Meios Corrosivos

1. Meios Corrosivos Estudo dos Principais Meios Corrosivos

2. Meios Corrosivos • Os meios corrosivos mais freqüentemente encontrados são: • Atmosfera; • Águas naturais; • Solos; • Produtos químicos E em menor escala: alimentos, substâncias fundidas, solventes orgânicos, madeiras e plásticos.

3. Atmosfera A ação corrosiva da atmosfera depende fundamentalmente dos seguintes fatores: • Substâncias poluentes: partículas sólidas e gases; • Temperatura; • Umidade relativa; • Tempo de permanência do filme de eletrólito na superfície metálica.

4. classificação Podemos classificar a corrosão atmosférica em função do grau de umidade na superfície metálica: • Seca; • Úmida; • Molhada Depende da umidade relativa

5. Umidade relativa • Relação entre o teor de vapor d’água encontrado no ar e o teor máximo que pode existir no mesmo. • Nas condições consideradas, é expressa em porcentagem. • A influência da umidade na ação corrosiva da atmosfera é acentuada. Por exemplo: • Ferro • baixa umidade relativa – praticamente não sofre corrosão • 60% umidade relativa – processo corrosivo lento • 70% umidade relativa – processo corrosivo acelerado

6. Corrosão atmosférica Seca • Ocorre em atmosfera isenta de umidade, sem qualquer presença de filme de eletrólito na superfície metálica. • Tem-se uma lenta oxidação do metal com formação do produto de corrosão, podendo o mecanismo ser considerado puramente químico. • Ex.: escurecimento da prata ou do cobre por formação do Ag2S e CuS, devido a presença de H2S, na atmosfera ou meio ambiente.

7. Corrosão atmosférica úmida • Ocorre em atmosferas com umidade relativa menor do que 100%. Tem-se um fino filme de eletrólito depositado sobre a superfície metálica e a velocidade do processo corrosivo depende da umidade relativa, poluentes atmosféricos e higroscopicidade dos produtos de corrosão.

8. Corrosão atmosférica molhada • A umidade relativa é próxima a 100% e ocorre condensação na superfície metálica, observando-se que a superfície fica molhada com o eletrólito como, por exemplo, chuva e névoa salina depositadas nessa superfície metálica.

9. Partículas Sólidas • As partículas sólidas, sob forma de poeiras, existem na atmosfera e a tornam mais corrosiva, porque pode-se verificar: • Deposição de material não-metálico, como a sílica, que embora não atacando diretamente o material metálico, cria condições de aeração diferencial, ocorrendo corrosão localizada abaixo do depósito. As partes sujeitas a poeira são as mais atacadas quando estocadas sem nenhuma proteção.

10. Deposição de substâncias que retém umidade e são higroscópicas: aceleram o processo corrosivo, pois aumentam o tempo de permanência da água na superfície metálica. Exemplo: cloreto de cálcio e de magnésio. • Deposição de sais que são eletrólitos fortes, como sulfato de amônio e cloreto de sódio. Daí a maior corrosão de atmosferas marinhas, devido à presença da névoa salina, contendo sais com NaCl e MgCl2.

11. Deposição de material metálico: se o material metálico depositado for de natureza química diferente daquele em que estiver depositado, poderá ocorrer formação de pilhas de eletrodos de metais diferentes, com consequente corrosão do material mais ativo. • Deposição de partículas sólidas que, embora inertes ao material metálico, podem reter sobre a superfície metálica gases corrosivos existentes na atmosfera: caso de partículas de carvão que, devido ao seu alto poder de absorção, retiram, por exemplo, dióxido de enxofre de atmosfera industriais, o qual, com a umidade presente, forma ácido sulfuroso e sulfúrico.

12. Gases • Os gases mais frequentemente encontrados na atmosfera são: monóxido de carbono, dióxido de carbono, dióxido de enxofre, trióxido de enxofre, gás sulfídrico e amônia. • A presença desses gases está ligada ás atividades industriais: • Amônia: comum nas atmosferas vizinhas à fábricas de fertilizantes. Deve-se evitar nestas regiões instalações de cobre ou suas ligas, pois são bastante atacadas pela ação conjunta de amônia, oxigênio e água.

13. Gás sulfídrico: comum em atmosferas próximas à refinarias de petróleo, mangues e pântanos. É responsável pelo enegrecimento de cobre e prata e suas ligas, pois há o surgimento de sulfeto de cobre e sulfeto de prata, pretos. • Aparecimento de coloração amarela em materiais de cádmio, devido à formação de sulfeto de cádmio. • Decomposição de revestimentos com tintas à base de zarcão, óxido de chumbo, que ficam pretas devido à formação de sulfeto de chumbo.

14. Dióxido e trióxido de Enxofre: são os mais frequentes constituintes corrosivos de atmosferas industriais, em função das indústrias utilizarem óleos combustíveis contendo, geralmente, de 3 a 4% de S. Esses óxidos, na presença de umidade, formam ácidos, o que justifica o fato de as atmosferas industriais serem bastante corrosivas.

15. Outros fatores... • Quanto aos outros fatores que podem influenciar na ação corrosiva da atmosfera, deve-se considerar: • Temperatura: se for elevada, irá diminuir a possibilidade de condensação de vapor d’água na superfície metálica e adsorção de gases; • Tempo de permanência do filme de eletrólito sobre a superfície metálica: quanto menor o tempo, menor será a ação corrosiva. • Chuvas: podem ser benéficas, solubilizando os sais presentes nas superfícies metálicas. • Ventos: podem arrastar, para as superfícies metálicas, agentes poluentes.

16. Variações cíclicas de temperatura e umidade: em funções da estação do ano, pode-se ter a ação mais direta de alguns fatores. Em certos países, por exemplo, aumenta muito a presença de óxidos de enxofre no inverno, devido à maior queima de carvão para aquecimento.

17. As águas naturais

18. Águas Naturais • Os materiais metálicos em contato com a água tendem a sofrer corrosão, a qual vai depender de várias substâncias que possam estar contaminando as mesmas. Os contaminantes podem ser: • Gases dissolvidos; • Sais dissolvidos; • Matéria orgânica animal ou vegetal; • Bactérias, limos e algas; • Sólidos suspensos.

19. O caráter corrosivo da água também dependo do pH, da temperatura, da velocidade e da ação mecânica.

20. Dependendo a que fim a água se destina, alguns contaminantes devem ser considerados com maiores detalhes. • Água potável: é de fundamental importância a qualidade sanitária, sendo indesejável a presença de sólidos suspensos, de sais como os de mercúrio e chumbo e de microorganismos causadores e doenças transmissíveis por vias hídricas. • Para sistemas de resfriamento: procura-se evitar a presença de sólidos suspensos ou sais formadores de depósitos, e crescimento biológico, que poderiam, ao se depositarem, criar condições para corrosão sob depósito ou aeração diferencial.

21. Para geração de vapor: evita-se a presença de oxigênio e de sais incrustantes como bicarbonatos de cálcio e magnésio. • Água para fabricação de produtos químicos e farmacêuticos: evita-se a presença de impurezas, como sais, usando-se água desmineralizada e deionizada e, no caso de produtos farmacêuticos ou medicinais, também esterilizada.

22. Tratamentos adequados • Água potável: clarificação para eliminar sólidos suspensos, cloração e controle de pH. • Água de resfriamento: cloração, adição de inibidores de corrosão, dispersantes e controle de pH. • Água para caldeiras: desaeração para eliminação de oxigênio, abrandamento ou desmineralização para eliminar dureza da água e controle de pH.

23. Sais dissolvidos • Os sais dissolvidos podem agir acelerando ou retardando o processo corrosivo. Entre os sais que mais influenciam os processos de corrosão estão: cloretos, sulfatos, sais hidrolisáveis, sais oxidantes e bicarbonatos de ferro, cálcio e magnésio. • NaCl: forte eletrólito, ocasiona aumento da condutividade do meio. • Sulfato: ocorrência de corrosão microbiológica originada por bactérias redutoras de sulfato. • Hidrólise de sais: pode gerar meios corrosivos ou protetores. • Bicarbonatos: geram incrustações • Sais de cálcio e magnésio: dureza.

25. Presença de sais oxidantes pode causar polarização ou passivação; • São bons despolarizantes (aumentam o processo de corrosão): sais de ferro, cobre e mercúrio. • São bons passivadores (inibidores): cromatos e dicromatos, nitrito de sódio e molibdato de sódio. • Presença de cobre em ligas com ferro. Polarização: Passivação:

26. Gases dissolvidos • Entre os gases mais comumente encontrados na água, podemos destacar: oxigênio, gás sulfídrico, dióxido de enxofre, trióxido de enxofre, amônia, dióxido de carbono e cloro. • Estão naturalmente na água ou entram por alguma ação humana (poluição ou tratamentos). • O oxigênio, na maioria das vezes, vai atuar como acelerador do processo corrosivo, mas, em alguns casos, pode atuar como inibidor. Para alumínio e suas ligas e para aços inoxidáveis é isso o que acontece. • Formam-se películas passivadoras de óxido de alumínio e óxido de cromo.

27. SO2 e SO3: aceleram a corrosão porque formam ácidos quando dissolvidos em água. • NH3: causa corrosão principalmente em ligas de cobre e zinco. • Cloro: aumenta a presença de cloretos e diminui o pH da água, criando condições favoráveis a corrosão. • CO2: diminui o pH, mesmo sedo um ácido fraco. • H2S – gera corrosão por formação de sulfetos: • Fe + H2S  FeS + H2

28. Sólidos suspensos • Estão presentes das mais variadas maneiras na água e devem ser removidos para aumentar a sua qualidade. • Essas partículas podem se depositar nas paredes de trocadores de calor, diminuindo a sua eficiência térmica, como também podem gerar corrosão por depósito, devido à formação de pilhas por aeração diferencial. • Além de influenciarem no pH e dureza da água. • Para eliminar os sólidos suspensos, deve-se proceder com a clarificação.

29. Crescimento biológico e matéria orgânica • O desenvolvimento de processos biológicos em águas industriais pode causar: • Crescimento de algas e fungos; • Formação de meio ácido: bactérias oxidantes de enxofre; • Despolarização por bactérias redutoras de sulfato.

30. temperatura • Os efeitos da temperatura são vários, podendo citar: • As reações de corrosão são, usualmente, mais rápidas em temperaturas elevadas; • Mudanças de temperatura podem influenciar na solubilidade de produtos de corrosão (carbonatos); • Os gases são menos solúveis com a elevação da temperatura.

31. Velocidade de circulação da água • O aumento da velocidade de circulação da água pode causar: • Remoção de camadas de produtos de corrosão que estariam retardando a corrosão; • Aumentar a concentração de oxigênio na água, acelerando o processo corrosivo; Mas, se a velocidade de circulação for muito pequena, pode haver a deposição de sólidos, aumentando a possibilidade de corrosão por aeração diferencial.

32. Portanto, procura-se estabelecer um velocidade crítica de circulação, que está relacionada com a natureza do material metálico e a composição do material metálico.

33. Solicitação mecânica • Pode gerar processos corrosivos decorrentes de: • Destruição do filme protetor existente sobre o material metálico. • Deposição em áreas de estagnação de partículas metálicas ou produtos de corrosão arrastados por ação mecânica.

34. Solo • O comportamento do solo como meio corrosivo deve ser considerado de grande importância devido às enormes extensões de oleodutos, gasodutos, minerodutos, cabos telefônicos e tubulações de água, que exigem um controle rigoroso de manutenção para evitar corrosão acelerada. • Os principais fatores que influenciam na corrosão causada por solos são: • Porosidade (aeração), condutividade elétrica, sais dissolvidos, umidade, correntes de fuga, pH e bactérias.

35. Principais fatores • Correntes elétricas de fuga ou estranhas: podem causar corrosão eletrolítica. • Bactérias: atacam revestimentos a base de celulose, causando a oxidação da celulose para ácidos, como o acético e o butírico, que atacariam o material metálico. Além da ação das bactérias redutoras de enxofre. • Heterogeneidade do solo: podem originar formação de diferenciações eletroquímicas, com consequentes pilhas de corrosão: caso de solos aerados diferentemente, originando corrosão por aeração diferencial em tubulações enterradas.