Metais na construção civil:
corrosão e proteção
Adriana de Araujo
com apoio da equipe LCP -
Laboratório de Corrosão e Prot...
Conteúdo
 Corrosão: aspectos sociais e econômicos da corrosão, definição de
corrosão, corrosão eletroquímica e tipos de c...
A corrosão está presente em todas as
atividades que envolvem o uso de metais
como: setor industrial, automobilístico, de p...
Na construção civil, a corrosão é um
tipo de deterioração que pode ser
facilmente encontrada nas estruturas
atmosféricas e...
Perda de brilho e empoamento
da pintura (exposição aos raios UV)
Manchas castanho-avermelhadas
de corrosão sobre a pintura...
Corrosão na região de contato
entre viga e parede de tijolos
contaminadas com sais de
cloreto.
Conjunto elevador escada em...
Esquadrias de aço-carbono com corrosão
intensa, em especial em regiões de formação
de frestas e quinas
Corrosão
generaliza...
Tubo de cobre com furos
vedados com massa plástica
Produtos de corrosão verdes e pites em
região de escorrimento de fluxo ...
• os parafusos são de aço zincado que se corroem
ao longo do tempo, expondo o aço-carbono;
• a corrosão do aço-carbono, re...
Colapso de estrutura de aço-carbono: a pintura de proteção
não existia mais e alguns elementos apresentavam corrosão
acent...
Os casos de corrosão ilustraram a importância do
conhecimento básico dos mecanismos de corrosão
e das técnicas de seu cont...
Princípio da corrosão:
A corrosão em meios naturais
O que é corrosão? é um processo
espontâneo, em que um metal se transforma
em íon metálico pela sua interação
(eletroquímic...
Os processos de corrosão eletroquímica são frequentes na
natureza, ocorrendo em meio aquoso, com a formação de
uma célula ...
Adaptado de
WARTHA et al. 2012
Anodo
Fe  Fe2+ + 2e
solução azul
(ferricianeto de potássio)
Catodo
O2 + 2H2O + 4e  4OH-
S...
Produtos de
corrosão
OH- (íons hidroxila – água):
óxido de ferro II ou III (FeO , Fe2O3), hidróxido de
ferro II ou III (Fe...
A corrosão eletroquímica é aquela que ocorre em
meios naturais pelo contato dos materiais metálicos
com a água e o oxigêni...
Imagem : google.com.br/
SO2, CO2,
SO2, H2S, CO2,
Cl-
CO2, H2S
Fuligem
de resíduo
industrial
e poeira
natural
Vapor de água...
 na superfície do metal, com e sem presença de
produtos de corrosão (hidroscópicos ou não), há
períodos de formação de um...
O cloreto de sódio aumenta a
condutividade da água, impede a
formação (ou quebra) a camada
passiva, diminui a umidade crít...
Classificação da corrosividade atmosférica
ISO 9223 (2012)/ ABNT 14643 (2001)
Estação de condições
atmosféricas
Quantifica...
Classificação da corrosividade atmosférica – ISO 9223
• estimar a taxa de corrosão a partir da
quantificação de contaminan...
Aço-carbono Zinco Cobre Alumínio
muito baixa ≤ 1,3 ≤ 0,1 ≤ 0,1 negligente
baixa 1,3 < T ≤ 25 0,1 < T ≤ 0,7 0,1 < T ≤ 0,6 _...
3 anos (1095 dias)
10 (rural/SO2 de Cubatão e umidade) - 250 µm/a
(corrosividade extrema)
7 (industrial/SO2 e umidade) - 2...
1 - 235 µm/a
(corrosividade extrema)
2 - 35 µm/a
(corrosividade media)
3 anos (1095 dias)
3 anos (1095 dias)
2
2
1
1
São P...
Santo Andre (atmosfera industrial)
12 anos de exposição
adaptado de Almeida e Panossian, 1999
C 0,14 %
Cr 0,47 %
P 0,034 %...
Lorena (atmosfera rural)
12 anos de exposição
adaptado de Almeida e Panossian, 1999
C 0,14 %
Cr 0,47 %
P 0,034 %
C 0,03 %
...
• em atmosfera de alta úmida, o período de
molhamento da superfície do metal é muito alto
e, com isso, a corrosão pode ser...
Meios naturais: solo
Apresentam características ácidas ou básicas e contém
sais minerais, gases dissolvidos, microrganismo...
Meios naturais: água
Rios, lagos e subsolo e a água do mar contêm sólidos e
gases dissolvidos, microrganismos e algas, sól...
Exemplo...na água:
 a presença em excesso de dióxido de carbono
(CO2) pode causar acidificação da água o que acelera
a co...
Na atmosfera:
Alumínio, cobre,
aço inoxidável,
titânio, níquel..
Insolúvel, compacta
uniforme e aderente
Forma uma barreir...
Aço-carbono...
não há formação de uma camada protetora!!!
A corrosão do aço-carbono resulta na formação de
uma camada de c...
Aço-carbono
O uso do aço-carbono se justifica em razão do
seu custo e propriedades mecânicas:
• resistência;
• ductilidade...
Aço aclimável...
também conhecido como patinável, baixa liga etc.
Há formação de uma camada protetora visível que
confere ...
Açoaclimável
Aço-carbono
gerdau.com.br/arquivos-tecnicos
Panossina, 1993
...no aço aclimável, a fase amorfa é rica em óxid...
Aço aclimável:
Compete com o aço-carbono, pois:
• confere acabamento estético (formação da pátina);
• maior resistência à ...
Há formação de uma camada superficial protetora invisível!
Aço inoxidável: liga de ferro contendo no mínimo 12 % de cromo,...
Compete com o aço-carbono comum e aclimável pois:
• facilidade de limpeza, inclusive pichações, e acabamento
estético (des...
Alumínio
Há formação de uma camada protetora!!!
O alumínio apresenta bom
desempenho porque na atmosfera
há formação de uma...
Camada artificial de proteção de óxido de alumínio,
muito mais grosso do que a que se forma
naturalmente, com espessura de...
Cobre
Há formação de uma camada superficial protetora!
Foi e ainda é usado em metais
sanitários, sendo revestido com
cromo...
Reações
anódicas e catódica
Catodo
Mais nobre, ocorre redução
(ganho de elétrons)
2H+ + 2e  H2
(meio ácido e meio desaerado)
O2 + 2H2O + 4e  4OH-
2H...
Porque aparecem regiões anódicas
e catódicas?
• o metal é heterogêneo (corrosão generalizada);
• quebra localizada da cama...
Por que aparecem regiões anódicas e catódicas?
Porque o metal é heterogêneo !!!
Exemplo:
Corrosão generalizada do aço-carb...
Outros exemplos de corrosão atmosférica:
Corrosão generalizada
do aço-carbono zincado
Corrosão
generalizada de
aços inoxid...
Por que aparecem regiões anódicas e catódicas?
 quebra localizada da camada passiva:
Exemplo:
Corrosão por pite em aço
in...
aproveitando............Corrosão por pite
É um tipo de corrosão que se caracteriza pelo ataque em
pequenas áreas de uma su...
aproveitando...............Corrosão em fresta
aproveitando...............Corrosão em fresta
• é uma das formas de ataque aos metais passiváveis
mais incidente e menos r...
Célula oclusa
Anodo e Catodo fisicamente separados;
há dificuldade de mistura do eletrólito do
A (anólito) com o eletról...
O2 O2O2 O2
O2O2
O2
O2
O2
Alta
concentração
de oxigênio
(catodo)
O2
Baixa
concentração
de oxigênio
(anodo)Eletrólito
O2 O2 ...
Por que aparecem regiões anódicas e catódicas?
 composição variável na liga;
 precipitação ou segregação de compostos:
E...
 deformação superficial do metal:
Por que aparecem regiões anódicas e catódicas?
Exemplos:
Corrosão se inicia na borda (c...
 pares galvânicos:
Zinco
Alumínio ativo
Zinco ativo
Aço ou ferro
Aço inoxidável ativo
Níquel ativo
Cobre
Aço inoxidável p...
aproveitando....Corrosão galvânica
Metal que tem mais
tendência à corrosão: sobre
sua superfície ocorrem as
reações anódic...
polietileno
Corrosão em união de aço-carbono zincado em
contato com conjunto rosca de latão/tubo de
cobre em linha enterra...
Colégio Adventista do Centenário _Curiiba
(cbca-acobrasil.org.br)
Passarela Eusébio Matoso _SP
(planetasustentavel.abril.c...
• evitar parcial gravação no solo ou parcial imersão na água;
• evitar parcial embutimento em concreto ou argamassas;
Ver ...
• evitar arestas vivas, respingos de
solda que são locais de falha
prematura da pintura;
• prever acesso de pessoas e equi...
Controle: não utilizar metais dissimilares, caso
contrário, tem de isolá-los eletricamente ou revestir.
Evitar contato da ...
Controle: a caracterização prévia do material
metálico e a realização de ensaios no meio de
exposição permitem verificar s...
Ensaios de corrosão
Os ensaios são realizados para avaliar o
comportamento dos metais em meios
específicos, entender os me...
Ensaios naturais – campo
Realizados em meio natural, com corpos de
prova condicionados em diferentes
condições de exposiçã...
Ensaios artificiais – em laboratório
Realizados em câmaras, por meio de imersão
parcial ou total em meio líquido ou soment...
Ensaios artificiais – em laboratório
imersão: exposição parcial ou total a
líquidos, podendo variar desde um CP
imerso em ...
Ensaios associados à solicitação
mecânica: os corpos de prova são
submetidos a tensões estáticas, ou
cíclicas e expostas a...
Ensaios em protótipos
Condições simuladas às de
campo, podendo ser acelerados
ou não.
São usados para fazer previsões
de v...
Microscopia e análise metalográfica.
análise e determinação de elementos
químicos por meio de espectroscopia de
dispersão ...
Revestimentos
orgânicos e
metálicos
Ensaios
Revestimento orgânico e
metálico, estudo de casos e
ensaios
MEIO
PROTEÇÃO
CATODICA
Mudar ou
condicionar o
meio: controle
d...
Revestimento orgânico
ADERÊNCIA
BAIXA PERMEABILIDADE
FLEXIBILIDADE
Propriedades
Proteção catódica
RESINA PIGMENTO
A Ç O
Tinta rica em Zinco
Os veículos mais utilizados nas tintas ricas em zinco são: epó...
AA CC
AçoAçoAço
AA CC AA
Camada de íonsCamada de íons
depositadosdepositados
AA CC AA CC AA
AçoAçoAço
Proteção anódica
Enq...
A norma EN ISO 12944...
descreve esquemas de proteção
anticorrosiva, considerando diferentes
graus de durabilidade, para
e...
Parte 1 Introdução
Parte 2 Classificação da corrosividade do ambiente
Parte 3 Considerações sobre o projeto
Parte 4 Tipos ...
ISO 12944
Especificação do fornecedor
Categoria de corrosividade atmosférica
Vamos ver um exemplo para 15 anos...
ISO 12944 Corrosividade em água e solo
Vamos ver um exemplo para 15 anos...
Especificação do fornecedor
Ácidos
Álcalis
Solventes
Abrasão
Impacto
Umidade
As alifáticas são mais
resistentes aos raios
ultravioleta do que as
aromá...
Grande resistência física e química, mas há
amarelamento, perda de brilho e empoamento em
ambiente externo (intemperismo)....
Cura com amina
(epóxi poliamina)
Resistentes
Ácidos
Álcalis
Solvente
“Menor” resistência
Umidade
Difícil aplicação com
UR ...
• Primers/tinta de fundo: óxido de ferro
(proteção por barreira), epóxi isocianato
(substratos não-ferrosos) e epóxi rica ...
 Oferece proteção por barreira e atua como
sacrifício, protegendo galvanicamente o
substrato ferroso:
 Encontrada na for...
Tintas ecológicas: altos Sólidos / low VOC
Solvente
Resina
Pigmento
Solvente
não-volátil
volátil
Resina
Pigmento
VOLÁTEIS
NÃO-VOLÁTEIS
ÁGUA
SOLVENTE
RESINA
PIGMENTOS
É necessária uma pequena porcentagem
de solvente (menor que 5%).
Tint...
Tintas epóxi Novolac de alta resistência química,
abrasão, temperatura e proteção por barreira
Toleram camadas leves de ox...
Aço aclimável
pintura
De modo geral, admite-se que o uso da
pintura pode aumentar a sua vida útil, no
entanto, não é uma p...
Em estruturas existentes, o revestimento
do aço aclimável é recomendado quando
às condições são desfavoráveis para a
forma...
Aço zincado
pintura
A pintura pode aumentar a vida útil e conferir
acabamento estético, sendo necessária em ambientes
de a...
Condições do substrato:
• superfície galvanizada sem corrosão
(galvanizado novo);
• superfície galvanizada com área de
cor...
Preparo _ Norma ABNT 10253: Zincado novo:
Tratamento químico (fosfatização – ABNT NBR 9209)
• 1 demão de tinta de aderênci...
Zincado envelhecido:
Sem corrosão _Tratamento mecânico (NBR 7346 e NBR 7347)
• limpeza (desengordurar a superfície com sol...
Revestimento
metálico
Revestimento metálico:
Metal ou liga metálica aplicada sobre
substrato metálico ou não-metálico para:
 proteger o substra...
 imersão a quente: zinco é o mais utilizado;
 aspersão térmica: zinco e alumínio etc;
 Eletrodeposição.
Cada um dos pro...
Além de formar uma barreira, forma par galvânico
com o substrato de aço, protegendo por sacrifício.
O revestimento de zinc...
ARMADURAS ZINCADAS
(SERÁ ABORDADO NA PROXIMA PALESTRA)
Zinco
fundido
Aço-carbono
A presença de Zn puro na camada externa é
função da velocidade de resfriamento: muito
lento acar...
 velocidade da reação metalúrgica entre
revestimento e substrato
 composição do substrato e do banho
 tempo de imersão ...
Metalização
Depositadas partículas de metais na superfície do metal por
meio de aspersão térmica. A camada formada confere...
Além de substrato metálico, a aspersão térmica pode
ser feita sobre concreto: oferece proteção por barreira
e atua como sa...
Ensaios-
revestimentos
orgânicos
É feita por espectroscopia na região do
infravermelho, uma vez que cada resina
possui um espectro característico
2500 2000...
Sólidos por volume
É a quantidade de tinta que fica sobre o
material após a evaporação do solvente
É usado para medir as c...
112
Retenção
de
solvente
Bolhas
Empolamento
Blisters
Tempo de secagem
Determinação da Espessura
Método magnético
Fm 
e
1
e
Aço-carbono
O método magnético baseia-
se na força de atração
magnét...
Determinação da Espessura
Método corrente Foucault
Também conhecido como
eddy current, baseia-se na
diferença de condutivi...
Xn
Yn
XnYn
Uma aderência
deficiente pode levar
ao destacamento do
revestimento e expor o
substrato às mais
variadas condiç...
Aderência
Pull Off
8 MPa - A/B e B/C
8 MPa - B/C
4 MPa - A/B e -/Y
4 MPa - B/C e -/Y
Entre a 1a demão e o substrato
Entre ...
2H+ + 2e- H2
Fe Fe++ + 2e
Descolamento catódico
Diâmetro do defeito = 6 mm
Área destacada = 78,50 cm2
DCE = ?
A
πR2
D (DCE)
• resistência à névoa salina
• resistência ao dióxido de enxofre
• resistência à umidade
• corrosão/intemperismo
• imersão...
enferrujamento;
empolamento;
corrosão subcutânea (na região da incisão).
Proteção
catódica
PROTEÇÃO
CATODICA
Fornecer
energia ao
metal:
proteção
catodica
É reconhecida como a técnica que melhor pode proteger, a
longo prazo, as estruturas contra a corrosão.
Princípio: estabele...
• o anodo e o catodo dentro do
mesmo eletrólito;
• o eletrólito tem que ser condutor;
• o anodo e o catodo conectados
elet...
2H+ + 2e- H2
Magnésio
Alumínio
Zinco
Ferro
-2,36
-1,66
-0,76
-0,44
Esquema simplificado de um sistema de
proteção catódica galvânica
Anodos galvânicos
Tubo enterrado
RECIPIENTE
Cu
ÁGUA DO MARMAIS NEGATIVO
QUE O COBRE
Cabo elétrico isolado
Circulação de uma corrente elétrica entre
metais ...
RECIPIENTE
Cu
ÁGUA DO MAR
Cabo elétrico isolado
Zn
Circulação de uma corrente elétrica
entre metais distintos:
o menos nob...
Estruturas de pequeno porte, porque
grandes estruturas requerem grandes
massas de anodo
Vantagem:
não está sujeito a inter...
Os anodos, geralmente, são inertes
Grafite
Fe-Si-Cr
Ti revestido
Pb-Sb-Ag
Ti platinizado
Nb platinizado
água do marsolos, ...
c.c
corrosão
Sistema de proteção catódica –
Corrente impressa
Critérios para Proteção Catódica
Obs: As BRS (bactérias redutoras de sulfato)
consomem o hidrogênio gerado da região
catód...
• resistividade do meio;
• potencial estrutura-eletrólito;
• pesquisa de corrente de
interferência;
• eficiência do revest...
- 1,05 V
- 0,78 V
- 0,81 V
Anodo
Vista Área da Posição Anodo em
tubulação enterrada
- 1,04 V
- 0,79 V
- 0,82 V
Anodo
- 1,00 V
- 0,81 V
- 0,83 V
Anodo
Muito
Obrigada
pela
atenção!
aaraujo@ipt.br
lcp@ipt.br
Vídeo – Lab. De Corrosão e Proteção
Google: IPT + Corrosão
Metais na construção civil: corrosão e proteção
Metais na construção civil: corrosão e proteção
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Metais na construção civil: corrosão e proteção

  1. 1. Metais na construção civil: corrosão e proteção Adriana de Araujo com apoio da equipe LCP - Laboratório de Corrosão e Proteção 13/agosto/2015
  2. 2. Conteúdo  Corrosão: aspectos sociais e econômicos da corrosão, definição de corrosão, corrosão eletroquímica e tipos de corrosão e fatores influenciadores da corrosão;  Materiais metálicos na construção civil: aço-carbono, aço aclimável, aço zincado, aços inoxidáveis, cobre e alumínio;  Técnicas de avaliação em campo (inspeção visual e ensaios não destrutivos) e em laboratório (ensaios de caracterização e de desempenho);  Técnicas de proteção das estruturas: revestimentos orgânicos e metálicos e proteção catódica por corrente galvânica e por corrente impressa;  Casos práticos de avaliação da corrosão em estruturas (metal e concreto) e de componentes metálicos, baseado em trabalhos e pesquisas do Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT.
  3. 3. A corrosão está presente em todas as atividades que envolvem o uso de metais como: setor industrial, automobilístico, de petróleo e gás, nos eletrodoméstico, nos implantes ósseo e dentário, construção civil, etc. Estima-se que os países gastem de 1 % a 3 % de seu PIB no controle da corrosão e devido à necessidade de substituição de materiais deteriorados Para o Brasil, o custo anual pode estar na ordem de US$ 60 bilhões
  4. 4. Na construção civil, a corrosão é um tipo de deterioração que pode ser facilmente encontrada nas estruturas atmosféricas e seus componentes Como exemplo...
  5. 5. Perda de brilho e empoamento da pintura (exposição aos raios UV) Manchas castanho-avermelhadas de corrosão sobre a pintura e áreas localizadas com seu desplacamento e exposição de aço corroído Acúmulo de resíduos e umidade na junção de elementos de aço- carbono revestido
  6. 6. Corrosão na região de contato entre viga e parede de tijolos contaminadas com sais de cloreto. Conjunto elevador escada em aço- carbono pintado em bom estado de conservação Armadura exposta e com corrosão severa em vigas de concreto armado de apoio do conjunto elevador escada
  7. 7. Esquadrias de aço-carbono com corrosão intensa, em especial em regiões de formação de frestas e quinas Corrosão generalizada em perfil central Portão de aço- carbono com corrosão intensa em região de fresta
  8. 8. Tubo de cobre com furos vedados com massa plástica Produtos de corrosão verdes e pites em região de escorrimento de fluxo de solda Pite perfurante no lado externo Aspecto macrográfico da seção transversal do tubo, evidenciando corrosão localizada intensa (pites) É comum casos de corrosão em tubulação de cobre pela presença de resíduos de obra e de fluxo de solda, os quais prejudicam a formação adequada da camada passiva.
  9. 9. • os parafusos são de aço zincado que se corroem ao longo do tempo, expondo o aço-carbono; • a corrosão do aço-carbono, resulta na formação de íons ferrosos (Fe2+) que por oxidação formam os íons férricos (Fe3+) que, dependendo do pH, formam óxidos de ferro; • o Fe3+ é muita agressivo ao alumínio, pois quebra a camada passiva, deixando o alumínio ativo. Caixilho de alumínio pintado com corrosão intensa em região de furo de instalação do parafuso de fixação em fachada de prédio.
  10. 10. Colapso de estrutura de aço-carbono: a pintura de proteção não existia mais e alguns elementos apresentavam corrosão acentuada, tendo-se a formação de fresta entre elemento de ligação entre vigas/colunas. Fresta Elemento de ligação vigas/colunas
  11. 11. Os casos de corrosão ilustraram a importância do conhecimento básico dos mecanismos de corrosão e das técnicas de seu controle? perda do efeito estético conferido pelo material; paradas não programadas para reparo e ou reforço ou substituição de material deteriorado; prejuízo ao meio ambiente e a vida humana, por vazamentos, quedas, desabamentos etc; custos de intervenções. PROTEGER A SOCIEDADE E O MEIO AMBIENTE
  12. 12. Princípio da corrosão: A corrosão em meios naturais
  13. 13. O que é corrosão? é um processo espontâneo, em que um metal se transforma em íon metálico pela sua interação (eletroquímica ou química) com o meio. A corrosão é busca constante pelo equilíbrio dos metais na natureza! Exceção: ouro MEIO CORROSDIVO Meio aquoso corrosivo + ∆E sólido cristalino... estado energético... Corrosãoeletroquímica H2O O2
  14. 14. Os processos de corrosão eletroquímica são frequentes na natureza, ocorrendo em meio aquoso, com a formação de uma célula de corrosão: Diferençadepotencialecorrente eletrônica Correnteiônica (eletrosferadosíons) Transferência de carga Fe  Fe2+ + 2e O2 + 2H2O + 4e  4OH- Fe2++ OH- Fe(OH)2 + H+ 2Fe2++ 4OH-+ ½O2  2FeOOH + H2O 8FeOOH + Fe2++ 2e  3Fe3O4 + 4H2O O2 + 4H+ + 4e 2H2O2H+ + 2e  H2 O2 H+ H2Oe+ e+ Fe2+
  15. 15. Adaptado de WARTHA et al. 2012 Anodo Fe  Fe2+ + 2e solução azul (ferricianeto de potássio) Catodo O2 + 2H2O + 4e  4OH- Solução rosa (fenolftaleína) Produtos de corrosão (FeOOH e Fe3O4)
  16. 16. Produtos de corrosão OH- (íons hidroxila – água): óxido de ferro II ou III (FeO , Fe2O3), hidróxido de ferro II ou III (Fe(OH)2 , Fe(OH)3), hidróxido de zinco (Zn(OH)2) Cl- (íons cloreto – água): cloreto de ferro II ou III (FeCl2 , FeCl3), cloreto de zinco (ZnCl2) SO4 2- (íons sulfato – oxidação do dióxido de enxofre (SO2), gerado na combustão de combustíveis, dissolvido na água – H2SO4): sulfato de ferro II,III (FeSO4 , Fe(SO4)3), sulfato de zinco (ZnSO4) CO3 2- (íons carbonato – gás carbônico (CO2), presente na atmosfera, dissolvido na água): carbonato de ferro II,III (FeCO3 , Fe2(CO3)3), carbonato de zinco (ZnCO3) Reagem com espécies presentes no meio
  17. 17. A corrosão eletroquímica é aquela que ocorre em meios naturais pelo contato dos materiais metálicos com a água e o oxigênio. Solo AtmosferaÁgua Podemos incluir outros meios, o concreto, produtos químicos, alimentos... A taxa de corrosão é controlada pela disponibilidade de oxigênio dissolvido na solução que umidifica a superfície do metal; pelo período de seu molhamento ou resistividade elétrica do meio e tipo/concentração/taxa de difusão de agentes agressivos. E ainda, pelas características e configuração da estrutura (projeto) e pelo tipo de corrosão.
  18. 18. Imagem : google.com.br/ SO2, CO2, SO2, H2S, CO2, Cl- CO2, H2S Fuligem de resíduo industrial e poeira natural Vapor de água, Óxidos/dióxidos de carbono e de enxofre, cloreto Atmosfera
  19. 19.  na superfície do metal, com e sem presença de produtos de corrosão (hidroscópicos ou não), há períodos de formação de uma película de água: • pela adsorção do vapor atmosférico (UR > 80%); • por capilaridade; • pela condensação da água (orvalho, neblina); • por precipitação. A chuva pode promover a lavagem ou a contaminação da superfície e um ataque, se for ácida: presença significativa de dióxido de enxofre, que reage com a água, formando ácido sulfúrico - H2SO4 Meios naturais: atmosfera
  20. 20. O cloreto de sódio aumenta a condutividade da água, impede a formação (ou quebra) a camada passiva, diminui a umidade crítica.  a superfície do metal é contaminada por partículas sólida e sais de cloreto de sódio: carreados pelo ar e presentes nas gotículas de água (maresia). Meios naturais: atmosfera
  21. 21. Classificação da corrosividade atmosférica ISO 9223 (2012)/ ABNT 14643 (2001) Estação de condições atmosféricas Quantificação de compostos presentes na atmosfera (enxofre e cloreto) Monitoramento meteorológico Estimativas da taxa de corrosão por avaliação da corrosividade atmosférica Estação de corrosão atmosférica natural Exposição de corpos de prova de diferentes metais Determinação da taxa de corrosão por perda de massa
  22. 22. Classificação da corrosividade atmosférica – ISO 9223 • estimar a taxa de corrosão a partir da quantificação de contaminantes (deposição de enxofre - SO2 e de cloreto – Cl-) e monitoramento meteorológico (temperatura e umidade relativa da atmosfera): Parâmetro Valor Temperatura (-17,1a28,7)°C UmidadeRelativa (34a93)% Deposiçãodeenxofre(SO2) (0,7a150,4)mg/(m2 .dia) Deposiçãodecloreto(Cl- ) (0,4a760,5)mg/(m2 .dia)
  23. 23. Aço-carbono Zinco Cobre Alumínio muito baixa ≤ 1,3 ≤ 0,1 ≤ 0,1 negligente baixa 1,3 < T ≤ 25 0,1 < T ≤ 0,7 0,1 < T ≤ 0,6 _ média 25 < T ≤ 50 0,7 < T ≤ 2,1 0,6 < T ≤ 1,3 _ alta 50 < T ≤ 80 2,1 < T ≤ 4,2 1,3 < T ≤ 2,8 _ muito alta 80 < T ≤ 200 4,2 < T ≤ 8,4 2,8 < T ≤ 5,6 _ extrema 200 < T ≤ 700 8,4 < T ≤ 25 5,6 < T ≤ 10 _ Corrosividade Taxa de corrosão - T (µm/ano) • determinar a taxa de corrosão a partir da perda de massa de CPs padrão (aço-carbono, zinco, cobre e alumínio ) expostos nos locais de interesse durante um ano: * a profundidade ou o número de pites pode melhor indicar o ataque ao metal *
  24. 24. 3 anos (1095 dias) 10 (rural/SO2 de Cubatão e umidade) - 250 µm/a (corrosividade extrema) 7 (industrial/SO2 e umidade) - 235 µm/a (corrosividade extrema) 8 (marinha/NaCl – 1km da praia) - 185 µm/a (corrosividade extrema) 3 (urbano/H2Sdo rio e SO2 ) - 80 µm/a (corrosividade alta) 9 (industrial/SO2 e particulado) - 55 µm/a (corrosividade alta) 6 (urbano/SO2 e particulado) - 30 µm/a (corrosividade média) 4 (urbana/SO2 Av. do estado)- 16 µm/a (corrosividade baixa) 2 (rural) - 12 µm/a (corrosividade baixa)Panossian, 1993 Aço-carbono
  25. 25. 1 - 235 µm/a (corrosividade extrema) 2 - 35 µm/a (corrosividade media) 3 anos (1095 dias) 3 anos (1095 dias) 2 2 1 1 São Paulo (urbana/SO2 Av. do estado) Cubatão (industrial/SO2 e umidade) 1 - 16 µm/a (corrosividade baixa) 2 – 10 µm/a (corrosividade baixa) Panossian, 1993 Panossian, 1993
  26. 26. Santo Andre (atmosfera industrial) 12 anos de exposição adaptado de Almeida e Panossian, 1999 C 0,14 % Cr 0,47 % P 0,034 % C 0,03 % P 0,01 % C 0,18 % Cr 0,066 % P 0,02 % C 0,15 % Cr 0,07 % P 0,035 %
  27. 27. Lorena (atmosfera rural) 12 anos de exposição adaptado de Almeida e Panossian, 1999 C 0,14 % Cr 0,47 % P 0,034 % C 0,03 % P 0,01 % C 0,18 % Cr 0,066 % P 0,02 % C 0,15 % Cr 0,07 % P 0,035 %
  28. 28. • em atmosfera de alta úmida, o período de molhamento da superfície do metal é muito alto e, com isso, a corrosão pode ser intensa, mesmo não havendo a presença significativa de contaminantes; • em atmosfera de baixa/média agressividade: no início, a taxa de corrosão é muito alta e, com o tempo, diminui. Essa é menor quanto menor é a exposição aos contaminantes e a umidade; • em atmosfera de alta agressividade: a diminuição da taxa pode não ocorrer e, em certos casos, até aumentar. Corrosividade atmosférica - taxa
  29. 29. Meios naturais: solo Apresentam características ácidas ou básicas e contém sais minerais, gases dissolvidos, microrganismos e poluentes diversos. • a superfície do metal tem contato direto com a água e as partículas sólidas, ambas podem apresentar contaminantes. Corrosão em tubos de ferro fundido em solo Ensaio de Resistividade elétrica
  30. 30. Meios naturais: água Rios, lagos e subsolo e a água do mar contêm sólidos e gases dissolvidos, microrganismos e algas, sólidos em suspensão, sais minerais etc. • o metal tem contato direto com a água e as partículas, ambas podendo estar contaminadas; • o pH da água, temperatura e velocidade de escoamento também têm influência na corrosão. Corrosão do aço- carbono após deterioração da pintura anti-incrustantes
  31. 31. Exemplo...na água:  a presença em excesso de dióxido de carbono (CO2) pode causar acidificação da água o que acelera a corrosão do aço-carbono (não é comum nas águas naturais).  a presença significativa do CO2 + carbonatos de cálcio ou magnésio pode ter efeito oposto, retardando a corrosão pela formação de carbonatos insolúveis que se depositam na superfície do aço- carbono. Esse depósito é isolante e, pode cobrir a superfície exposta do metal. Camada de carbonato de cálcio em tubulação de aço-carbono
  32. 32. Na atmosfera: Alumínio, cobre, aço inoxidável, titânio, níquel.. Insolúvel, compacta uniforme e aderente Forma uma barreira protetora na superfície do metal (restrição do acesso de oxigênio e da água) Solúvel; ou insolúvel não uniforme e não aderente Não forma uma barreira protetora na superfície do metal Mau desempenho em diversas condições O contato das materiais metálicas com o ar e a umidade resulta na formação de uma camada de produtos de corrosão (sais, hidróxidos, óxidos): Bom desempenho em diversas condições
  33. 33. Aço-carbono... não há formação de uma camada protetora!!! A corrosão do aço-carbono resulta na formação de uma camada de coloração marrom-avermelhada porosa e solúvel e de baixa aderente ao metal, deste modo, é uma camada permeável a água e o oxigênio. Portanto, não deve ser utilizado sem proteção! Aço-carbono: composto de ferro e pequena porcentagem de carbono (no máximo 2 %) e de elementos residuais do processo de fabricação (minérios e coque), pincipalmente, fósforo, enxofre, manganês e silício. Nas estruturas é comum o uso de baixo teor de carbono (< 0,3%).
  34. 34. Aço-carbono O uso do aço-carbono se justifica em razão do seu custo e propriedades mecânicas: • resistência; • ductilidade; • tenacidade • dureza etc. Proteção do aço-carbono: • revestimento metálico e ou orgânico; • encapsulamento: concreto; • proteção catódica (água e solo); • inibidor (pouco usado na construção civil).
  35. 35. Aço aclimável... também conhecido como patinável, baixa liga etc. Há formação de uma camada protetora visível que confere um acabamento estético! Aço aclimável: ligas de ferro com baixa porcentagem de cobre (0,2 % a 0,5 %) e fosforo (< 0,1 %), dentre outros como cromo, níquel em combinações específicas, conforme a siderúrgica produtora. Passarela Miguel Reale (constructalia.com) Ao ser exposto às variações do clima, daí o seu nome aclimável, inicia-se a formação de uma camada compacta, uniforme, aderente e pouco solúvel.
  36. 36. Açoaclimável Aço-carbono gerdau.com.br/arquivos-tecnicos Panossina, 1993 ...no aço aclimável, a fase amorfa é rica em óxidos de cobre e de outros elementos de liga. Nessa fase, o dióxido de enxofre (SO2) reage com os elementos metálicos, formando sulfatos básicos de baixa solubilidade, que se precipitam entre os poros das camadas de óxidos, selando-os. Na presença moderada de íons cloreto também há formação de cloretos de cobre básicos insolúveis. Assim como no aço-carbono, predomina a formação de produtos de corrosão de mesma natureza (α-FeOOH: goethita, α- FeOOH e/ou γ-FeOOH: lepidocrocita e pequenas ilhas de Fe3O4: magnetita), no entanto...
  37. 37. Aço aclimável: Compete com o aço-carbono, pois: • confere acabamento estético (formação da pátina); • maior resistência à corrosão. Cuidado: • a exposição a uma ambiente muito agressivo, constante escorrimento de água ou isolamento (gravação no solo, cobertura por vegetação) prejudica bastante a formação da pátina e, assim, a resistência à corrosão; • a restrição ao intemperismo (ciclos de umedece/seca), também prejudica a formação da pátina.
  38. 38. Há formação de uma camada superficial protetora invisível! Aço inoxidável: liga de ferro contendo no mínimo 12 % de cromo, podendo conter também níquel, molibdênio e outros elementos para conferir melhores propriedades. Os mais comuns são os austeníticos, ferríticos, martensíticos, dúplex. Aço inoxidável Os mais usados na construção civil são os austeníticos (18 % de cromo e 8 % de níquel), desde painel de revestimento externo e interno, piso, azulejo, pia, corrimão/guarda- corpo, porta e esquadria, decoração, mobiliário etc. enecelinox.com.br
  39. 39. Compete com o aço-carbono comum e aclimável pois: • facilidade de limpeza, inclusive pichações, e acabamento estético (desde o fosco até o espelhado e revestimento); • boas propriedades mecânicas. Cuidado: • sofre corrosão localizada: condições de frestas; estagnação de água, areia, produtos de corrosão permeáveis; incrustações marinhas) e seleção inadequada de material ou defeitos metalúrgicos. • apresenta a propriedade de se manter passivo em muitos meios, sendo a resistência à corrosão obtida, principalmente, pela reação do cromo com o oxigênio e umidade atmosférica. Aço inoxidável
  40. 40. Alumínio Há formação de uma camada protetora!!! O alumínio apresenta bom desempenho porque na atmosfera há formação de uma camada de óxido de alumínio de caráter protetor e invisível. Como essa camada é muito fina, o alumínio usado na construção civil é sempre anodizado. http://revistavidroealumi nio.com.br/ Usado em coberturas, revestimentos, esquadrias (portas, janelas, vitrôs), guarnições etc.
  41. 41. Camada artificial de proteção de óxido de alumínio, muito mais grosso do que a que se forma naturalmente, com espessura de alguns micrometros até 25 µm. Mais fino mais brilhante, mais grosso, mais opaco. Anodização Depois de anodizar, faz-se a selagem, em que se pode adicionar corantes Também é comum o alumínio ser pintado com tinta em pó, epóxi ou poliéster
  42. 42. Cobre Há formação de uma camada superficial protetora! Foi e ainda é usado em metais sanitários, sendo revestido com cromo decorativo (Ni/Cr). Atualmente, está sendo substituído por plástico cromado. Também é muito usado em tubulação de água quente e de incêndio e, atualmente, como revestimentos decorativos. aecweb.com.br alcopla.com.br Edifício Vera Cruz na Faria Lima – cobre
  43. 43. Reações anódicas e catódica
  44. 44. Catodo Mais nobre, ocorre redução (ganho de elétrons) 2H+ + 2e  H2 (meio ácido e meio desaerado) O2 + 2H2O + 4e  4OH- 2H2O + 2e  H2 + 2OH- (meio neutro e meio alcalino aerado) O2 + 4H+ + 4e  2H2O (meio fracamente ácido aerado) Anodo Menos nobre, ocorre oxidação (perda de elétrons) Fe  Fe2+ + 2e Fe2+ + OH- Fe(OH)2 + H+ 2Fe2+ + 4OH- + ½O2  2FeOOH + H2O 8FeOOH + Fe2+ + 2e-  3Fe3O4 + 4H2O Fe2+ + 6Cl-  FeCl6 -3 FeCl6 -3 + 2OH- Fe(OH)2 + Cl-
  45. 45. Porque aparecem regiões anódicas e catódicas? • o metal é heterogêneo (corrosão generalizada); • quebra localizada da camada passiva (corrosão por pite) e gradiente de concentração (frestas); • precipitação ou segregação de compostos (corrosão intergranular); • pares galvânicos: metais diferentes com reatividades diferentes (corrosão galvânica).
  46. 46. Por que aparecem regiões anódicas e catódicas? Porque o metal é heterogêneo !!! Exemplo: Corrosão generalizada do aço-carbono, sendo a fase ferrita o anodo (menos nobre) e, a fase cementita, o catodo (mais nobre). Ferrita, ferro , (cor branca): Cementita, Fe3C, (cor cinza): Catodo eficiente para as reações de redução da O2 e H2O, tendo influência tanto a sua forma como distribuição aço-carbono eletrólito
  47. 47. Outros exemplos de corrosão atmosférica: Corrosão generalizada do aço-carbono zincado Corrosão generalizada de aços inoxidáveis
  48. 48. Por que aparecem regiões anódicas e catódicas?  quebra localizada da camada passiva: Exemplo: Corrosão por pite em aço inoxidável, sob depósito de massa celulósica contaminada com cloretos. Pites  gradiente de concentração: Corrosão em fresta em aço inoxidável, sob dispositivo plástico em que havia restrição de acesso de oxigênio. Exemplo:
  49. 49. aproveitando............Corrosão por pite É um tipo de corrosão que se caracteriza pelo ataque em pequenas áreas de uma superfície que se mantém passivo • geralmente tem diâmetro igual ou menor do que a sua profundidade. Podem ter formas diversas, preenchidas ou não; • é perigosa, pois nem sempre é perceptível: a degradação ao longo da superfície aparente do metal é pouca se comparada à profundidade que o pite pode atingir!
  50. 50. aproveitando...............Corrosão em fresta
  51. 51. aproveitando...............Corrosão em fresta • é uma das formas de ataque aos metais passiváveis mais incidente e menos reconhecida: parafusos, arruelas, juntas sobrepostas, gaxetas, depósitos de superfície, além de outras heterogeneidades superficiais; • para ocorrer, a fresta deve ser suficientemente grande de modo a permitir o acesso do meio corrosivo, mas também, deve ser suficientemente pequena para restringir o transporte de elementos e substâncias.
  52. 52. Célula oclusa Anodo e Catodo fisicamente separados; há dificuldade de mistura do eletrólito do A (anólito) com o eletrólito do C (católito); com o tempo, há alterações dos meios: o eletrólito do A acidifica (produção de H+ e consumo de OH-) e o do C alcaliniza (consumo de H+ e produção de OH-) aproveitando...............Corrosão em fresta A C Depósitos de partículas, produtos de corrosão... Frestas Pites e trincas C A A C
  53. 53. O2 O2O2 O2 O2O2 O2 O2 O2 Alta concentração de oxigênio (catodo) O2 Baixa concentração de oxigênio (anodo)Eletrólito O2 O2 O2 O2 Ferrugem
  54. 54. Por que aparecem regiões anódicas e catódicas?  composição variável na liga;  precipitação ou segregação de compostos: Exemplos: Corrosão intergranular em aço inoxidável devido à composição variável (liga não-homogênea) Corrosão intergranular em alumínio após ensaio de imerso por 6 h em solução de cloreto de sódio e peróxido de hidrogênio. Precipitação no contorno de grão de carboneto de cromo, com empobrecimento do cromo nas vizinhanças, onde ocorreu a corrosão
  55. 55.  deformação superficial do metal: Por que aparecem regiões anódicas e catódicas? Exemplos: Corrosão se inicia na borda (cabeça) e na ponta dos pregos submetidos a deformação mecânica (átomo em estado energético mais ativo): Corrosão generalizada em porca, sendo mais significativa nas bordas onde se inicia:
  56. 56.  pares galvânicos: Zinco Alumínio ativo Zinco ativo Aço ou ferro Aço inoxidável ativo Níquel ativo Cobre Aço inoxidável passivo Titânio Ouro Série Galvânica: MENOS NOBRE: significa que tem mais tendência à corrosão – perde elétrons (ANODO). MAIS NOBRE: significa que tem menos tendência à corrosão – ganha elétrons (CATODO). aço-carbono Por que aparecem regiões anódicas e catódicas? Aço inoxidável Cobre - +
  57. 57. aproveitando....Corrosão galvânica Metal que tem mais tendência à corrosão: sobre sua superfície ocorrem as reações anódicas. Dois metais dissimilares num mesmo meio e com contato elétrico: ocorre a corrosão do menos nobre: Metal que tem menos tendência à corrosão: sobre a sua superfície ocorram as reações de redução.
  58. 58. polietileno Corrosão em união de aço-carbono zincado em contato com conjunto rosca de latão/tubo de cobre em linha enterrada de transporte de gás. Ocorreu perfuração da conexão após em torno de 2 anos de instalação.Corrosão perfurante Seção transversal de uma união nova e com perda de material por corrosão intensa na área em contato com o solo
  59. 59. Colégio Adventista do Centenário _Curiiba (cbca-acobrasil.org.br) Passarela Eusébio Matoso _SP (planetasustentavel.abril.com.br) Estação de metro Botafogo_RJ (metalica.com.br) Projeto
  60. 60. • evitar parcial gravação no solo ou parcial imersão na água; • evitar parcial embutimento em concreto ou argamassas; Ver ABNT 8800 e EN ISO 12944... Controle: ainda no projeto, considerar as condições que podem afetar o desempenho das estruturas/componentes ao longo do tempo, como exemplo:
  61. 61. • evitar arestas vivas, respingos de solda que são locais de falha prematura da pintura; • prever acesso de pessoas e equipamentos para inspeção e manutenção periódica. • dar preferência para a soldagem contínua em vez de fixação de parafusos;
  62. 62. Controle: não utilizar metais dissimilares, caso contrário, tem de isolá-los eletricamente ou revestir. Evitar contato da estrutura com componentes metálicos (exemplo: caixilho de alumínio/aço) e utilizar solda com características similares. Zn  Zn2+ + 2e- O2 + H2O + 4e-  4OH- Cu2+ + 2e-  Cu
  63. 63. Controle: a caracterização prévia do material metálico e a realização de ensaios no meio de exposição permitem verificar se há defeitos de fabricação ou precipitações na regiões de solda que podem torna-lo mais susceptível à corrosão.
  64. 64. Ensaios de corrosão Os ensaios são realizados para avaliar o comportamento dos metais em meios específicos, entender os mecanismos da corrosão e avaliar sistemas de proteção.
  65. 65. Ensaios naturais – campo Realizados em meio natural, com corpos de prova condicionados em diferentes condições de exposição, com ou sem: tensão aplicada, contaminação, dispositivos fixados etc
  66. 66. Ensaios artificiais – em laboratório Realizados em câmaras, por meio de imersão parcial ou total em meio líquido ou somente a atmosferas ou gases específicos, com uso de vidrarias, dispositivos diversos e equipamentos, normalizados ou não. câmara: névoa salina, úmida, climática/ cíclica/, intemperismo,, dióxido de enxofre, carbonatação etc.
  67. 67. Ensaios artificiais – em laboratório imersão: exposição parcial ou total a líquidos, podendo variar desde um CP imerso em béquer até em autoclave. Avalia materiais, meios e condições adversas (fluxo de líquido e gases, aquecimento e pressão), sistema de proteção (inibidores, biocidas, proteção catódica). atmosférico/gás/vapores: exposição parcial ou total a vapores/gases emanados por meio líquido ou pó ou injetados artificialmente ao meio.
  68. 68. Ensaios associados à solicitação mecânica: os corpos de prova são submetidos a tensões estáticas, ou cíclicas e expostas a um meio. Ensaios eletroquímicos: medidas de potencial de eletrodo, curvas de polarização, impedância eletroquímica, voltametria, utilizada na avaliação de materiais, principalmente atividade eletroquímica e verificação da eficiência de sistemas de proteção.
  69. 69. Ensaios em protótipos Condições simuladas às de campo, podendo ser acelerados ou não. São usados para fazer previsões de vida útil e avaliar sistemas de proteção mais similares ao campo, sendo considerado alterações naturais (ao longo do tempo) e condições de uso/meios.
  70. 70. Microscopia e análise metalográfica. análise e determinação de elementos químicos por meio de espectroscopia de dispersão de energia - EDS e composição química por meio de difração de raios X – DRX (microscópio eletrônico de varredura e difratômetro). medida e análise da geometria e rugosidade de superfícies (microscópio confocal). Corpo de prova metalográfico para análise microscópica aço zincado corroído
  71. 71. Revestimentos orgânicos e metálicos Ensaios
  72. 72. Revestimento orgânico e metálico, estudo de casos e ensaios MEIO PROTEÇÃO CATODICA Mudar ou condicionar o meio: controle de pH, adição de inibidores, ... Interposição de barreira entre o metal e o meio METAL PROTEÇÃO SUPERFICIAL substituir o metal por outro que não reaja com o meio ou que reaja com velocidade desprezível Fornecer energia ao metal: proteção catodica
  73. 73. Revestimento orgânico
  74. 74. ADERÊNCIA BAIXA PERMEABILIDADE FLEXIBILIDADE Propriedades
  75. 75. Proteção catódica RESINA PIGMENTO A Ç O Tinta rica em Zinco Os veículos mais utilizados nas tintas ricas em zinco são: epóxi e silicato de etila. Como o zinco é metal anfótero não é recomendado o seu uso em locais altamente agressivos, principalmente em meios ácidos ou alcalinos.
  76. 76. AA CC AçoAçoAço AA CC AA Camada de íonsCamada de íons depositadosdepositados AA CC AA CC AA AçoAçoAço Proteção anódica Enquanto o meio corrosivo não atravessa a película o pigmento não funciona, ou melhor, não tem oportunidade de atuar Durante a travessia do meio corrosivo, os Íons fosfato, cromato ou cálcio se dissociam formando camada impermeável junto à área anódica, impedindo a sua corrosão
  77. 77. A norma EN ISO 12944... descreve esquemas de proteção anticorrosiva, considerando diferentes graus de durabilidade, para estruturas de aço-carbono e de baixa liga, sem e com revestimento metálico, expostas a ambientes naturais (solo, ar e água).
  78. 78. Parte 1 Introdução Parte 2 Classificação da corrosividade do ambiente Parte 3 Considerações sobre o projeto Parte 4 Tipos de superfície e técnicas de seu preparo Parte 5 Esquemas de pintura anticorrosiva Parte 6 Ensaios de desempenho (em laboratório) Parte 7 Execução e supervisão de trabalhos de pintura Parte 8 Desenvolvimento de especificações para obras novas e obras existentes em manutenção EN ISO 12944 TINTAS E VERNIZES – PROTEÇÃO CONTRA A CORROSÃO DE ESTRUTURAS DE AÇO POR SISTEMAS DE PINTURA.
  79. 79. ISO 12944 Especificação do fornecedor Categoria de corrosividade atmosférica Vamos ver um exemplo para 15 anos...
  80. 80. ISO 12944 Corrosividade em água e solo Vamos ver um exemplo para 15 anos... Especificação do fornecedor
  81. 81. Ácidos Álcalis Solventes Abrasão Impacto Umidade As alifáticas são mais resistentes aos raios ultravioleta do que as aromáticas: melhor retenção de cor e de brilho. Os poliuretanos aromáticos amarelecem com o tempo. Resistentes Grande resistência física e química. A associação com resina acrílica, forma as tintas poliuretanas acrílicas. O agente de cura é à base de isocianato aromático ou alifático.
  82. 82. Grande resistência física e química, mas há amarelamento, perda de brilho e empoamento em ambiente externo (intemperismo). Há dois tipos de catalizadores do polímero epóxi: amina ou amida. dependendo da natureza química do catalizador, teremos propriedades diferentes...
  83. 83. Cura com amina (epóxi poliamina) Resistentes Ácidos Álcalis Solvente “Menor” resistência Umidade Difícil aplicação com UR alta Cura com amida (epóxi poliamida) Resistentes Umidade Maior flexibilidade Fácil aplicação com UR elevada “Menor” resistência Ácidos Álcalis Solventes
  84. 84. • Primers/tinta de fundo: óxido de ferro (proteção por barreira), epóxi isocianato (substratos não-ferrosos) e epóxi rica em zinco (proteção por barreira e galvânica) etc. • Alcatrão ou livre de alcatrão (Tar free); • Tolerante surface: aplicável sobre áreas com oxidação. • Epóxi sem solvente (low VOC ) e a base de água: ecologicamente corretas. • Epóxi de alta espessura, cura rápida, alto desempenho: custos + eficiência.
  85. 85.  Oferece proteção por barreira e atua como sacrifício, protegendo galvanicamente o substrato ferroso:  Encontrada na forma de tinta epóxi rica em zinco ou a base de etil silicato de zinco;  É amplamente utilizada (áreas industrial/ naval/ off shore); Fundo em sistemas de proteção do aço- carbono em ambiente agressivo: Tintas ricas em zinco
  86. 86. Tintas ecológicas: altos Sólidos / low VOC Solvente Resina Pigmento Solvente não-volátil volátil Resina Pigmento
  87. 87. VOLÁTEIS NÃO-VOLÁTEIS ÁGUA SOLVENTE RESINA PIGMENTOS É necessária uma pequena porcentagem de solvente (menor que 5%). Tintas à base de água
  88. 88. Tintas epóxi Novolac de alta resistência química, abrasão, temperatura e proteção por barreira Toleram camadas leves de oxidação e aplicada em 1 única demão. A epóxi modificada aceita ainda aplicação com UR alta... Tintas de alto desempenho
  89. 89. Aço aclimável pintura De modo geral, admite-se que o uso da pintura pode aumentar a sua vida útil, no entanto, não é uma prática recomendada
  90. 90. Em estruturas existentes, o revestimento do aço aclimável é recomendado quando às condições são desfavoráveis para a formação da pátina:  ausência de condições de molhamento/ secagem;  atmosfera muito contaminada por íons SO2 e/ou Cl-. Há necessidade de que o esquema de pintura selecionado seja aplicado sobre uma superfície adequadamente preparada!
  91. 91. Aço zincado pintura A pintura pode aumentar a vida útil e conferir acabamento estético, sendo necessária em ambientes de alta agressividade.
  92. 92. Condições do substrato: • superfície galvanizada sem corrosão (galvanizado novo); • superfície galvanizada com área de corrosão localizada; • superfície galvanizada com área de corrosão generalizada. Norma Petrobras N1021/Norma ABNT 10253 : Pintura de superfícies galvanizadas, ligas ferrosas e não ferrosas (aço inoxidável e alumínio) e materiais compósitos e polímeros:
  93. 93. Preparo _ Norma ABNT 10253: Zincado novo: Tratamento químico (fosfatização – ABNT NBR 9209) • 1 demão de tinta de aderência: resina epóxi curada com isocianato alifático, pigmentada com óxido de ferro; • aplicar as demãos de tintas subsequentes do esquema especificado... Jateamento abrasivo para as zincadas a quente • limpeza (desengordurar a superfície com solvente - ABNT NBR 7145). • jateamento abrasivo ligeiro (remoção ≤ 10% da espessura do ZN); • 1 demão da tinta de aderência: epóxi-isocianato alifático ou cromato básico de zinco/polivinil butiral; • aplicar as demãos subsequentes do esquema Tratamento mecânico (NBR 7346 e NBR 7347)
  94. 94. Zincado envelhecido: Sem corrosão _Tratamento mecânico (NBR 7346 e NBR 7347) • limpeza (desengordurar a superfície com solvente - ABNT NBR 7145). • 1 demão de tinta de aderência: epóxi-isocianato alifático... • demãos de tintas subsequentes do esquema especificado... Com corrosão vermelha _Jateamento abrasivo (zincadas a quente) • limpeza (desengordurar - ABNT NBR 7145). • jateamento abrasivo ao metal quase branco, grau Sa 2 ½ (ABNT NBR 7348); • 1 demão da tinta de aderência: epóxi-isocianato alifático ou cromato básico de zinco/polivinil butiral; • demãos de tintas subsequentes do esquema especificado...
  95. 95. Revestimento metálico
  96. 96. Revestimento metálico: Metal ou liga metálica aplicada sobre substrato metálico ou não-metálico para:  proteger o substrato contra a corrosão;  melhorar propriedades físicas e mecânicas do substrato como: resistência à abrasão, resistência ao desgaste, condutividade elétrica, auxiliar em operações de conformação;  Proporcionar aspecto decorativo;  alterar dimensões originais.
  97. 97.  imersão a quente: zinco é o mais utilizado;  aspersão térmica: zinco e alumínio etc;  Eletrodeposição. Cada um dos processos produz um revestimento com características específicas, sendo que cada um deles apresenta vantagens e desvantagens Revestimento metálico
  98. 98. Além de formar uma barreira, forma par galvânico com o substrato de aço, protegendo por sacrifício. O revestimento de zinco obtido pelo processo de imersão a quente é amplamente utilizado no combate à corrosão.
  99. 99. ARMADURAS ZINCADAS (SERÁ ABORDADO NA PROXIMA PALESTRA)
  100. 100. Zinco fundido Aço-carbono A presença de Zn puro na camada externa é função da velocidade de resfriamento: muito lento acarreta espessura muito fina ou mesmo inexistente de Zn puro. O aço reage com o zinco fundido, formando camadas cada vez mais rica em Zn, conforme o aumento da distância em relação ao substrato.
  101. 101.  velocidade da reação metalúrgica entre revestimento e substrato  composição do substrato e do banho  tempo de imersão (maior tempo, maior espessura)  velocidade de remoção (maior velocidade de remoção, menor espessura) A natureza e a espessura de cada uma das camadas do revestimento de zinco é bastante dependente:
  102. 102. Metalização Depositadas partículas de metais na superfície do metal por meio de aspersão térmica. A camada formada confere efeito estético e proteção contra corrosão, desgaste etc. N-2568 O material é fundido no bocal da pistola e aspergido, através de jato de ar comprimido, em direção ao substrato. Metalica.com.br Metais que podem ser depositados por aspersão térmica são, na maior parte dos casos: alumínio, zinco, ligas de zinco/15% alumínio e liga alumínio/5% magnésio
  103. 103. Além de substrato metálico, a aspersão térmica pode ser feita sobre concreto: oferece proteção por barreira e atua como sacrifício, protegendo galvanicamente a armadura conectada eletricamente ao mesmo. ΔVZn/Fe ΔVAl/Fe
  104. 104. Ensaios- revestimentos orgânicos
  105. 105. É feita por espectroscopia na região do infravermelho, uma vez que cada resina possui um espectro característico 2500 2000 1500 1000 número de onda cm-1 Identificação da resina
  106. 106. Sólidos por volume É a quantidade de tinta que fica sobre o material após a evaporação do solvente É usado para medir as camadas individuais da película durante a pintura Tinta úmida (200 µm) Película seca (100 µm) S.V. = 50%
  107. 107. 112 Retenção de solvente Bolhas Empolamento Blisters Tempo de secagem
  108. 108. Determinação da Espessura Método magnético Fm  e 1 e Aço-carbono O método magnético baseia- se na força de atração magnética entre um imã permanente e o substrato, influenciada pela presença do revestimento.
  109. 109. Determinação da Espessura Método corrente Foucault Também conhecido como eddy current, baseia-se na diferença de condutividade entre o revestimento e o substrato. e Alumínio úmida Seca
  110. 110. Xn Yn XnYn Uma aderência deficiente pode levar ao destacamento do revestimento e expor o substrato às mais variadas condições de agressividade. Aderência Corte em X
  111. 111. Aderência Pull Off 8 MPa - A/B e B/C 8 MPa - B/C 4 MPa - A/B e -/Y 4 MPa - B/C e -/Y Entre a 1a demão e o substrato Entre a 1a e a 2a demão. Entre o adesivo e a tinta. Entre o adesivo e o dolly. A/B B/C -/Y Y/Z
  112. 112. 2H+ + 2e- H2 Fe Fe++ + 2e Descolamento catódico Diâmetro do defeito = 6 mm Área destacada = 78,50 cm2 DCE = ? A πR2 D (DCE)
  113. 113. • resistência à névoa salina • resistência ao dióxido de enxofre • resistência à umidade • corrosão/intemperismo • imersão • intemperismo natural... Desempenho
  114. 114. enferrujamento; empolamento; corrosão subcutânea (na região da incisão).
  115. 115. Proteção catódica
  116. 116. PROTEÇÃO CATODICA Fornecer energia ao metal: proteção catodica
  117. 117. É reconhecida como a técnica que melhor pode proteger, a longo prazo, as estruturas contra a corrosão. Princípio: estabelecer um fluxo de corrente que torna o aço-carbono catodicamente protegido. Corrente impressa: o fluxo de corrente de proteção é fornecido por uma fonte externa permanente de energia elétrica (retificador). Neste sistema adota- se anodo inertes. Anodo de sacrifício: o fluxo de corrente de proteção é fornecido por anodos consumíveis em contato elétrico com o aço-carbono
  118. 118. • o anodo e o catodo dentro do mesmo eletrólito; • o eletrólito tem que ser condutor; • o anodo e o catodo conectados eletricamente. Sistema de proteção catódica
  119. 119. 2H+ + 2e- H2
  120. 120. Magnésio Alumínio Zinco Ferro -2,36 -1,66 -0,76 -0,44
  121. 121. Esquema simplificado de um sistema de proteção catódica galvânica Anodos galvânicos Tubo enterrado
  122. 122. RECIPIENTE Cu ÁGUA DO MARMAIS NEGATIVO QUE O COBRE Cabo elétrico isolado Circulação de uma corrente elétrica entre metais distintos: sentido do menos nobre (mais negativo) para o mais nobre (positivo) Zn
  123. 123. RECIPIENTE Cu ÁGUA DO MAR Cabo elétrico isolado Zn Circulação de uma corrente elétrica entre metais distintos: o menos nobre corrói
  124. 124. Estruturas de pequeno porte, porque grandes estruturas requerem grandes massas de anodo Vantagem: não está sujeito a interrupções no seu funcionamento Sistema de proteção catódica – Anodo de sacrifício
  125. 125. Os anodos, geralmente, são inertes Grafite Fe-Si-Cr Ti revestido Pb-Sb-Ag Ti platinizado Nb platinizado água do marsolos, água doce e água do mar Fe-Si Solos e água doce Sistema de proteção catódica – Corrente impressa
  126. 126. c.c corrosão Sistema de proteção catódica – Corrente impressa
  127. 127. Critérios para Proteção Catódica Obs: As BRS (bactérias redutoras de sulfato) consomem o hidrogênio gerado da região catódica, provocando sua despolarização (SO4 -2 + 8 H  S-2 + 4H2O). ELETRÓLITO SEMI-CÉLULA POTENCIAL ≤ Solos Normais Cu/CuSO4 - 0.850 Vcc Solos com BRS - 0.950 Vcc Água do Mar Ag/AgCl - 0.800 Vcc Fundo do mar com BRS - 0.900 Vcc
  128. 128. • resistividade do meio; • potencial estrutura-eletrólito; • pesquisa de corrente de interferência; • eficiência do revestimento; • corrente de proteção. Projeto e Monitoramento
  129. 129. - 1,05 V - 0,78 V - 0,81 V Anodo Vista Área da Posição Anodo em tubulação enterrada
  130. 130. - 1,04 V - 0,79 V - 0,82 V Anodo
  131. 131. - 1,00 V - 0,81 V - 0,83 V Anodo
  132. 132. Muito Obrigada pela atenção! aaraujo@ipt.br lcp@ipt.br
  133. 133. Vídeo – Lab. De Corrosão e Proteção Google: IPT + Corrosão

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