1. O documento discute os conceitos e tipos de corrosão metálica, incluindo corrosão química e eletroquímica.
2. São descritos os tipos fundamentais de corrosão como uniforme, galvânica, em frestas e por pites.
3. A corrosão causa grandes perdas econômicas e problemas ambientais, e diferentes métodos podem ser usados para combatê-la, como proteção catódica, revestimentos e uso de inibidores.
2. Corrosão
Materiais metálicos = metais e ligas metálicas:
Substância inorgânica com um ou mais elementos metálicos (e não
metálicos)
Elementos metálicos: Ferro, cobre, alumínio, níquel, titânio...
Não metálicos em ligas: Carbono, o nitrogênio e o oxigênio.
3. Corrosão
Ponte sobre a grota do São João,
Estrada de Ferro Curitiba-
Paranaguá, (1885)
Aço = 99,7% Fe + 0,3% C
4.
5. Corrosão
Corrosão - tendência do metal reverter ao seu estado original, o de
mais baixa energia.
A tendência de decréscimo energético é a principal encorajadora à
corrosão metálica.
7. Corrosão
Corrosão
• Indústrias - química, petroquímica, etc.
• Meios de transporte - aviões, automóveis, navios, etc.
• Medicina – implantes
• Monumentos
• Construção civil Gera perdas econômicas imensas.
É importante compreender os fenômenos que envolvem a corrosão para
que se possa melhor combate-la. Custos do combate à corrosão - 1,8 % do
PIB
8. Corrosão
Corrosão
Deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica, pode
ou não associada a esforços mecânicos.
Corrosão dos materiais metálicos = corrosão metálica.
9. Corrosão
Nos processos de corrosão, os metais reagem com os elementos não metálicos: O
2, S, H 2S, CO 2 .....
Produz compostos semelhantes aos encontrados na natureza, dos quais foram
extraídos.
10. Corrosão
A corrosão é a deterioração das propriedades úteis do material por
ação química ou eletroquímica ou do meio ambiente.
13. Figura 4- Corrosão por alta
temp. em bico queimador
Figura 5- Corrosão por fadiga em
junta de expansão
14. Figura 6- Corrosão atmosférica em
estátua
Figura 7- Corrosão localizada causada pelo
solo
15. Figura 8- Corrosão atmosférica Figura 9- Corrosão localizada e
generalizada em duto de petróleo
enterrado
16. 1.2- Problemas causados pela Corrosão
a) Econômico
Perdas Diretas
São perdas em que os seus custos de substituição de peças e de
manutenção estão incluídos no projeto (como mão de obra, energia, custo
de manutenção do processo).
Exemplo: Proteção Catódica, revestimentos orgânicos e etc.
17. Perdas Indiretas
São perdas em que os seus custos não estão incluídos no projeto.
Exemplos: como paralisação acidental, perda de produto, contratação de
terceiros e etc.
18. b) Ecológico
Preservação das reservas minerais.
Produção adicional destes metais para a reposição do que está sendo
deteriorado.
Contaminação com produto de corrosão os efluentes.
28. Corrosão
Corrosão química: (corrosão ou oxidação em altas temperaturas)
Caracteriza por:
• Ausência da água líquida;
• Temperaturas acima do ponto de orvalho da água;
• Interação direta entre o metal e o meio corrosivo.
Corrosão química não se necessita de água líquida.
Corrosão química = Corrosão seca.
30. Corrosão
Corrosão Química
Interação direta entre o metal e o meio corrosivo. Conhecidos por
corrosão ou oxidação em altas temperaturas. Ocorre em equipamentos
que trabalham aquecidos: fornos, caldeiras, unidades de processo, etc.
31. Corrosão
Corrosão química: Os casos mais comuns são a reação com o oxigênio
(OXIDAÇÃO SECA), a dissolução e a formação de compostos.
32. Corrosão
Corrosão eletroquímica: (mais frequente na natureza)
Caracterizada por:
• Necessidade da presença de água no estado líquido;
• Forma uma pilha ou célula de corrosão, com a circulação de elétrons
na superfície metálica.
Como o eletrólito contem água líquida, a corrosão eletroquímica é
denominada:
Corrosão eletroquímica = Corrosão em meio aquoso
37. Corrosão
Os fatores que influenciam as falhas por corrosão são;
I. Composição Química ( microestrutura e uniformidade do material e
meio)
II. Temperaturas ( interface entre o metal e o meio)
III. Etapas no processo de fabricação (TT, conformação a frio e
soldagem)
*Corrosão tolerável
42. Corrosão
Combate a corrosão uniforme;
I. Seleção de material ( passivação)
II. Revestimentos Orgânicos (pintura) Revestimentos inorgânicos (
cromagem ou galvanização)
III. Introdução de modificações no meio corrosivo ( inibidores)
IV. Proteção catódica ou anódica.
44. Corrosão
Passivação
Basicamente o AÇO INOX é uma liga de Fe-Cr com baixo teor de Carbono, contendo, no mínimo 10,5% de Cr.
Na passivação o cromo participa da formação de uma película fina, aderente e protetora na forma de óxido
de cromo. Esta película se forma naturalmente em atmosferas oxidantes ou no ar ambiente.
A resistência à corrosão dos aços inoxidáveis aumenta com o teor de Cr e de outros elementos que
participam e estabilizam o filme passivado, tais como o Ni, Mo, N e Cu (aços austeníticos).
45. Corrosão
Proteção Catódica
Proteção Catódica é uma técnica usada para controlar a corrosão
de uma superfície metálica, tornando-a o cátodo de uma célula
eletroquímica. Um método simples de proteção conecta o metal a ser
protegido a um "metal de sacrifício" mais facilmente corrosível para
atuar como o ânodo.
46. Corrosão
O que é proteção catódica galvânica?
A técnica consiste em energizar suavemente as instalações a serem
protegidas, de modo a eliminar totalmente os processos corrosivos.
Essa energização pode ser conseguida com o auxílio de
ânodos galvânicos de magnésio, zinco ou alumínio (proteção catódica
galvânica).
47. Corrosão
Inibidores
Os inibidores de corrosão são compostos que, quando aplicados em
determinadas concentrações na superfície das armaduras, retardam
a corrosão ou reduzem muito essa taxa. Ao mesmo tempo que
garantem proteção, não alteram as propriedades físicas, químicas e
mecânicas do concreto
49. Corrosão
Componentes de máquinas podem sofrer corrosão geral quando em
contato om papelão ou madeira das embalagens para transporte. O
contato prolongado do componente com a embalagem vai permitir a
corrosão em função dos ácidos gerados pela decomposição da madeira
ou papelão.
50. Corrosão
A Corrosão por Fadiga
É um modo de falha onde efeitos corrosivos e o meio
agem em conjunto com cargas cíclicas para produzir
trincas no material.
Detecção do modo de fratura é difícil pois, o meio
pode apagar marcas de praia e estrias.
Corrosão-fadiga em junta de expansão
51. Corrosão
Redução da resistência a Fadiga
Aço de alta resistência sofrem redução de 90% na sua resistência à
fadiga quando exposto a água salgada, quando comparados com a
resistência no ar seco.
52. Corrosão
Corrosão por Pites (alveloar)
Corrosão altamente localizada
Pites profundos e bem definidos
Região anódica ou concentração de meio corrosivo em pontos
Ataque seletivo próximo a inclusões e ou heterogeneidades
Pode estar recoberto por outros subprodutos de corrosão
55. Corrosão por Pites
Algumas causas de corrosão por pites
Heterogeneidades superficiais do material
Perda loca da passividade pela ruptura mecânica ou do filme de
óxido.
Ex aço inoxidável austenítico em meios que contenha cloretos.
57. Corrosão
Corrosão Galvânica
Junções de materiais dissimilares num circuito fechado
Material menos nobre sofre corrosão
Intensidade de corrosão depende da DDP eletroquímica
Óxidos passivadores protegem contra corrosão
59. Corrosão
Corrosão Galvânica
Combinação de metais comum são aço inox com cobre, latão com
bronze, aço inox com aço carbono.
Metais
Zinco
Aço Galvanizado
Alumínio
Ferro fundido
Aço inox 410
Aço inox 304
Cobre
Prata
Titânio
Ouro
60. Corrosão
CORROSÃO INTERGRANULAR
Ataque químico seletivo nos contornos
Região de mais alta energia
Segregação de elementos
Ex: Sensitização do aço inox (entre 500oC e 850oC) Remoção do cromo
da solução sólida. Precipitação de carbonetos
63. Corrosão
CORROSÃO INTERGRANULAR
A prevenção da corrosão intergranular (a prevenção da sensitização)
se faz empregando-se aços inoxidáveis austeníticos com teor de
carbono inferior a 0.03% ou aços contendo elementos como nióbio
ou titânio, que fixam o carbono, não o deixando livre para formar
precipitados com o cromo.
64. CORROSÃO INTERGRANULAR
Corrosão intergranular (sensitização) em bloco
fundido de aço inox
Fissura devido a corrosão intergranular por stress em um
tubo trocador de
calor de liga INCONEL (liga de Ni-Cr para altas
temperaturas). Mag: 500X
66. Corrosão
CORROSÃO INTERGRANULAR
Outra técnica de prevenção é a solubilização, que consiste no
reaquecimento de um aço inoxidável sensitizado acima de 1050oC,
seguido de um resfriamento muito rápido de modo que não haja
tempo para a reprecipitação dos carbonetos. Esta técnica só é viável
em peças que possam ser submetidas ao desempeno (o choque
térmico causa significativas deformações) e também à decapagem (o
aquecimento provoca a oxidação).
67. Corrosão
Corrosão em Frestas
Corrosão relativamente localizada em frestas de uma peça metálica,
ou formadas pela sobreposição de outro metal ou de materiais
inertes sobre o metal.
68. Corrosão
Exemplos típicos:
Fresta entre parafuso e porca;
Fresta entre flange e material vedante; -
Fresta entre metal e areia, terra, detritos depositados sobre o
mesmo; - fresta entre chapas sobrepostas ;
Fresta deixada por solda sem penetração suficiente.
71. Corrosão
A corrosão sob tensão é o fenômeno de deterioração de materiais
causada pela ação conjunta de tensões mecânicas (residuais ou
aplicadas) e meio corrosivo.Acontece comumente com metais
dúcteis.
72. Corrosão
CORROSÃO SOB TENSÃO
Carga estática + meio corrosivo
Carga aplicada ou tensões residuais
Ruptura contínua do filme óxido (falsas estrias)
Muitas ramificações
Transgranular ou intergranular
78. Corrosão
CORROSÃO BIOLÓGICA
Atividade orgânica de bactérias, algas e fungos
Deposição de sólidos, ácidos, alteração de reações catódicas e
anódicas Água, solo, petróleo, fluidos de corte
80. Corrosão
• MEDIDAS PREVENTIVAS E CORRETIVAS
Seleção adequada de materiais para o meio corrosivo.
Utilização de materiais com microestrutura e composição química
homogêneas.
Aplicação de pinturas, recobrimentos, revestimentos e tratamentos
superficiais, tais como eletrodeposição, galvanização, niquelação,
estanhagem, cromeação, anodização, entre outros.
Uso de inibidores nos eletrólitos.
Monitoramento constante do dano por corrosão.
81. Corrosão
MEDIDAS PREVENTIVAS E CORRETIVAS
Diminuição da tensão aplicada ou realização de tratamento térmico
de alívio de tensões no material.
Utilização de tratamentos térmicos adequados.
Impedir o acúmulo de água nos componentes e/ou reduzir a
umidade do ambiente de trabalho.
Diminuir a quantidade de concentradores de tensão pelo reprojeto
do componente ou polimento da peça, por exemplo.
83. Corrosão
Incrustações
É um modo de falha em que ocorrer a deposição de material do
ambiente ou processo sobre a superfície dos componentes das
máquinas, resultando na deterioração do seu funcionamento.
a) Travamento de selos mecânicos
b) Impossibilidades de ajuste móveis
c) Abstração da passagem de fluidos