formas dacorrosão

1- PRINCIPAIS TIPOS DE PILHAS DE CORROSÃO

Os processos de corrosão que criam espontaneamente uma ddp, ou seja as pilhas

eletroquímicas como:

- Pilha de eletrodos metálicos diferentes;- Pilha de concentração;

- Pilha de temperatura diferente.

Para caso de processo não - espontâneo destacam-se as pilhas eletrolíticas.

1- PILHA DE ELETRODO DIFERENTE

• É o tipo de pilha de corrosão que ocorre quando dois metais ou ligas diferentes estão em contato e imerso num mesmo

eletrólito, é a chamada PILHA GALVÂNICA

Ex: Corrosão Galvânica

1.1 – Reações Possíveis

• As reações possíveis são:

Fe Fe+2 + 2 e-

(meio aerado)

H2O + ½ O2 + 2 e- 2 OH-

(meio não-aerado)

2 H2O + 2 e- H2 + 2 OH-

(meio ácido)

2H+ + 2e- 2H (atômico) H2

1.2-Pilha ativa-passiva

• Determinados metais e ligas tendem a formar uma película fina e aderente de óxido ou outro composto insolúvel na superfície, tornando o metal passivo, esta passivação faz esses materiais agirem como áreas catódicas.

• São exemplos: Alumínio, chumbo, aço inoxidável, titânio, ferro e cromo.

1.3- PILHA DE AÇÃO LOCAL

• Quando os ânodos e cátodos estão em contato direto, em presença de um eletrólito, as impurezas (ferro, carbono, cobre) atuam como micro-cátodos e o metal base atua como ânodo.

• Esta pilha é provavelmente a mais freqüente na natureza, ela aparece em um mesmo metal devido a heterogeneidades diversas.

1.3- PILHA DE AÇÃO LOCAL

As heterogeneidades mais importantes são:

• Inclusões, segregações, bolhas, trincas; • Estados diferentes de tensões e deformações; • Acabamento superficial da superfície; • Diferença no tamanho e contornos de grão; • Tratamentos térmicos diferentes; • Materiais de diferentes épocas de fabricação; • Gradiente de temperatura.

1.4- PILHAS DE CONCENTRAÇÃO

• Ocorre em metais de mesma natureza em contato com diferentes concentrações de um mesmo eletrólito ou de mesma concentração, com teores de gases dissolvidos diferentes.

• O primeiro caso é a pilha de concentração iônica e no segundo caso a pilha de aeração diferencial.

1.4.1-Pilha de concentração iônica diferencial

• Esta pilha surge quando o metal é exposto a concentrações diferentes de seus próprios íons. O eletrodo torna-se mais ativo, quando a concentração de seus íons no eletrólito diminui (área anódica), ou se aumentar (área catódica)

Fe Fe+2 + 2 e-

1.4.2-Pilha de aeração diferencial

• Esta pilha ocorre por existir concentrações diferentes do teor de oxigênio, no meio é também comum em frestas, mas neste caso ocorre uma inversão entre as áreas anódicas e catódicas.

EX.O interior da fresta, devido a maior dificuldade de renovação do eletrólito, tende a ser menos concentrado em oxigênio (menos aerado), logo, área anódica e a parte externa da fresta, onde o eletrólito é renovado com facilidade, tende a ser mais concentrada em oxigênio (mais aerada), logo, área catódica. A corrosão ocorre no interior da fresta.

1.5- PILHA DE TEMPERATURAS DIFERENTES

• Ocorre em eletrodos de mesmo material metálico, porém estão em temperaturas diferentes, ocasionando a chamada pilha termogalvânica. Onde a elevação de temperatura aumenta a velocidade das reações eletroquímicas, bem como a difusão dos átomos, o que acelera o processo corrosivo.

1.6-PILHA ELETROLÍTICA

• Neste tipo de pilha a diferença de potencial ocorre devida uma fonte de energia externa, não sendo necessário que os eletrodos sejam diferentes em sua natureza química.

• Ocorre normalmente sobre tubulações e cabos subterrâneos, quando próximas a linhas de metro, malhas de aterramento ou qualquer outra fonte elétrica que possibilite uma descarga elétrica, chamada de corrente de fuga.

A caracterização da forma de uma corrosão auxilia no esclarecimento do mecanismo e na aplicação de medidas de proteção

2-Formas da Corrosão


O processo de corrosão envolve reações químicas heterogêneas ou eletroquímicas entre a superficiais do metal com meio corrosivo.

As formas de corrosão podem ser apresentadas considerando-se a aparência, a forma de ataque e as diferentes causas de corrosão e seus mecanismos.


Assim pode-se ter corrosão segundo:

- A morfologia (forma);

- As causas ou mecanismos;

- Os fatores mecânicos;

- O meio corrosivo, e

- A localização do ataque.


2-1- UNIFORME

• Consiste no ataque de toda a superfície metálica em contato com o meio corrosivo, com a conseqüente diminuição da espessura.

• A corrosão é devido a micro-pilha de ação local.

• Aparecem em metais que não formam películas protetoras.

• É comum estruturas expostas à atmosfera e outros meios.

2.1- UNIFORME

2.2- Por PLACAS

• A corrosão se localiza em regiões da superfície metálica, formando placas com escavações.

• Os produtos de corrosão formam-se em placas que se desprendem progressivamente.

• Surge em metais que formam película inicialmente protetora, que crescem (espessas), fraturam e perde aderência, expondo o metal a novo ataque

2.2- Por PLACAS

2.3- ALVEOLAR

• A superfície apresenta-se com sulcos ou escavações semelhantes a alvéolos.

• O sulco tem fundo arredondado e profundidade geralmente menor que o diâmetro.

• Apresenta-se na forma localizada, como uma cratera.

• Surge em metais formadores de películas semi-protetoras ou quando se tem corrosão sob depósito, como no caso da corrosão por aeração diferencial.

2.3- ALVEOLAR

2.4- PUNTIFORME ou por PITE

• É uma forma de corrosão localizada.• Apresenta-se em forma de cavidades de

pequeno diâmetro e razoável profundidade, com bordos angulares.

• É característica dos materiais metálicos formadores de películas protetoras (passiváveis).

• Ocorre devido a formação da pilha ativa-passiva nos pontos nos quais a camada passiva é rompida.

Formas de pites, segundo a ASTM - (G - 4676)


2.5- INTERGRANULAR

• Ocorre entre os contornos de grão da rede cristalina do metal.• O principal fator responsável pela corrosão é a diferença de

composição química ( matriz / contorno)nestes locais.

• Se a alteração na composição química não é suficiente surge uma corrente de corrosão devido a diferença de potencial ocasionada pelas características diferentes dos materiais.

• Os aços inoxidáveis austeníticos sensitizados, expostos a meios corrosivos.

• É uma das causas da corrosão sob tensão fraturante;

2.5- INTERGRANULAR

2.6- INTRAGRANULAR

• Ocorre nos grãos da rede cristalina do metal.

• Surge sob a forma de trincas que se propagam pelo interior dos grãos do material;

• quando solicitado ao menor esforço, rompe; como no caso da corrosão sob tensão de aços inoxidáveis austeníticos.

2.6- INTRAGRANULAR

2.7- FILIFORME

• A corrosão se processa sob a forma de finos filamentos;

• É freqüente em umidade relativa do ar maior que 85%;

• Ocorre especialmente em pintura e em revestimentos permeáveis à oxigênio e água ou com falhas riscos em regiões de arestas.

• O mecanismo é semelhante à corrosão em frestas, devido a aeração diferencial provocada por defeito no filme de pintura;

2.7- FILIFORME

2.8-ESFOLIAÇÃO

• Ocorre de forma paralela à superfície metálica.

• Ocorre em chapas ou componentes extrudados;

• Os grãos alongados ou achatados, criando condições para inclusões ou segregações;

• É comum em ligas de alumínio, que apresentam frestas.

2.8-ESFOLIAÇÃO

2.9- CORROSÃO GALVÂNICA

• Resulta do contato elétrico de materiais diferentes ou dissimilares (potenciais eletroquímicos).

• A relação entre a área catódica e anódica deverá ser a menor possível.

• A presença de íons metálicos no eletrólito.

2.9-CORROSÃO GALVÂNICA

2.10- CORROSÃO SELETIVA

• São aqueles em que há formação de um par galvânico devido a grande diferença de nobreza entre dois elementos de uma liga metálica.

• Os dois principais tipos de corrosão seletiva

são:

- a grafítica;

- a dezincificação.

2.10- CORROSÃO SELETIVA

2.11- CORROSÃO EM FRESTAS OU CREVICE

• As frestas estão sujeitas a formação de pilhas de aeração diferencial e de concentração iônica diferencial.

• Em meio é líquido ocorre preferencialmente as pilhas de concentração iônica diferencial

• E em o meio é gasoso tende a ocorrer as pilhas de aeração diferencial.

• As Frestas surgem em:

- juntas soldadas com chapas sobrepostas - juntas rebitada - ligações flangeadas, - ligações roscadas, - revestimentos com chapas aparafusadas.

2.11- CORROSÃO EM FRESTAS OU CREVICE

2.12- CORROSÃO INDUZIDA POR MICROORGANISMOS

• É corrosão que se processa sob a influência de microorganismos, bactérias, fungos e algas.

2.12- CORROSÃO INDUZIDA POR MICROORGANISMOS

2.13- CORROSÃO EM ALTA TEMPERATURA

• Ocorre em função do meio oxidante favorecer o crescimento de camadas de óxidos.

• A velocidade vai depender dos reagentes, do transporte dos íons e dos elétrons.

• As fraturas ocorrem quando o metal é submetido a variações cíclicas de temperatura.

• As películas formadas sobre os metais são em geral plásticas na alta temperatura, em temperaturas intermediárias são rígidas e fraturam com o aumento da espessura.

• A aderência da película diminui com o aumento da espessura, desprendendo quando solicitada a esforços mecânicos ou a choque térmico.

2.13- CORROSÃO EM ALTA TEMPERATURA

14-EMPOLAMENTO por HIDROGÊNIO

• O átomo de hidrogênio possui um volume atômico pequeno;

• Facilidade de difundir rapidamente através das descontinuidades (vazios ou inclusões)

• Transforma-se em moléculas de hidrogênio, que exercem pressão formando bolhas (empolamento).

14-EMPOLAMENTO por HIDROGÊNIO

2.15- CORROSÃO EM CORDÃO de SOLDA

• Este tipo de corrosão ocorre em aço inox não estabilizado ou com carbono maior que 0,03%.

• Quando aquecidos por algum tempo, favorecem à formação de carbonetos em contornos de grão.

• Mecanismo similar a c0orrosão intergranular.

2.15- CORROSÃO EM CORDÃO de SOLDA

2.16- CORROSÃO ASSOCIADA A SOLICITAÇÕES MECÂNICAS

• Ação do meio corrosivo e na sua maioria com acentuada perda de massa do material corroído.

• Quando a associação de meio corrosivo e solicitações mecânicas, o material pode sofrer um processo corrosivo acelerado, mesmo sem perda acentuada de massa e podem ocorrer fraturas.

• Os principais são:

- Corrosão de fadiga;

- Corrosão sob tensão.

16- CORROSÃO ASSOCIADA A SOLICITAÇÕES MECÂNICAS


• Outras fora deste tipo de corrosão são:

- EROSÃO,- CAVITAÇÃO;- IMPIGIMENTO;- ATRITO;- FENDIMENTO POR ÁLCALI OU

FRAGILIDADE CÁUSTICA;- FRAGILIZAÇÃO METAL LÍQUIDO.

3- Meios Corrosivos

Um determinado meio pode ser extremamente Um determinado meio pode ser extremamente agressivo, sob o ponto de vista da corrosão, para agressivo, sob o ponto de vista da corrosão, para um determinado material e inofensivo para outro.um determinado material e inofensivo para outro.

3.1- Corrosão Atmosférica No estudo sobre a atmosfera como meio

corrosivo, deve-se observar os seguintes pontos:

- os poluentes, - o material que sofre a corrosão; - questões como forma de ataque; - taxa de corrosão; - custos e a proteção apropriada.

3.1- Corrosão Atmosférica

Fatores que influem:

• Umidade relativa do ar;

• Substâncias poluentes;

• Temperatura;

• Tempo de permanência do filme de eletrólito na superfície;

• Fatores climático.


A corrosão atmosférica, pode ser dada em função da umidade da superfície metálica, segundo Sheir:

- Seca;

- Úmida;

- Molhada.

• A corrosão atmosférica seca é a que ocorre em atmosfera isenta de umidade, sem presença de filme de eletrólito na superfície metálica.

• Tem- se uma corrosão lenta do metal com formação do produto de corrosão, pode ser considerado como um mecanismo químico.

• Exemplo o escurecimento de prata e das moedas de cobre com formação de sulfetos ou óxidos.



• A corrosão atmosférica úmida com umidade relativa menor que 100%, forma-se um fino filme de eletrólito na superfície e a velocidade a corrosão vai depender da umidade relativa, de poluentes atmosféricos e da higroscopicidade do produto de corrosão.

3.1-.1- Estágios da corrosão

• Estágio 0 - Nenhuma corrosão visível, descoloração da pintura (não causado por corrosão) é permitida.

• Estágio 1 - Superfície corrosão, ferrugem vermelha inicio de pequenas bolhas.

• Estágio 2 - Início da perda de metal de base, caracterizado por moderado produto de corrosão, podem estar presentes bolhas.

• Estágio 3 - Perda de metal base significativa, pites e alvéolos estão presentes.

• Estágio 4 - Perfuração de metal de base, corrosão severa no metal remanescente, há perda de integridade estrutural.

3.1.1- Umidade relativa do ar

• A umidade relativa do ar pode ser expressa pela relação entre o teor de vapor d’água encontrado no ar e o teor máximo que pode existir no mesmo, nas condições consideradas.

3.1.1- Umidade relativa do ar

mg/dm2

0 40 60 80 100 % UR

3.1.2- Substâncias poluentes

• As substâncias poluentes da atmosfera que mais afetam a corrosão são as partículas sólidas e os gases liberados na atmosfera.

• As partículas sólidas sob a forma de poeiras tornam a atmosfera corrosiva, pois podem causar condições de aeração diferencial, reter umidade, criar condições de

3.1.2- Substâncias poluentes

mg/ dm2 Carvão/SO2

SO2

Carvão

0 15 30 50 60 90 % UR

0 10 20 30 40 50 60 70 80 dias

3.1.3- Temperatura

• A temperatura, que se elevada diminui a da formação de filmes e a adsorção de gases sobre a superfície metálica.

3.1.4- Fatores Climáticos

• A ação dos ventos podem arrastar névoas salinas e material particulado para regiões afastadas, levando a corrosão.

• A influência do cloreto de sódio nas superfícies de ferro em diferentes valores de umidade relativa em função das proximidades com o mar.


mg/ dm2

0 10 20 30 40 dias

97% UR

94%UR

58%UR


• As condições de chuva podem minimizar a ação de sais, mas se existir frestas podem causar corrosão.

• As variações cíclicas de temperatura e umidade podem elevar as taxas de corrosão, por criar condições de aumento de gases dissolvidos e para altas taxas de incidências solar ( UV ) podemos ter a deterioração de tintas e materiais plásticos.

3.2- Águas Naturais • Os materiais metálicos em contato com a água tendem

a sofrer corrosão, a qual depende das substâncias presentes, como:

• Gases;• Sais dissolvidos;• Matéria orgânica; e • Sólidos em suspensão.

No caráter corrosivo da água devemos considerar o pH, a temperatura, a velocidade e a ação mecânica.

3.3- Solo

• O solo é um dos meios corrosivos mais importantes devido a inúmeras tubulações e tanques enterrados nos mais diversos tipos de solo existentes, com características das mais diversas possíveis

3.3- Solo

As características mais significativas que influem na ação corrosiva são:

• Presença de água;• Sais dissolvidos;• Gases;• pH;• Resistividade elétrica;• Potencial redox ( condições microbiológica )• Condições operacionais ( clima, fertilizantes, resíduos

industriais, profundidade, aeração diferencial, contato bimetálico e correntes de fuga)

3.4- Produtos Químicos

• No contato entre produtos químicos e os materiais de acondicionamento e no transporte é importante considerar a afinidade química entre o metal e o produto, a temperatura, a concentração e a aeração.


• No caso de produtos alimentícios e farmacêuticos deve- se levar em conta a contaminação por metais pesados, sais tóxicos e até as modificações de cor, sabor, aroma e aparência.


• As substâncias fundidas ( sais de tratamento térmicos ) podemos ter a perdas de massa , formação de compostos intermetálicos e até penetração intergranular.

• Mas em todos estes casos a temperatura elevada é o que eleva a ação corrosiva.


• A presença de solventes orgânicos é um outro fator corrosivo importante, que pode solubilizar materiais plásticos, criar condições de acidez ( solventes clorados e o etanol ) levando a corrosão dos metais.

formas dacorrosão

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