MEIOS CORROSIVOS
Meios Corrosivos
Os meios corrosivos mais importantes são:
Atmosfera (ar) Águas naturais
Solo e produtos químicos
Alimentos
Solventes orgânicos Madeiras
Meios Corrosivos - Atmosfera
Atmosfera
Fatores que influenciam:
Umidade relativa
Substâncias Poluentes (particulados e gases) Temperatura
Tempo de permanência do filme eletrólito na superfície
Meios Corrosivos - Atmosfera
Corrosão Atmosférica pode ser classificada
em:
Corrosão atmosférica seca: ocorre em
atmosfera isenta de umidade e sem a presença de filme eletrólito na superfície
Corrosão atmosférica úmida: ocorre em
atmosferas com umidade relativa < 100% e a formação de filme de eletrólito
Corrosão atmosférica molhada: umidade
relativa em próxima a 100%. Ocorre a condensação na superfície metálica.
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Umidade relativa
possui acentuada
influência na corrosão. Com uma umidade
relativa em torno de 60% a corrosão é lenta, mas acima de 70% o processo se torna acelerado. Umidade Crítica ->
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Umidade relativa
A corrosão é acelerada quando se tem material
particulado (fuligem) e dióxido de enxofre ou
óxido nítrico, pois a fuligem adsorve o enxofre e facilita a formação de ácido sulfúrico e ácido
nítrico (chuva ácida):
H2O + ½ O2 + SO2 -> H2SO4 H2O + ½ O2 + NO -> HNO3
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Substâncias poluentes - Particulados
Partículas em forma de poeira podem acelerar o
processo de corrosão
Substâncias higroscópicas aceleram o processo
de corrosão pois aumentam o tempo de retenção de água na superfície
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Particulados
Grão de carvão ativado ~ 1 mm
Grande área superficial Adsorve gases e forma
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Substâncias poluentes - Particulados
Deposição de eletrólitos fortes:
NaCl – presentes na maresia (névoa salina) (NH4)2SO4 – presentes em atmosfera poluída
Deposição de material metálico de diferente
natureza, o que gera corrosão galvânica (formação de pilha)
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Substâncias poluentes – Gases
Monóxido de Carbono (CO) e Dióxido de carbono (CO2)
Queima de combustíveis, pode formar ácido carbônico (fraco):
CO2 + H2O -> H2CO3
Dióxido de enxofre (SO2) e Trióxido de enxofre (SO3)
Zonas industriais: queima de óleo combustível com enxofre em torno de 4-5%. Queima de gasolina, refinarias, usinas termoelétricas:
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Substâncias poluentes – Gases
Óxidos de nitrogênio: NO NO2
Veículos automotivos. Forma a chuva ácida:
NO2 + H2O + O2 -> HNO3
Gás Sulfídrico: H2S
Presente próximo a refinarias de petróleo, mangues e pântanos. Causa coloração preta em cobre (formação de CuS), também destrói proteção de zarcão, pois
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Substâncias poluentes – Gases
Cloreto de Hidrogênio: HCl
Fábricas de PVC. O ácido clorídrico é um agente
corrosivo forte, por ser um ácido forte e conter cloreto Cl-
Gás Cloro: Cl2
Presente próximo a fábricas de NaOH, estaçoes de tratamento de água e fábricas de celulose
(clareamento do papel). Forma HCl em contato com água.
Meios Corrosivos - Atmosfera
Meios Corrosivos - Atmosfera
Substâncias poluentes – Atmosfera: outros
fatores
Temperatura elevada reduz a condensação de
vapor d’água na superfície metálica e também a adsorção de gases, minimizando a possibilidade de corrosão.
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Substâncias poluentes – Atmosfera: outros fatores Tempo de retenção do filme de eletrólito: quanto menor o
tempo de contato, menor a ação corrosiva. Chuva pode ser benéfica para a superfície metálica, retirando
substâncias particuladas da superfície, porém, se
houverem frestas e trincas, pode ocorrer o acúmulo da
Meios Corrosivos - Atmosfera
Substâncias poluentes – Atmosfera: outros
fatores
Ventos podem levar poluição para áreas longe
das fontes emissoras e contaminar áreas limpas.
Fatores sazonais: em função das estações do
ano há aumento de produção de SO2 em países muito frios (sistema de aquecimento)
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Substâncias poluentes – Atmosfera: outros
fatores
Insolação: deterioração de polímeros, como
resina epóxi e PRFV.
Classificação das diferentes atmosferas quanto ao seu potencial corrosivo.
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Aços patináveis: formam uma camada protetora
na superfície, inibindo o avanço da corrosão. Esta camada não permite a passagem de água e
oxigênio. Para a formação desta camada é necessário períodos alternados de umidade e secagem, não sendo efetivo quando sempre
úmido ou imerso em solução de eletrólito (água marinha).
Meios Corrosivos - Atmosfera
Meios Corrosivos - Atmosfera
Aços patináveis ou aclimatáveis
Após formação da pátina
Meios Corrosivos - Atmosfera
Meios Corrosivos - Atmosfera
Observações gerais:
No início do processo corrosivo, a taxa de
corrosão depende apenas da composição da atmosfera, independendo da composição do material
Uma vez formado o produto de corrosão, o
material parra a corroer numa taxa que depende da composição do material e do produto de
Meios Corrosivos - Atmosfera
Observações gerais:
As chuvas podem ter uma ação benéfica em
atmosferas poluídas, pois lavam a superfície
metálica exposta, impedindo a concentração do agente atmosférico corrosivo sobre o material
Em atmosferas poluídas é conveniente o
emprego de revestimentos protetores, como tintas de alto desempenho à base de resina epóxi, poliuretana, vinílica, acrílica
Águas naturais
Águas naturais
Os fatores que influenciam a corrosão de
materiais metálicos em contato com água são:
Gases dissolvidos Sais dissolvido
Matéria orgânica de origem animal ou vegetal Bactérias, limos e algas
Sólidos suspensos
Meios Corrosivos - Águas naturais
Gases dissolvidos
Os mais comuns são:
Oxigênio O2
Gás sulfídrico H2S
Dióxido e trióxido de enxofre SO2 e SO3 Cloro Cl2
O oxigênio é considerado como um fator de
controle do processo corrosivo, podendo acelerá-lo ou retardá-acelerá-lo.
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Gases dissolvidos
Para Al e aço inox é fundamental a presença de
O2 para a formação da camada de passivação, o que inibe a corrosão.
A presença de H2S é devido à causa química ou
biológica e confere à água um odor e sabor
característico e acelera o processo de corrosão em ferro, aço e outros metais.
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Gases dissolvidos
SO2 e SO3 dissolvidos na água causam a
redução do pH pela formação de ácido sulfúrico e sulfuroso, acelerando a corrosão
A presença de cloro, originada pelo tratamento de
água para evitar proliferação de
microorganismos, causa aumento no teor de Cl- e diminuição no pH, acelerando a corrosão.
Meios Corrosivos - Águas naturais
Sais dissolvidos
podem acelerar ou retardar o processo corrosivo.
Os sais que influenciam o processo de corrosão são:cloretos, sulfatos, sais hidrolisáveis, sais
oxidantes e bicarbonatos de cálcio, ferro e magnésio.
Meios Corrosivos - Águas naturais
Águas naturais
O NaCl é um eletrólito forte e acelera o processo
de corrosão até uma concentração de 3% em
massa. A solubilidade do oxigênio é reduzida com o aumento da concentração de NaCl, por isso a redução da corrosão.
Meios Corrosivos - Águas naturais
Águas naturais – sais dissolvidos:
O Cl- destrói a camada de passivação de aços
inox e de ligas de alumínio pois penetra na
camada passivante de cromo ou de alumínio, ou dispersá-las na forma coloidal, na forma de pite.
A presença de sais contendo Fe2+, Cu2+ e Hg2+
pode acelerar o processo de corrosão. O íon cobre II pode agir como uma pilha galvânica:
Meios Corrosivos - Águas naturais
Águas – sais dissolvidos
Sais de Mg e Ca, quando dissolvidos na água,
caracterizam-na como água dura. Se o contra-íon for sulfatos ou cloretos, a dureza é dita
permanente. Caso seja bicarbonato, a dureza é temporária ou carbonática. Ao ser aquecida,
ocorre a decomposição dos bicarbonatos:
Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 ->Mg(OH)2 + 2CO2
Meios Corrosivos - Águas naturais
Sais dissolvidos
O carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio
se depositam nas paredes de tubos, evitando o contato do meio corrosivo com o material,
reduzindo assim o desgaste. Porém, deve-se levar em consideração a perda da eficiência térmica de trocadores de calor e a redução da seção transversal, que reduz o fluxo de material pelo tubo.
Meios Corrosivos - Águas naturais
Sais dissolvidos
Meios Corrosivos - Águas naturais
Sólidos Suspensos Material particulado de diferentes naturezas:
poluentes atmosféricos
pós de óxido de alumínio
Cimento
CaO
matéria orgânica
Deposição em tubos, redução da eficiência térmica e também originar corrosão sob o depósito.
Remoção feita por floculação com sulfato de alumínio ou filtração por gravidade ou sob pressão.
Meios Corrosivos - Águas naturais
Temperatura
Normalmente ocorre um aumento da corrosão
com o aumento da temperatura, pois a
velocidade de reação química é aumentada. A mudança de temperatura pode alterar a
solubilidade dos produtos de corrosão.
Os gases são menos solúveis com a elevação da
Meios Corrosivos - Águas naturais
Velocidade do fluido
Alta velocidade pode causar impingimento
Corrosão-Erosão
Baixa velocidade pode acumular depósito
Meios Corrosivos - Águas naturais
Velocidade do fluido
Meios Corrosivos - Solo
Solo:
Os gasodutos, oleodutos, minerodutos e grandes
tanques de armazenamento são todos enterrados e por isso a necessidade de protegê-los contra a corrosão, para se evitar vazamentos e
contaminação do solo e de lençóis freáticos
A maior influência na corrosão pelo solo é devido
a composição do mesmo, sendo pequenas variações na composição do material
Meios Corrosivos - Solo
A natureza do solo é influenciada pelas
variáveis:
Variabilidade entre amostras
Aeração, umidade, pH
Potencial Redox, Microorganismos Condições climáticas
Heterogeneidade do solo
Meios Corrosivos - Solo
A natureza do solo é influenciada pelas
variáveis:
Condições microbiológicas
Modificação na resistência de revestimentos Origem de meios corrosivos
Condições operacionais
Condições climáticas Emprego de fertilizantes Profundidade
Meios Corrosivos - Solo
Tomada de amostra – variabilidade
O solo é considerado um dos meios corrosivos
mais complexos para se determinar previamente sua ação agressiva para materiais metálicos
A heterogeneidade dificulta a amostragem de
solos para análise. A retirada do solo causa
alteração de suas propriedades, o que dificulta obtenção de parâmetros analíticos corretos
Meios Corrosivos - Solo
Características Físico-químicas
Presença de água
Presença de sais solúveis Presença de gases
pH
Resistividade elétrica Potencial Redox
Estas características não são completamente
independentes, havendo combinações das
mesmas. A presença de água e sais influencia a resistividade elétrica da mesma.
Meios Corrosivos - Solo
Condições operacionais
Condições Climáticas
As chuvas reduzem a resistividade do solo e pode
também solubilizar poluentes (os mesmos causadores da chuva ácida) reduzindo seu pH. Mas a chuva
também pode “lavar” o solo, carregando sais para camadas mais profundas.
A temperatura, umidade relativa da atmosfera e os ventos influenciam a umidade do solo, que está diretamente ligada à taxa de corrosão
Meios Corrosivos - Solo
Emprego de fertilizantes
Os fertilizantes são compostos geralmente por sais (nitratos, fosfatos, cloretos) que diminuem a
resistividade do solo, aumentando sua característica corrosiva.
Profundidade
Em grandes profundidades (> 10 m), mesmo com uma baixa resistividade, a corrosão será baixa pela menos concentração de oxigênio em relação à
