1 aula corrosão
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Corrosão
Prof. Jaqueline Borges
Curso: P&G
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Fundamentos sobre Corrosão e
Oxidação • Todos os metais e ligas estão sujeitos à corrosão.
• Não há nenhum material que possa ser empregado
em todas as aplicações.
O ouro, por exemplo, conhecido por sua excelenteresistência à ação da atmosfera, será corroído seexposto ao mercúrio, em temperatura ambiente.
Por outro lado, o ferro não é corroído por mercúrio,mas enferruja rapidamente em presença do ar
atmosférico.
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• É impraticável eliminar a corrosão.
O segredo de um bom projeto de engenharia,geralmente,está nos processos de controle da
corrosão.
O corrosionistatem por objetivo
estudar adeterioração dos
materiais pelaação do meioem que são
usados.
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Definição
Corrosão pode ser definida como adeterioração,
que ocorre quando um metal reage com o meioambiente.
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Corrosão do concreto – deterioração do cimento Portland,
utilizado no concreto, pela ação de sulfatos;
Corrosão da borracha – a perda de elasticidade devido à
oxidação por ozônio;
Corrosão da madeira –
perda da resistência pela hidróliseda celulose em função da exposição a solução de ácidos
e/ou de sais ácidos.
Corrosão metálica - os metais reagem com os elementos
não metálicos presentes no meio, produzindo compostos
semelhantes aos encontrados na natureza, dos quais foram
extraídos.
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METALURGIA E CORROSÃO
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Metalurgia:
Fe2O
3+ 3/2 C 2Fe + 3/2 CO
2Hematita
Corrosão:2 Fe + 3/2 O2 + 3 H2O Fe2O3 . 3 H2O ou 2 Fe(OH)3
Ferrugem
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Motivação para o estudo e o controleda corrosão
Existe um grande interesse prático neste estudouma vez que a corrosão causa um prejuízo
estimado em torno de 1,5 a 3,5% do PIB nospaíses industrializados.
Em valores, o PIB brasileiro totalizou R$ 3,675 trilhõesem 2010.
Leia mais sobre esse assunto emhttp://oglobo.globo.com/economia/mat/2011/03/03/pib-brasileiro-fecha-2010-com-crescimento-de-7-5-maior-desde-1986-aponta-ibge-923926837.asp#ixzz1LlqXUeQJ
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Perdas diretas:
Custos de substituição de peças corroídas, incluindo-se energia
e mão-de-obra.
Custos e manutenção dos processos de proteção.
Perdas indiretas:
Paralisações acidentais, perda de produtos,
perda de eficiência dos equipamentos, contaminação
de produtos, superdimensionamento
nos projetos.
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Em Calcutá, índia, a ponte Howrah,de 457 metros de comprimento,está sendo ameaçada pela saliva
dos pedestres.
O gutkha – a famosa mistura de folhade bétele, noz – de – areca ehidróxido de cálcio, que muitos
cidadãos mascam e depoiscospem – é altamente corrosivo.
Segundo o The Telegraph , jornal de Calcutá, “o poder de corrosão resultante
das cusparadas das pessoas que passam pela ponte já reduziu a espessuradas coberturas de aço que protegem os pilares de 6 para 3 milímetros desde2007”. Cerca de 500 mil pedestres e 100 mil veículos usam essa ponte por
dia.
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SegurançaEm 1988, um Boeing 737-200 da Aloha Airlines
perdeu parte da sua fuselagem durante o vôo, causando amorte de um tripulante.
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Causa do problema
Sem que seja necessário recorrer a meiosagressivos tem-se que a maioria dos materiais
em contato com o meio ambiente, como porexemplo a atmosfera, formam um sistema
termodinamicamente instável.
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Formação de óxidos e hidróxidos
Com a única exceção dos metais nobres (ouro,platina, etc.),
todos os demais metais em contato com o ardevem reagir e transformarem-se em óxidos,
hidróxidos ou outras formas semelhantes.
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G
Em alguns casos (alumínio, magnésio, cromo,etc.) tal transformação em óxidos implica
numa grande redução da energia livre.
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De acordo com a termodinâmica,
os metais não poderiam serutilizados numa atmosfera
como a terrestre.
Sadi Carnot
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Devido ao fato de que
certas velocidades dereação são lentas quese pode utilizar osmetais no cotidiano.
NobelEinsten
Peter Waage e Cato Guldberg
Apesar datermodinâmica indicara possibilidade deuma reação, isso nãodiz nada a respeito davelocidade com queesta reação ocorre.
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CLASSIFICAÇÃO
Os processos de corrosão podem serclassificados segundo o MEIO em que
ocorrem e segundo sua MORFOLOGIA.
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Classificação segundo o Meio
Corrosão Química
São os casos em que o metal reage com ummeio não iônico como, por exemplo, ocorre no
caso de oxidação ao ar a alta temperatura.
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Classificação segundo o Meio
Corrosão Eletroquímica
Defini-se corrosão eletroquímica para os casosem que ocorre um transporte simultâneo de
eletricidade através de um eletrólito.
A este importante grupo pertencem a corrosão
em soluções salinas e água do mar, a corrosãoatmosférica, a corrosão em solos, etc.
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Classificação segundo a Morfologia
A classificação segundo o meio é útil no estudodos mecanismos de ataque, entretanto,
querendo-se avaliar os danos causados pela
corrosão torna-se mais conveniente se fazeruma classificação segundo a morfologia.
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Uniforme
É a forma menos agressiva de corrosão. O
ataque, neste caso, se estende de formahomogênea sobre toda a superfície metálica,e sua penetração média é igual em todos os
pontos.
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Uniforme
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão em Placas
Abrange os casos intermediários entre a
corrosão uniforme e a corrosão localizada.Ocorre em algumas regiões da superfície.
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão em Placas
Chapa de aço-carbono decostado (parede) de tanque.
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Alveolar
A corrosão alveolar se processa na superfíciemetálica produzindo sulcos ou escavações
semelhantes a alvéolos, apresentando fundoarredondado e profundidade geralmente
menor que seu diâmetro.
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Alveolar
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Puntiforme (pite)
Este tipo de ataque é uma das formas mais
perigosas em que a corrosão pode-seapresentar.
Durante a corrosão puntiforme, ou pite, o
ataque se localiza em um ponto isolado dasuperfície metálica e se propaga até o interior
do metal, muitas vezes transpassando-o.
Pitting corrosion (inglês)Picadura (espanhol)Piqûre (francês)
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Corrosão Puntiforme (pite)
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Corrosão Puntiforme (pite)
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Corrosão Puntiforme (pite)
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Corrosão Puntiforme (pite)
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Em alguns processos corrosivos pode ocorrerdificuldade de se caracterizar se as cavidades
formadas estão sob a forma de placas,alvéolos ou pites, criando divergências de
opiniões entre os técnicos de inspeção e/ou
manutenção.
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Corrosão Puntiforme (pite)
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Deve-se considerar que a importância maior é adeterminação das dimensões dessas
cavidades, para verificar a extensão do
problema corrosivo.
Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Puntiforme (pite)
Exemplo: PitesDeterminar: o número de pites por unidade de área; o diâmetro;
a profundidade.Seccionar o pite selecionado, polir e medir a profundidade com:
Micrômetro;Auxílio de microscópio
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Corrosão em Frestas Este tipo de corrosão é uma variação da corrosão puntiforme e se
apresenta em uniões ou zonas em que a renovação do meiocorrosivo só pode ser obtida por difusão (movimento de íons
causado por um gradiente de concentração).
A ação da aeração diferencial e/ou da concentração iônica diferencialproduzem a formação de pilhas em frestas em materiais metálicos.
A formação de pilhas de concentração iônica diferencial é preferencialem meios líquidos e a formação de pilhas de aeração diferencial é
preferencial em meios gasosos.
Esta condição de não renovação do meio corrosivo (estagnação) podeser obtida também quando se tem sedimentação ou quando se
utilizam juntas de material absorvente ou poroso.
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De uma maneira geral este tipo de corrosão ocorre emfrestas com espessura de poucos centésimos de
milímetro ou menor .Estas frestas podem ser definidas como as que ocorrem
em juntas soldadas de chapas sobrepostas,
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Corrosão em Frestas
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Estas frestas podem ser definidas como as que ocorrem em juntas de chapasunidas por rebites,
• Os rebites em geral são usados na execução de uniões de caráterpermanente, feitas com chapas ou perfis laminados.
•
São hastes cilíndricas de aço ou ferro, com cabeça em uma dasextremidades; muitas vezes são colocados nos furos com o metal aquecidoao rubro, de modo que a outra extremidade possa ser executada porpressão ou por martelamento.
• Os furos dos rebites são puncionados, com ou sem escareado (alargados),
ou broqueados, tendo um diâmetro maior do que o do rebite, e a espiga(haste) do rebite deve ter comprimento suficiente para proporcionar oenchimento completo do furo com o metal e a execução da cabeça.
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Corrosão em Frestas
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Corrosão em Frestas
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Estas frestas podem ser definidas como as que ocorrem em juntas de chapasem ligações de tubulações unidas por flanges,
Classificação segundo a Morfologia
Corrosão em Frestas
Flange em tubulação de gás combustível
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Intergranular
Este tipo de corrosão localiza-se entre os grãosda estrutura cristalina do material (contorno
de grãos) metálico, o qual perde suaspropriedades mecânicas e pode fraturarquando submetido a esforços mecânicos
menores que o esperado, como é o caso da
corrosão sob tensão fraturante (stresscorrosion cracking, SCC).
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Intergranular
Classificação segundo a Morfologia
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Classificação segundo a MorfologiaCorrosão Intragranular
(transgranular) Este tipo de corrosão se processa no interior dos
grãos cristalinos do material metálico o qual,
pela perda de suas propriedades mecânicas,assim como no caso da corrosão intergranular,poderá fraturar à menor solicitação mecânica
com efeitos muito mais catastróficos que ocaso da intergranular.
Classificação segundo a Morfologia
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Classificação segundo a MorfologiaCorrosão Intragranular
(transgranular)
Classificação segundo a Morfologia
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Classificação segundo a MorfologiaCorrosão Intragranular
(transgranular)
l ifi ã d f l i
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Classificação segundo a Morfologia
Corrosão Filiforme
A corrosão filiforme se processa sob a forma definos filamentos que se propagam em
diferentes direções e que não se cruzam.
Admite-se que o produto de corrosão, emestado coloidal, apresenta carga positiva, daí arepulsão. Ocorre geralmente em superfícies
metálicas revestidas com filmes poliméricos,tintas ou metais ocasionando o deslocamentodo revestimento.
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• Ocorre geralmente em superfícies metálicasrevestidas com filmes poliméricos, tintas oumetais ocasionando o deslocamento dorevestimento.
• Tem sido observada mais freqüentementequando a umidade relativa do ar é maior que
85% e em revestimentos mais permeáveis àpenetração de oxigênio e água ou apresentandofalhas, como riscos, ou em regiões de arestas.
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Corrosão Filiforme
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Corrosão Filiforme
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Corrosão por Esfoliação
A corrosão por esfoliação ocorre em diferentescamadas. Ocorre em chapas ou componentes
que tiveram seus grãos alongados eachatados. Separa as camadas ocasionandoum inchamento do material metálico. Essa
forma de corrosão tem sido observada maiscomumente em ligas de alumínio das séries2.000(Al, Cu, Mg), 5.000(Al, Mg) e 7.000(Al,
Zn, Cu, Mg).
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Corrosão por Esfoliação
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Corrosão por Esfoliação
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Corrosão grafítica
Corrosão que ataca ferros com alto teor degrafita e que provoca a oxidação dos grãosmetálicos, deixando resíduo grafítico.
Classificação segundo a Morfologia
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O ferro fundido é uma liga de ferro em mistura eutética comelementos como carbono e silício.
O ferro fundido cinzento (gray cast iron) possui um teor de
carbono de 2,7 a 4,0 % e silício na ordem de 1 a 3%. Équebradiço, rompe-se sempre em fratura frágil e sua
resistência à tração e a ductibilidade são muito baixas.
A ductilidade é a propriedade que representa o grau dedeformação que um material suporta até o momento de sua
fratura.
Ouro, cobre e alumínio são metais muito dúcteis. O oposto de
dúctil é frágil.
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Corrosão grafítica
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Em relação à corrosão generalizada, o ferrofundido, devido ao maior teor de carbono livre ede cementita, apresenta melhor desempenho do
que aço-carbono, principalmente, quando sujeitoáguas neutras e alcalinas.
Entretanto, quando sujeito as condições ácidascomo é o caso de solos e/ou de águas contendoH2S ocorre a corrosão localizada, denominada de
corrosão grafítica ou grafitização.
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Corrosão grafítica
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Corrosão grafítica
Mecanismo de grafitização e o aspecto da corrosão de tubo de
ferro fundido
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A dezincificação é um processo corrosivo que ocorreprincipalmente em latões (ligas de Cu-Zn), principalmente
em soluções salinas e com maior intensidade em meioácido.
O zinco se oxida preferencialmente, deixando um resíduo de
cobre e produtos de corrosão. A corrosão pode-se dar empequenas áreas, sob a forma de alvéolos, ou
uniformemente, em maiores áreas.Observa-se nas áreas dezincificadas o aparecimento deresíduo branco ou de coloração avermelhada contrastando
com a coloração amarelada da liga. O resíduo branco é oproduto de oxidação do zinco. Abaixo desse resíduo
observa-se a característica coloração avermelhada docobre.
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Dezincificação
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Parte interna da válvula de latão com corrosão pordezincificação
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Dezincificação
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Empolamento pelo hidrogênio
Ocorre a invasão de hidrogênio atômico nomaterial devido ao pequeno tamanho do
átomo.Após invadir o material, ele irá se combinar com
outro átomo de hidrogênio produzindo
hidrogênio molecular que por possuir maiorvolume irá causar o empolamento domaterial.
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Empolamento pelo hidrogênio
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Empolamento pelo hidrogênio
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Após a solda de algum material, temos aformação de corrosão em torno da solda e
não propriamente sobre ela.
Ocorre a poucos milímetros do local onde foiaplicada a solda e é mais comum em aços inox
não estabilizados ou com teores de carbono
inferiores a 0,03%. O processo se dáintergranularmente.
Classificação segundo a Morfologia
Em torno do cordão de solda
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Em torno do cordão de solda