CORROSÃO ASSOCIADA Á SOLICITAÇÕES MECÂNICAS.ppt

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CORROSÃO ASSOCIADA Á

SOLICI

SOLICIT

TAÇÕES

AÇÕES MECÂNICAS

MECÂNICAS

Docente:

Docente: Marcio Corrêa Marcio Corrêa Discentes:

Discentes: Ana Carolina dos Reis Lima Ana Carolina dos Reis Lima Jéssica

Jéssica Sobrinho Sobrinho LopesLopes Tássia

Tássia Abreu Abreu da da CostaCosta

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UNI!RSI"A"! #!"!RAL "$ SUL ! SU"!ST! "$ %AR&SUL ! SU"!ST! "$ %AR& INSTITUT$ "! '!$CI(NCIAS ! !N'!N)ARIA

INSTITUT$ "! '!$CI(NCIAS ! !N'!N)ARIA ##ACUL"A"! ACUL"A"! "! !N'"! !N'!N)ARIA "! MAT!!N)ARIA "! MAT!RIAISRIAIS

"!'RA"A*+$

(2)

(3)

S,MARI$

•

• Introdu-.o/Introdu-.o/ •

• Corros.o sob 0adi1a/Corros.o sob 0adi1a/ •

• Corros.o sob atrito/Corros.o sob atrito/ •

• Corros.o por metal l23uido/Corros.o por metal l23uido/ •

• Corros.o associada ao escoamento de 0luidos/Corros.o associada ao escoamento de 0luidos/ •

• #endimento por álcali/#endimento por álcali/ •

• #ra1ili4a-.o por hidro1ênio/#ra1ili4a-.o por hidro1ênio/ •

• Corros.o sob tens.o/Corros.o sob tens.o/ •

(4)

INTR$"U*+$

(5)

C$RR$S+$

(6)

C$RR$S+$

C$RR$S+$ S$6

S$6 ##A"I'A

A"I'A

•

• A corros.o70adi1a é a ruptura com aplica-.o deA corros.o70adi1a é a ruptura com aplica-.o de

tens.o c2clica em presen-a de um meio corrosi8o5 tens.o c2clica em presen-a de um meio corrosi8o5

•

• Um material diminui a sua resistência 9 0adi1a emUm material diminui a sua resistência 9 0adi1a em

presen-a

presen-a de de um um meio meio corrosi8o corrosi8o por por 8árias8árias particularidades como:

particularidades como:

77 %ara dado 8alor de ;< o tempo de ruptura é menor%ara dado 8alor de ;< o tempo de ruptura é menor do 3ue na ausência do meio corrosi8o/

do 3ue na ausência do meio corrosi8o/ 77 "esaparece o limite de 0adi1a5"esaparece o limite de 0adi1a5

(7)

C$RR$S+$ S$6 #A"I'A

• Metal so0re solicita-=es mec>nicas alternadas ou

c2clicas5

Figura  ! Representa-.o das caracter2sticas de uma 0ratura em 0adi1a? com distin-.o da nuclea-.o

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C$RR$S+$ S$6 #A"I'A

• Ocorr"ncia:

7 Tubula-=es de e3uipamento de per0ura-.o de po-os? usadas para bombear petr@leo/

7 Tubula-=es transportando 8apores ou l23uidos de temperaturas 8ariá8eis/

7 Trocadores ou permutadores/ 7 "i8ersos 8asos de press.o5

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C$RR$S+$ S$6 #A"I'A

• Mecanis#o:

$ mecanismo de in2cio da 0ratura pode estar associado a:

7 Concentra-.o de tens=es nos locais de entalhe ou pites 0ormados pelo meio corrosi8o5

7 #endas? na super02cie do metal? produ4idas por intrus=es e etrus=es microsc@picas 0ormadas durante os ciclos de tens=es5

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C$RR$S+$ S$6 #A"I'A

• $rote%&o:

7 %rote-.o cat@dica/

7 Uso de inibidores Bdiminui-.o da corrosi8idade dos meios/

7 Re8estimentos metálicos an@dicos ou de sacri02cio/

7 %el2culas n.o7metálicas pi1mentadas com p@ de 4inco/ 7 Jateamento na super02cie do metal ou introdu-.o de

es0or-os de compress.o/ 7 Altera-.o de proDeto5

(11)

(12)

C$RR$S+$ S$6 ATRIT$

A corros.o sob atrito trata de danos de corros.o

causados por aspere4as de super02cies de contato5

!ste dano ocorre sob car1a e na presen-a de

mo8imento relati8o de super02cie repetiti8o?

1eralmente indu4ido por 8ibra-.o5

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C$RR$S+$ S$6 ATRIT$

Re3uisitos para Corros.o Sob Atrito:

•

A inter0ace de8er estar sob car1a? 8ibra-.o ou

mo8imento relati8o repetiti8o de8e ocorrer/

•

A car1a e o mo8imento relati8o de8em ser

su0icientes para produ4ir de0orma-.o na

super02cie5

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C$RR$S+$ S$6 ATRIT$

"ois mecanismos s.o propostos para a Corros.o

Sob Atrito:

•

"es1aste %or oida-.o/

•

$ida-.o %or des1aste5

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C$RR$S+$ S$6 ATRIT$

•

A ra4.o pela 3ual o atrito pode ser um

problema sério é 3ue ele comumente acontece

na inter0ace de duas super02cies altamente

carre1adas? 3ue n.o est.o proDetadas para

mo8er uma contra a outra5

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C$RR$S+$ S$6 ATRIT$

Corros.o Sob Atrito na Chapa 'al8ani4ada

•

As 0i1uras E e F ilustram a aparência de atrito

nas super02cies 1al8ani4adas5 Neste caso? as

marcas est.o pr@imas das bordas desta chapa e

supostamente possuem ima1ens simétricas no

lado oposto da super02cie:

Figura ' ! Atrito na Chapa 'al8ani4ada5 Fonte: TATA ST!!L 7 Gndia

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C$RR$S+$ %$R M!TAL

LGHUI"$

(18)

C$RR$S+$ %$R M!TAL LGHUI"$

•

Al1uns metais? 3uando epostos a metal

l23uido? podem 0raturar de 0orma 0rá1il5

Normalmente de8em estar presentes tens=es

(19)

C$RR$S+$ %$R M!TAL LGHUI"$

•

!ste tipo de corros.o ocorre em situa-=es em

3ue se trabalha com um metal l23uido em

contato com outro s@lido? como por eemplo

em reatores nucleares5

(20)

C$RR$S+$ ASS$CIA"A A$

!SC$AM!NT$ "! #LUI"$S

(21)

C$RR$S+$ ASS$CIA"A A$

!SC$AM!NT$ "! #LUI"$S

• Corros.o  !ros.o/

• Corros.o por Ca8ita-.o/

(22)

C$RR$S+$ 7 !R$S+$

• A a-.o de eros.o é 0ácil de 8isuali4ar? pois tem

como resultante a destrui-.o de camadas super0iciais protetoras5

• !emplos: Tubula-=es Bespecialmente cur8as?

coto8elos e deri8a-=es? 8ál8ulas? bombas centri0u1as? impelidores? a1itadores? tubos d trocadores de calor e linhas de 8apor5

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C$RR$S+$ 7 !R$S+$

Figura ( ! Impelidor de bron4e com deteriora-.o por eros.o Fonte: 'entil

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C$RR$S+$ 7 !R$S+$

Figura ) ! !ros.o em tubo de a-o7carbono causada por a-.o de ácido sul0rico concentrado 8a4ado por 0uro na tubula-.o5

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C$RR$S+$ 7 !R$S+$

• $rote%&o:

7 !mpre1o de materiais mais resistentes? como 0erro com alto teor de sil2cio BEK? Si para casos mais se8eros de eros.o7corros.o/

7 Altera-.o do proDeto 8isando a modi0ica-.o no 0ormato ou 1eometria dos e3uipamentos/

7 Acréscimo de di>metro de uma tubula-.o de modo a diminuir a 8elocidade do 0luido? asse1urando7lhe um 0luo laminar/

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C$RR$S+$ %$R CAITA*+$

• Huando ca8idades ou bolhas so0rem colapsos ou

implos.o na super02cie metálica há uma a-.o mec>nica conDu1ada a uma a-.o 3u2mica 3ue dá condi-=es para 3ue ocorra uma corros.o com ca8ita-.o/

• Nu8ens de bolhas colidindo? em altas 8elocidades?

e intensamente contra super02cies metálicas podem 1erar serias a8arias ao e3uipamento5

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C$RR$S+$ %$R CAITA*+$

Figura * ! !s3uema do ata3ue por ca8ita-.o: BA l23uido em repouso em temperatura e press.o ambientes/ B6 epans.o e 0orma-.o de bolhas de 8apor em temperatura

ambiente e press.o redu4ida/BC compress.o e colapso? ou implos.o da bolhas de 8apor? em temperatura ambiente e aumento de press.o/ B" destrui-.o da pel2cula de @ido? ou re8estimento? pelo impacto da onda de cho3ue transmitida pela implos.o

da bolha de 8apor5 Fonte: 'entil

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• #atores 3ue podem a0etar a corros.o por

ca8ita-.o:

7 Temperatura/

7 elocidade relati8a dos l23uidos/

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C$RR$S+$ %$R CAITA*+$

Figura + ! Corros.o por ca8ita-.o Fonte: CIMM

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Figura , ! Ca8ita-.o em camisa de cilindro de motor "iesel

Fonte: 'entil Figura - ! Amplia-.o da re1i.o de ca8ita-.o Fonte: 'entil

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• $rote%&o:

– No proDeto do e3uipamento? eliminar:

• %ossibilidades de áreas de 3uedas de press.o/

• Abruptas modi0ica-=es de se-=es para e8itar

turbulência/

• ibra-=es de partes cr2ticas/

– $utros processos:

• Introdu-.o de ar no 0luido em escoamento

para ali8iar as áreas de baia press.o/

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• !mpre1o de materiais com alta

ductibilidade? alta resistência 9 0adi1a ou super02cies endurecidas/

• Re8estimento com materiais resistentes/

• !mpre1o de inibidores/

• %rote-.o cat@dica/

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C$RR$S+$ %$R IM%IN'IM!NT$

• $corre em entradas dos tubos de condensadores?

sa2das de re1istros? 8ál8ulas? bombas centr20u1as? hélices e outros dispositi8os 3ue pro8o3uem 8aria-=es acentuadas da se-.o trans8ersal do 0luido ou modi0i3uem o seu deslocamento lamelar5

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C$RR$S+$ %$R IM%IN'IM!NT$

Figura . ! Aspecto caracter2stico da eros.o por impin1imento? em cur8as de tubula-.o de linhas de condensado? causada por 8apor dá1ua5

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• $rote%&o:

– Usar li1as de cobre com cerca de  de estanho?

ou lat=es de alum2nio? ou ainda li1as de cobreOn23uelO0erro/

– Redu4ir a 8elocidade do 0luido/

– "iminuir a 3uantidade de ar ou part2culas s@lidas/ – Modi0icar a 1eometria dos e3uipamentos? e8itando

cur8as acentuadas/

– Usar placas de0letoras/

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#!N"IM!NT$ %$R &LCALI

• P um tipo de corros.o 3ue ocorre em caldeiras

para produ-.o de 8apor 3ue apresentam Dun-=es rebitadas5 A 0im de se e8itar a corros.o do 0erro pela á1ua? a ela se adicionam subst>ncias

alcalinas? pois estas tornam o 0erro passi8o5

• %ode ocorrer 3uando s.o utili4ados di1estores 3ue

operam com solu-.o concentrada de hidr@ido de s@dio e temperatura ele8ada5

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#!N"IM!NT$ %$R &LCALI

• Mecanis#o:

7 #orma-.o de hidro1ênio de8ido ao ata3ue do a-o pela solu-.o concentrada de hidr@ido de s@dio:

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#!N"IM!NT$ %$R &LCALI

• $rote%&o:

7 Substitui-.o de rebites por soldas? se1uida de tratamento térmico para diminuir as tens=es/

7 Adi-.o de 0os0ato de s@dio na á1ua/

7 Re8estir as partes suDeitas ao ata3ue com n23uel ou li1as de n23uel5

(40)

(41)

#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

• $ hidro1ênio intera1e com a maioria dos metais

por uma série de mecanismos? resultando em modi0ica-=es das propriedades mec>nicas 3ue le8am a 0raturas 0rá1eis e altamente danosas5

• A presen-a de hidro1ênio em metais pode ocorrer

durante o processamento de 0abrica-.o ou posteriormente em ser8i-o5

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#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

• A/risiona#ento 0e 1 no #ateria2

7 )idro1ênio 0ortemente aprisionado 7 )idro1ênio 0racamente aprisionado

$bs: "entre os metais 3ue mais comumente incorporam ) na rede cristalina est.o o cobre? o 0erro e a prata

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#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

$ hidro1ênio pode ser absor8ido por:

7Alta solubilidade no metal em estado l23uido/

7"ecapa1em por meios 3u2micos ou eletro3u2micos/ 7"eposi-.o eletrol2tica de metais/

7A-.o de 1ases ricos em ) em condi-=es de T e press.o 0a8orá8eis/

7"ecomposi-.o térmica de hidrocarbonetos/ 7Cra3ueamento de amnia/

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#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

• Deca/age# 3ci0a:

#e Q F)Q  #eFQ Q )

F

• Rea%&o entre Fe e NaO1 _4conc5:

#e Q FNa$)  NaF#e$F Q )F

• Deco#/osi%&o t6r#ica 0e 7i0rocar8onetos9 e#

te#/eraturas e2ea0as

C)_K C Q F)F

(45)

#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

Figura ; ! Trecho de tubula-.o com empolamento pelo hidro1ênio ocasionado por 1ás sul02drico? )FS? e umidade

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#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

• Fragi2i<a%&o irreers=e2:

> %resen-a de hidro1ênio compromete a estrutura mec>nica? mesmo 3ue ele seDa eliminado posteriormente5

• Fragi2i<a%&o reers=e2:

> A elimina-.o do hidro1ênio antes da aplica-.o da tens.o restaura a ductibilidade do metal5

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#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

• $rote%&o:

7 !8itar a absor-.o de hidro1ênio pelo metal/

7 Nos casos onde há 0ra1ili4a-.o re8ers28el? pode7se submeter o material ao reco4imento a uma temperatura baia/

7 Re8estimento eletrol2tico com cádmio?

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C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST

•

A

corrosão sob tensão

é o 0enmeno de

deteriora-.o de materiais causada pela a-.o

conDunta de tens=es mec>nicas Bresiduais ou

aplicadas e meio corrosi8o5 A CST é

caracteri4ada pela 0orma-.o de trincas? o 3ue

0a8orece a ruptura do material5 %or essa ra4.o?

a corros.o sob tens.o é comumente chamada

de

corrosão sob tensão fraturante

5 Acontece

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•

Condi-=es para corros.o sob tens.o

C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST

Figura  ! Condi-=es para corros.o sob tens.o5 Fonte: '!NTIL? icente5 Corros.o5

(50)

Caracter2sticas da CST:

•

%ode ocorrer a tens=es menores 3ue as

re3ueridas para tens=es de ruptura/

•

Re3uerem7se somente tens=es de tra-.o/

•

Acredita7se 3ue ocorre escoamento plástico

locali4ado/

•

#ratura ocorre no eio perpendicular ao de

tens.o/

(51)

Mecanismos de CST:

C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST

Figura ' ! !s3uema 1eneralista do processo de corros.o sob tens.o5 Fonte: '!NTIL? icente5 Corros.o5

(52)

Mecanismos de CST:

Nos di8ersos casos de CST s.o utili4ados simultaneamente dois ou mais modelos para eplicar o 0enmeno5 Al1uns dos principais mecanismos s.o:

•Corros.o Sob Tens.o em Caminho Ati8o ou por

"issolu-.o an@dica/

•CST pela 0orma-.o de tneis de corros.o/ •CST por Adsor-.o/

•CST por fragilização do Hidrogênio.

(53)

#atores 3ue in0luenciam a CST:

•

#atores Mec>nicos/

•

#atores Metalr1icos/

•