Meios Corrosivos Prof. Denis

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24/04/2012

Meios CorrosivosProf. Denis Massucatto

Meios Corrosivos Os meios corrosivos mais importantes so: Atmosfera (ar) guas naturais Solo e produtos qumicos Alimentos Substncias fundidas Solventes orgnicos Madeiras Plsticos

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Meios Corrosivos Atmosfera Fatores que influenciam: Umidade relativa Substncias Poluentes (particulados e gases) Temperatura Tempo de permanncia do filme eletrlito na superfcie

Meios Corrosivos Corroso Atmosfrica pode ser classificada em: Corroso atmosfrica seca: ocorre em atmosfera isenta de umidade e sem a presena de filme eletrlito na superfcie Corroso atmosfrica mida: ocorre em atmosferas com umidade relativa < 100% e a formao de filme de eletrlito Corroso atmosfrica molhada: umidade relativa em prxima a 100%. Ocorre a condensao na superfcie metlica.

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Meios Corrosivos Umidade relativa possui acentuada influncia na corroso. Com uma umidade relativa em torno de 60% a corroso lenta, mas acima de 70% o processo se torna acelerado. A corroso acelerada quando se tem material particulado (fuligem) e dixido de enxofre, pois a fuligem adsorve o enxofre e facilita a formao de cido sulfrico (chuva cida): H2O + O2 + SO2 -> H2SO4

Meios Corrosivos Substncias poluentes - Particulados Partculas em forma de poeira podem acelerar o processo de corroso Deposio de materiais no metlicos, como a slica SiO2, pode criar zonas de aerao diferencial, facilitando a corroso embaixo do depsito Substncias higroscpicas aceleram o processo de corroso pois aumentam o tempo de reteno de gua na superfcie Deposio de eletrlitos fortes: Deposio de material metlico de diferente natureza, o que gera corroso galvnica (formao de pilha) Deposio de fuligem (carvo) acelera o processo de corroso devido adsoro de gases e formao de cidos sulfrico, ntrico e sulfdrico. MgCl2, NaCl presentes na maresia (nvoa salina) (NH4)2SO4 presentes em atmosfera poluda

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Meios Corrosivos Substncias poluentes Gases Monxido de Carbono CO Dixido de carbono CO2 Associados queima de combustveis, pode formar cido carbnico CO2 + H2O -> H2CO3 Oznio O3 prejudicial elastmeros (borracha), tornando-a quebradia e sem elasticidade Dixido de enxofre SO2 Trixido de enxofre SO3 Presentes no entorno de indstrias que utilizam queima de leo combustvel com teor de enxofre em torno de 4-5%. Esses gases formam o cido sulfrico em reao com gua e oxignio da atmosfera.

Meios Corrosivos Substncias poluentes Gases Monxido de nitrognio NO Dixido de nitrognio NO2 Presentes na exausto de gases automotivos, forma cido ntrico HNO3 em contato com o ar: 4NO + 3O2 + 2H2O -> 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O -> 4HNO3 Presente nas proximidades de refinarias de petrleo, mangues e pntanos, responsvel pelo escurecimento do cobre e prata, pela formao de seus sulfetos CuS e AgS

Gs sulfdrico H2S

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Meios Corrosivos Substncias poluentes Gases cido clordrico HCl Forte agente corrosivo, presente nas proximidades de fbricas de PVC

cido fluordrico HF Proveniente de fbricas de fertilizantes, este cido ataca tambm vidros e cermicas

Gs cloro Cl2

Presente em fbricas de soda custica, branqueamento de papel e em contato com o ar forma cido clordrico.

Meios Corrosivos Substncias poluentes Atmosfera: outros fatores Temperatura elevada reduz a condensao de vapor dgua na superfcie metlica e tambm a adsoro de gases, minimizando a possibilidade de corroso. Tempo de reteno do filme de eletrlito: quanto menor o tempo de contato, menor a ao corrosiva. Uma chuva pode ser benfica para a superfcie metlica, retirando substncias particuladas da superfcie, porm, se houverem frestas e trincas, pode ocorrer o acmulo da soluo de sais, potencializando a ao local da corroso.

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Meios Corrosivos Substncias poluentes Atmosfera: outros fatores Ventos: podem levar agentes poluentes e nvoa salina, podendo atingir regies distantes das fontes geradoras Variaes cclicas de temperatura e umidade: pode ocorrer uma intensificao da corroso pelos fatores climticos, por exemplo em pases frios ocorre o aumento de da emisso de SO2 durante o inverno, causado pelo aumento da queima de carvo para alimentar os sistemas de aquecimento Raios Ultravioleta: Causa deteriorao de tintas a base de resina epxi e em polmeros reforados por fibra de vidro

Meios Corrosivos Corroso atmosfrica de ferro, zinco, alumnio e cobre H predominncia destes metais em equipamentos e estruturas externas Ferro: A corroso de ao carbono por xidos de enxofre e de nitrognio severa, pois o Fe2O3 um agente cataltico na converso destes em cidos sulfrico e ntrico Aos patinveis so aqueles que formam uma camada protetora na superfcie em certas circunstncias, inibindo o avano da corroso. Esta camada um filme de xido denso, que no permite a passagem de gua e oxignio. Para a formao desta camada necessrio perodos alternados de umidade e secagem, no sendo efetivo quando sempre mido ou imerso em soluo de eletrlito (gua marinha).

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Meios Corrosivos Zinco: usado muito usado no revestimento do ao galvanizado, comum em linhas de transmisso, chapas para recobrimento ou paredes de instalaes industriais, tubos usados como eletrodutos, silos de armazenamento de cereais. Em reas no poludas, ocorre a formao de xido de zinco ZnO, que passiva a superfcie e protege da corroso. J em ambientes poludos, ocorre a reao do ZnO com xidos de enxofre, causando severa corroso do zinco.

Meios Corrosivos Alumnio: Utilizado na forma de chapas corrugadas, para cobertura ou tapamento lateral de fbricas, estruturas tubulares e de componentes anodizados. Quando em contato com a atmosfera ou quando anodizado o alumnio forma uma camada protetora de Al2O3 que inibe a corroso atmosfrica. Em ambientes com cloreto ocorre a formao de AlCl3 que solvel. Em atmosfera contendo xidos de enxofre, o Al apresenta maior resistncia corroso que o Zn. Em atmosfera marinha o fator mais influente o depsito de material particulado higroscpico, que favorece a corroso por aerao diferencial e formao de pites. Quando aplicado na construo civil, deve-se evitar o contato com argamassa de cimento mida, pois o carter alcalino (pH ~13) corrosivo, causando a remoo da camada passivadora.

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Meios Corrosivos Cobre: O cobre e suas ligas (lato: 70% Cu e 30% Zn, bronze: 8-10% Sn) so utilizados em componentes de instalaes eltricas, monumentos/esculturas e em cobertira de construes antigas, como museus e teatros. Quando exposto atmosfera, o cobre forma inicialmente xido de cobre Cu2O, com colorao castanha, que tem caracterstica protetora da superfcie. Mas uma vez que permanece o contato com oxignio, ocorre a formao de CuO, de cor preta, que com umidade e gs carbnico CO2 forma carbonatos bsicos de cobre, de cor esverdeada CuCO3.Cu(OH)2 e 2CuCO3.Cu(OH)2. Em atmosfera marinha, observa-se a colorao esverdeada causada pelo cloreto bsico de cobre. Em esculturas e monumentos h a formao de uma ptina aderente e protetora, cuja colorao esverdeada devido aos sais bsicos e sua composio depende da poluio local.

Meios Corrosivos Observaes gerais: No incio do processo corrosivo, a taxa de corroso depende apenas da composio da atmosfera, independendo da composio do material Uma vez formado o produto de corroso, o material parra a corroer numa taxa que depende da composio do material e do produto de corroso As chuvas podem ter uma ao benfica em atmosferas poludas, pois lavam a superfcie metlica exposta, impedindo a concentrao do agente atmosfrico corrosivo sobre o material Em atmosferas poludas conveniente o emprego de revestimentos protetores, como tintas de alto desempenho base de resina epxi, poliuretana, vinlica, acrlica

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Meios Corrosivos guas naturais Os fatores que influenciam a corroso de materiais metlicos em contato com gua so: Gases dissolvidos: oxignio, nitrognio, dixido de carbono, cloro, amnia, dixido de enxofre, trixido de enxofre e gs sulfdrico Sais dissolvidos: cloretos de sdio, magnsio, ferro, carbonato de sdio, bicarbonatos de clcio, magnsio e ferro. Matria orgnica de origem animal ou vegetal Bactrias, limos e algas Slidos suspensos pH, temperatura e ao mecnica

Meios Corrosivos guas naturais Sais dissolvidos: podem acelerar ou retardar o processo corrosivo. Os sais que influenciam o processo de corroso so:cloretos, sulfatos, sais hidrolisveis, sais oxidantes e bicarbonatos de clcio, ferro e magnsio. O NaCl um eletrlito forte e acelera o processo de corroso at uma concentrao de 3% em massa. A solubilidade do oxignio reduzida com o aumento da concentrao de NaCl, por isso a reduo da corroso.

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Meios Corrosivos guas naturais sais dissolvidos: O Cl- destri a camada de passivao de aos inox e de ligas de alumnio pois penetra na camada passivante de cromo ou de alumnio, ou dispers-las na forma coloidal, na forma de pite. Fosfatos PO4-3 , carbonatos CO3-2e silicatos SiO3-2 aumentam o pH da soluo, tornando-a alcalina. Este fator contribui para a passivao do ferro em presena de oxignio, mas acelera a corroso em metais como Al, Pb e Zn, pois formam sais solveis. A presena de sais dissolvidos pode acarretar problemas de incrustraes e depsitos, uma vez que bicarbonato de clcio, de magnsio e de ferro II podem se decompor por aquecimento, formando CaCO3, Mg(OH)2 e Fe2O3.nH2O que so insolveis, causando perda de eficincia trmica e/ou corroso.

Meios Corrosivos guas sais dissolvidos Sais de Mg e Ca, quando dissolvidos na gua, caracterizamna como gua dura. Se o contra-on for sulfatos ou cloretos, a dureza dita permanente. Caso seja bicarbonato, a dureza temporria ou carbontica. Ao ser aquecida, ocorre a decomposio dos bicarbonatos:Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 ->Mg(OH)2 + 2CO2

O carbonato de clcio e hidrxido de magnsio se depositam nas paredes de tubos, evitando o contato do meio corrosivocom o material, reduzindo assim o desgaste. Porm deve-se levar em considerao a perda da eficincia trmica de trocadores de calor e a reduo da seo transversal, que reduz o fluxo de material pelo tubo.

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Meios Corrosivos A presena de sais contendo Fe2+, Cu2+ e Hg2+ pode acelerar o processo de corroso. O on cobre II pode agir como uma pilha galvnica:Fe + Cu2+ -> Fe2+ + Cu

Sais de cromato CrO4-2 e de nitrito NO2- so utilizados na proteo de ferro em gua de refrigerao, pois forma uma pelcula protetora. Estes so exemplos de protetores andicos, uma vez que impedem a reao no nodo. Deve-se te ro cuidado de se proteger toda a superfcie nestes casos, pois se houver alguma rea desprotegida poder ocorrer corroso localizada, como a formao de pites.

Meios corrosivos Gases dissolvidos Os mais comuns so oxignio, gs sulfdrico, dixodo de enxofre, trixido de enxofre, amnia, dixido de carbono e cloro. O oxignio considerado como um fator de controle do processo corrosivo, podendo aceler-lo ou retard-lo. Para Al e ao inox fundamental a presena de O2 para a formao da camada de passivao, o que inibe a corroso. A presena de H2S devido causa qumica ou biolgica e confere gua um odor e sabor caracterstico e acelera o processo de corroso em ferro, ao e outros metais.

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Meios Corrosivos SO2 e SO3 dissolvidos na gua causam a reduo do pH pela formao de cido sulfrico e sulfuroso, acelerando a corroso NH3 pode causar corroso em ligas de Cu e Zn, pois forma produtos solveis, removendo a camada de passivao. A presena de cloro, originada pelo tratamento de gua para evitar proliferao de microorganismos, causa aumento no teor de Cl- e diminuio no pH, acelerando a corroso. CO2 dissolvido em gua forma cido carbnico, que reduz o pH e consequentemente acelera a corroso

Meios Corrosivos Slidos Suspensos Material particulado de diferentes naturezas est presente na gua. Pode ser poluentes atmosfricos, ps de xido de alumnio, de cimento, xido de Ca e tambm matria orgnica. Essas partculas podem se depositar em tubos de trocadores de calor, reduzindo a eficincia trmica e tambm originar corroso sob o depsito. Para se remover estes slidos utiliza-se a floculao com sulfato de alumnio ou filtrao por gravidade ou sob presso.

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Meios Corrosivos Bases e cidos Ocorre a variao do pH e podem influenciar no processo corrosivo Al e suas ligas: resistentes ao cido ntrico pela formao da camada de xido passivadora, mas no resiste ao cido clordrico e solues de pH elevado, pois formam aluminatos solveis Pb e suas ligas: resistem ao cido sulfrico pela formao de sulfato de chumbo insolvel, mas no resiste base forte. Fe e suas ligas: a corroso aumenta em pH < 4, diminuindo com a elevao do pH Aos inox: podem resistir ao cido ntrico, mas no ao HCl

Meios Corrosivos Temperatura Normalmente ocorre um aumento da corroso com o aumento da temperatura, pois a velocidade de reao qumica aumentada. A mudana de temperatura pode alterar a solubilidade dos produtos de corroso. Os gases sao menos solveis coma elevao da temperatura

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Meios Corrosivos Solo: Os gasodutos, oleodutos, minerodutos e grandes tanques de armazenamento so todos enterrados e por isso a necessidade de proteg-los contra a corroso, para se evitar vazamentos e contaminao do solo e de lenis freticos A maior influncia na corroso pelo solo devido a composio do mesmo, sendo pequenas variaes na composio do material irrelevantes.

Meios Corrosivos A natureza do solo influenciada pelas variveis: Tomada de amostra Variabilidade Aerao, umidade, pH Potencial Redox, Microorganismos Condies climticas Heterogeneidade do solo

Caractersticas fsico qumicas Presena de gua, sais solveis e gases Acidez pH Resistividade eltrica Potencial redox

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Meios Corrosivos A natureza do solo influenciada pelas variveis: Condies microbiolgicas Modificao na resistncia de revestimentos Origem de meios corrosivos

Condies operacionais Condies climticas Emprego de fertilizantes Despejos industriais Profundidade Aerao diferencial Contato bimetlico Corrente de fuga

Meios Corrosivos Tomada de amostra variabilidade O solo considerado um dos meios corrosivos mais complexos para se determinar previamente sua ao agressiva para materiais metlicos A heterogeneidade dificulta a amostragem de solos para anlise fsico-qumica. A retirada do solo causa alterao de suas propriedades, o que dificulta obteno de parmetros analticos corretos

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Meios corrosivos Caractersticas Fsico-qumicas Presena de gua Presena de sais solveis Presena de gases Acidez pH Resistividade eltrica Potencial Redox Estas caractersticas no so completamente independentes, havendo combinaes das mesmas. A presena de gua e sais influencia a resistividade eltrica da mesma.

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