CORROSÃO

CORROSÃO

No último post, fiz uma breve citação do tema CORROSÃO, mas não fui tão a fundo. Portanto, estarei falando agora um pouco mais sobre o assunto, mostrando as pilhas de corrosão, os tipos de corrosão, os métodos de combate à corrosão, práticas de projeto, alguns ambientes corrosivos, etc.

Vamos ao conceito de corrosão:

Corrosão é a deterioração dos materiais, especialmente metálicos, pela ação eletroquímica ou química do meio.

O aço é nos tempos atuais, e foi durante todo o século passado, o principal material e construção industrial. É o material mais utilizado na engenharia, portanto, é de extrema importância o conhecimento dos prejuízos causados com o não tratamento das estruturas e a utilização de revestimentos protetores.

 Através do processo corrosivo, o material metálico passa da forma metálica, energeticamente metaestático, à forma combinada (forma iônica), energeticamente mais estável, resultando em desgaste, perda de propriedades, alterações estruturais, etc.

As reações de Corrosão são espontâneas, pois correspondem ao processo inverso ao da metalurgia, onde adiciona-se energia ao processo para obtenção do metal, e na corrosão observa-se a volta do metal à forma combinada, com a conseqüente liberação de energia.

A falta de combate à corrosão e a falta de manutenção das estruturas metálicas presentes no nosso dia-a-dia pode nos trazer grandes problemas e causar enormes prejuízos às empresas.

Deve ser feito uma conscientização da importância do combate à corrosão, pois vem gerando grande prejuízo devido á perda dos materiais de aço e o gasto com material para reposição, acidentes em pontes, postes, estruturas em geral devido à falta de manutenção periódica dos mesmos. As vezes é feito uma construção muito bem feita, bem detalhada, mas sem um sistema para proteção das estruturas e, muito precocemente, as estruturas vem a entrar em corrosão, acarretando em uma parada não planejada para reposição e etc.

Importância do estudo da corrosão:

• Viabilizar economicamente as instalações industriais construídas com materiais metálicas;
• Manter a integridade física dos equipamentos e instalações industriais;
• Garantir a máxima segurança operacional, evitando-se paradas operacionais não programadas e lucros cessantes;
• Garantir máxima segurança industrial, evitando-se acidentes e problemas de poluição ambiental.

- Natureza dos processos corrosivos

De uma forma geral, os processos corrosivos podem ser classificados em dois grandes grupos, abrangendo quase todos os casos de deterioração por corrosão existentes na natureza.

Estes grupos são:

• Corrosão eletroquímica;
• Corrosão química.

Corrosão Eletroquímica

Os processos de corrosão eletroquímica são os mais freqüentes na natureza e se classificam basicamente por:

• Realizarem-se necessariamente na presença de água líquida;
• Realizarem-se em temperaturas abaixo do ponto de orvalho, sendo a grande maioria na temperatura ambiente;
• Realizarem-se devido à formação de pilhas de corrosão.

Corrosão Química

Os processos de corrosão química são por sua vez denominados corrosão ou oxidação em altas temperaturas. Estes processos são menos freqüentes na natureza e surgiram basicamente com a industrialização, envolvendo operações em temperaturas elevadas.

Tais processos corrosivos são caracterizados por:

• Realizarem-se necessariamente na ausência de água líquida;
• Realizarem-se, em geral, em temperaturas elevadas, sempre acima do ponto de orvalho;
• Realizarem-se devido à interação direta entre o metal e o meio corrosivo, não havendo deslocamento de elétrons, como no caso das pilhas de corrosão eletroquímica.

Pilhas de Corrosão Eletroquímica

A corrosão eletroquímica é um processo que se realiza na presença de água líquida, geralmente em temperatura ambiente, devido à formação de uma pilha de corrosão. A pilha de corrosão eletroquímica é constituída de quatro elementos fundamentais:

1. Área Anódica: Superfície onde se verifica o desgaste (reações de oxidação);

2. Área Catódica: Superfície protegida onde não há desgaste (reações de redução);

3. Eletrólito: Solução condutora ou condutor iônico, que envolve simultaneamente as áreas anòdicas e catódicas;

4. Ligação Elétrica: Entre as áreas anódicas e catódicas.

As pilhas de corrosão eletroquímica são responsáveis pela deterioração do material metálico (nas regiões anódicas). A corrosão é a conseqüência de potenciais de eletrodos diferentes, em dois pontos da superfície metálica, com a conseqüente diferença de potencial entre eles.

Veremos a seguir as principais causas de aparecimento de pilhas de corrosão com as respectivas denominações das pilhas formadas:

-Pilha de Eletrodos Diferentes

Também denominada pilha galvânica, surge sempre que há o contato entre metais ou ligas com potenciais diferentes na presença de um eletrólito.

-Pilha de ação local

Provavelmente, é a pilha mais presente na natureza, aparecendo em um mesmo metal, devido à heterogeneidades diversas, decorrentes de composição química, textura do material, tensões internas, etc.

As causas da formação de uma pilha de ação local são:

• Inslusões, segregações, bolhas, trincas;
• Polimento diferencial;
• Materiais de diferentes épocas de fabricação;
• Diferença no tamanho e nos contornos de grão;
• Difeenças de temperatura e iluminação;
• Tratamentos térmicos difrentes;
• Estados diferentes de tensões.

-Pilha Ativa-Passiva

Esta pilha ocorre nos materiais formadores de película protetora, materiais capazes de se apassivarem anodicamente, como o alumínio, cromo, aços inoxidáveis, etc. O material cria uma película de produto de corrosão que passiva a superfície, impedindo de iniciar-se a corrosão no material.

Caso esta película seja danificada, seja por ação mecânica e, principalmente pela ação de íons halogenetos (especialmente cloreto), inicia-se o processo de corrosão localizada onde houve esta falha na película passivada do material.

- Pilha de concentração iônica

Esta pilha surge sempre que um material metálico é exposto à concentrações diferentes de seus próprios íons. Esta pilha é muito freqüente na presença de frestas, quando o meio corrosivo é líquido. Neste caso, o interior da fresta recebe pouca movimentação de eletrólito, tendendo a ficar mais concentrado com íons de metal (área catódica), enquanto que a área externa da fresta fica menos concentrada (área anódica), com conseqüente corrosão das bordas da fresta.

-Pilha de aeração diferencial

Esta pilha é formada por concentrações diferentes do eletrodo de oxigênio.

Ocorre quando um mesmo material é submetido à concentrações diferentes de oxigênio. Neste caso, o local onde há menor concentração de oxigênio (pressão parcial de oxigênio), verifica-se o desgaste (área anódica), enquanto onde há maior concentração de oxigênio se torna a área catódica.

Ambientes Corrosivos

Os meios corrosivos no campo da corrosão eletroquímica são responsáveis pelo aparecimento do eletrólito. O eletrólito é uma solução eletricamente condutora constituída de água contendo sais, ácidos ou bases, ou ainda outros líquidos com sais fundidos.

Os principais meios corrosivos e respectivos eletrólitos são:

Atmosfera

O ar contém umidade, sais em suspensão (principalmente na orla marítima), gases industriais 9especialmente gases de enxofre), poeira, etc. o eletrólito constitui-se em água que condensa na superfície metálica, na presença de sais ou gases de enxofres. Outros constituintes, com poeira e poluentes aceleram os processos corrosivos.

Solos

Os solos contêm umidade e sais minerais. Alguns solos apresentam também características ácidas ou básicas. O eletrólito constitui-se principalmente da água com sais dissolvidos.

Águas Naturais

Estas águas podem conter sais minerais, eventualmente ácidos ou bases, resíduos industriais, poluentes diversos e gases dissolvidos. O eletrólito é constituído da água com sais dissolvidos.

Águas do mar

Estas águas contêm uma grande quantidade de sais, sendo desta forma um eletrólito de excelência.

Produtos Químicos

Os produtos químicos, desde que em contato com água ou com umidade e sendo ionizáveis, formam um eletrólito, podendo provocar corrosão eletroquímica

Práticas de Projeto

São práticas reconhecidas como eficazes na proteção anticorrosivas de equipamentos e instalações industriais.

Essas práticas visam evitar o aparecimento de pilhas de corrosão. Dentre esses métodos estão incluídos:

• Evitar contato de metais dissimilares;
• Evitar frestas;
• Evitar grande relação entre área catódica e área anódica;
• Prever sobreespessura de corrosão;
• Evitar cantos vivos;
• Prever fácil acesso para manutenção às áreas suscetíveis à corrosão;
• Prever soldas bem acabadas;
• Evitar mudanças bruscas de direção de escoamento de fluidos contendo sólidos em suspensão;
• Prever drenagem de águas pluviais;
• Evitar regiões em contato entre si (apoiadas), onde não haja estanqueidade e acesso para pintura.

Modificações do Meio Corrosivo

São métodos que visam modificar a agressividade do meio corrosivo através da mudança nas suas características físicas ou químicas, ou através da adição ao meio ambiente de determinados compostos.

Destes métodos destacam-se:

• Diminuição de temperatura;
• Diminuição da velocidade do eletrólito;
• Controle do pH;
• Diminuição de umidade;
• Emprego de inibidores de corrosão.

Bibliografia: livro “Pintura Industrial na Proteção Anticorrosiva – 3ª Edição”, por laerce de Paula Nunes e Alfredo Carlos O. Lobo.