a presena de restos do fluxo utilizado nas operaes de soldagem da tubulao. A anlise das amostras colhidas no caso A por energia dispersiva, atravs do microscpio eletrnico de varredura, constatou a presena de uma picos elevados de elementos presentes nos produtos de corroso formados, com destaque para o cloro e o zinco, os quais tiveram a sua origem atribuda ao fluxo de solda utilizado no processo de soldagem da tubulao. Para as amostras colhidas no caso B, os picos dos elementos identificados foram praticamente os mesmos, com exceo ao elemento zinco, que no foi detectado. De acordo com Myiers (1994), o fato de no ter sido encontrado o elemento zinco nestas anlises indica que o fluxo utilizado continha apenas cloreto de amnia. Em relao ao resduo do fluxo de solda utilizado, a literatura (MYIERS,1994) cita que 15% a 20% dos casos de falha em tubulao de cobre so causados pelo fluxo de solda. Segundo o autor, uma vez iniciado o processo de corroso devido ao fluxo de solda (ou ao ingrediente ativo presente no fluxo, no ca so, o cloro), a ocorrncia dos pites facilitada pela presena de oxignio dissolvido na gua, assim como pela formao de cido hidroclordrico dentro do pite. Outro aspecto importante abordado pela literatura em relao ao fluxo de solda se refere a seu uso em excesso. Segundo Myiers (1994), quando o instalador da tubulao imerge a ponta do tubo no fluxo de solda, ao invs de pincelar uma fina camada do produto na regio da junta, pode-se esperar que o fluxo crie uma trilha de pites no sentido do escorrimento do resduo, tal como foi observado nestes estudos. Neste caso, pode-se encontrar os pites localizados na periferia do resduo do fluxo, conforme observado na Fotografia 2. Os pites induzidos por fluxo de solda podem, ento, ser identificados por an lise de energia dispersiva: o elemento cloro detectado no interior dos pites, tal como foi verificado nas anlises realizadas no interior dos pites analisados. Tambm a Norma ASTM B 828:00 faz observaes importantes a respeito da maneira correta de se aplicar o fluxo de solda: deve-se aplicar uma fina camada de fluxo com o auxlio de um pincel, logo aps a limpeza inicial das juntas a serem soldadas. A Norma ainda adverte que a aplicao do fluxo deve ser feita com cuidado, pois sabido que a presena de resduos do fluxo no interior do tubo causa corroso e perfurao da parede do tubo logo aps a rede ter sido instalada. Desta forma, verifica-se que a aplicao do fluxo de solda, quando da instalao da

tubulao de cobre, deve ser feita cuidadosamente, pois o excesso de fluxo uma das causas de corroso em tubulaes de cobre. Outro aspecto importante, em relao ao fluxo, diz respeito a sua agressividade. Existe um grande nmero de fluxos de solda a venda no mercado, uns mais agressivos e outros menos agressivos. A utilizao de um fluxo de solda menos agressivo poderia ajudar a diminuir o problema da corroso na tubulao de cobre. Em relao agressividade do fluxo de solda, a norma ASTM B 813:00 especifica que seu resduo deve ser lavvel e no-corrosivo, aps encerrados os trabalhos de soldagem. Para verificar a sua corrosividade, esta Norma recomenda a realizao de um ensaio especfico. Desta forma, possvel buscar, dentre os fluxos de solda disponveis no mercado, um fluxo com caractersticas menos-agressivas. Pelo exposto, conclui-se que a corroso dos tubos de cobre, nos dois casos em estudo, ocorreu devido utilizao de fluxo de solda agressivo em excesso. No entanto, importante ressaltar o fato de que, nos dois casos estudados, a tubulao de gua potvel dos edifcios tambm era composta por tubos de cobre, que no apresentaram problemas. Este fato est diretamente relacionado com a lavagem dos resduos do fluxo. Muito provavelmente, os resduos do fluxo utilizado na tubulao de cobre em estudo eram facilmente lavveis pela gua. Esta deve ter sido a razo da no-perfurao da tubulao de gua potvel, pois neste caso a gua circulou e removeu os resduos do fluxo de solda, ao passo que no caso da rede de sprinklers a gua ficou estagnada. A anlise dos produtos de corroso por difratometria de raio-X permitiu constatar a presena de resduos de cimento (caso A) e a outras sujidades (casos A e B) na rede de sprinklers. A importncia da remoo destas sujidades est diretamente ligada a formao de uma camada de xidos de cobre com caractersticas protetoras. Sabe-se que a resistncia corroso de uma tubulao de cobre, quando utilizada na conduo de gua, garantida pela formao de uma camada uniforme, compacta e aderente, constituda basicamente de xido cuproso, que age como uma barreira entre o metal e o meio de exposio (gua). No entanto, se esta barreira apresentar descontinuidades, ou se suas caractersticas protetoras no puderem ser mantidas, o cobre e suas ligas podero sofrer corroso tanto generalizada como localizada. Neste ltimo caso, a corroso por pite constitui uma das formas mais comuns de ataque localizado do cobre em contato com a gua. De acordo com a literatura (Wagner,1990), a presena de resduo s na superfcie de da tubulao de sprinklers e uma pobre drenagem pode causar problemas de corroso. Desta forma, como foi constatada a presena de sujidades nas amostras analisadas, pode-se concluir que a presena destes elementos na superfcie interna dos tubos em estudo, nos quais a gua no circulava, tambm contribuiu para a ocorrncia de um processo de corroso localizada no interior da tubulao de sprinklers. Alm da anlise dos produtos de corroso presentes na tubulao de cobre, tambm foram realizadas anlises qumicas das amostras de gua, com o intuito de verificar sua possvel influncia na corroso ocorrida na rede de sprinklers. Para poder discutir a influncia da gua no processo corrosivo do presente estudo, convm fazer algumas consideraes a respeito dos mecanismos de corroso do cobre em contato com gua potvel.

A resistncia corroso dos tubos de cobre em gua potvel est diretamente relacionada com a formao de uma camada uniforme de produtos de corroso insolveis. Se a gua no for capaz de formar produtos de corroso insolveis, o cobre pode sofrer intensa corroso generalizada. Se, por outro lado, a gua for capaz de formar produtos de corroso insolveis, o cobre poder apresentar um excelente desempenho, se a camada formada for compacta e uniforme, ou poder apresentar corroso localizada por pite, se a camada formada no for compacta e uniforme e/ou se esta camada sofrer danificao localizada. De acordo com a literatura, as caractersticas da gua devem ser consideradas em funo do tipo de corroso. Assim, os parmetros considerados para a ocorrncia de corroso generalizada so diferentes dos parmetros correlacionados com corroso localizada tipo pite. Tambm deve-se levar em conta a temperatura da gua, se fria ou quente. Para o caso de corroso generalizada e corroso por pite em gua quente, existe um consenso sobre os parmetros a serem considerados para verificar a agressividade da gua. No entanto, h muita controvrsia quanto aos parmetros a serem considerados quando a corroso por pite em gua fria, existindo inclusive autores que afirmam que esta questo no est ainda bem definida (Broo, 1997). Na realidade, a principal razo da ocorrncia de corroso por pite em gua fria est relacionada com o estado da superfcie do cobre antes de entrar em contato com a gua. Sujidades presentes, provenientes do processo de instalao da tubulao de cobre, tais como resduos de material de construo e metal e fluxo de solda, agem como agentes que impedem a formao de uma camada com caractersticas protetoras. Isto significa que uma mesma gua pode determinar a corroso por pite em uma tubulao e no em outra. Isto, inclusive, explica as controvrsias encontradas na literatura. A ttulo de informao, a seguir esto apresentadas indicaes dos parmetros de gua citadas na literatura que aumentam a probabilidade de ocorrncia de corroso por pite em gua fria, enfatizando os casos onde h controvrsia:

a presena de cloro residual em guas tratadas de abastecime nto pblico favorecem a ocorrncia deste tipo de corroso (Royuela, 1993);

segundo Fisher (1995), os ons cloretos favorecem a ocorrncia deste tipo de corroso. No entanto, de acordo com a norma DIN 50:930:1993 parte 5 e Alhajji (1996), o aumento do teor de ons cloreto diminui a probabilidade de ocorrncia deste tipo de corroso;

a presena de compostos orgnicos de natureza inibidora em gua de superfcie diminuem a probabilidade de ocorrncia deste tipo de corroso (Royuela, 1993);

segundo Alhajji (1996), altos teores de bicarbonato favorecem a ocorrncia deste tipo de corroso. No entanto, de acordo com a norma DIN 50:930:1993 parte 5, a presena de bicarbonato reduz a probabilidade de ocorrncia deste tipo de corroso;

o aumento do teor de sulfato aumenta a probabilidade ocorrncia deste tipo de corroso (DIN 50:930:1993);

o aumento do teor de ons nitrato aumenta a probabilidade de ocorrncia deste tipo de corroso (DIN 50:930:1993).

4.2 Ensaios em laboratrio Em relao aos ensaios conduzidos em laboratrio, constatou-se pelos ensaios preliminares (item 3.1) que a presena do fluxo de solda influi de maneira importante na formao da camada de produtos de corroso na superfcie interna do tubo. Este fato , incontestavelmente, um indicativo da influncia do fluxo de solda no processo corrosivo: camadas no-uniformes favorecem a ocorrncia de processos corrosivos. Os resultados obtidos nos ensaios de simulao (Item 3.2) permitem afirmar que imerso da ponta do tubo na lata de fluxo e conseqente excesso de fluxo pode vir a causar uma alterao considervel nas caractersticas da gua que fica retida no interior da tubulao. Finalmente, foi constada a presena do elemento ferro, oriundo da palha de ao utilizada no preparo da superfcie para soldagem, nos produtos de corroso avermelhados presentes no interior da tubulao. 5. CONCLUSES Com base nos casos estudados e nos exames e anlises realizados em laboratrio, conclui- se que: a corroso constatada na rede de sprinklers dos casos em estudo foi determinada

pelo uso excessivo de fluxo de solda de caractersticas agressivas durante a montagem da rede, somado presena de sujidades remanescentes no interior da tubulao e a condio de estagnao da gua no interior da rede de sprinklers;

nos ensaios de simulao, constatou-se que a aplicao de fluxo de solda em excesso causou um aumento significativo nos teores de ons cloreto, zinco, amnia, ferro e slidos dissolvidos presentes na gua de abastecimento retida no interior da tubulao;

constatou-se a presena do elemento ferro, oriundo da palha de ao utilizada no preparo da superfcie para soldagem, nos produtos de corroso avermelhados presentes no interior da tubulao.

6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS MYERS, J.R.; COHEN, A. Soldering Flux-Induced pitting of Copper Water Lines. Materials Performance, USA, V. 33, n. 10, P. 62-63, 1994.

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7. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ELUMA S.A. INDSTRIA E COMRCIO pelo fornecimento do material (tubos e conexes) utilizado nos ensaios laboratoriais e pelo apoio tcnico para a montagem das redes simulando uma rede de sprinklers.

TABELA 1 Anlise qumica na gua coletada (caso A) Ponto de coleta da amostra Aspecto analisado

Sprinkler do 24o andar

Sprinkler do 13o andar

Caixa dgua

pH (a 24,5oC) 6,7 7,8 8,3 Alcalinidade a fenolftalena* 0,0 0,0 0,0 Alcalinidade ao metilorange* 24,6 29,0 34,5 Bicarbonato (HCO3

--), em mg/L** 30,0 35,4 42,1 Dureza total, em mg CaCO3/L 67,1 96,4 74,0 ons cloreto (Cl-), em mg/L 32,0 18,8 34,8 ons sulfato (SO 4

2-), em mg/L 12,7 31,7 16,7 Cobre (Cu), em mg/L 0,2 < 0,1 < 0,1 Ferro (Fe), em mg/L < 1 < 1 < 1 Silcio (Si), em mg/L < 5 < 5 < 5 Amnia (NH4+), em ppm 1,7 3,5 < 1,2 * em mg CaCO3/L ** Nota: valor calculado a partir da alcalinidade ao metilorange.

TABELA 2 Anlise qumica na gua coletada (caso B)

Ponto de coleta da amostra Aspecto analisado

Unidade A B C D pH - 7,6 8,0 7,61 7,47 Alcalinidade total* ppm 30,0 30,0 40,0 40,0 Dureza total* ppm 58,0 60,0 60,0 26,0 ons cloreto (Cl-), em mg/L ppm 42,6 56,8 49,7 35,5 Slica solvel ppm 6,50 6,17 5,46 0,77 Sulfatos ppm 16,94 19,87 20,58 7,93 Ferro total ppm 0,01 0,01 0,01 0,01 Alumnio total ppm 0,02 0,01 0,0 0,01 Zinco total ppm 0,01 0,01 0,0 0,01 STD ppm 144,1 158,2 159,7 127,6 Cobre total ppm 0,01 0,01 0,36 2,15 Amnia (NH4+), em ppm ppm 0,0 0,0 0,0 0,0 Turbidez NTU 0,28 0,31 0,33 1,57 Condutividade mohm 192,2 211,0 213,0 170,2 * Como mg CaCO3/L.

TABELA 3 Anlise qumica da gua (ensaios de simulao) Amostra de gua Ensaios

Inicial Rede 2 Rede 4

Slidos Dissolvidos, em ppm 71,8 204,3 1252,5 Amnia (NH4+), em ppm 0,9 1,6 10,2

Ferro (Fe), em ppm 0,0 1,7 0,8

Zinco (Zn), em ppm 0,0 39,1 439,5 Cobre (Cu), em ppm 0,0 0,3 0,4

ons cloreto (Cl-), em ppm 10,2 66,0 542,2

Figura 1: esquema do sprinkler analisado, apresentando as regies onde a amostra foi cortada (1), o ponto onde havia a gota de fluxo e a mancha branca (2) e onde o resduo do fluxo se acumulou, causando a ocorrncia de corroso localizada (3).

Fotografia 1: aspecto da mancha, no sentido longitudinal do tubo. Observam-se os produtos de corroso esverdeados nas extremidades laterais desta mancha

Fotografia 2: aspecto visual da regio na extremidade da mancha. Observa-se a presena de produtos de corroso esverdeados e muitos pites

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