CONTROLE DA CORROSÃO

Denise Souza de Freitas Engª de Corrosão, Ph.D.

AVALIAÇÃO DA INTEGRIDADE E

REABILITAÇÃO DE DUTOS

u Controle em fase de projeto u Proteção Catódica u Controle do Meio: Inibidores de

Corrosão u Revestimentos protetores

Modos de controlar a corrosão

CONTROLE EM FASE DE PROJETO

¨  relação entre as áreas anódicas e catódica: pequena área anódica com grande área catódica ⇒ corrosão severa da parte anódica. Ex chapa de aço inox com rebite de aço

¨  contato entre materiais diferentes (ddp) ¨  tratamentos térmicos, químicos ou mecânicos ¨  localização → umidade, T, P.

Ex: tubulações parcialmente enterradas (aeração diferencial e estacas em zona de maré

¨  relação material/meio → escolha criteriosa

Tubo precedido por metal catódico

Gentil, V. Corrosão (2007)

Caso de soldas descontínuas

Cavitação e Impingimento

Cavitação e Impingimento

Cavitação e Impingimento

Cavitação e Impingimento

Cavitação e Impingimento

Corrosão galvânica

Controle da corrosão através de modificações do eletrólito

¨  4 processos básicos envolvem a corrosão do metal: ¤ A reação anódica; ¤ A reação catódica; ¤ A condução iônica através do eletrólito; ¤  E a condução eletrônica através do metal (normalmente não

é afetado pelo eletrólito). A taxa em que o metal corroi é controlada pelo processo

mais lento ¤  A presença de íons afeta a taxa de corrosão através:

n  da mudança de condutividade, n  atacando ou fortalecendo o filme passivo e n  alterando o pH

Inibidores  de  corrosão  

DEFINIÇÃO  

SUBSTÂNCIAS  QUE,  QUANDO  ADICIONADAS  A  UM  MEIO  CORROSIVO  QUALQUER,  NAS  CONCENTRAÇÕES  ADEQUADAS,  TÊM  O  OBJETIVO  DE  EVITAR,  INIBIR  OU  RETARDAR  O  DESENVOLVIMENTO  DAS  REAÇÕES  DE  CORROSÃO  

Inibidores  de  corrosão  

¨  Os inibidores de corrosão podem ser classificados em: ¤ Anódicos; ¤ Catódicos; ¤ Formadores de filme; ¤ Desaeradores (remoção de O2); ¤ Neutralizantes; ¤ Fase vapor.

INIBIDORES  ANÓDICOS  

•  REAGEM COM O PRODUTO DE CORROSÃO. •  FORMAM UM FILME ADERENTE E BASTANTE INSOLÚVEL NA ÁREA

ANÓDICA. •  O FILME FORMADO É, QUASE SEMPRE, UM HIDRÓXIDO DO METAL

¨  CROMATO ¨  MOLIBDATO ¨  NITRITO ¨  SILICATOS ¨  POLIFOSFATOS ¨  BORAX ¨  BENZOATO DE SÓDIO ¨  COMPOSTOS ORGANO--FOSFONATOS

INIBIDORES  ANÓDICOS  

•  INIBIDORES ANÓDICOS: •  A DOSAGEM DEVE SER TAL QUE TODA A SUPERFÍCIE SEJA PASSIVADA.

SENÃO, HAVERÁ FORTE CORROSÃO LOCALIZADA.

•  VANTAGENS

•  INIBIDORES INORGÂNICOS • FORMAM FILME DE ÓXIDO FINO E ADERENTE.

•  INIBIDORES ORGÂNICOS

• NÃO TÓXICO. • MUITO USADO COMO INIBIDOR EM SISTEMAS DE ÁGUA.

INIBIDORES  ANÓDICOS  

•  DESVANTAGENS  

•  INIBIDORES  INORGÂNICOS  • TOXIDEZ  (CROMATOS).  • SUSCEPTÍVEIS  À  CORROSÃO  LOCALIZADA.  • PERDA  DAS  CARACTERÍSTICAS  PROTETORAS,  QUANDO  OXIDADOS  POR  BACTÉRIAS  (NITRITOS).  

•  INIBIDORES  ORGÂNICOS  •  FILME  FORMADO  NÃO  TÃO  ADERENTE  

INIBIDORES  CATÓDICOS    

•  FORMAM FILME NA REGIÃO CATÓDICA. •  FILME FORMADO DEVIDO À REAÇÃO DOS ÍONS METÁLICOS DA

SOLUÇÃO COM AQUELES FORMADOS NA REGIÃO CATÓDICA. •  IMPEDEM A DIFUSÃO DO OXIGÊNIO E A CONDUÇÃO DE

ELÉTRONS. •  NÃO APRESENTAM PROBLEMAS REFERENTES À DOSAGEM.

¨  SAIS DE ZINCO ¨  POLIFOSFATOS ¨  COMPOSTOS ORGANO-FOSFONATOS ¨  ÉSTERES DE FOSFATOS

DESAERADORES  

SÃO SUBSTÂNCIAS OU MISTURAS DE SUBSTÂNCIAS QUE REMOVEM O OXIGÊNIO PRESENTE NUM FLUIDO.

¨  HIDRAZINA ¨  SULFITO SÓDIO ¨  BISSULFITO DE AMÔNIO ¨  HIDROQUINONA

INIBIDORES FORMADORES DE FILME

•  CONHECIDOS COMO INIBIDORES DE ADSORÇÃO •  TEM SEU COMPORTAMENTO E DESEMPENHO AFETADOS POR:

•  pH; •  VELOCIDADE DO FLUIDO; •  PRESSÃO; •  CONCENTRAÇÃO DO INIBIDOR; •  VOLUME; •  QUANTIDADE DE CONTAMINANTES;

• OS PRINCIPAIS, SÃO:

•  AMINAS ETOXILADAS DE ALTO PESO MOLECULAR;

•  AMIDAS; •  IMIDAZOLINAS; •  TIOURÉIAS

INIBIDORES  NEUTRALIZANTES  

•  NEUTRALIZAM  A  AÇÃO  CORROSIVA  PRINCIPALMENTE  DO  CO2  E  H2S.  

• OS  PRINCIPAIS,  SÃO:  •  DIETILETANOLAMINA;  •  MORFOLINA;  

Seleção  de  inibidores  de  corrosão  

¨  Deve ser eficiente e compatível com todos os metais, ligas e materiais compósitos;

¨  Não deve ser suscetível à formação de resíduos, depósitos ou espuma;

¨  Deve ser estável, solúvel e compatível com outros inibidores, neutralizantes e biocidas, etc.

Proteção  Catódica  

n  Definição: Prevenção anti-corrosiva que faz com que a estrutura a ser protegida aja como um catodo. ¨  Aplicada a estruturas enterradas,

submersas ou em concreto armado ¨  O metal mais comum a ser protegido por

este método é o aço.

Proteção  com  Base  Ciné[ca  

Curva anódica

Curva catódica

A

B

Log da densidade de corrente, i

Pote

ncia

l, E

Taxa decorrosão c/potencialaplicado

Taxa de corrosão sempotencial aplicado

n  Mudança de uma das taxas de reação (catódica ou anódica) de maneira que seu ponto de interseção fique com uma menor densidade de corrente, logo, a taxa de corrosão será reduzida

Proteção  com  Base  Termodinâmica  

• É quando um potencial externo é aplicado na estrutura de forma que o metal se torna estável termodinamicamente n exemplo: n se o Fe está imerso em uma solução aquosa de pH 4 e é polarizado por uma fonte externa a um potencial de -0.8V. O Fe elementar estará estável com respeito a seus íons e o Fe estará protegido da corrosão

Superproteção

2H2O + 2e-è2OH- + H2ñ

Proteção Catódica Galvânica Corrente gerada por ddp (limitada, função da resistividade do meio) ¨  anodos de uso prático: zinco (Zn), alumínio (Al) e

magnésio (Mg) ¨  água do mar ou solos com baixa resistividade -

anodos de Mg: até 6.000 ohm.cm ¨  - anodos de Zn ou Al: até 1.500 ohm.cm

Proteção por Corrente Externa

¨  Corrente fornecida por fonte externa (gerador, bateria, retificadores)

¨  Anodos inertes (distribuição da corrente): Titânio revestido com MMO, Fe-Si, Fe-Si-Cr, grafite

Proteção catódica em concreto

¨  A  principal  mecanismo  de  proteção  dos  reves[mentos  é  a  barreira,  podendo  também  proteger  por  inibição  anódica  ou  por  proteção  catódica  

¨  O  tempo  de  proteção  de  um  reves[mento  depende  de  fatores  tais  como:  ¤  forças  de  coesão  e  adesão  ¤ espessura  ¤ permeabilidade  à  passagem  do  eletrólito  ¤ [po  de  proteção  (barreira,  anódica,  catódica)  

n Revestimentos

Classificação  dos  Reves[mentos  

¨  reves[mentos  metálicos  ¨  reves[mentos  não  metálicos  inorgânicos  ¨  reves[mentos  orgânicos  

Reves[mentos  Metálicos  

¨  Eletrodeposição  ¨  imersão  a  quente  ¨  aspersão  térmica/metalização  ¨  difusão/cementação  ¨  deposição  química  ¨  deposição  por  evaporação  a  vácuo  ¨  deposição  por  explosão  ¨  cladeamento  

Revestimentos Não-Metálicos Inorgânicos

¨  São  películas  não  metálicas  inorgânicas  entre  o  meio  corrosivo  e  o  metal  

¨  Os  mecanismos  de  corrosão  são  por  barreira  e  por  inibição  anódica  

Revestimentos Não Metálicos Inorgânicos Tipos de revestimentos: ¨  anodização

¤  consiste em tornar mais espessa a camada protetora passivante existente em certos metais, especialmente o alumínio

¤ A oxidação se dá por meio de banhos oxidante ou banhos eletrolíticos

¨  Cromatização ¤  reação da superfície metálica com soluções ligeiramente

ácidas contendo cromatos. ¤  a camada de cromatos é passivante aumentando a

resistência à corrosão

Revestimentos Não Metálicos Inorgânicos

¨  Fosfa.zação  ¤ adição  de  uma  camada  de  fosfatos  à  superjcie  metálica.  

¤ a  camada  de  fosfato  inibe  processos  corrosivos  ¤ pode  ser  excelente  base  para  pintura  quando  a  camada  é  fina  e  uniforme  

¤ o  processo  de  fosfa[zação  é  precedido  de  desengraxe  da  superjcie  metálica  em  seguida  a  pintura    

Revestimentos Não Metálicos Inorgânicos

¨  Reves.mentos  com  argamassa  de  cimento  ¤ colocação  de  argamassa  de  cimento,  com  espessura  de  3  a  6mm,  sobre  o  metal.  

¤ Usado  na  parte  interna  de  tubulações,  sendo  aplicado  por  centrifugação  

¤ Em  tubulações  de  grande  diâmetro  usa-­‐se  um  reforço  com  tela  metálica  

¤ o  reves[mento  interno  é  u[lizado  para  o  transporte  de  água  salgada,  de  refrigeração,  tubulações  de  água  de  incêndio  e  água  potável  

Revestimentos Não Metálicos Inorgânicos

¨  Revestimentos com vidro ¤ colocação de uma camada de vidro sobre o metal. ¤ Esta camada é aplicada sob a forma de esmalte e

fundida em fornos apropriados ¤ é uma película de alta resistência química

¨  Revestimento com material cerâmico ¤ colocação de camada de cerâmicos, geralmente

silicoso, de alta resistência a ácidos ¤ utilizado principalmente para revestimentos de pisos e

canais de efluentes

Reves.mentos  Orgânicos  

¨  São revestimentos de natureza orgânica que são colocados entre a superfície metálica e o meio corrosivo

¨  Os principais revestimentos orgânicos são classificados como: ¤ Pintura industrial ¤ Revestimentos com plásticos reforçados ¤ Revestimentos com borrachas ¤ Revestimentos para tubulações enterradas ou

submersas

Mecanismos  de  Proteção  n A duração de um revestimento é ampliada quando ele possuir:

•  pigmentos inibidores anódicos → tintas de fundo contendo zarcão, cromato de zinco, fosfato de zinco

•  mecanismo adicional de proteção catódica → quando se usa revestimentos metálicos menos nobres que o metal, como tintas com pigmento de zinco n Revestimento de zinco sobre superfície de aço n → proteção catódica

n 41  

n Considerações  Finais  

MUNDO IDEAL vs MUNDO REAL 1. Condições de corrosão

constantes, ou seja, não alteradas ao longo do tempo.

1. Condições de corrosão são variáveis. Condições industriais, diferentes materiais, envelhecimento das unidades.

2. Métodos de controle da corrosão sempre efetivos

2. Controle nem sempre efetivo. Variações localizadas de temperatura, pressão, concentração dificultam ou impedem o controle.

3.Taxa de corrosão é constante. 3. A taxa nem sempre é conhecida. Varia com as condições do processo.

n 42  

n  CONCLUSÃO

n  A  corrosão  deve  ser  sistema.camente  medida  e  controlada  ao  longo  do  tempo.  A  monitoração  deve  ser  a  prioridade  em  um  programa  de  controle  da  corrosão,  uma  vez  que  assim  obtemos  informações  rela.vas  às  taxas  de  corrosão  e  os  seus  parâmetros  de  controle.