MEC Corrosão Protecção

Mestrado
em
Engenharia Mecânica
CORROSÃO E
PROTECÇÃO
Teresa Moura e Silva
2021/22

2
O que é a corrosão?
Deterioração de um material por acção do meio em
que opera, aliada ou não a esforços mecânicos.
Definição (Federação Europeia de Corrosão):
➢ mudanças nas propriedades do metal (sua inutilização ou do sistema técnico do qual faz parte)
➢ alteração do meio
Palavras chave: Deterioração; meio agressivo (onde a estrutura opera)

3
Projectistas e os responsáveis pela manutenção dos bens devem:
CORROSÃO = MECANISMO DE FALHA
➢ estar conscientes do impacto da corrosão
➢ ter um conhecimento suficiente do processo corrosivo de forma a:
▪ diminuir os custos de manutenção
▪ diminuir os riscos de falha, aumentando a disponibilidade
▪ implementar medidas proactivas para a mitigação da corrosão
Motivação

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Projectistas e os responsáveis pela manutenção dos bens devem:
CORROSÃO = MECANISMO DE FALHA
➢ estar conscientes do impacto da corrosão
➢ ter um conhecimento suficiente do processo corrosivo de forma a:
▪ diminuir os custos de manutenção
▪ diminuir os riscos de falha, aumentando a disponibilidade
▪ implementar medidas proactivas para a mitigação da corrosão
Motivação

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Corrosão: fenómeno transversal
Sector dos Transportes:
Automóveis: corrosão do chassis e da carroçaria
Aviões: corrosão nas juntas
Navios: proximidade da linha de água, zona da hélice

6
Transporte fluidos /Armazenamento:
Corrosão externa e interna

7
Componentes electrónicos:

8
construção civil:
Degradação de estruturas de betão armado

9
Monumentos:
Corrosão no nariz da Estátua da Liberdade
patina
substituição dos 1 350 rebites das costas
devido a corrosão galvânica

10
Estruturas Metálicas em Engenharia:
Degradação dos revestimentos

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Consequências da corrosão:
CORROSÃO
Custos
Segurança
Conservação
de recursos

12
CUSTOS GLOBAIS DA CORROSÃO (2013)
US$ 2.5 TRILLION*
= 3.4% of GDP
Controlo e gestão da corrosão + boa práticas:
Poupança 15-35%
* Sem contabilizar consequências a nível de segurança e ambiente que podem duplicar ou triplicar este valor
Custos da corrosão:

13
Source: NACE corrosion impact study 2013
Portugal: > 9 000 M€ (2015) ~ 900 euros per capita/ano

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Custos
Directos
Indirectos
1. corretivos
✓ Manutenção associada com falha por corrosão
Custos com material (substituição /reparação) e mão de obra associada
2. preventivos
✓ uso de materiais mais resistentes (+caros: aços inox vs. aço macio)
✓ espessuras maiores (sobredimensionamento)
✓ materiais para protecção anti-corrosiva (tintas,....)
✓ custos da protecção e da sua manutenção
✓ inspecções relacionada com corrosão
Ex: custos diretos preventivos num
gasoduto (revestimentos, sobre-
espessura, protecção catódica e serviços
associados é 4-7% do custo total da
construção).
O colapso do gasoduto terá um custo
superior aos 100%.

15
Custos
Directos
Indirectos
✓ Paralisações
✓ Perda de produto
✓ Perda de eficiência
✓ Contaminação de produtos
- Conservação de recursos naturais
• Outros custos

16
Efeitos da corrosão:
Impacto da corrosão na M&O (ambientes marinhos)
Failures
10%
Capital Cost
38%
Maintenance
52%
out of these 80% due to
corrosion
Corrosion,
70%
Third part damage, 5%
Construction, 5%
Operations/Other, 17%,
COSTS
MATERIAL
REPAIRS/REPLACEMENT

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Considerem-se três soluções alternativas de seleção de materiais para um permutador de calor:
➢ aço (com um custo de 8000 € e uma vida útil de 2 anos);
➢ aço com proteção anticorrosiva (sistema de proteção com um custo acrescido de 7000 € +
1000 € / ano e vida útil superior a 8 anos);
➢ aço inox (custo de 20000 € e vida útil de 8 anos);
• Exemplo de Cálculo

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◼ Para comparar a rentabilidade de cada uma das opções, e dado que elas envolvem tempos
de vida diferentes, é necessário aplicar o indicador VAL – valor actualizado líquido
soma de todas as entradas e saídas de dinheiro durante
a vida útil de um projecto, actualizada para o momento
final do projecto

= +
=
n
0
i
n
i
t)
(1
CF
VAL

19
Ano Aço
Aço
c/protecção
Aço Inox
0
1
2
3
4
5
6
7
8
-8000
-8000
-8000
-8000
------
-(8000+7000)
-1000
-1000
-1000
-1000
-1000
-1000
-1000
-1000
-20000
VAL (5%) -27808 -21464 -20000
=> AÇO INOX (embora nem sempre adequado)

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Segurança
Corrosão (CUI) dos apoios de
um reservatório de produto
petrolífero
Three Mile Island (1979) - fusão
parcial do núcleo do reactor 2,
devido a fuga de fluido de
arrefecimento associada com
corrosão sob tensão

21
Derrame de 20 000 toneladas de petróleo com impacto astronómico no turismo e pescas.
O navio tinha sido inspeccionado durante a década de 90, tendo sido registado corrosão
intensa (portas estanques não fechavam completamente)
1999 Petroleiro maltês Erika que afundou ao largo da Bretanha
Segurança

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Corrosão de um oleoduto conduziu à fuga de
gasolina e a uma explosão que provocou $1 bilião de
prejuízo, 15 000 desalojados, 252 mortes, 500 feridos
1992 Analco, Guadalajara, México
Segurança

23
1984 Bhopal, India
• Fuga de 40 ton de isocianato de metilo da indústria de pesticidas Union Carbide Corporation
• 3 000 mortos imediatos e 20 000 estimados no total
“The Bhopal gas leak resulted from operating errors, design
flaws, maintenance failures, training deficiencies”
(New York Times, January 28, 1985)
Segurança

24
1988 Aloha Airlines
Destacamento de 1/3 da cobertura
1 vítima mortal
Segurança

25
Estima-se que a quantidade de aço destruída, anualmente, por corrosão,
equivale a 25%-30% da sua produção anual
Conservação de recursos:
Enquanto você lê isto, começaram e
acabaram de se corroer 760 kg de
ferro

26
Benéficos
Alumínio
Titânio: A cor é controlada pela
espessura da camada de óxido

27
Benéficos
Aço CORTEN
(“patinável”)

28
Benéficos
Outdoor da Audi A2, com carroçaria
em alumínio, tira partido da elevada
resistência à corrosão deste material,
comparada com a resistência do aço.

29
Em resumo:
A corrosão é, a par com o desgaste, um dos principais modos de falha dos equipamentos,
mas não é inevitável
Sistemas de
protecção
eficiente
Educação/
sensibilização
Gestão da
corrosão
I&D Boas práticas
SOLUÇÕES

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Gestão da corrosão:
Boas Práticas Más práticas
Atitude pró-activa Atitude reactiva
Vigilância (monitorização da corrosão)
Negligenciar os problemas da corrosão.
Filosofia “longe da vista, longe do coração”
Alerta precoce de problemas de corrosão Falhas súbitas, inesperadas e dispendiosas
Aprender com problemas anteriores
Falhas anteriores são esquecidas, os erros
são repetidos
Manter registos integrados (falhas,
consequências para ambiente e segurança de
pessoas e bens)
Sem registos
Treino e aprendizagem dos fenómenos de
corrosão
Desconhecimento do fenómeno corrosivo
Utilização de métodos de prevenção
reconhecidos. Desenvolvimento e optimização
contínuas desse métodos
"patchwork" de métodos de controlo,
inapropriados para o sistema em causa ou
mal aplicados
"pagar um pouco agora" "pagar muito mais tarde"

31
Em resumo:
Design Procure Building Comissioning
Operate and
Maintenance
Decomissioning
/Dispose
CORROSION MANAGEMENT MUST COVER THE ENTIRE LIFE CYCLE OF THE ASSET
“ (…) o controle da corrosão deve ser um processo contínuo e dinâmico
que se inicia no projecto e fabricação e continua com a manutenção e
monitorização. É um problema que não vai desaparecer! Um
investimento no controle da corrosão é um investimento na segurança e
reduz os custos na indústria. Embora tenham sido feitos progressos
significativos, devemos continuar a dedicar tempo e recursos ao
controle da corrosão (...)
NACE International

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Pontos a focar:
Prevenção da Corrosão
IV
Previsão da Corrosão
III
Tipos de Corrosão
II
Fundamentos da Corrosão
I

MEC Corrosão Protecção

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