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Autor: Prof. Me. Nestor F. Carvalho 1
UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Material de Estudo
ENGa DA CONFIABILIDADE
CORROSÃO DOS METAIS
Material

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
 Disciplina: CORROSÃO DOS METAIS
 Instrutor: Nestor Ferreira de Carvalho
 Avaliação:
 Prova Avaliativa (3 pontos)
 Artigo Técnico/científico multidisciplinar (7 pontos)
E-mail: nestor@unisanta.br
Cel. (13) 99633338 (Whats App)
Apresentação da Disciplina

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Instrutor – Formação Acadêmica
1) Formação:
 Engenheiro Metalúrgico (1975)
 Engenheiro de Inspeção (1976)
 Engenheiro de Soldagem (1991)
 Profissional Habilitado NR 13 – CREA/SP
 Engenheiro de Segurança (1998)
 Especialização em: Mecanismos de Deterioração, Soldagem e Inspeção de
Equipamentos (1979 a 1988)
 Especialização em Gestão (2008)
 Mestre em Engenharia Mecânica – Tema Corrosão (2015)

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Instrutor – Experiência na área
2) Experiência:
 Engenheiro de Inspeção: PB/RPBC (1976 a 2014)
 Participação nas 2 revisões da NR13 (1994 e 2014)
 Professor Universitário na Graduação: desde 1984
 Professor de Pós graduação em Engenharia: desde 2016
 Instrutor de empresas de treinamento, como IBP, ABENDI, ISQI
e outras, nas disciplinas de Vasos de Pressão, Permutadores,
Caldeiras, Corrosão, Mecanismos de danos: desde 1988

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Principal Objetivo da Disciplina
Treinar os participantes a conhecer o processo corrosivo, entender porque, como e onde a
corrosão ocorre, bem como, aplicar os métodos de medição normalizados e obter informações
sobre os diferentes tipos da corrosão.
Tópicos que serão abordados
 Identificação do processo corrosivo e suas características.
 Classificações e métodos de medida da Corrosão.
 Mecanismo da Corrosão e principais fatores de interferência no processo.
 Potenciais da Corrosão, diagramas de Potencial / pH e Polarização.
 Principais Tipos de Corrosão.
Objetivos da Disciplina

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1. Histórico e Definições da Eletroquímica e da Corrosão.
2. Importância e Classificação da Corrosão.
3. Medida da Corrosão.
4. Conceitos de Metalurgia.
5. Mecanismo Eletroquímico da Corrosão.
6. Principais Fatores que interferem na Corrosão
7. Conceitos da Patina e Passivação.
8. Conceito de Potencial na Corrosão.
9. Diagramas Potencial x pH
10.Conceito de Polarização
11.Tipos de Corrosão: Atmosférica, pelo solo, microrganismos, pela água,
meio ácido, meio alcalino, com erosão, com tensão, efeito da
microestrutura, deterioração pelo hidrogênio, corrosão seca, sulfetação...
Programa da Disciplina

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Principais Referências
Bibliográficas
Corrosão Fundamentos e Informações – Autor: Nestor Ferreira de Carvalho.
Corrosão Fundamentos, Monitoração e Controle - Autor: Hermano C. M.
Jambo e Sócrates Fofano.
Corrosão - Autor: Vicente Gentil.
Corrosão and Corrosion Control - Autor: Herbert H. Uhig.
Corrosion Engineering - Autor: Fontana & Greene.
Metals Handbook Vol 13 e Vol 13A - Autor: American Sociaty Metals – ASM

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Técnicas Eletroquímicas em Corrosão - Autor: Stephan Wolynec.
Electrodeposition and Corrosion Processes - Autor: James M. West.
Apostila de Corrosão - Autor: Instituto de Pesquisa Tecnológicas de SP –
IPT.
Fundamentos de Eletroquímica - Autor: A.R. Denaro – EPUSP.
Modern Electrochimistry - Autor: John O. M. Bockris e Amulya K.N. Reddy.
Principais Referências
Bibliográficas

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Livro – Fundamentos da Corrosão

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 API 510 – Prerssure Vessel Inspection Code: In-service Inspection, Rating, repair, and
Alteration – American Petroleum Institute, API – 100 edição – 2014.
 NACE – Corrosion Data Survey – Metals Section – National Association of Corrosion Engineers,
NACE - 6a edição – 1985.
 NACE Standard Recommended Practice, RP, 0775 – Preparation, Installation, Analysis, and
Interpretation of Corrosion Coupons in Oilfield Operations - National Association of Corrosion
Engineers, NACE – Approved 1975 - Revised 2005.
 ASTM G1 – Standard Practice for Preparing, Cleaning and Evaluating Corrosion Test
Speciments – ASTM - 1999
Principais Normas

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Histórico da Eletroquímica
O estudo da Eletroquímica tiveram início com as experiências de Luigi Galvani e de
Alexandro Volta.

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Desenvolvimento da
Eletroquímica

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 Existem 2 Tipos de Células Eletroquímicas – são Células onde a movimentação de
cargas depende de reações eletroquímicas.
Células Eletrolíticas: movimentação de
cargas impostas a célula que provocam
reações eletroquímicas.
Pilhas: movimentação de cargas
espontânea gerada por reações
eletroquímicas
Células Eletroquímicas

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Processo Eletroquímico
ELETROQUÍMICA: parte da ciência que
estuda as reações eletroquímicas e a
movimentação de cargas em um meio.
Reações Eletroquímicas:
Transferência de elétrons entre o metal e o meio
Reação Anódica Reação Catódica
Representa a perda de elétrons e a
perda de átomos do metal
Representa a transferência de
elétrons do metal para o meio
Me → Me+n + ne X+n + ne → X0
Fe → Fe+2 + 2e 2H+ + 2e → 2H0

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Corrosão
Definição da NACE (National Association Corrosion Engineer)
Corrosão é a deterioração das propriedades úteis de um metal pela ação química
ou eletroquímica do meio ambiente.
METAL MEIO CORROSIVO PRODUTO DE CORROSÃO
+
Quem será
deteriorado
Quem provoca a
corrosão
Produto resultante
Qualquer metal Todo meio que contenha
íons (água)
Formado pelo íons
removidos do metal e
os íons do meio
Pode ser Protetor
Água = dipolo elétrico

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Importância da Corrosão
Perda da Corrosão no mundo:
US$ 2,2 trilhões 3% do PIB.
20 a 25% desses custos
poderiam ser economizados
DADOS: WCO (World Corrosion Organization)
Enquanto você está lendo este
cartaz, 760 quilos de ferro de
seus bens foram corroídos.

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Perdas por Corrosão
PERDAS DIRETAS
REPOSIÇÃO DO MATERIAL DETERIORADO
PERDA DE PATRIMÔNIO
PERDAS INDIRETAS
VAZAMENTO DE PRODUTO OU RUPTURA DE
UM EQUIPAMENTO OU TUBULAÇÃO
CONTAMINAÇÃO DO MEIO AMBIENTE
INCÊNDIO E EXPLOSÕES
PERDA DA SAÚDE
PERDA DE VIDAS
PERDA DE PATRIMÔNIO
Incêndio em refinaria

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Classificação da Corrosão
 Classificação da Corrosão: Ferramenta usada para ordenar o estudo da
corrosão através da identificação da forma e principais fatores que
provocam a deterioração.
 Existem várias maneiras de classificar à corrosão aqui foi adotada a
classificação mais usada pela maioria das normas técnicas utilizadas para
identificação e análise da corrosão.
 Nesse curso, a corrosão será classificada da seguinte maneira:
 Quanto ao Mecanismo;
 Quanto a Extensão;
 Quanto a Forma;
 Quanto ao Tipo.

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Classificação quanto ao
Mecanismo
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO MECANISMO
ÚMIDA
Meio Líquido Meio Gás
SECA
Mecanismo Eletroquímico Mecanismo Químico +
Eletroquímico

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Classificação quanto a Extensão

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Classificação quanto a Forma
 A FORMA da corrosão é uma classificação da maneira como a deterioração se apresenta, ou melhor,
o ASPECTO da superfície após a exposição ao meio corrosivo.
 A corrosão é identificada a olho nu ou com até 100x de aumento.
 Quando existe a interferência da metalurgia do material ou de tensões sua observação deve ser
complementada com observação em aumentos maiores.
UNIFORME PITE TRINCA

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Após a remoção dos depósitos observa-se a
superfície do metal com Corrosão Uniforme
Metal: Aço Carbono
Meio: Água de Resfriamento (pH ≈ 7,0)
Corrosão Uniforme no tampo inferior de um
vaso de pressão.
Metal: Aço Carbono
Meio: Hidrocarboneto (pH < 7,0)
Corrosão Uniforme

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A CORROSÃO é por PITTING (PITE), quando a perda de material é mais acentuada
em alguns pontos do que em outros da superfície do metal exposta ao meio
corrosivo. Quando a dimensão do pite se aproxima de uma bacia (L > 3p), a
corrosão pode ser chamada de ALVEOLAR.
Corrosão por Pitting

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A CORROSÃO aparece na forma de TRINCA quando está associada a um
material tensionado ou com uma estrutura metalúrgica de baixa tenacidade.
Nessa forma de corrosão, em geral, a perda de espessura é muito pequena.
Corrosão na Forma de Trinca

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Classificação quanto ao Tipo
 Tipo da corrosão é uma classificação associada as características do metal ou do
meio que provocam a corrosão, modificam o local da corrosão ou mudam a
velocidade da corrosão.
 Os principais tipos de corrosão são:
 Corrosão pela Água
 Corrosão Ácida
 Corrosão Atmosférica
 Corrosão Caustica
 Corrosão em Frestas
 Corrosão Galvânica
 Corrosão Induzida por Microrganismos
(MIC)
 Corrosão Seletiva
 Corrosão Pelo Solo
 Corrosão Associada da Erosão
 Corrosão Associada a Tensão
 Corrosão Associada a Metalurgia
 Deterioração pelo Hidrogênio
 Sulfetação

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Medida da Corrosão
Metodologia mais indicada pelas Normas ASTM, API e NACE, são:

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Taxa de Corrosão – Perda de
Espessura
 Perda de Espessura na Unidade de Tempo
 Condições de uso: só avalia a corrosão uniforme, não avalia corrosão por pite.
 Quando usar: medir a corrosão em equipamentos, tubulações, estruturas e peças
grandes.
Atenção: a taxa de corrosão tem por objetivo medir a deterioração na superfície do
metal provocada por um meio, ou seja, o valor medido é, na prática, a taxa de
penetração em cada superfície exposta ao meio.
 Expressão Matemática para cálculo:
𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐢𝐧𝐢𝐜𝐢𝐚𝐥 −𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐟𝐢𝐧𝐚𝐥
𝐭𝐞𝐦𝐩𝐨 𝐝𝐞 𝐞𝐱𝐩𝐨𝐬𝐢çã𝐨
 Unidades de Medida: mm/ano: unidade mais utilizada
 ipy (polegadas de penetração por ano): unidade pouco utilizada
 mpy (milésimo de polegadas de penetração por ano): unidade usada em artigos
com origem em países que tem a língua inglesa.
 Correlação: 1 ipy = 25,4 mm/ano = 1000 mpy

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Espessura
Exemplo de aplicação da expressão matemática
Apenas 1 superfície do metal está exposta
ao meio corrosivo. Nesse caso a taxa de
corrosão será:
TC =
𝐭𝟎 − 𝐭𝐅
Imersão 2 superfícies do metal estão
expostas ao meio corrosivo. Nesse caso a
taxa de corrosão será:
TC =
𝟏
𝟐
𝐱
𝐭𝟎 − 𝐭𝐅

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Exemplo de Cálculo da Taxa de
Corrosão
Exemplo de aplicação: Calcule a taxa de corrosão de um sistema de tubulação onde
foram realizadas as medidas da tabela abaixo.
Local da
Medida
Espessura em mm
01/2014 01/2018
01 12,70 12,22
02 12,56 11,96
03 12,48 11,96
04 15,60 15,20
Local Perda de Espessura (mm) Tempo de Exposição (anos) Taxa de Corrosão (mm/a)
01 12,70 – 12,22 = 0,48 4 0,48/4 = 0,12
02 12,56 – 11,96 = 0,60 4 0,60/4 = 0,15
03 12,48 – 11,96 = 0,52 4 0,52/4 = 0,13
04 15,60 – 15,20 = 0,40 4 0,40/4 = 0,10

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Medida da Espessura - Ultrassom
 A medida da espessura para a determinação da taxa de corrosão pode ser executa
de 3 maneiras: ultrassom, radiografia e com calibre.
 Medição de Espessura com Ultrassom: Atualmente o equipamento mais utilizado é
o ultrassom que tem precisão adequada, não precisa de acesso de ambos os lados,
maior rapidez, maior facilidade e, em geral, tem menor custo. A medida é pontual e,
normalmente, não se tem acesso a superfície oposta,

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Medida da Espessura - Radiografia
Medição de Espessura por Radiografia: usada para a medição de tubulações com
diâmetro inferior a 2 polegadas, devido as vantagens de não precisar a remoção de
isolamento e poder ser realizado com a tubulação em operação. A desvantagem é o
isolamento da região devido a radiação. Tem menor precisão do que o ultrassom.

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Medida da Espessura - Calibre
Medição de Espessura usando o Calibre é comum nos casos em que há acesso por
ambos os lados da superfície do metal. Tem menor precisão do que o ultrassom, mas
a medida pode ser realizada com varredura, visualização do local medido e
posicionamento com visão do local medido.

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Massa
 Perda de Massa na Unidade de Tempo e Unidade de Área Exposta ao meio
 Condições de uso: só avalia a corrosão uniforme, não avalia corrosão por pite.
 Quando usar: medir a corrosão em peças pequenas, mas principalmente, para
cupons de testes realizados no campo e, principalmente, em laboratórios.
 É a maneira mais precisa de medir a taxa de corrosão.
𝐩𝐞𝐬𝐨 𝐢𝐧𝐢𝐜𝐢𝐚𝐥 − 𝐩𝐞𝐬𝐨 𝐟𝐢𝐧𝐚𝐥
(𝐭𝐞𝐦𝐩𝐨 𝐝𝐞 𝐞𝐱𝐩𝐨𝐬𝐢çã𝐨 𝐱 Á𝐫𝐞𝐚 𝐢𝐧𝐢𝐜𝐚𝐥 𝐞𝐱𝐩𝐨𝐬𝐭𝐚 𝐚𝐨 𝐦𝐞𝐢𝐨)
 Unidades de Medida:
 mdd: mg por decímetro quadrado por dia
 g/m2.dia: grama por metro quadrado por dia

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Massa
 As principais normas técnicas relacionadas a corrosão fazem a transformação da
taxa de corrosão determinada por perda de peso para perda de espessura, usando
como base o peso específico do material.
Taxa de Corrosão (mm/a) =
𝟖𝟕𝟔𝟎𝟎 𝐱 (𝐩𝐞𝐫𝐝𝐚 𝐝𝐞 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐚)
(𝐭𝐞𝐦𝐩𝐨 𝐝𝐞 𝐞𝐱𝐩𝐨𝐬𝐢çã𝐨 𝐱 á𝐫𝐞𝐚 𝐢𝐧𝐢𝐜𝐢𝐚𝐥 𝐝𝐞 𝐞𝐱𝐩𝐨𝐬𝐢çã𝐨 𝐱 𝐩𝐞𝐬𝐨 𝐞𝐬𝐩𝐞𝐜í𝐟𝐢𝐜𝐨)
Sendo:
 Perda de massa: medida em gramas
 Área inicial de exposição: medido em centímetro quadrado
 Tempo de exposição: medido em horas
 Peso específico do metal: medido em gramas por centímetro cúbico
 Taxa de Corrosão: calculada em mm/ano

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Taxa de Corrosão – Com mais de
2 medidas
 Quando existem um acompanhamento da corrosão com mais de 2 medidas devem
ser calculadas 2 taxas de corrosão de curto e de longo prazo e ser adotada como
taxa de corrosão o MAIOR das duas taxas calculadas.
 Fórmulas Matemáticas:
(TC)CP =
𝐩𝐞𝐧ú𝐥𝐭𝐢𝐦𝐚 𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐦𝐞𝐝𝐢𝐝𝐚 −𝐮𝐥𝐭𝐢𝐦𝐚 𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐦𝐞𝐝𝐢𝐝𝐚
𝐭𝐞𝐦𝐩𝐨 𝐝𝐞 𝐞𝐱𝐩𝐨𝐬𝐢çã𝐨 𝐞𝐧𝐭𝐫𝐞 𝐚𝐬 𝐝𝐮𝐚𝐬 𝐦𝐞𝐝𝐢𝐝𝐚𝐬
(TC)LP =
𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐢𝐧𝐢𝐜𝐢𝐚𝐥 𝐦𝐞𝐝𝐢𝐝𝐚−𝐮𝐥𝐭𝐢𝐦𝐚 𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐦𝐞𝐝𝐢𝐝𝐚
𝐭𝐞𝐦𝐩𝐨 𝐝𝐞 𝐞𝐱𝐩𝐨𝐬𝐢çã𝐨 𝐞𝐧𝐭𝐫𝐞 𝐚𝐬 𝐝𝐮𝐚𝐬 𝐦𝐞𝐝𝐢𝐝𝐚𝐬
ADOTAR COMO TAXA DE CORROSÃO O MAIOR DOS DOIS VALORES CALCULADOS
ACIMA

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Exemplo: Calcular a taxa de corrosão em cada ponto de medição do sistema mostrado
abaixo cujo acompanhamento da corrosão está na tabela abaixo.
Ponto
Espessura
Nominal (mm)
Espessura
Mínima (mm)
Espessura Medida (mm)
2004 2008 2016
1 12,50 9,50 12,42 11,90 11,58
2 6,00 3,00 5,84 4,72 4,28
3 19,00 16,00 18,86 18,38 18,02
4 8,00 5,00 7,80 6,28 5,64
2 medidas

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Resolução:
Ponto
Espessura
Nominal (mm)
Espessura
Mínima (mm)
2004 2008 2016
1 12,50 9,50 12,42 11,90 11,58
2 6,00 3,00 5,84 4,72 4,28
3 19,00 16,00 18,86 18,38 18,02
4 8,00 5,00 7,80 6,28 5,64
Ponto
(TC)CP
(mm/a)
(TC)LP
(mm/a)
(TC)Adotada (mm/a)
1 0,08 0,07 0,08
2 0,11 0,13 0,13
3 0,09 0,07 0,09
4 0,16 0,18 0,18
Dados:
2 medidas

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Taxa e Fator de Pite (TP e FP)
A Taxa de Pite (TP) tem por objetivo medir a deterioração local provocada pela
presença do pite.
Fórmula Matemática: TP =
𝐩𝐫𝐨𝐟𝐮𝐧𝐝𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 𝐝𝐨 𝐦𝐚𝐢𝐨𝐫 𝐩𝐢𝐭𝐞
=
𝐏
𝐭𝐞𝐦𝐩𝐨
Unidades de medida: mm/ano – mais usada
Polegadas/ano – usada em artigos de países de língua inglesa.
Fator de Pite (FP): é usada para dimensionar a presença de pites em locais que
também apresentam corrosão uniforme.
Fórmula Matemática:
FP =
𝐩𝐫𝐨𝐟𝐮𝐧𝐝𝐢𝐝𝐚𝐝𝐞 𝐝𝐨 𝐦𝐚𝐢𝐨𝐫 𝐩𝐢𝐭𝐞
𝐩𝐞𝐫𝐝𝐚 𝐝𝐞 𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐩𝐨𝐫 𝐜𝐨𝐫𝐫𝐨𝐬ã𝐨 𝐮𝐧𝐢𝐟𝐨𝐫𝐦𝐞
=
𝐏
𝐝
(valor adimensional)

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Cálculo da Vida
 Através da taxa de corrosão é possível prever a vida útil e remanescente de
equipamentos, tubulações e estruturas metálicas, nos casos em que a corrosão é o
principal mecanismo de deterioração.
Cálculo da Vida Útil (VU): VU =
𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐨𝐫𝐢𝐠𝐢𝐧𝐚𝐥 − 𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐦í𝐧𝐢𝐦𝐚
𝐭𝐚𝐱𝐚 𝐝𝐞 𝐜𝐨𝐫𝐫𝐨𝐬ã𝐨
Cálculo da Vida Remanescente (VR): VR =
𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐚𝐭𝐮𝐚𝐥− 𝐞𝐬𝐩𝐞𝐬𝐬𝐮𝐫𝐚 𝐦í𝐧𝐢𝐦𝐚
𝐭𝐚𝐱𝐚 𝐝𝐞 𝐜𝐨𝐫𝐫𝐨𝐬ã𝐨
 Todos os equipamentos, tubulações e estruturas tem uma espessura mínima
calculada para suportar a tensão ou peso ao qual ele pode ser submetido.
 A espessura mínima é o menor valor em que um equipamento, tubulação ou
estrutura pode ser mantido na condição operacional para qual foi projetado.
 Nenhuma parte de um equipamento, tubulação ou estrutura pode ser mantido em
operação com segurança quando sua espessura for inferior a mínima calculada.

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Cálculo da Taxa de Corrosão com Várias Medições pelo API 510
Resumo da Medida da Corrosão

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Exemplo de Cálculo da Vida
Calcule a vida útil e a vida remanescente de cada parte de um vaso de pressão com o
acompanhamento de corrosão da tabela abaixo. Depois calcule a espessura de cada
ponto em 01/04/2022.
Ponto
Espessura
Nominal
(mm)
Espessura
Mínima (mm)
01/04/2014 01/04/2016 01/04/2018 01/04/2020
1 9,50 6,50 9,48 9,32 9,22 9,06
2 25,40 22,40 25,35 25,13 24,79 24,57
3 19,00 16,00 18,85 18,67 18,61 18,43
4 22,50 19,50 22,48 22,28 21,96 21,76
5 12,50 9,50 12,46 12,14 11,94 11,62
6 9,50 6,50 9,46 9,20 8,88 8,62

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Exemplo de Cálculo da Vida
Resolução: Cálculo das Taxas de Corrosão (TC), Vidas Remanescente (VR), Vida útil (VU)
e espessura prevista em 01/04/2022.
Ponto
(TC)CP
(mm/a)
(TC)LP
(mm/a)
(TC)Adotada
(mm/a)
VR
(anos)
VU
(anos)
1 0,08 0,07 0,08 32,00 37,50
2 0,11 0,13 0,13 16,69 23,08
3 0,09 0,07 0,09 27,00 33,33
4 0,10 0,12 0,12 18,83 25,00
5 0,16 0,14 0,16 13,25 18,75
6 0,13 0,14 0,14 15,14 21,43
Ponto
Espessura
(mm)
01/04/2022
1 8,90
2 24,31
3 18,25
4 21,52
5 11,30
6 8,34

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Severidade da Corrosão
 A severidade da corrosão costuma ser definida em função dos valores da taxa de corrosão
ou da taxa de pite, medida em mm/ano.
 Existem várias classificações da severidade da corrosão, a mais utilizada é a emitida pela
NACE RP 0775 (2005), mostrada na tabela abaixo.
 A maioria dos códigos de construção internacionais para vasos de pressão e tubulações,
como o código ASME, BSI e outros, utilizam o valor de 3,0 mm como sobre espessura para
corrosão. Os construtores consideram que um vaso construído conforme os requisitos dessas
normas devem durar no mínimo 20 anos, para serem economicamente viáveis. Assim, a taxa
de corrosão limite para que isso seja conseguido é de 0,15 mm/ano (3 / 20).

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CONFIABILIDADE
Classificação Periódica dos Elementos Químicos
Tabela Periódica:
Hidrogênio
6 Gases Nobres
15 Não Metais
07 Semi Metais
87 Metais
116 Elementos Químicos
Metais

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Localização dos Elementos Químicos denominados “METAIS” na Classificação
Periódica
Metais

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Observe que os
Metais tem Menos
do que 4 elétrons
na sua Camada
de Valência,
Portanto, eles têm
tendência de
perder elétrons
para se unirem a
outros elementos
químicos.
Metais

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CONFIABILIDADE
Definições:
 Os Metais são formados por átomos de elementos químicos
ligados quimicamente por forças elétricas e estão dispostos
de maneira ordenada, formando o que se denomina de
“estrutura cristalina”.
 As ligações químicas entre os átomos de um metal são
formadas pelo núcleo dos átomos, com carga positiva, em
posições fixas, com uma nuvem de elétrons rodeando esses
núcleos mantendo os átomos unidos.
 Essa particularidade dos metais concede a eles: boa
condutividade elétrica e térmica; brilho; maleabilidade e alta
temperatura de fusão.
Metais

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CONFIABILIDADE
 Os metais usados na engenharia NÃO são totalmente formados por átomos do
mesmo elemento químico.
 Elementos químicos diferentes do elemento principal estão presentes no metal
resultantes da adição proposital na sua formulação ou como resíduos do processo
de fabricação.
 Os metais usados na construção civil, fabricação de equipamentos, indústria
automobilística, aeronáutica, naval, bélica, etc. não são Puros, mas SIM “LIGAS
METÁLICAS”, ou seja, tem mais do que um elemento químico formando o metal.
 A aplicação de metal com maior nível de pureza está presente na engenharia elétrica,
na área da saúde e em algumas outras aplicações específicas.
Metais

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Principais processos de
Fabricação
O Processo de Fabricação do Metal - Influência na Resistência à Corrosão

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Essa pergunta pode ser respondida de várias maneiras,
mas, o mais importante é saber que:
 Os metais sofrem Corrosão em um determinado Meio
Corrosivo porque eles NÃO são termodinamicamente
estáveis naquele meio.
 Os metais sofrem Corrosão em um determinado Meio
Corrosivo porque eles têm a tendência de se
combinarem com outros elementos químicos,
formando óxidos, sulfetos, fosfatos, etc.
 A Corrosão é a maneira natural do Metal atingir uma
condição mais estável em um Meio Oxidante, Aquoso
ou Iônico.
POR QUE OS METAIS SOFREM CORROSÃO?

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CONFIABILIDADE
Eletronegatividade dos Elementos Químicos
1A 8A
H
2,30
2A 3A 4A 5A 6A 7A
He
4,16
Li
0,91
Be
1,58
B
2,05
C
2,54
N
3,06
O
3,61
F
4,19
Ne
4,76
Na
0,87
Mg
1,30
3B 4B 5B 6B 7B 1B 2B
Al
1,61
Si
1,92
P
2,25
S
2,59
Cl
2,87
Ar
3,24
K
0,73
Ca
1,03
Sc
1,19
Ti
1,38
V
1,53
Cr
1,65
Mn
1,75
Fe
1,80
Co
1,84
Ni
1,84
Cu
1,85
Zn
1,59
Ga
1,76
Ge
1,99
As
2,21
Se
2,42
Br
2,65
Kr
2,96
Rb
0,71
Sr
0,97
Y
1,12
Zr
1,32
Nb
1,41
Mo
1,47
Tc
1,51
Ru
1,54
Rh
1,56
Pd
1,58
Ag
1,87
Cd
1,52
In
1,66
Sn
1,82
Sb
1,96
Te
2,16
I
2,36
Xe
2,58
Cs
0,66
Ba
0,88
Hf
1,18
Ta
1,34
W
1,47
Re
1,60
Os
1,65
Ir
1,68
Pt
1,72
Au
1,92
Hg
1,76
Tl
1,79
Pb
1,85
Bi
2,01
Po
2,19
At
2,39
Rn
2,60
Fr
0,67
Ra
0,89
Referência primária
8B
Elemento MAIS Eletronegativo
Elemento MENOS Eletronegativo
Eletronegatividade
Eletronegatividade
Valores de
Eletronegatividade
de Allen (eV).
N; O; F; S; Cl
Tem X > H
Quando não tiverem
combinado tem
prioridade em
retirar elétron do
metal
Mecanismo Eletroquímico da
Corrosão

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
 A Corrosão é um processo eletroquímico, portanto ocorre através de REAÇÕES
ELETROQUÍMICAS, ou seja, Reações onde existe a transferência de elétrons entre
o metal e o meio corrosivo.
 O Processo Eletroquímico pode ser dividido em REAÇÃO ANÓDICA E REAÇÃO
CATÓDICA.
H+ OH−
REAÇÃO ANÓDICA: depende
da Composição Química do
Metal – Reação de perda de
elétrons e perda de átomos.
REAÇÃO CATÓDICA: depende dos elementos químicos
dissolvidos no meio na forma livre ou iônica – Reação de
transferência de elétrons metal/meio corrosivo.
 Principal cátion em meio aquoso: H+ : medida do pH
 O2: concentração no meio (aeração)
Me → Me+n + ne
Corrosão
pH = - log(cH+)

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Características do Metal - Define a Reação Anódica
Liga Metálica
(Composição
Química)
Resistência à Corrosão
 Composição Química
 Microestrutura
 Processo de Fabricação
Elemento Químico
Principal
Impurezas
(indesejável)
Elemento de Liga
(adicionado a liga)
Participa da Reação
Anódica
Reduz a Resistência à
Corrosão (não participa
diretamente das reações)
Participa da Reação
Anódica
Corrosão

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Características do Meio - Define a Reação Catódica
pH do Meio
Aquoso
< 7
≥ 7
Sem Aeração 2H+ + 2e → H2
H2O + ½ O2 + 2e → 2OH−
Com Aeração 2H+ + ½ O2 + 2e → H2O
Com Aeração
Sem Aeração 2H2O + 2e → H2 + 2OH−
Presença de
Cátions Metálico
Comum
Redução do Cátion X+ne + ne → X0
Presença de Íons
Oxidantes
Redução do Íon a um
Nox menor
X+ne + me → X+(n-m)
Corrosão

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Reação
Eletroquímica
 Reação de Dissolução da Liga Metálica
 Reação de Perda de Elétrons (oxidação)
 Tipo: Me → Me+ne + ne
 Exemplo: Fe → Fe+2 + 2e
 Reação de transferência de elétrons do
metal para um constituinte do meio.
 Reação de redução
 Tipo: X+n + ne → X0
 Exemplo: H+ + e → H0
Reação Total
Soma das Reações Anódicas e Catódicas.
As reações só devem ser somadas após o número de
elétrons das reações anódicas e catódica forem iguais.
Reação Anódica
Reação Catódica
Mecanismo Eletroquímico da Corrosão
Corrosão

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Fatores que Interferem na
Corrosão

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Produto de Corrosão Poroso (Fe2O3)
Produto de Corrosão Sem Porosidade
(Fe2O3 + CuSO4.3Cu(OH)2)
Patina
 PATINA é nome dado a um produto de corrosão, levemente protetor, que se forma nos
Aços Carbono com adição de 0,2 a 0,5% de Cobre na composição química, quando
este é exposto a uma atmosfera industrial úmida.
 A formação da PATINA ocorre com o tamponamento da porosidade do óxido de ferro
(Fe2O3) pelo sulfato básico de cobre (CuSO4.3Cu(OH)2).
 Os Aços Carbono com essa propriedade são chamados de Aços Patináveis.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Aços Patináveis
 O primeiro aço patinável foi fabricado pela aciaria americana US Steel, com o nome AÇO COR-
TEM
 No Brasil esse aço é comercializado, com outros nomes, dependendo do fabricante:
 CSN: AÇO NIO-COR – NIObio Aço Resistente a CORrosão
 USIMINAS: USI SAC – USIminas Aço Soldável Anti Corrosivo
 COSIPA: AÇO COS AR COR – COSIPA Alta Resistência à CORrosão
 GERDAU: Aço COR A588 e COR 400
 Normatização dos Aços Patináveis:
 Americana: ASTM A588
 Brasileira: ABNT NBR 5008, 5920, 5921 e 7007
 Avaliação da efetividade dos aços patináveis: ASTM G101

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Passivação
DEFINIÇÃO MODERNA DE PASSIVAÇÃO:
Passivação é uma resistência substancial à corrosão de um metal, apesar do mesmo
apresentar tendência termodinâmica para corrosão. A passivação conduz o metal a uma
taxa de corrosão desprezível.
Quando o metal está no estado de
corrosão normal, sem redução da
taxa, o metal é dito no estado
ATIVO.
Alterações do meio podem
quebrar a passivação e o metal
volta à apresentar taxa de
corrosão alta, esse fenômeno
chama TRANSPASSIVAÇÃO.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
A PASSIVAÇÃO é a formação de um produto de corrosão protetor, portanto, depende da
composição química do metal e dos constituintes do meio corrosivo.
Exemplos de casos famosos de passivação:
 Ligas de Chumbo imerso em ácido sulfúrico
diluído.
 Ligas de Magnésio em água natural.
 Ligas de Cromo (aço inoxidável, Cr ≥ 12%), em
meios aquosos aerados ou meios oxidantes.
 Ligas de Níquel (Inconel), em meios aquosos
aerados ou meios oxidantes.
 Ligas de Cobre (Monel - Cu/Ni), em meios aquosos
aerados ou meios oxidantes.
 Ligas de Titânio, em meios aquosos aerados ou
meios oxidantes.
 Ligas de Alumínio, em atmosfera úmida.
 Ligas de Cobre (Latão – Cu/Zn), em água natural,
sem amônia.
Exemplos de Passivação
Na PASSIVAÇÃO o produto de
corrosão formado é PROTETOR

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Influência do pH do Meio
Influência do pH em meio ácido Influência do pH em meio aquoso
Em meio ácido a redução na taxa
de corrosão está associada a
falta de H+ para a reação catódica.
H+ + e → H0 2H0 → H2 ↑
Em meio não ácido, a reação catódica
não depende do H+.
H2O + ½ O2 + 2e → 2 OH−

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Reação Anódica: Me → Me+n + ne
Reação Catódica SEM AERAÇÃO:
2H+ + 2e → H2
Reação Catódica COM AERAÇÃO:
2H+ + ½ O2 + 2e → H2O
Corrosão Ácida

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Influência da Aeração
O oxigênio, devido sua alta
eletronegatividade, tem um EFEITO
DESPOLARIZANTE o que provoca
um aumento na taxa de corrosão.
Efeito Despolarizante: facilita a
transferência de elétrons do metal
para cátions do meio ou para o
próprio oxigênio, aumentando a
taxa de reação catódica.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Influência da Concentração
Dependendo do metal e do meio a taxa de corrosão pode: aumentar, reduzir ou não
influenciar na taxa de corrosão.
Exemplos:
Curva 1: Pb + H2SO4 aq
Curva 2: Ni + NaOHaq
Curva 3: Ligas Ferrosas + H2SO4 aq

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Influência da Temperatura do Meio
Como a velocidade da reação catódica depende da movimentação dos íons na
solução e o aumento da temperatura facilita o deslocamento dos íons, a taxa de
reação catódica aumenta, com consequente aumento na taxa de corrosão.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Influência da Velocidade de Fluxo
A velocidade de fluxo do meio tem grande relação com a reação catódica devido a
facilidade na movimentação dos íons para reagir no cátodo.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Associada à Erosão
 Corrosão com Erosão é uma deterioração combinada em que o fluxo do meio remove o produto de
corrosão protetor da superfície do metal expondo o metal ao processo corrosivo.
 O aumento na taxa de corrosão depende da velocidade do fluxo e da presença de partículas.
 Ocorre nos locais de mudança de fluxo, como: curvas, tees, reduções, internos de válvulas e de
bombas, etc.
Curva de Aço Liga, saída
do forno de coque.
Impelidor de bomba de
Ferro Fundido em sistema
de água.
Corrosão/erosão nos tubos do
feixe tubular junto da chapa de
impacto.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Eletrodo de um Metal
Esquema do Eletrodo do Ferro Reações do Eletrodo do Ferro
Nomenclatura usual, que representa o Eletrodo do Ferro: Fe / Fe+2 (cFe+2)
Reação Anódica: Fe → Fe+2 + 2e
Reação Catódica: Fe+2 + 2e → Fe0
Reação do Eletrodo: Fe+2 + 2e Fe
ou Fe+2 + 2e = Fe

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Condição Padrão de um Eletrodo
O Eletrodo de um Metal está na condição padrão quando o meio corrosivo tiver uma atividade
iônica dos íons desse metal igual a 1 Molar e a temperatura da solução for igual a 250C.
Eletrodo Padrão do Ferro
Reações do Eletrodo Padrão do Ferro
Nomenclatura usual, que representa o Eletrodo Padrão do Ferro: Fe / Fe+2 (aFe+2 = 1M)
Reação Catódica: Fe+2 + 2e → Fe0
Reação do Eletrodo: Fe+2 + 2e Fe
ou Fe+2 + 2e = Fe

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Eletrodo de um Gás na Condição
Padrão
Na Condição Padrão, o Eletrodo de um gás é formado através da injeção do gás sobre uma chapa
de platina, platinizada, na pressão de 1 bar, imersa em uma solução com íons desse gás com
atividade iônica de 1 Molar e Temperatura da solução de 250C.
Esquema do Eletrodo Padrão do Hidrogênio
Nomenclatura usual, que representa o Eletrodo
Padrão do Hidrogênio: H / H+ (aH+ = 1M )
Reações do Eletrodo Padrão do
Hidrogênio:
Reação Anódica: H0 → H+ + 1e
Reação Catódica: H+ + 1e → H0
Reação do Eletrodo: H+ + 1e H0
ou H+ + 1e = H0
250C
PH2 = 1 bar
aH+ = 1M

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Potencial de um Eletrodo
 Em toda Micropilha, bem como,
em um eletrodo os cátions
dissolvidos no meio são atraídos
para superfície do metal pelos
elétrons do metal. A força elétrica
que provoca essa atração chama-
se de Potencial do Eletrodo.
 Potencial de Eletrodo é uma
diferença de potencial entre
metal e meio que provoca o início
das reações eletroquímicas no
Eletrodo.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Tabela de Potenciais
Convenção Europeia
de Sinais
Eletrodo Reação do Eletrodo E0
a 250
C , Volts (SHE)
Ouro Au+3
+ 3e → Au + 1,500
Oxigênio (pH<7)* O2 + 4e → 2O¯ + 1,227
Paládio Pd+2
+ 2e → Pd + 0,987
Mercurio Hg
+2
+ 2e → Hg + 0,854
Prata Ag
+
+ e → Ag + 0,800
Oxigênio (pH≥7)* O2 + 4e → 2O¯ + 0,400
Cobre Cu+2
+ 2e → Cu + 0,337
Hidrogênio 2H+
+ 2e → H2 0,000 Referência
Chumbo Pb+2
+ 2e → Pb − 0,126
Estanho Sn
+2
+ 2e → Sn − 0,136
Niquel Ni
+2
+ 2e → Ni − 0,250
Cobalto Co+2
+ 2e → Co − 0,277
Titanio Ti+
+ e → Ti − 0,336
Cadmio Cd+2
+ 2e → Cd − 0,403
Ferro Fe+2
+ 2e → Fe − 0,440
Zinco Zn
+2
+ 2e → Zn − 0,763
Cromo Cr
+2
+ 2e → Cr − 0,910
Titanio Ti+2
+ 2e → Ti − 1,630
Alumínio Al+3
+ 3e → Al − 1,660
Magnésio Mg+2
+ 2e → Mg − 2,370
Sódio Na+
+ e → Na − 2,710
Cálcio Ca
+2
+ 2e → Ca − 2,870
Potássio K
+
+ e → K − 2,930
Lítio Li+
+ e → Li − 3,050
* Pressão parcial do O2 = 1 bar

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Diagramas de Potencial x pH
(Pourbaix)
 O Diagrama de Pourbaix é um diagrama isotérmico de fases que representa o
equilíbrio entre as três fases possíveis em corrosão, quando um metal é exposto a
um meio corrosivo.
 As três fases possíveis da Corrosão são:
 CORROSÃO: representada por íon simples ou complexo, mais estável.
 IMUNIDADE: representada pelo átomo.
 PASSIVAÇÃO: representada por um composto, mais estável.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Diagramas de Pourbaix
Diagrama de Pourbaix para o Aço Carbono em meio aquoso a 250C
Átomo: IMUNIDADE
Íon: CORROSÃO
Óxido: PASSIVAÇÃO

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Diagramas de Pourbaix
 Regiões de Domínio do Diagrama: além do diagrama de fases, o Diagrama de Pourbaix,
pode ser representado apenas pelas regiões de domínio, sem levar em consideração a fase,
considerando apenas os domínios da: Corrosão, Imunidade e Passivação.
 Diagrama do Aço Carbono em meio aquoso só com as Regiões de Domínio.
Átomo: IMUNIDADE
Íon: CORROSÃO
Óxido: PASSIVAÇÃO
Haverá Corrosão para um
pH = 7 e EFe = - 0,44V ?
(Corrosão Atmosférica)

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Exercício sobre Diagramas de
Pourbaix
Para determinar a corrosividade do cobre em
meio aquoso um engenheiro usou o diagrama
potencial, pH para fazer uma avaliação do pH
da água para minimizar e para, praticamente,
evitar a corrosão. Para isso ele mediu o
potencial entre o metal e o meio e obteve um
valor de 0,50 Volts. Pergunta-se:
1) Quais os valores de pH para que a corrosão
seja considerada desprezível?
2) Quais os valores de pH para minimizar a
taxa de corrosão?
3) Quais os valores de pH que devem ser
evitados?
4) Construa outro diagrama só com as regiões
de domínio do diagrama.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Resolução: com o E = 0,50V
1) Imunidade: com esse potencial não é
possível.
2) Minimizar a corrosão: passivação,
manter o pH entre 7,2 e 12,5.
3) Valores de pH a serem evitados:
pH < 7,2 e pH > 12,5
Pourbaix

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Resolução: Diagrama só com
as Regiões de Domínio. Corrosão
Imunidade
Passivação
Pourbaix

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Polarização
A Polarização de um
Eletrodo é o desvio do
Equilíbrio.
Polarização Anódica
Fe → Fe+2 + 2e
Polarização Catódica
Fe+2 + 2e → Fe
Equilíbrio
Reação Catódica: Fe+2 + 2e → Fe
Reação do Eletrodo: Fe = Fe+2 + 2e
Eletrodo
Polarizado
Polarização

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Polarização
Densidade de Corrente de Troca (i0):
 Denomina-se de densidade de corrente de troca a movimentação de cargas entre o Metal e o
Meio Corrosivo quando o Eletrodo está em Equilíbrio.
 No Equilíbrio a quantidade de Reações Anódicas e Catódicas são iguais.
No Equilíbrio, temos:
 ia = ic = i0
 E = E0

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Polarização
Pilha formada para
determinar os valores
da Densidade de
Corrente de Troca (i0)
de qualquer Eletrodo.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Curvas de Polarização
 Polarização Anódica:
ηa = 0,10 . log (
𝐢𝐚
𝐢𝟎)
 Polarização Catódica:
ηc = - 0,10 . log (
|𝒊𝐜|
𝒊𝟎 )
Representação Gráfica das Equações de Tafel –
Diagrama de Evans
Equações Simplificadas de Tafel,
considerando o Coeficiente de Tafel
de 0,10 V

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Curvas de Polarização
 Polarização Anódica:
ηa = 0,10 . log (
𝐢𝐚
𝐢𝟎)
 Polarização Catódica:
ηc = - 0,10 . log (
|𝒊𝐜|
𝒊𝟎 )
Representação Gráfica das Equações de Tafel usando
escala logarítmica para a densidade de corrente.
Equações Simplificadas de Tafel,
considerando o Coeficiente de Tafel
de 0,10 V

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Determinação da TC através do
icorrosão
Correlação entre icor e taxa de corrosão (TC)
A relação entre icor e a TC é dada pela aplicação da Lei de Faraday na equação da
taxa de corrosão por perda de massa:
TC =
𝟑,𝟐𝟖 . 𝐌 . 𝐢𝐜𝐨𝐫
𝐧 . 𝐃
TC: taxa de corrosão, em mm/a
M: massa atômica do metal, em gramas
icor: densidade de corrente de corrosão, em mA/cm2
D: massa específica do metal, em g/cm3
n: número de elétrons transferidos

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE Corrosão Atmosférica
 A variação na taxa de corrosão atmosférica não está relacionada com o oxigênio (aproximadamente
igual em todos os locais), mas com os seguintes fatores:
 Umidade Relativa do Ar (URA)
 Tipo e quantidade de POLUENTES
 Tipo e quantidade de SAIS EM SUSPENSÃO
 Variação da TEMPERATURA
 Índice de CHUVAS
 Intensidade e direção dos VENTOS
 Por isso, a taxa de corrosão atmosférica, de um mesmo metal, varia em função do local em que o
metal fica exposto.
 ESSAS VARIÁVEIS DEPENDEM
DAS CONDIÇÕES LOCAIS.
 PODENDO FORMAR
MICROCLIMAS.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE Corrosão Atmosférica
Classificação das atmosferas em função da URA
 Na prática, ocorre uma variação dessas atmosferas em um mesmo dia e local.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Atmosférica
 Classificação das atmosferas em função dos Poluentes.
 Na prática, existe uma combinação de mais de uma dessas atmosferas.
 A atmosfera é considerada Marinha em uma distância ≤ 1 Km do mar.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão pelo Solo
 Chama-se de Corrosão pelo Solo quando o meio que provoca a corrosão são os
constituintes presentes no solo.
 A Corrosão pelo Solo é a corrosão observada em tubulações, vasos, tanques e estruturas
ENTERRADAS.
Principais constituintes presentes no solo que provocam Corrosão:
 Permeabilidade
 Umidade
 Aeração
 pH
 Bactérias
 Poluentes
 Corrente de Fuga
 Diferença de Aeração
 Diferença de Resistividade
Determinados através de Inspeção
no local. São características do local
Essas variáveis são avaliadas
através da medida da Resistividade
do Solo.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão pelo Solo
Esquema do Método de Wenner, também, chamado de método dos 4 pinos
Aplicando a > 20p na fórmula de
Palmer abaixo, teremos:
ρ =
𝟒.π.𝐚.𝐑
𝟏+
𝟐 𝐚
𝐚𝟐+(𝟐𝐩)𝟐
−
𝟐 𝐚
(𝟐𝐚)𝟐+(𝟐𝐩)𝟐
(Ω.m)
ρ =
𝟒.π.𝐚.𝐑
𝟏+
𝟐 𝐚
𝐚𝟐+(
𝟐𝐚
𝟐𝟎
)𝟐
−
𝟐 𝐚
(𝟐𝐚)𝟐+(
𝟐𝐚
𝟐𝟎
)𝟐
ρ =
𝟒.π.𝐚.𝐑
𝟏+
𝟐 𝐚
𝐚𝟐
−
𝟐 𝐚
(𝟐𝒂)𝟐
=
𝟒.π.𝐚.𝐑
𝟏+𝟐 −𝟏
ρ = 2.π.a.R

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão pelo Solo
Valores de Resistividade de Solos Típicos:
MAIOR RESISTIVIDADE DO
SOLO
MENOR CORROSÃO

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão pelo Solo
Relação entre Corrosividade e Resistividade do Solo (ASTM G187, 2012)

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão por Corrente de Fuga
A corrente de fuga é uma corrente elétrica que aparece no solo e atinge a estrutura enterrada,
provocando um tipo de corrosão pelo solo específica e localizada na forma de pite.
 A corrente de fuga atinge a estrutura e se
utiliza dela como um novo condutor por
uma extensão.
 O ponto em que a corrente de fuga atinge a
estrutura favorece as Reações Catódicas.
 O ponto em que a corrente de fuga deixa a
estrutura favorece as Reações Anódicas.
 A corrosão é localizada, na forma de pite no
ponto em que a corrente deixa a estrutura.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão por Corrente de Fuga
Exemplo de uma tubulação, em aço carbono do sistema de drenagem industrial atingida por
corrente de fuga. Observa-se uma corrosão localizada nos pontos onde a corrente deixou a
tubulação e corrosão na forma de pite.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Galvânica
 Alguns projetos realizados com foco na resistência mecânica sem considerar a resistência à corrosão
podem gerar Pilhas Galvânicas.
 O nome Pilha Galvânica, esta associado as experiências de Luigi Galvani e Alexandro Volta, ocorre
sempre que metais dissimilares estão ligados e em contato com um mesmo meio corrosivo.
 Nesses casos tem-se a formação de Pilhas Galvânicas cuja taxa de corrosão é até 100 vezes maior do
que a corrosão de ação local.
 Em uma Pilha Galvânica o Metal Mais Nobre é protegido enquanto que o Menos Nobre sofre Corrosão.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Galvânica
A Série Galvânica depende do Meio
Casco do Navio: Aço Carbono.
Chapas de Sacrifício: Zinco
PROTEÇÃO CATÓDICA COM
ÂNODOS DE SACRIFÍCIO
Tubos: Aço Inox
Austenítico
Chicanas: Aço
Carbono

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão em Frestas
 A Corrosão em Frestas (Crevice Corrosion) é a localização das reações anódicas no interior
de uma fresta, sem modificação das reações do processo. Isso provoca uma perda de massa
maior na arte do metal localizada no interior da fresta.
 A Corrosão em fresta ocorre quando a abertura da fresta está entre 0,5 e 3,0 mm.
Exemplos de frestas usuais na área industrial

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão em Frestas
 Exemplo da Corrosão em
Fresta, provocada pela
diferença de quantidade
de íons de hidrogênio
dentro e fora da fresta.
 A Fresta foi provocada
pela suportação do
cupom de teste por um
fio de nylon.
Metal: Aço Carbono
Meio: Ácido Sem Aeração

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Induzida por
Microrganismos (MIC)
Comum em meios aquoso,
água doce ou salgada, com
velocidade < 1 m/s – Forma
Tubérculos.
1. Os microrganismo produzem substâncias ácidas,
originadas pelo metabolismo do seu
desenvolvimento, que transformam o meio do
local sob seu depósito em meio ácido.
2. Consomem o oxigênio dissolvido no meio e
transformam a superfície sob seu depósito em
uma área sem oxigênio, favorecendo a reação
anódica.
3. Consomem substâncias inibidoras de corrosão
expondo a superfície do metal ao meio.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Sob Isolamento (CUI)
Corrosão provocada pela entrada e acúmulo de água através de falhas
no isolamento térmico e expõe o metal a um meio ácido com aeração,
formado pelo cloreto presente no isolamento térmico (CaCl2).
Condições:
 Aço Carbono e Baixa Liga: -120C < Temperatura < 1750C – Corrosão
Uniforme
 Aço Inoxidável Austenítico: 600C < Temperatura < 2050C - Corrosão
na forma de Trinca - CST
Localizações Típicas de CUI em Equipamentos e Tubulações de
Aço Carbono
CUI no Aço Inox

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CONFIABILIDADE
Corrosão pela Água de
Resfriamento
Inibidor Anódico Inibidor Catódico Inibidor Misto
Cromatos Hidrazina Polifosfatos
Nitritos Fosfatos
Ortopolifosfatos Aminas
Silicatos
Molibdatos

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CONFIABILIDADE
Mecanismo da Corrosão pela
Água em Caldeiras
Proteção Contra à Corrosão pela água em Caldeiras
Reações da Corrosão pela Água SEM Aeração:
Reação Catódica: 6H2O + 6e → 6OH− + 3H2
Reação Anódica: 3Fe → 3Fe+2 + 6e
Reação Total: 6H2O + 3Fe → 3Fe+2 + 6OH− + 3H2
3Fe + 4H2O → + 4H2
Camada Protetora com T > 2000C
Fe3O4
A quebra da passivação leva a
nova corrosão na forma de pite

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CONFIABILIDADE
Corrosão pela Água em Caldeiras

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CONFIABILIDADE
Corrosão Sob Tensão (CST)
 Em Inglês é chamado de Stress Corrosion Crack – SCC
 É um processo de corrosão que ocorre na forma de trinca em regiões onde existe tensões
de tração.
 Só ocorre em algumas associações metal / meio, em locais com tensão de tração.
 A intensidade de tensão que leva a corrosão sob tensão pode ser inferior as tensões
admissíveis usadas nos códigos de projeto para vasos de pressão, caldeiras e tubulações.
 Na maioria dos casos, a identificação no campo de trinca provocada por CST só é possível
através de exames não destrutivos como, liquido penetrante e partículas magnéticas
(detecção de descontinuidades que afloram a superfície).

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CONFIABILIDADE Corrosão Sob Tensão (CST)
Principais associações metal e
meio que podem levar a trinca
de corrosão sob tensão.

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CONFIABILIDADE
Influência da concentração do meio e temperatura na CST do Aço Inoxidável em
solução aquosa com cloretos.

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CONFIABILIDADE Corrosão Sob Tensão (CST)
Corrosão Sob Tensão em Tubo de Latão
exposto a água contendo amônia.
Micrografia da seção
transversal (100X).
Corrosão Sob Tensão em Tubo de Aço
Inoxidável exposto a água contendo
cloretos.

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CONFIABILIDADE
Corrosão Sob Tensão no casco de aço
carbono de um vaso de pressão exposto
a um meio com sulfeto de hidrogênio
(H2S)
Corrosão Sob Tensão em Tubo de Aço
Carbono exposto a água alcalina.

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CONFIABILIDADE
Corrosão Fadiga
 Em inglês essa deterioração é classificada como Corrosion Fatigue Cracking - CFC
 A Corrosão Fadiga é a ocorrência de trinca pela ação combinada de um meio
corrosivo e tensões cíclicas.
 O tempo até fratura por corrosão fadiga é menor do que o tempo até a fratura se os
dois fenômenos de corrosão e fadiga estiverem isolados.
 O mecanismo da corrosão fadiga e CST são muito similares. Entretanto, a
quantidade de combinações metal / meio sujeitos a Corrosão Fadiga é muito maior.
 A identificação se a trinca foi provocada por CST ou por CFC só é possível pelo
conhecimento da aplicação da carga.

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CONFIABILIDADE
Corrosão Fadiga
CORROSÃO FADIGA
Concentração de
Tensão
Tensões Cíclicas
Meio de Corrosividade
Moderada
Temperatura < 2000C
+
+
+
TRINCAS similares a SCC, com menos
ramificações
Condições
Usuais
da
Corrosão
Fadiga
Fadiga
gerada
por
Tensões
Mecânicas

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CONFIABILIDADE
Corrosão Fadiga
 Redução do Limite de Fadiga de um
aço inoxidável com 13% Cr devido a
corrosão.
 Carregamentos com baixo ciclo de
tensão são mais danosos do que com
alto ciclo, porque no primeiro caso
existe mais tempo para ação da
corrosão.

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CONFIABILIDADE
Corrosão Fadiga
Diferença entre a Superfície da
Fratura com trinca só de fadiga
e com Corrosão Fadiga.

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CONFIABILIDADE
Corrosão Fadiga
Trincas de Corrosão Fadiga na carcaça do
rolo de sucção de uma máquina de papel.
Corrosão Fadiga Térmica em Tubo de Forno
Quando as tensões tem origem em
CICLOS TÉRMICOS E EXISTE OXIDAÇÃO –
CORROSÃO FADIGA TÉRMICA

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CONFIABILIDADE
Corrosão Associada a Metalurgia
 Os constituintes podem interferir na Taxa de
Corrosão e na localização da corrosão.
 Precipitados, reduzem a resistência à
corrosão porque retiram elemento de liga da
solução sólida. Ex. Cr23C4 (sensitização).
 A Corrosão Intergranular tem alta relação com
a microestrutura do material.
 Quando não ocorre precipitação a influência
da microestrutura na taxa de corrosão é
pequena.
Influência da microestrutura do aço
carbono na sua resistência à corrosão
em uma solução aquosa de NaCl a 3,5%.

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CONFIABILIDADE
Corrosão Associada a Metalurgia
SENSITIZAÇÃO: Precipitação de Cr23C4 no contorno de grão quando o aço Inoxidável Austenítico é
aquecido e mantido por algum tempo entre 400 e 8150C – essa precipitação leva a formação de trincas
intergranular e chama-se de CORROSÃO INTERGRANULAR
Metalografia mostrando a
Corrosão Intergranular
Amostra com ataque e
aumento

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CONFIABILIDADE
Deteriorações pelo Hidrogênio
 O termo Deterioração pelo hidrogênio é usado quando a origem do dano é causada
pela presença ou participação do hidrogênio.
 Classificação dos danos pelo hidrogênio:
 Empolamento pelo hidrogênio
 Trincas pelo hidrogênio
 Descarbonetação
Tem Mecanismo Eletroquímico
Tem Mecanismo Químico

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CONFIABILIDADE Deteriorações pelo Hidrogênio
Mecanismo Eletroquímico da deterioração pelo
Hidrogênio
Etapas:
1) Geração do H0 pela reação catódica em
meio ácido, sem aeração.
2) Adsorção do H0 pela superfície do
metal.
3) Difusão do H0 para o interior do metal.
4) Formação de H2 no interior de um
defeito cristalino do metal.
5) Pressurização do H2 retido e
deformação localizada.
6) Propagação da deformação plástica até
a superfície mais próxima ou iniciação
de uma trinca na ponta da região
pressurizada.

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CONFIABILIDADE
Empolamento pelo hidrogênio

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Trincas pelo hidrogênio

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CONFIABILIDADE
Corrosão Seca
 A Corrosão é denominada de seca quando o meio corrosivo está no estado gasoso.
 Alguns estudiosos preferem chamar a Corrosão Seca de Oxidação.
 O Mecanismo da Corrosão Seca inicia com um mecanismo de corrosão química e depois
passa a ter o mesmo comportamento de uma corrosão eletroquímica.
 Algumas Normas e Recomendações Práticas de entidades, como o API, preferem caracterizar
a Corrosão Seca como a que acontece com temperatura acima de 2040C.
 Na Corrosão Seca a deterioração costuma ser medida através do aumento de massa na
unidade de tempo, porque, na maioria dos casos, o óxido fica aderente ao metal.
TO =
aumento de massa
area de exposição . (tempo)

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE Corrosão Seca
Mecanismo da Corrosão Seca
Etapas:
1) Formação Inicial de um óxido
ou outro composto.
Me + ½ O2 → MeO
2) Crescimento do óxido.
3) As reações anódicas e
catódicas ocorrem nas
extremidades do óxido como
se este fosse metal e meio
corrosivo.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Seca
A relação entre o volume do óxido formado e o
volume de metal consumido, desenvolvida por
Pilling e Bedworth, indicam a resistência do óxido
formado.
Razão de Volume =
𝐯𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞 𝐝𝐨 ó𝐱𝐢𝐝𝐨 𝐟𝐨𝐫𝐦𝐚𝐝𝐨
𝐯𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞 𝐝𝐞 𝐦𝐞𝐭𝐚𝐥 𝐜𝐨𝐧𝐬𝐮𝐦𝐢𝐝𝐨
 Razão < 1 – Óxido é insuficiente para recobrir
todo o metal e não haverá proteção.
 Razão entre 1 e 2 – óxidos resistentes e
protetores.
 Razão > 2 – óxido tem tensões de compressão
que originam trincas e destrói o óxido.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Seca
Taxa de Oxidação de Vários
Metais

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Corrosão Seca
Temperaturas Limites de
Várias Ligas Metálicas
quanto a taxa de oxidação.

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Sulfetação
 Sulfetação (Sulfidation): é a reação direta do metal com gases ou vapores
que contenham sulfetos, em alta temperatura. Esse fenômeno é também
chamado de CORROSÃO SULFÍDRICA ou CORROSÃO POR SULFETOS.
 AEssa Corrosão afeta Aços Carbono e Aços com Cromo.
 Ligas de Cobre podem ter sulfetação em baixa temperatura.
 Na ligas Ferrosas estão sujeitas a Sulfetação quando expostos a
temperaturas acima de 2600C, quando expostos a meios com sulfetos

UNISANTA - PÓS
CONFIABILIDADE
Sulfetação
As Curvas modificadas de McConomy mostram a taxa de corrosão estimada em
função da temperatura para um teor de enxofre no meio de 0,6% em peso para
vários materiais.
Fator a ser aplicado na taxa de
corrosão estimada para outros
teores de enxofre.
Tubo de aço carbono que falhou
por sulfetação

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CONFIABILIDADE
NORMAS API LIGADAS A
CORROSÃO
 A gestão dessas normas
levam a CONFIABILIDADE.
 Essa gestão pode ser
realizada por 1 Engenheiro
de Inspeção ou de
Confiabilidade.
Estas Normas estão relacionadas com o
RCM – (Reliability Centered Maintenance)
Manutenção Centrada na Confiabilidade e
com os Planos de Inspeção (PRI).
IOW – API 584
(Integrity Operating Windows)
 DETERMINAÇÃO DOS LIMITES
DAS VARIÁVEIS OPERACIONAIS
PARA EVITAR O DANO
 CONFIRMA O RBI
RBI – API 580/581
(Risk Based Inspetion)
 MÉTODOS DE INSPEÇÃO
 LOCAIS DE INSPEÇÃO
 PERIODICIDADE DA
INSPEÇÃO
 TAXA DE DETERIORAÇÃO
CCD – API 970
(Corrosion Control Documents)
 TIPOS DE DETERIORAÇÕES
 LOCAIS DA DETERIORAÇÃO
 SUSCEPTIBILIDADE AO DANO
 TAXA DE DETERIORAÇÃO

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