corrosão aula 03

7/26/2019 Corroso Aula 03

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Tipos de Pilhas

Os eletrodos so constitudos de substncias diferentes,possuindo, portanto, potenciais diferentes CORROSOGALVNICA

Os eletrodos so da mesma substncia, mas as soluescontm ons com concentraes diferentes;

Os eletrodos so da mesma substncia e as solues contmconcentraes iguais, mas os eletrodos esto submetidos adiferentes presses parciais de substncias gasosas;

Os eletrodos esto a temperaturas diferentes.


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Pilha de concentrao diferencial

Surge sempre que um material metlico exposto a concentraesdiferentes de seus prprios ons. Ela ocorre porque o eletrodo torna-semais ativo quando decresce a concentrao de seus ons no eletrlito.

Esta pilha muito freqente em frestas quando o meio corrosivo lquido. Neste caso, o interior da fresta recebe pouca movimentao deeletrlito, tendendo a ficar mais concentrado em ons de metal (rea

catdica), enquanto que a parte externa da fresta fica menosconcentrada (rea andica), com conseqente corroso das bordas dafresta.

NODO: o material que tiver imerso nasoluo diludaCTODO: o material que tiver imerso nasoluo mais concentrada


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Pilha de Aerao Diferencial

formada por concentraes diferentes do teor de oxignio.

De forma idntica pilha de concentrao inica diferencial, esta pilhatambm ocorre com freqncia em frestas. Apenas as reas andicas ecatdicas so invertidas em relao quela.

Assim, o interior da fresta, devido a maior dificuldade de renovao do

eletrlito, tende a ser menos concentrado em oxignio (menos aerado), logo ,rea andica. Por sua vez a parte externa da fresta, onde o eletrlito renovado com facilidade, tende a ser mais concentrada em oxignio (maisaerada), logo, rea catdica. O desgaste se processar no interior da fresta.

Eletrodo mais aerado ser o catodo e omenos aerado o anodo


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Sujeiras, trincas, fissuras,etc. atuam como focospara a corroso (levando corroso localizada)

porque so regiesmenos aeradas.

A acumulao de

sujeiras, xidos(ferrugem) dificultam apassagem de Oxignioagravando a corroso.


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Pilha de Temperaturas Diferentes

A diferena de temperatura provoca uma diferena de potencial.

Entretanto, no h um comportamento que possa ser estendido a todos os

eletrodos.

Em alguns casos, o eletrodo com maior temperatura ser o anodo, em outros

ser o catodo.


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Pilha Ativa-Passiva

Metais e ligas podem formar uma fina camada de xido que impedem a

continuidade da oxidao: passivao.

Al, Pb, Ao inox, Ti, Fe, Cr

A passivao faz com que esses metais funcionem como reas catdicas.

ons cloretos podem danificar essa camada protetora, formando-se, ento pilhas

nas quais a regio passivada o catodo e as reas que perderam a passivao so

anodos.

Qualquer dano s camadas superficiais desses materiais podem levar ao mesmo

problema. Ex: em tubos rosqueados observa-se maior corroso nas reas

rosqueadas.

PASSIVAO: formao de uma pelcula de xido ououtro composto na superfcie do metal funcionandocomo camada protetora impedem o processo deoxidao.

Ao AISI passivado com Cr2O3


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Resistncia corroso do ao inoxidvel

A resistncia corroso do ao inoxidvel devido a um filme xidopassivo, complexorico em cromo, que se forma naturalmente na superfcie do ao. Esta condionormal para superfcies de ao inoxidvel e conhecido como estado passivo oucondio passiva.Aos inoxidveis se auto-passivaro naturalmente sempre que uma superfcie limpa forexposta a um ambiente que possa fornecer oxignio suficiente para formar a camadade superfcie de xido rica em cromo.

Isto ocorre automaticamente e instantaneamente, se houver fornecimento de oxigniosuficiente disponvel na superfcie do ao. A camada passiva entretanto aumenta emespessura por algum tempo aps sua inicial formao.

Em condies de ocorrncia natural como o contato com o ar ou gua aerada criar emanter a condio de superfcie passiva resistente corroso. Deste modo os aos

inoxidveis podem manter sua resistncia corroso, mesmo onde danos mecnicos(por ex. riscos ou usinagem) ocorrem e ento tem-se um sistema de autoreparao daproteo corroso.


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Resistncia corroso do ao inoxidvel


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Pilha de Ao Local

esta pilha provavelmente a mais freqente na natureza, ela aparece emum mesmo metal devido a heterogeneidades diversas, decorrentes decomposio qumica, textura do material, tenses internas, dentre outras.As causas determinantes da pilha de ao local so:

incluses, segregaes, bolhas, trincas; estados diferentes de tenses e deformaes; acabamento superficial da superfcie;

diferena no tamanho e contornos de gro; tratamentos trmicos diferentes; materiais de diferentes pocas de fabricao; gradiente de temperatura.

Zinco contendo impurezas: Fe, Cu, C

As impurezas funcionam como microcatodos


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Meios Corrosivos

Os meios corrosivos em corroso eletroqumica so responsveis pelo aparecimento

do eletrlito.

O eletrlito uma soluo eletricamente condutora constituda de gua contendo

sais, cidos ou bases.


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Meios Corrosivos

- atmosfera: o ar contm umidade, sais em suspenso, gases industriais, poeira, etc.O eletrlito constitui-se da gua que condensa na superfcie metlica, na presena de

sais ou gases presentes no ambiente. Outros constituintes como poeira e poluentesdiversos podem acelerar o processo corrosivo;

- solos: os solos contm umidade, sais minerais e bactrias. Alguns solos apresentamtambm, caractersticas cidas ou bsicas. O eletrlito constitui-se principalmente dagua com sais dissolvidos;

- guas naturais (rios, lagos e do subsolo): estas guas podem conter sais minerais,eventualmente cidos ou bases, resduos industriais, bactrias, poluentes diversos egases dissolvidos. O eletrlito constitui-se principalmente da gua com saisdissolvidos. Os outros constituintes podem acelerar o processo corrosivo;


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Cloreto (Cl-) 18,9799Sulfato (SO -) 2,6486

Bicarbonato (HCO ) 0,1397

Brometo (Br-) 0,0646

Fluoreto (F-) 0,0013

cido Brico (H3BO3) 0,0260

Sdio (Na+) 10,5561

Magnsio (Mg2+) 1,2720

Clcio (Ca2+) 0,4001

Potssio (K+) 0,3800

Estrncio (Sr 2+) 0,0133

- gua do mar: estas guas contm uma quantidade aprecivel de sais.Uma anlise da gua do mar apresenta em mdia os seguintesconstituintes em gramas por litro de gua:

A gua do mar em virtude da presena acentuada de sais, um eletrlito porexcelncia. Outros constituintes como gases dissolvidos, podem acelerar osprocessos corrosivos;

- produtos qumicos: os produtos qumicos, desde que em contato com guaou com umidade e formem um eletrlito, podem provocar corroso

eletroqumica.


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Mecanismo da corroso

Processos de corroso eletroqumica reaes de oxidao e reduo.

rea andica (anodo da pilha de corroso) oxidao.

Desgaste do material passagem do metal da forma reduzida para a inica

(combinada).

M Mn+ + ne (responsvel pelo desgaste do metal)

rea catdica (ctodo da pilha de corroso) so reaes de reduo.

As reaes de reduo so realizadas com ons do meio corrosivo ou, eventualmente,com ons metlicos da soluo.


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Reaes mais comuns na rea catdica.

a regio catdica torna-se bsica (h uma elevao do pHno entorno da rea catdica).


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presena em soluo de ons em estado mais oxidado;

M3+ + e M2+

reduo de ons de metal mais nobre.

Mn+ + ne M


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PRODUTOS DA CORROSO

Geralmente compostos insolveis entre o on do metal e o on hidroxila.

Hidrxido do metal corrodo, ou xido hidrato do metal.

Quando o meio corrosivo contiver outros ons poder haver a formao deoutros componentes insolveis e o produto de corroso pode ser constitudo desulfetos, sulfatos, cloretos, dentre outras.


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No nodo: REGIO MENOS AERADAFe (s) Fe+2 + 2 eltrons E= + 0,440 Volts

No ctodo: REGIO MAIS AERADAH2O + O2 + 2 eltrons 2 (OH

-) E= + 0,401 Volts

Logo:

Fe+2 + 2 (OH-) Fe(OH)2

O Fe(OH)2 continua se oxidando e forma a ferrugem

2 Fe(OH)2 + O2 + H2O 2 Fe(OH-)3 ou Fe2O3.H2O

EXEMPLO: CORROSO DO FERRO POR AERAODIFERENCIADA.

Fe + Ar mido (oxignio mais gua)


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MORFOLOGIA DA CORROSO

Uniforme

consiste no ataque de toda a superfcie metlica em contato com o meio corrosivo

com a conseqente diminuio da espessura.

ocorre em geral devido a micropilhas de ao local. o mais comum dos tipos de corroso em estruturas expostas atmosfera e outros

meios que ensejam uma ao uniforme sobre a superfcie metlica.

corroso interna em equipamentos ou instalaes

perda de espessura aproximadamente a mesma em toda a superfcie metlica -fcil acompanhamento.


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MORFOLOGIA

Uniforme


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MORFOLOGIA

Uniforme

Corroso Generalizada em Carcaa deBomba

Material retirado do Site da ASSOCIAO BRASILEIRA DE

CORROSO (http://www.abraco.org.br)


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MORFOLOGIA

CORROSO LOCALIZADAS - local preferencial para a ocorrncia da corroso,

resultando numa perda localizada de espessura.

Placas: se localiza em regies da superfcie, forma placas com escavaes;

Alveolar: produz sulcos ou escavaes semelhantes a alvolos apresentando fundo

arredondado e profundida geralmente menor que seu dimetro;

Puntiforme ou por Pite: se processa em pontos ou pequenas reas, apresentam

fundo em forma angulosa e profundidade geralmente maior que seu dimetro;


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MORFOLOGIA

CORROSO LOCALIZADAS

um tipo de corroso muito caracterstica dos materiais metlicos formadores de

pelculas protetoras (passivveis) e resulta, de modo geral, da atuao da pilha ativa-

passiva nos pontos nos quais a camada passiva rompida, pilhas de concentrao

diferencial e aerao diferencial (FRESTAS).

Difcil acompanhamento quando ocorre no interior de equipamentos e instalaes

j que o controle da perda de espessura no caracteriza o desgaste verificado.


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MORFOLOGIA

CORROSO LOCALIZADAS

Corroso Alveolar Generalizada em Tubo


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MORFOLOGIA

CORROSO LOCALIZADAS

Corroso por Pite em Ao Inox


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MORFOLOGIA

CORROSO LOCALIZADAS

Corroso por Placas

MORFOLOGIA


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MORFOLOGIA

Corroso Filiforme

se processa sob a forma de finos filamentos, no profundos com direes variadas

que no se ultrapassam. Ocorre em superfcies revestidas com tintas ou metais,

ocasionando o deslocamento do revestimento.

mecanismo semelhante corroso em frestas, devido a aerao diferencial

provocada por defeito no filme de pintura, embora o mecanismo real no seja ainda

bem conhecido.

De modo geral o processo corrosivo comea nas bordas, progride unifilarmente

apresentando a interessante caracterstica de refletir com o mesmo ngulo de

incidncia em obstculos.

MORFOLOGIA


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MORFOLOGIA

Corroso Filiforme

Corroso Sob Revestimento


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MORFOLOGIA

Intergranular: se processa entre os gros da rede cristalina do material metlico, oqual perde sua propriedades mecnicas e pode fraturar quando solicitado por

esforos mecnicos (corroso sob tenso fraturante).

O principal fator responsvel pela diferena na resistncia a corroso da matriz(material no meio do gro) e do material vizinho ao contorno a diferena queapresentam na composio qumica nestes locais.Exemplo a passivao do ao, em que nas regies ao redor gros h uma regioempobrecida de cromo (SENSITIVAO OU SENSIBILIZAO).


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MORFOLOGIA

Intergranular

Sensitizao em Bloco Fundido de Ao Inox


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Em torno do cordo de solda

Aps a solda de algum material, tem-se a formao de corroso em torno do cordo

de solda e no sobre ela. Ocorre a poucos milmetros do local onde foi aplicado a soldae mais comum em aos inoxidveis com teores de carbono maiores que 0,03%.

O aquecimento local resulta na modificao da natureza das fases presentes ou nassuas composies que levam a uma diferena de potencial.

MORFOLOGIA

A presena dediferentes fases nomaterial, leva a ddpe com isso, napresena de meios

lquidos, podeocorrer corrosopreferencial de umadessas fases.


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Presena de tenses:

A presena de tenses levam a ddp e com isso, na presena de meios lquidos, podeocorrer corroso localizada.

A regio tensionada tm um maior nmero de discordncias, e o material fica mais reativo.

EX: regio de solda, dobras, etc

MORFOLOGIA


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EXEMPLOS DE CORROSO SOBTENSO

MORFOLOGIA


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Graftica (corroso seletiva)

Ocorre no ferro fundido cinzento em temperatura ambiente (muito utilizado emtubulaes para drenagem, esgoto e gua).

Sendo o grafite um material muito mais catdico que o ferro, os veios ou ndulos degrafite do ferro fundido agem como rea catdica enquanto o ferro age como rea andicatransformando-se em produto de corroso.

O ferro metlico convertido em produtos de corroso, restando o grafite.

MORFOLOGIA

CORROSO SELETIVA:

Corroso em ligas que se realiza preferencialmente em um dos seus componentes,permanecendo intacto o restante.

Forma e tamanho so mantidos enquanto as propriedades mecnicas so alteradas.


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MORFOLOGIA

Dezincificao (corroso seletiva)

Designa-se por dezincificao ao processo corrosivo que se observa nas ligas de zinco,

especialmente lates, utilizados em trocadores de calor (resfriadores, condensadores,etc), tubulaes para gua salgada, dentre outras.

Do processo de corroso resulta a destruio do zinco (material mais andico) restandoo cobre e produtos de corroso.

Observa-se maior tendncia a dezincificao nos lates com alto teor de zinco, comopor exemplo: lato alumnio (76% Cu, 22% Zn e 2% Al), lato amarelo (67% Cu e 33% Zn).


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MORFOLOGIA

Empolamento pelo hidrognio:

O hidrognio atmico penetra no material metlico e, como tem pequenovolume atmico, difunde-se rapidamente e em regies descontinuadas, como inclusese vazios, transformando-se em hidrognio molecular (H2), exercendo presso eoriginando a formao de bolhas.


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MTODOS DE CONTROLE DA CORROSO

No metal ou liga;

No meio corrosivo;

No potencial do eletrodo;

Na superfcie do metal ou liga, atravs do uso derevestimentos protetores;

Controle atravs de interferncia no metal ou liga


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Escolha adequada de metais ou ligas e projetos adequados para as condies deservio.

A resistncia corroso de um material metlico pode ser melhorada por interfernciano metal ou liga, alterando-se:

Composio, por meio da introduo de elementos de liga ou no processo de refino.1) Formao de xidos pela adio de cromo, alumnio e silcio em aos resistentes a

altas temperaturasPassivao do material

Esta resistncia est associada passivao do material no meio corrosivo considerado,o qual funo da composio qumica do material. Dentre os elementos de liga que

formam a camada passiva podemos citar: alumnio, cromo, titnio, nquel, entre outros.

2) Refino: reduo de enxofre em aos carbonos.



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Escolha adequada de metais ou ligas e projetos adequados para as condies deservio.

A resistncia corroso de um material metlico pode ser melhorada por interfernciano metal ou liga, alterando-se:

Microestrutura, por meio de tratamentos trmicos;1) Recozimento (para dissoluo de partculas de segunda fase) seguido por umresfriamento rpido (tmpera)

Condio de tenso, por meio de trabalho a frio ou tratamento trmico;1) Recozimento

Condio superficial,por meio de polimento ou decapagem qumica



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PROJETOS ADEQUADOS QUE NO FAVOREAM A CORROSO:EVITAR A CORROSO GALVNICA.



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PROJETOS ADEQUADOS QUE NO FAVOREAM A CORROSO:EVITAR A CORROSO GALVNICA.

C l d i f i i


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Controle atravs de interferncia no meio

Inibidores de Corroso

Os inibidores so compostos qumicos adicionados ao meio que impedem ou retardamas reaes andicas ou catdicas, ou so formadores de pelcula que aumentam aresistncia de contato das reas andicas e catdicas das pilhas de corroso.

tcnica muito utilizada, especialmente quando o meio corrosivo lquido e trabalhaem circuito fechado.

C l d i f i i


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Tcnicas de Modificao do Meio CorrosivoA desaerao consiste na retirada de oxignio do meio, proporcionando uma diminuiona intensidade do processo corrosivo.

Os processos de retirada de oxignio podem ser qumicos ou mecnicos. O processoqumico realizado pelos seqestradores de oxignio, enquanto que a retirada doprocesso mecnico feita em desaerao por arraste do oxignio por um outro gs,

comumente vapor, ou em cmara de vcuo onde a descompresso propicia a sada degases.

C t l t d i t f i i


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Tcnicas de Modificao do Meio Corrosivo

O controle de pH visa favorecer a passivao dos metais, que se tornam passivos com opH ligeiramente bsico.

Estes dois mtodos de aumento da resistncia a corroso so muito utilizados emsistemas de gua de refrigerao, gua de caldeira, gua de injeo em poos depetrleo, em fluidos diversos como os de perfurao de poos de petrleo e os decomplementao.


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Controle atravs de interferncia no potencial do eletrodo

PROTEO CATDICA

Utiliza-se o processo de formao de pares metlicos (UM DE SACRIFCIO), que consiste emunir-se intimamente o metal a ser protegido com o metal protetor, o qual deve ser maiseletropositivo (MAIOR POTNCIAL DE OXIDAO NO MEIO) que o primeiro, ou seja, deveapresentar um maior tendncia de sofrer corroso.

FORMAO DE PARES METLICOS

muito comum usar nodos de sacrifcios em tubulaes de ferro ou ao em subsolo e emnavios e tanques.


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Controle atravs de interferncia no potencial do eletrodo

PROTEO CATDICA

NODOS DE SACRIFCIO MAIS COMUNS PARA FERRO E AO

Zn, Al, Mg

Num sistema de proteo catdica utilizando anodos galvnicos, a vantagem desse efeito obtida estabelecendo-se, intencionalmente, uma clula de metal dissimilar suficientementeforte para se contrapor a clula de corroso naturalmente existente numa tubulao. Isto obtido pela seleo de um material que seja fortemente andico em relao tubulao deao.

Controle atravs da modificao da superfcie


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Esse mtodo de controle consiste na alterao da superfcie do metal/liga principalmentepela aplicao de revestimentos protetores.

Revestimentos

Os revestimentos constituem-se em pelculas interpostas entre o metal e o meio corrosivo,ampliando a resistncia a corroso do material metlico.

PINTURAS OU VERNIZES - barreira entre o metal e o meio: aumento na resistncia decontato das reas andicas e catdicas das pilhas de corroso.

RECOBRIMENTO DO METAL COM OUTRO METAL MAIS RESISTENTE CORROSO -comportamento mais nobre, como o caso das pelculas metlicas mais catdicas que o

metal de base.

GALVANIZAO: Recobrimento com um metal mais eletropositivo (menos resistente corroso) - ao galvnica

Os revestimentos podem ser: metlicos, no metlicos inorgnicos ou orgnicos



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PINTURAS OU VERNIZES

Exemplo: Primer em ao

RECOBRIMENTO DO METAL COM OUTRO METAL MAIS RESISTENTE CORROSO

Exemplo: Cromagem, Niquelagem, folhas de flandres, revestimento de arames com Cobre,etc.Dependendo do revestimento e do material revestido, pode haver formao de uma pilhade corroso quando houver rompimento do revestimento em algum ponto, acelerandoassim o processo de corroso.

Folhas de flandres: So folhas finas de ao revestidas com estanho que sousadas na fabricao de latas para a indstria alimentcia. O estanho atua comonodo somente at haver rompimento da camada protetora em algum ponto.Aps, atua como ctodo, fazendo ento que o ao atue como nodo, corroendo-se.



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PROTEO Catdica

Recobrimento com um metal mais eletropositivo (menos resistente corroso)

Exemplo: Recobrimento do ao com Zinco.

O Zinco mais eletropositivo que o Ferro, ento enquanto houver Zinco o ao ou ferro estaprotegido. Veja os potenciais de oxidao do Fe e Zn:

oxi do Zinco= + 0,763 Volts oxi do Ferro= + 0,440 Volts


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PROTEO CATDICA:

A proteo catdica um mtodo de aumento da resistncia corroso, que consisteem tornar a estrutura a proteger em catodo de uma clula eletroqumica. Esse mtodo

muito empregado para estruturas enterradas ou submersas.

PROTEO ANDICA:

A proteo andica um mtodo de aumento da resistncia corroso que consiste naaplicao de uma corrente andica na estrutura a proteger. A corrente andica favorece

a passivao do material dando-lhe resistncia corroso. A proteo andica empregada com sucesso somente para os metais e ligas formadores de pelculaprotetoras, especialmente o titnio, o cromo, ligas de ferro-cromo, ligas de ferro-cromo-nquel. O seu emprego encontra maior interesse para eletrlitos de alta agressividade(eletrlitosfortes), como por exemplo um tanque metlico para armazenamento decidos.A proteo andica no s propicia a formao da pelcula protetora masprincipalmente mantm a estabilidade desta pelcula.


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Anodizao Representao esquemtica

Reaes no nodo (pea): 2H2O O2(g) + 4H+ + 4e-

Reaes no ctodo: 2H+ + 2e H2(g)

O oxignio gerado no ctodo reage com o alumnio segundo areao:

2Al + 3/2O2(g) Al2O3 (revestimiento protetivo)

Ctodo de Pb

H2SO4 2H+ + SO4

2-

Tanque revestido de Pb

+

nodo pea a revestir

Prof. Isaias Masiero


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