Prof André Montillo

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1 Prof André Montillo

2 Definição: É a deterioração de um material, geralmente metálico, por ação eletroquímica ou química do meio ambiente, associada ou não a esforços mecânicos. Isto pode acarretar desgastes, variações químicas e modificações estruturais, tornando-os inadequados ao uso. Atualmente considera-se corrosão, a deterioração de qualquer tipo de material, tais como borracha, concreto, polímeros ou madeiras devido à ação do meio ambiente.

3 Reações Químicas: São reações químicas de oxidação e redução, que ocorrem entre o meio ambiente e a superfície metálica (ou qualquer outro material). A reação de oxidação ocorrerá na área anódica (anodo/pilha) da superfície metálica. A reação de redução ocorrerá na área catódica (catodo/pilha). Portanto, o desgaste da superfície metálica ocorrerá pela passagem do metal da forma reduzida para a forma iônica (combinada na ligação iônica). A superfície anódica é o eletrodo mais eletropositivo, que dissolve na forma de íons e fornece elétrons para a solução de eletrólitos, ou seja, é o eletrodo que sofrerá a corrosão. A superfície catódica é o eletrodo mais eletronegativo e receberá os elétrons e permanecerá intacta sem sofrer o desgaste

4 Reações Químicas: Corrosão Fe(s) Fe 2+ (aq) + 2e - O2(g) + H2O(l) + 2e - 2OH - Fe 2+ (aq) + 2OH- Fe (OH)2(s) Fe (OH)2(s) Fe2O3.xH2O

5 Classificação: Eletroquímica: meio ambiente, úmida e espontânea Química: meio ambiente, seca e espontânea Eletrolítica: é um processo eletroquímico onde há a presença de corrente externa, ou seja, não espontânea

6 Classificação: Eletroquímica: meio ambiente, úmida e espontânea: Em face da necessidade do eletrólito conter água líquida, a corrosão eletroquímica é também denominada corrosão em meio aquoso. A água é necessária para funcionar como um eletólito, ou seja, fornece os íons envolvidos na corrosão. Nos processos de corrosão, os metais reagem com os elementos não metálicos presentes no meio, O2, S, H2S, CO2 entre outros, produzindo compostos semelhantes aos encontrados na natureza, dos quais foram extraídos. Conclui-se, portanto, que nestes casos a corrosão corresponde ao inverso dos processos metalúrgicos.

7 Classificação: Eletroquímica: meio ambiente, úmida e espontânea: HEMATITA: (minério de Ferro mais comum) = Fe 2 O 3 FERRUGEM: (corrosão do Ferro) = Fe 2 O 3. x H 2 O

8 Classificação: Química: meio ambiente, seca e espontânea: Os processos de corrosão química são, por vezes, denominados corrosão ou oxidação em altas temperaturas. Estes processos são menos frequentes na natureza, envolvendo operações onde as temperaturas são elevadas. Se caracterizam basicamente por ausência da água líquida e temperaturas, em geral, elevadas, sempre acima do ponto de orvalho da água. Haverá a interação direta entre o metal e o meio corrosivo. Como na corrosão química não se necessita de água líquida, ela também é denominada em meio não aquoso ou corrosão seca.

9 Classificação: Eletrolítica: é um processo eletroquímico onde há a presença de corrente externa, ou seja, não espontânea. Esta corrente externa é denominada de corrente de fuga ou corrente parasita. Ocorre com frequência em tubulações de petróleo, água potável ou cabos telefônicos enterrados e tanques de postos de gasolina. Geralmente ocorrem por deficiência do isolamento ou aterramento.

10 Morfológica Causa/Mecanismo Fatores mecânicos Meios Corrosivos Localização do Ataque

11 Morfológica Uniforme Por Placas Alveolar Puntiforme ou pite Intergranular ou intercristalina Transgranular ou transcristalina Filiforme Por Esfoliação Grafítica Dezincificação Em Torno do Cordão de Solda Empolamento por Hidrogênio

12 Morfológica

13 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Uniforme: se processa de maneira uniforme em toda a superfície atacada

14 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Por placas: quando o produto da corrosão se forma em placas e se desprendem progressivamente

15 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Alveolar: o desgaste ocorre de forma localizada, criando um aspecto de crateras

16 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Puntiforme ou pite : quando o desgaste ocorre de forma muito localizada e de alta intensidade, geralmente, apresenta uma profundidade maior que o diâmetro e com bordos angulosos

17 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Intergranular ou intercristalina: quando o ataque se manifesta no contorno dos grãos metálicos

18 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Transgranular ou transcristalina: quando o fenômeno se manifesta sob a forma de trincas, que se propaga pelo interior dos grãos metálicos

19 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Filiforme:

20 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Por Esfoliação:

21 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Grafítica:

22 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Dezincificação

23 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Em Torno do Cordão de Solda:

24 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo: Empolamento por Hidrogênio:

25 Causa ou Mecanismo: Por aeração diferencial: mesmo metal e um eletrólito imersos em uma solução com concentrações diferentes de oxigênio. Eletrolítica ou por correntes de fuga. Galvânica (Bimetálica): quando dois metais de composição diferente são colocadas em contato (menos nobre na escala galvânica/zinco). Tensão fraturante (mecânica): combinação de uma força de tração (stress) sobre um metal em um ambiente corrosivo. Em torno do cordão de solda. Seletiva (grafítica/grafita ou dezincificação/zinco) Empolamento ou fragilização pelo Hidrogênio: a forma atômica do hidrogênio se localiza nas frestas do metal onde se transformam em moléculas de hidrogênio aumentando a pressão e formando bolhas.

26 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas Sob tensão: combinação de stress e corrosão Sob fadiga: é uma tensão cíclica sobre um metal (não precisa ultrapassar o limite elástico do metal) em um meio corrosivo Sob atrito: movimento entre duas superfícies metálicas com desgastes por fricção Sob erosão: desgaste mecânico do metal

27 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas Sob tensão: combinação de stress e corrosão

28 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas Sob fadiga: é uma tensão cíclica sobre um metal (não precisa ultrapassar o limite elástico do metal) em um meio

29 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas Sob atrito: movimento entre duas superfícies metálicas com desgastes por fricção

30 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas Sob erosão: desgaste mecânico de metal

31 Meios Corrosivos: Atmosférico: o ar contém umidade, sais, poeiras e gases em suspensão. Pedológico (solos): o solo contém umidade, sais e bactérias. Microrganismos: ação das bactérias, fungos e algas sobre os hidrocarbonetos Marinho: grande quantidade de sais e maior aceleração da corrosão. Sais fundidos: importantes meios eletrolítico. Fluvial (rios e lagos): sais minerais e eventualmente ácidos e bases, bactérias, resíduos industriais e gases dissolvidos.

32 Localização do Ataque: considera o local onde acorre o ataque da corrosão. Uniforme Por pite Intergranular Intragranular

33 Repercussões Econômicas: Os problemas de deterioração e consequente corrosão ocorrem nas mais variadas atividades: as construções civil e naval, meios de transporte e até restaurações odontológicas e próteses ortopédicas. Essas deteriorações causam perdas e consequente prejuízos: Perdas Diretas: Custos de substituições de peças ou equipamentos incluindo a energia gasta e a mão de obra. Custos de proteção dos materiais. Perdas Indiretas: Paralizações acidentais das atividades. Perdas de produtos. Perda de eficiência. Contaminação de produtos. Superdimensionamentos de projetos.

34 Repercussões Econômicas: Em alguns setores, embora a corrosão não seja muito representativa em termos de custos diretos, podemos levar em consideração alguns fatos: Questões de segurança: a corrosão localizada resulta, muitas vezes em fraturas repentinas em meios de transportes, causando desastres; vazamento de tubulações de gás e gasolina podendo ocasionar explosões, etc. Interrupções de comunicações: corrosão de cabos telefônicos, fios de condução elétrica, etc. Danificações de monumentos históricos: No caso de estátuas de mármore (CaCO 3 ) pela chuva ácida (formada por SO 3 e NO 2, reagindo com a água). CaCO 3 + H 2 SO 4 CaSO 4 + H 2 O + CO 2 No caso de estátuas de bronze (98% de Cu + 2% d Sn): 2CuO + H 2 SO 4 Cu(OH) 2 + CuSO 4 (forma um recobrimento de cor esverdeada)

35 Benefícios: Oxidação de aços inoxidáveis com a formação de uma película protetora de Cr 2 O 3 (Óxido de Cromo). Oxidação do Alumínio ou de suas ligas, que ocasiona a formação de Al2O3 (Óxido de Alumínio) que serve como camada protetora. Fosforização de superfícies metálicas para permitir melhor aderência de tintas (em pinturas de geladeiras, automóveis, fogões, etc.). Aspecto decorativo em monumentos e esculturas de bronze com a formação de um revestimento protetor escurecido (Óxidos e Sulfatos) ou esverdeados (sais básicos).

36 Métodos para Evitar ou Minimizar: Pintura das superfícies metálicas por materiais impermeáveis e não metálicos (esmaltes, vernizes, tintas e plásticos). A Galvanização (baseia-se no método de proteção contra a corrosão pelo uso do Zinco). Se a camada de Zinco se mantiver íntegra, ela vai servir como barreira para que a água e o Oxigênio não entre em contato com o metal. Utilização de aços patináveis (são aços de baixa liga que tem a adição de Cobre e Cromo ou Níquel, Vanádio e Nióbio). Esses aços quando expostos à atmosfera desenvolvem uma camada de Óxido compacta e aderente denominada pátina que funciona como uma barreira de proteção contra a corrosão não precisando de quaisquer tipos de revestimentos protetores.