CURSO DE CORROSÃO JULHO 08

CURSO DE CORROSÃO E PROTEÇÃO

CONTRA CORROSÃO

PROFESSOR: ALOYSIO DE AGUIAR

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO

A CORROSÃO É UM FENOMENO NATURAL E, COMO TAL, SUAS CONSEQUÊNCIAS ÀS VEZES NOS FAVORECEM OUTRAS NOS PREJUDICAM.

DESSE MODO, TODOS OS PROBLEMAS ATRUBUÍDOS À CORROSÃO SÃO NA REALIDADE RESULTADO DA NOSSA IGNORÂNCIA E FALTA DE COMPREENSÃO DO FENÔMENO E SEUS MECANISMOS.

1. INDÚSTRIA METALÚRGICA:

LIXIVIAÇÃO

ELETROREFINO

ALGUMAS CONSEQUÊNCIAS DA INEXISTÊNCIA DA CORROSÃO:

Esses processos ficariam inviabilizados, pois utilizam os mecanismos da corrosão como meio de produção

2. GALVANOPLASTIA:

Todos os processos eletroquímicos de recobrimento (cromeação, zincagem, niquelação, etc) seriam impossíveis de se realizar, pois todos partem do metal no estado ionizado, ou seja, do metal previamente corroído.

3. BATERIAS E PILHAS:

Não funcionariam e, assim teríamos, por exemplo, que inventar um outro meio para dar partida nos veículos. Não haveria rádios, relógios e brinquedos à pilha e teríamos de descobrir outro meio para as inter-comunicações espaciais, telefonia celular, via satélite, etc.

4. DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS:

Não seriam possíveis os ataques metalográficos, assim como as análises químicas por via úmida; polimentos eletrolíticos e outras preparações de corpos de prova, como limpezas químicas de produtos de corrosão ( remoção) ou impregnações de polímeros ou outras sujidades para análise em microscopia óptica ou eletrônica.

4. DESENVOLVIMENTO DEMATERIAIS:

Não seriam possíveis os ataques metalográficos, assim como as análises químicas por via úmida; polimentos eletrolíticos e outras preparações de corpos de prova, como limpezas químicas de produtos de corrosão (remoção) ou impregnações de polímeros ou outras sujidades para análises de falha em microscopia óptica ou eletrônica.

4. EXISTÊNCIA HUMANA “VIDA NA TERRA”:

Até mesmo a vida na terra depende em parte da corrosão, uma vez que a clorofila, fundamental na vida das plantas, contém íons de magnésio ( Magnésio corroído).

Podemos citar também a hemoglobina do sangue que necessita de íons de ferro na oxigação, além de um grande número de outros minerais , Zn, Na, K, etc que são de grande importância para a vida dos humanos e demais habitantes da terra.

CORROSÃO: Destruição de um material, geralmente metálico, através da interação química ou eletroquímica do meio ambiente.

CORROSÃO

PERDA DE RESISTÊNCIA PERDA DE MASSA

INTERAÇÃO QUÍMICA

MATERIAL

FRATURA

PERDAS ECONÔMICAS

CUSTOS DIRETOS Remediativos Preventivos Revestimentos (ôrganicos ou inorgânicos) Materiais mais resistentes à corrosão Métodos de proteção contra corrosão (outros, p.

ex. aditivos, inibidores de corrosão, proteção catódica ou anódica e outros) Superdiomensionamento

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO PERDAS ECONÔMICAS

CUSTOS INDIRETOS Interrupção de operação Perda de produtos (Ex.: oleodutos) Perda de eficiência (trocadores de calor, motores

a combustível, diminuição de vazão em tubulação,

etc.) Contaminação de produtos

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO CUSTO DA CORROSÃO

PAÍS ANO CUSTO (US$)(Bilhões)

% PNB % EVITÁVEIS

RUSSIA 2005 6,7 2,0 -

ALEMANHA 2005 6,0 3,0 25

REINO UNIDO 2005 3,2 3,5 23

AUSTRÁLIA 2005 0,55* 1,5 -

JAPÃO 2006 9,2* 1,8 -

EUA 2006 70,0 4,2 15

* Somente custos diretos

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO CONSIDERAÇÕES ENERGÉTICAS

A obtenção de um metal se faz à custa de uma determinada quantidade de energia, a qual é cedida pelos processos metalúrgicos como mostrado abaixo:

Metalurgia

Composto + Energia Metal Corrosão

Ex.: Redução térmica de minério de ferro que consome carvão e combustível

(alcançar a temperatura)

Fe2 O3 + 3C 2 Fe + 3CO

Fe2 O3 + 3CO 2 Fe + 3CO

Energia

16METAIS + AR SECOMETAIS + AR ÚMIDO, ÁGUAS, SOLOS

OXIDAÇÃO

PLÁSTICOS + ARMADEIRAS + AR, ÁGUA

INTERAÇÃOQUÍMICA

PLÁSTICOS + VAPORESADSORÇÃO

METAIS + METAIS LÍQÜIDOS PLÁSTICOS + SOLVENTESVIDROS & CERÂMICAS + REAGENTES

DISSOLUÇÃO

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO METAIS EM EQUILÍBRIO

Reações Químicas Reações Eletroquímicas

A A z+ + ze-

Reação anódica reação catódica ou de oxidação ou de redução

A AZ+ + ze- e - xz- + Ze- x

xxxx xxxx e- METAL

XZAZXA

XzX++-+

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO • EXPERIÊNCIA DE EVANS

Solução Aquosa NaCl 3% + Fenolftaleina (OH - ) cor rósea + Ferricianeto de k (Fe2+ ) azul de prússia

(K 3 Fe (CN )6

O2 + 2 H2 O + 4e- 4OH- (Reação Catódica) Fe Fe2+ + 2 e- (Reação anódica)

CÉLULA ELETROLÍTICA

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO No anodo: Fe Fe+2 + 2 e-

No catodo: H 0 + ½ 02 + 2 e- 2 0H-

² .. . Massa Corroída = f (corrente elétrica) Lei de Faraday

Onde: M = massa do metal que reage k = equivalente eletroquímico g /coulombs (Carga) i = intensidade de corrente em ampéres (A) t = tempo em segundos (s) F = constante de Faraday (1F = 96.500 coulombs/mol )

FKitM =

CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO F

F8,32696500

000.536.31=

Ex.: Massa de ferro corroído durante 1 ano para 1 A corrente

1 F = 96 500 coulomb / mol 1 coulomb = 1 A x seg. 1 A x ano = 24 x 60 x 60 x 365 = 31 536 000 coulomb

(EQUIVALENTE ELETROQUÍMICO)

326,8 F X X = 9, 125 Kg

285,551 F

2. Termodinâmica

2.1.1. Energia LivreG Medida da capacidade de trabalho

Máxima energia que pode ser fornecida

G < 0 Reação espontânea

G = 0 Equilíbrio

G 0 Reação Contrária é espontânea

2.1.1. Energia Livre

G = -FE

G = Variação de energia livre J

n = número de elétrons envolvidos e

F = constante de Faraday 96.500 c

E = Potencial de eletrodo V

Conhecendo-se, calcula-se

Zn Zn+2 + 2e-

2.1.2. Potencial de Eletrodo.

2H+ + 2e- H2

POTENCIAL DE ELETRODO PADRÃO

Au Au+3 + 3 v

+1,498 V

Fe+3 + e- Fe +2

+ 0,771V

2H+ + 2e- H2 O V

Al Al+3 + 3 l- - 1,662 V

Equação de Nerst: redaoxa

FRTOEE ln

E = Potencial observado

E = Potencial padrão

R = Constante dos gases perfeitos = 8,314 J/K mol

Equação de Nerst: redaoxa

FRTOEE ln

Onde:E = Potencial observado

E = Potencial padrãoR = Constante dos gases perfeitos = 8,314 J/K mol

T = Temperatura em graus Kelvin = 298 k (25 C)n = número de elétrons envolvidosF = Constante de Faraday = 96500 coulombs

Substituindo os valores constantes e transformando ln em log temos:

redaoxa

nEE log0591,0

2.2. Aplicações de Termodinâmica à Corrosão:

Positivo Inversa é espontânea

G Negativo Reação espontânea

Regras:

1)A mais negativa ou ativa meia célula de 1 reação eletroquímica, tende a ser oxidada e a mais positiva, tende a ser reduzida;

2)Todos os metais com potenciais mais ativos (negativos) que o hidrogênio tendem a corroer em soluções ácidas;

Ex.: Cobre e Prata não corroem em ácidos desarejados;3) A corrosão não ocorre a menos que a direção espontânea da reação indique oxidação.

Principais usos dos Diagramas de Pourbaix

1. Prever a direção expontânea das reações;

2. Estimar a composição química dos produtos de corrosão;

3. Estudar mudanças que se aplicadas ao ambiente reduzem ou eliminam a corrosão.

“Esses diagramas representam condições de equilíbrio e jamais podem ser usados para prever velocidade de reações”

2.3 - Cinética de Eletrodo

Engenharia A velocidade da corrosão ou taxa de corrosão é o que é importante!

Sistemas em processo de corrosão quase sempre estão Limitação no emprego

dos cálculos termodinâmicos fora de equilíbrio

Definição de Termos - Cinética de Eletrodo

Anodo: Refere-se ao eletrodo, onde ocorre a reação de oxidação

Catodo: Refere-se ao eletrodo, onde ocorre a reação de redução

Polarização: Desvio em potencial que ocorre num sistema em equilíbrio, quando devido a um agente externo esse deixa de ocorrer.

A sobretensão (ou sobrepotencial) abreviada de é a medida da polarização com relação ao potencial de equilíbrio de um eletrodo.

Ex. Sistema anterior Pt / Zn E = - 660 mV : medido

A sobretensão do Zn é + 100 mV

2.4 - Densidade de Corrente de Troca

moles/ cm2 / seg moles/ cm2 / seg

No equilíbrio Taxa de oxidação = taxa de redução

2.4 - Densidade de Corrente de Troca (cont.)

No equilíbrio Taxa de oxidação = Taxa de redução

Taxa de reação de troca

Rea. = Rox. = Rred.

Me Mze + Ze-

==== 2/v cmAiA

dqAdtdm

= densidade de depende do metal usado corrente de troca como eletrodo

Não pode ser determinada teoricamente, mas apenas avaliá-la experimentalmente

Densidade de corrente de troca para o hidrogênio para diferentes eletrodos metálicos

Me M z e + Z e-

==== 2/v cmAiA

dqAdtdm

io é f (reação de oxi - redução) e depende das seguintes variáveis:

1. Composição química do eletrodo;2. Distribuição dos elementos na liga;3. Taxa de oxidação e redução dos espécimes presentes no sistema;4. Área de contato;5. Temperatura do Sistema

2.5. Polarização

Causas:1. Formação de películas protetoras;2. Crescimento de películas já

existentes;3. Destruição de películas já existentes;4. Saturação de íons nas vizinhanças

dos eletrodos;5. Absorção de gases

Tipos:1. Por ativação2. Por Concentração3. Ohmica 4. Polarizaçcão combinada

2.5.1 Polarização por Ativação

Seqüência de reação Fase Lenta Polarização por ativação

-Ex.: Evolução de hidrogênio fase lenta é transferência de e

ou formação das moléculas de hidrogênio

2.5.1 Polarização por Ativação

Equação de Tafel:

= log iio

Onde: = Sobretensão = declive de Tafel ou Cte de Tafel i = taxa de oxidação ou redução A / cm²

=densidade de corrente de troca A / cm²

2.5.2 Polarização por Concentração:

• Decorre da indisponibilidade de ânions suficientes para descarregar a carga do eletrodo.

xBFCnD

iL = densidade de corrente limite de difusão

é função:D:Coeficiente de difusão do reagente D: coeficiente de difusão (1.10-5 cm/s Sol.dil. 25.C) (10-5 cm/s H+) C B: Concentração dos íons reagentesF: Constante de FaradayX: espessura da camada de difusão 10-2 x 10-3 cm

2.5.3 Polarização Combinada:t = a + c

• Durante o processo de dissolução anódica a polarização por concentração pode ser desprezada e assim temos:

dissolução c 0 t = a = log i/io

• Para processos de redução a polarização por concentração se torna importante a medida em que a taxa de redução se aproxima da densidade de corrente limite de difusão e temos : t = a + c

t = - log i/io + log( 1- i/iL)

Wagner e Traud ( 1938):

Toda reação eletroquímica pode ser descrita por 2 ou mais reações parciais de oxidação ou redução.Não pode ocorrer acumulação de carga elétrica durante uma reação eletroquímica.Durante umprocesso de Taxa total de = Taxa total decorrosão oxidação redução

2.6- Potencial Misto

Pode se compreender melhor a teoria de potencial misto , utilizando-se a os eletrodos mistos.Eletrodos mistos constituem-se em uma amostra metálica em contato com dois ou mais sistemas de oxidação e redução.Para exemplificar essa teoria podemos utilizar o sistema do zinco imerso em uma solução de ácido clorídrico.Para se determinar a condição de equilibrio deve se ter em mente as seguintes características:

• O zinco é um excelente condutor metálico e deve, portanto, estar com toda superfície num mesmo potencial.

• Esse potencial não pode ser ode equilíbrio do Zn isoladamente e nem da evolução do hidrogênio sobre o Zn , mas deve ser um valor intermediário.

Pela 2 hipótese da teoria do potencial misto: Taxa de oxidação= Taxa de redução esse valor é determinado.Só existe um ponto onde essa hipótese é satisfeita e esse ponto é chamado de Potencial Misto ou Potencial de Corrosão.

• Apenas nesse ponto a conservação de carga é mantida. Ex: Lousa

2.6.1- Eletrodos Mistos

V=RI Rt

Lei de Ohm: V = I (Re + Rm) Re > > > Rm portanto: V=Re

2.6.2- Tendência à Corrosão- Diagrama de Evans

V= (Ec* - E a* ) = (Ec - c ) - (E a + a )Para ocorrer corrosão: I >0

Rc c a a

- - + ( )

§ = Ec* - E a* > 0 - deve ocorrer corrosão sempre +§ = Ec* - E a* < 0 - não deve ocorrer corrosão§ = Tendência à corrosão Ex:

classe

2.6.3- Curvas de polarização

1 2 : Dissolução do metal metais que não se passivam corrente aumenta com o aumento do potencial (linha tracejada)2 3 : Passivação formação de película de óxido que dificulta a passagem de corrente ( e diminui até 5 ordens de magnitude)3 4 : Óxidos estáveis aumento do potencial produz num aumento na espessura do óxido sem aumentar a corente (Ex. (Al, Ta, Zr, etc.)

5 : Óxidos bons condutores de e- oxidação do solvente6 7 : Óxidos que se oxidam a uma valência superior dando produtos solúveis dissolução do metal 6 7 : Transpassividade8 9: Corrosão localizada perda da estabilidade da película passiva com o aumento do potencial corrosão po pites, intergranular Ex. Fe, Cr, Al, em presença de agentes agressivos, tais como Cl , Br , I , etc.

• Na prática os metais possuem potenciais quase sempre abaixo de 8.

• Se por um agente externo se manter o potencial de um metal entre 3 e 8 a corrosão está controlada proteção anódica.

• Se da mesma forma manter o mesmo abaixo de 1 corrosão é termodinâmicamente impossível proteção catódica.

• Diagrama de Evans para Fe, em meio ácido, em presença de diferentes oxidantes

3. Classificação da Corrosão

3.1. Quanto à natureza do meio corrosivo

* atmosférica Pura ou Rural Poluída Marinha Industrial Meio Aquoso Urbana* corrosão pelos solos* corrosão por águas naturais* corrosão por líquidos industriais* corrosão microbiológicas - microorganismos* corrosão por exaustão* corrosão por metais líqüidos

3. Classificação da Corrosão

3.2. Quanto à natureza do agente físico ou mecânico concomitante* corrosão sob erosão, corrosão sob cavitação;* corrosão sob fricção, corrosão sob tensão, corrosão sob

fadiga, etc.

3.3. Quanto ao mecanismo eletrônico* corrosão química* corrosão eletroquímica* corrosão por eletrólise

3.3. Quanto ao mecanismo eletrônico

3.4. Quanto ao efeito observado no material metálico (a) o material apresenta desgaste aparente GeneralizadaLocalizada (por pite, por frestas, etc.)Seletiva(b) o material não apresenta desgaste aparenteIntergranularFragilização pelo hidrogênioCorrosão sob tensão fraturante

3.4.1-Corrosão Generalizadaatua sobre toda superfície indistintamenteForma mais comum de ataqueFácil identificação e controle

3.4.2- Corrosão por pitesForma mais destrutiva e perigosaDifícil identificaçãoTempo de indução (incubação)

3.4.3- Regra Simples

Metais Resistentes Susceptíveis àà Corrosão Generalizada Corrosão por Pites

Aumentar a resistência à Aço inoxidável AISI 304corrosão por pite em água Aço inoxidável AISI 316do mar Hastelloy F, Nionel ou Durimet 2.0 Hastelloy C Titânico

• contorno de grão apresenta reatividade acentuada• Pouco aparente extremamente perigoso• Reduz propriedades mecânicas do metal

3.4.3. Corrosão Intergranular

Grão de aço inoxidável solução Sólida C - Crc/ aquecimento 500 - 900 Cpor alguns minutos (Sencitização)

Somatório de efeitos:• corrosão galvânica• redução da resistência à corrosão;• relação de áreas desfavorável;• região originalmente conturbada

estruturalmente;

3.4.4. Corrosão em Cordão de Solda

Soluções para evitar Sencitização:• Tratamento térmico - homogeneizar estrutura 1050 - 1150 C resfriar em água

• Adicionar elementos de liga - estabilizadora Ex.: Ti, Nb e Ta - aços estabilizados

• Reduzir teor de C nos aços inóx - Classe “L”

3.4.5. Corrosão Seletiva

• Ataque preferencial de um elemento da liga

• Dezincificação de latões Mecanismo1) Toda a liga se dissolve por corrosão2) Os íons de Zn permanecem em solução 3) Os íons de Cu se redepositam (redução do Cu)

Prevenção • Redução da agressividade do meio (redução de 02 ) • Proteção Catódica;• Uso de ligas com menor porcentagem de Zinco• Adição de elementos de liga que inibem o processo

3.4.6. Corrosão Associada a Esforços mecânicos.

• A ação química associada a uma ação física do meio ou sobre o metal solicitado por esforços mecânicos é muito mais nociva do que a ação química isolada.

Pode-se separar os casos em 2 grandes grupos de associações:(a)Corrosão sob ação física• Corrosão sob erosão• Corrosão sob cavitação• Corrosão sob fricção (“Fretting”)(b)Corrosão sob ação mecânica Especificidade do meio • Corrosão sob tensão Tempo de indução Tensão de tração

• Corrosão sob fadiga

4. Proteção Contra à Corrosão.

• Para que a corrosão ocorra G = Gp - Gr 0

Combate à Corrosão Aumentando a resistência da Condição TermodinâmicaMaterial metálicoDiminuindo a corrosividade do meioInterpondo uma barreira entre o metal e o meio

Existem grupos de Métodos:1. Atuam sobre o fator termodinâmico - Proteção Catódica• único método que pode reduzir a corrosão a “ ZERO”

2. Atuam sobre o fator cinético - Ex. Revestimentos

3. Atuam em ambos os fatores (Termod. + Cinética)

4.1 Aumento da Resistência do Material Metálico.

Esse aumento pode ser conseguido de 3 formas:

1.Alteração da composição superficial por recobrimento metálico

2.Alteração da composição global • retirar ou reduzir elementos nocivos• adicionar elementos nobres3. Alteração do Potencial de Corrosão- No sentido catódico - Proteção Catódica- No sentido anódico - Proteção Anódica (Somente para metais apassiváveis Fe, Cr, Ni,

Co, Ti, etc. )

4.2-Recobrimentos Metálicos.• É mais nobre que o metal base Maior resistência à Corrosão• Forma um óxido ou outra película qualquer que é protetora• Ajusta a nobreza de metais em contato galvânico

• Apresenta caráter anódico com relação ao metal base e protege-o corroendo-se proteção catódica galvânica

Ex.: Zn sobre aço Sn sobre aço - latas de conserva

Métodos

• Eletrodeposição (Eletroquímico ou químico)• Imersão em metal fundido - Aço galvanizado• Processos Termoquímicos - Cementação, Cladirização (Al)• Aspersão Térmica - jato de metal fundido• Deposição de metal vaporizado em Vácuo (PVD)• Cladização - Colaminação - Ind. Aeronáutica• Pintura - Revestimentos isolantes com ou sem pigmentação

4.3-Proteção contra à Corrosão pela Alteração da Composição Global do material metálico.

Essa alteração pode ser realizada de 3 formas:

1. Acréscimo de novos elementos;

2. Retirada de elementos existentes;

3. Pela alteração da composição das fases existentes sem alterar a composição química.

4.4-Proteção Catódica.

A corrente catódica necessária à proteção pode ser obtida de 2 formas:

1. Ligando-se a estrutura a ser protegida no pólo negativo de um gerador de corrente contínua. Proteção catódica por Corrente Impressa

2. Ligando-se a estrutura a ser protegida a um material metálico garantidamente anódico no meio Proteção Catódica por Anodos de Sacrifício.

4.4-Proteção Catódica.

O anôdo pode ser ativo (sucata de ferro) ou inerte (grafite, ferro silício, etc.)

Usos comuns:• Cascos de navios tipo galvânico - Anodos de Zn + Pintura• Tanques de armazenamentos e canalizações imersas• Torres de Telecomunicação - Anodos de sacrifício ou por corrente

impressa.

4.5-Proteção Anódica.

Alguns metais, tais como: Fe, Cr, Ni, co, Ti e suas ligas, em meios usuais, apresentam um comportamento, onde se verifica a redução da corrosão com o aumento de potencial dentro de certos limites - Passivação.

4.5-Proteção Anódica.

Vantagens:• Melhor controle• Maior eficiência e economia quando os meios são muito agressivos• Maior poder de penetração

Desvantagens:• É aplicável somente a metais que se tornam passivados, no meio considerado• Custo elevado• Impossibilidade de reduzir a corrosão a zero

4.5-Diminuição da Corrosividade do Meio.

A corrosividade do meio pode depender substancialmente da presença de um determinado fator fator de controle.

Ex.: Corrosão atmosférica - Umidade relativa.

Corrosão por combustíveis: - gasolina: teor de enxofre - álcool: pH e Cl-

Corrosão em meio aquoso: - dureza Ca++ e ou Mg ++

- oxigênio dissolvido

4.7 - Inibidores de Corrosão.

Substâncias puras ou misturas mais ou menos complexas capazes de diminuir a velocidade das reações de corrosão.

Mecanismos de Ação:

V = I (Re + Rm) Re Rm V = I Re

V = (E c - c ) - (EA + A ) = EC - EA - ( c + A )

ACAC EE )( = I +--

4.7 - Inibidores de Corrosão.São inibidores substâncias capazes de reduzir “ I ” através de uma

ou mais das seguintes ações: Aumento do Ea enobrecimento do potencial anódico;

Diminuição de Ec diminuição da nobreza do catodo; Aumento da polarização anódica a ou Catódica c ou

ambas; Aumento do Re; A maioria dos inibidores comerciais atuam aumentando o Re

pela formação de películas de resistência elevada.

A concentração dos inibidores dependem do meio (presença de agentes agressivos “Cl”, principalmente) e do sistema metálico

* Corrosão por pites

Tabela 4.7.1. : Efeito da concentração do Cromato e Cloreto e da temperatura na corrosão do aço carbono (duração do ensaio 14 dias, velocidade do c.p. 37 cm/s.

Na2 Cr2 02 2 H2 O g/l

0 0,1 0,5 1,0

% NaCl Temp C Velocidade de corrosão em mpy 0 20 21 0,1 0,2 0,0 75 36 14 * 0,4 0,2 95 17 11 * 0,4 0,0

0,002 20 26 0,6 0,0 0,0

75 67 5 * 0,2 0,0

95 21 17 * 5* 0,3

0,05 20 31 1,2 1,5 0,8

75 85 2 3 2

95 23 7 * 5 * 2

3,5 20 24 1,7 1,6 1,5

22,0 20 07 0,9 0,6 1,3

Os apassivadores devem sempre ser usados acima de uma concentração igual ou superior a um valor crítico .

Valores menores impedem uma apassivação homogênea de toda a superfície corrosão por pites.

Outros indicadores, tais como os orgânicos tem a ação ou mecanismo pouco conhecido.

Mecanismo mais aceito Adsorção.

4.8 - Interposição de barreira entre o material metálico e o meio.

O último método de proteção contra a corrosão é o que se baseia na aplicação ou formação local de uma película não condutora que age como uma barreira entre o material metálico e os agentes agressivos.

As películas não condutoras empregadas na proteção de materiais metálicos podem ser:

Aplicadas. Formadas localmente, pela transformação química parcial

da superfície metálica.

4.8.1 - Películas protetoras aplicadas.

Incluem todas aquelas de materiais orgânicos ou inorgânicos que independem da participação do metal base na sua composição.

Ex.: Vidro, cerâmica, cimento, plásticos, alcatrão e tintas, etc.

Vidro e Material cerâmico: esmaltação a fogo, usado na proteção contra corrosão a elevada temperatura.

Baixa resistência a impacto fissuramento.

Cimento: Proteção do ferro(mesmo coeficiente de dilatação), muito usado na proteção interna de tubulações aplicado por centrifugação.

Boa resistência à meios aquosos neutros. Baixa resistência à impacto e a choque térmico.

Alcatrão e Asfalto: Proteção contra corrosão pelo solo.

Ex. Tanques, oleodutos

Plásticos e elastômeros Inúmeros tipos com desenvolvimento recente.

Deve-se estudar caso a caso para se especificar o revestimento adequado em função de aderência no metal, resistência ao meio, porosidade e propriedades mecânicas, quando for o caso.

Ex. Borracha, neoprene, cloreto de vinilas, PVC, ABS, Teflon, etc.

As películas de tintas, vernizes, esmaltes e lacas, constituem as barreiras mais freqüentemente empregadas no combate à corrosão atmosférica e pelos solos.

Quanto à composição tem-se: Tintas pigmento + veículo + solvente + aditivos + carga Vernizes veículo + solvente + aditivos + carga Lacas pigmento (?) + resinas + solvente+ aditivos + carga Esmaltes menor tempo de cura, maior dureza

Pigmentos Substâncias sólidas naturais ou artificiais, orgânicas ou inorgânicas Conferem côr e tornam as películas menos permeáveis e alguns tem ação inibidora (ZnCrO4, Pb3O4)

Outros exemplos: TiO2, PbCO3, ZnO, Fe2O3

Veículos Óleos naturais, resinas plásticas ( polímeros) que polimerizam em contato com o ar.

Ex:Óleo de linhaça, resinas acrílicas, alquídicas, fenólicas, epóxi, etc.

Solventes Reduzir a viscosidade do veículoEx Álcoois, ésteres, cetonas,etc.

Aditivos Funções específicas: catalisadores de polimerização das resinas, anti-oxidantes, anti-espumantes, fungicidas, etc.

Cargas Sólidos de baixo custo para substituir os pigmentos reduzir o custo.

Qualidades que as tintas devem possuir:I. Impermeabilidade ao vapor de água e ação inibidora

II. Algumas especiais proteção catódica ou galvânicaEx. Borracha clorada ou poli-estireno pigmentadas com pó de zinco

(95% da película seca).

4.8.2 - Películas protetoras formadas por Conversão Química.

Películas de natureza inorgânica, óxidos e sais, podem-se formar sobre metais quando esses são mergulhados em soluções aquosas que atacam (química ou eletroquímicamente) a superfície. São porosas e requerem proteção adicional - Óleos, graxas ou tintas.

As principais são: I. Óxido de ferro ( Fe3O4) Formadas à elevada temperatura ou em

soluções concentradas alcalinas de nitratos, cloratos ou persulfatos. Sobre a camada é aplicado óleo ou graxa.

Ex. Armas de fogo, autopeças ( molas, estampados, formados, etc).

II. Óxido de Alumínio ou Anodização( Al2O3) Formado pela oxidação controlada.

Processo eletroquímico ( i 1A / dm2) em soluções diluídas. A película cresce 2 a 10x10- 6 mm 2,5 a 25 10- 3 mm ao ar 1000 x anodizado

Após a anodização Selagem (fervura em solução diluída de cromatos) Eliminar porosidades

4.8.2 - Películas protetoras formadas por Conversão Química.

Cromatização - (Cromato de Zinco): Camada de conversão que se forma pela imersão de peças de zinco, ou zincadas, em solução aquosa com dicromato de sódio(200 g) e ácido sulfúrico (0,8% V). Pode também ser empregada para cádmio, cobre e algumas de suas ligas.

Fosfatização - Camada de conversão que ocorre, principalmente, para o aço em solução de ácido fosfórico e fosfatos de zinco ou de manganês, basicamente (demais agentes protegidos - Patentes)

Mecanismo - Processo de Conversão: 1. Metal se corroi ligeiramente em contato com a solução;

2. Os íons metálicos produzidos formam precipitados insolúveis que aderem no metal;

3. As porosidades são seladas com óleos ou graxas ou outros agentes impermeabilizantes;;

Ex.: Indústria automobilística, eletroeletrônicos, decoração, compressores herméticos, etc A fosfatização apresenta ainda características de lubricidade.

5 - CONCLUSÃO.

A CORROSÃO É UM FENÔMENO NATURAL E, POR SER ASSIM, ELA NÃO PODE SER CONSIDERADA BENÉFICA OU MALÉFICA.

NINGUÉM DEVERIA SE PREOCUPAR COM O COMBATE À CORROSÃO, MAS SIM EM PROCURAR ENTENDER MELHOR O FENÔMENO.

ENTENDER MELHOR A CORROSÃO E SEUS MECANISMOS É O PONTO DE PARTIDA PARA SE VIVER COM ELA, APROVEITANDO DOS SEUS INÚMEROS BENEFÍCIOS E EVITANDO TÉCNICAMENTE OS SEUS DANOS.

OBRIGADO !

Aloysio de Aguiar

CURSO DE CORROSÃO JULHO 08

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