CORROSÃO EM FRESTAS ("crevice corrosion")

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1 CORROSÃO EM FRESTAS ("crevice corrosion") Corrosão relativamente localizada em frestas de uma peça metálica, ou formadas pela sobreposição de outro metal ou de materiais inertes sobre o metal. Exemplos típicos: - fresta entre parafuso e porca; - fresta entre flange e material vedante; - fresta entre metal e areia, terra, detritos depositados sobre o mesmo; - fresta entre chapas sobrepostas ; - fresta deixada por solda sem penetração suficiente; - fresta em acabamentos de objetos metálicos por dobradura de rebordo; - poro em revestimentos (metálicos, tintas, polímeros, cerâmicos). Características da Corrosão em Fresta Associada geralmente a - diferença de aeração: dentro da fresta menos O 2 - diferença de concentração de íons agressivos (dentro da fresta maior concentração) - diferença de ph (dentro da fresta maior acidez) interior da fresta funciona como ânodo exterior da fresta funciona como cátodo M + M + cátodo ânodo cátodo

2 MODELOS DE CORROSÃO EM FRESTA A corrosão por frestas tem, em seu mecanismo, muita semelhança com a corrosão por pites. A diferença está em que a fresta é um ambiente ocluso pré-existente, enquanto que o pite se forma sobre uma superfície livre. Os modelos que se apresentam para explicar seu início envolvem em geral um tempo de incubação e a posterior estabilização da corrosão por frestas. O cálculo do tempo de incubação se baseia em que no interior da fresta deve ser dissolvido o óxido passivante pré-existente sobre o metal, com o concomitante gasto do oxigênio dissolvido. Depois disto, em geral o tempo necessário para atingir as condições de funcionamento pleno da fresta é rápido, pois, como no pite, devido à dissolução do metal e sua hidrólise, tem-se a acidificação da solução e seu enriquecimento em ânions do exterior, o que facilita o desenvolvimento da reação anódica de dissolução A falta de oxigênio dissolvido não consegue ser suplementada por difusão do exterior e, portanto, a única reação catódica possível no interior seria a redução do íon hidrogênio, a qual em geral acontece, em parte compensando a reação anódica. O restante dos elétrons fornecidos pela reação anódica poderão ser aceitos pelo reagente catódico fora da fresta (em geral oxigênio dissolvido). Assim, além de outras características facilitantes da corrosão, em geral se tem a localização de um ânodo relativamente pequeno (interior) e um cátodo relativamente grande (o exterior da fresta). Muitas vezes, na boca da fresta, onde ocorre a transição da solução ácida e enriquecida em íon metálico para a solução neutra ou alcalina do exterior, se encontra grande quantidade de produtos de corrosão resultantes da precipitação de hidróxidos metálicos. Estes produtos tornam o isolamento da fresta mais efetivo, mas geralmente não perfeito, seguindo, portanto, o processo localizado de corrosão, com a troca de material entre exterior e interior se dando através dos produtos de corrosão relativamente poros. Segundo Oldfiel e Sutton (British Corrosion Journal, v. 13, p , 1978), e Também KAin e Lee (pode-se descrever a corrosão por frestas em quatro etapas conforme tabela I. Em cada etapa se mostra qual ou quais serão as possíveis reações controladoras da velocidade. Assim a primeira etapa, desoxigenação da fresta e, sempre é governada pela reação de formação da corrente passiva, que é lenta e vai consumindo o oxigênio do meio pela reação catódica. A segunda etapa (abaixamento do ph) possui três possibilidades de controle, dependendo do caso: pela reação catódica (que agora é só fora da fresta), ou pela reação anódica (que ainda é a formação da película passiva com sua consequente acidificação do meio pela hidrólise do íon metálico) e ainda por queda ôhmica (entre a zona catódica externa e a anódica interna) A terceira etapa é basicamente função da natureza do metal pois é o tempo necessário para que as etapas anteriores produzam a solução crítica que torna o filme instável e inicia a corrosão ativa dentro da fresta. Esta condição é definida como uma solução com dado ph e dada concentração de íons agressivos, para cada metal, temperatura, meio e geometria da fresta. A última etapa é a propagação propriamente dita da corrosão na fresta e novamente pode ser limitada por diversos controles. No controle catódico continua se supondo que há limitação da corrente catódica externa por dificuldades na disponibilidade de oxigênio. No controle anódico em geral a corrosão é alta. Quando há corrosão por IR ela será devida pela geometria complexa da fresta ou ainda pela precipitação de produtos de corrosão na boca da fresta, os quais dificultarão a circulação da corrente iônica e do transporte de massa. Estes produtos provêm do fato de que nesse lugar os íons metálicos do interior da fresta encontram as oxidrilas do lado externo, em geral em grande quantidade devido à reação catódica que aí ocorre, e assim se passa do limite de solubilidade de algum hidróxido ou outro produto mais

3 complexo, o qual precipita. Isto é bem notório no caso da corrosão de titânio que apresenta na boca de frestas, como entre parafusos e porcas ou entre flanges de tubos, grande quantidade de óxido de titânio. TABELA I ETAPA I Desoxigenação ETAPA II Queda do ph ETAPA III Rompimento filme do ETAPA IV Propagação Controle catódico Governado pela Disponibilidade Do Oxigênio Tempo de duração Para rompimento Controle catódico Severa limitação Da velocidade de corrosão Controle anódico Pela corrente passiva Controle anódico Governado pelo valor da corrente passiva Tempo mínimo Para o inicio do Rompimento -Controle catódico Alguma limitação Na velocidade de Corrosão. - Controle anódico Possibilidade máxima - Controle IR - alguma limitação na taxa de corrosão Controle por IR Governada pela geometria da fresta Tempo de duração Para o rompimento Controle por IR Severa limitação Da taxa de corrosão

4 Influência de Oxigênio Dissolvido :corrosão por aeração diferencial (Ex.: Pilares de Aço em Água do Mar) Atmosfera Zona de respingos Maré Maré alta Maré baixa Submerso Barro Taxa de corrosão

5 CORROSÃO POR CORRENTES DISPERSAS OU CORRENTES DE FUGA Correntes que andam pelo solo entram em cabos, dutos, e ao sairem novamente ao solo corroem o metal As correntes podem ser oriundas de trilhos de trem elétrico; sistemas de proteção catódica, condutores elétricos mal aterrados. Fonte de proteção catódica - + corrosão TUBO CABO ÂNODO

6 Etapas de nucleação e propagação de corrosão em fresta O 2 H+ H 2 e- M++ Cl- e- M++ Cl- MOH+ H+ OH- Me(OH) 2 O 2 Fig.2 Modelo de corrosão em fresta em andamento