corrosÃo faculdade de tecnologia e ciências curso de engenharia civil disciplina: química
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CORROSÃO
Faculdade de Tecnologia e Ciências
Curso de Engenharia Civil
Disciplina: Química
Pedaço de zinco é colocado numa solução contendo Cu2+
Impacto econômico da corrosão
• Os E.U.A. perdem cerca de 50 bilhões de dólares por ano com danos da corrosão. Atualmente, 20% de todo ferro produzido neste país vão para a substituição de produtos inutilizados pela ferrugem.
Fe(s) + ½ O2 (g) + H2O (l) Fe(OH)2 (s)
Fe(OH)2 (s) + ½ O2 (g) + H2O (l) Fe(OH)3 (s)
2 Fe(OH)3 (s) Fe2O3 (s) + 3H2O (l)
Fundamentos da corrosão em metais
• Com exceção de poucos como ouro, platina, irídio e alguns outros, os metais são sempre encontrados na natureza na forma de compostos: óxidos, sulfetos, etc. Isso significa que tais compostos são as formas mais estáveis para os mesmos.
• A corrosão pode ser vista como nada mais que a tendência para o retorno a um composto estável. Assim, por exemplo, quando uma peça de aço enferruja, o ferro, principal componente, está retornando à forma de óxido, que é o composto original do minério.
Fundamentos da corrosão em metais
Formas de corrosão
•Corrosão pelo ar •Corrosão por ação direta •Corrosão galvânica
Corrosão pelo ar• A maioria dos metais tende a se combinar
com o oxigênio do ar, produzindo os respectivos óxidos. Não considerando a ação de vapores contidos no ar (de água, etc), este processo se dá de forma lenta para o ferro em temperaturas usuais de ambientes.
• A presença de vapor d'água acelera o processo e ainda mais se tais vapores contém substâncias agressivas como sais ou ácidos. Ocorre em muitos ambientes industriais, locais próximos ao mar, etc.
Corrosão por ação direta
• Pode-se incluir neste item os casos em que o metal está diretamente em contato com substâncias que o atacam. É comum em processos industriais.
Exemplos: soluções químicas, sais ou outros metais fundidos, atmosferas agressivas em fornos, etc.
Corrosão galvânica
• É provavelmente o tipo mais comum. Isto porque a corrosão devido à presença de água quase sempre se deve ao processo galvânico. Seja um metal exposto ao tempo e, portanto, sujeito à ação da umidade e da chuva ou submerso ou sob o solo. É o caso típico de reservatórios, tubulações, estruturas.
Corrosão galvânica
• Para que a célula galvânica ocorra, é necessário que os materiais do ânodo e cátodo sejam diferentes, ou melhor, apresentem potenciais de oxidação (tensão gerada por cada em relação a um eletrodo neutro de referência) diferentes.
• Cátodo: íon ou molécula que sofre redução ao aceitar elétrons;
• Ânodo: íon ou molécula que sofre oxidação ao liberar elétrons;
• Espécie reduzida: diminui o NOX e atua como agente oxidante;
• Espécie oxidada: aumenta o NOX e atua como agente redutor;
• Quanto maior for E0red mais forte é o agente
oxidante – oxida outras espécies facilmente.
Corrosão galvânica Material Pot (volts)
Magnésio comercialmente puro - 1,75
Liga de Mg (6% Al, 3% Zn, 0,15% Mn) - 1,60
Zinco - 1,10
Liga de alumínio (5% Zn) - 1,05
Alumínio comercialmente puro - 0,80
Aço estrutural (limpo e brilhante) - 0,50 / - 0,80
Aço estrutural (enferrujado) - 0,40 / - 0,55
Ferro fundido branco, chumbo - 0,50
Aço estrutural no concreto - 0,20
Cobre, latão, bronze - 0,20
Corrosão galvânica
Fe → E0red = - 0,50 volts
Cu → E0red = - 0,20 volts
Cu é agente oxidante mais forte que o Fe.
Corrosão galvânica • Para que um metal seja corroído é
necessário que exista uma solução aquosa através da qual íons podem se movimentar para completar o circuito.
• O fato da corrosão ocorrer mais facilmente na água do mar que na água doce é que, na primeira, os íons presentes suprem os que são necessários para a ocorrência de corrente elétrica.
Corrosão galvânica • Algumas construções práticas
podem agravar o problema da corrosão: se uma tubulação subterrânea de cobre é assentada junto a uma de aço e se houver, de alguma forma, um contato elétrico entre ambas, haverá a formação de uma extensa célula galvânica que aumentará significativamente a corrosão no aço.
Proteções contra a corrosão galvânica • Revestimentos de superfícies: Pintura ou
revestimento anticorrosivo no tubo contribui para otimizar o sistema: as áreas de contato com o solo serão apenas as fissuras e pequenas falhas, reduzindo a potência necessária da fonte.
• Proteção catódica: Um ou mais eletrodos são introduzidos no solo junto à tubulação e a corrente de uma fonte externa é aplicada em ambos de forma a se opor à natureza anódica do mesmo. Assim, ele passa operar como cátodo, no qual não há oxidação.
Proteções contra a corrosão galvânica
Proteção catódica em oleoduto
Proteções contra a corrosão galvânica
• Galvanização, isto é, aplicação de uma película de zinco, é também uma forma clássica de proteção. Mas, na realidade, é também uma proteção catódica: o zinco, por ter um potencial mais negativo que o aço, atua como ânodo e é consumido no lugar deste.
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