corros+úo e prote+º+úo_1a_prova

8/2/2019 Corros+o e Prote++o_1a_Prova

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Faculdade de Tecnologia Senai Cimatec

Corroso e Proteo

1

CST em tubo SS316 pormeio com Cloreto

Prof. Me. Ivo Andrei2011.1


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Introduo

1.1 Conceito

Corroso a deteriorizao espontnea de um material, geralmente metlico, por aoqumica ou eletroqumica do meio aliada ou no a esforos mecnicos.

O Material sofre alteraes indesejveis como desgaste, alterao qumica ouestrutural, tornando-se inadequado ao uso.

Exemplos:

Concreto Sulfato ataca quimicamente (fragiliza);

2

Madeira atacado por cidos e sais cidos (perde a resistncia);

Com exceo do Ouro (Au) e a Platina (Pt), que podem ser encontrados no estado

elementar, os outros metais encontram-se na natureza como compostos metlicos,sendo comuns na forma de:xidos,

sulfetos ecarbonatos.


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Introduo

1.1 Conceito

A Corroso o oposto da Metalurgia que busca extrair o metal do minrio, no caso dacorroso, o metal reage com o ambiente voltando ao estado de minrio. O xido deferro mais comum na natureza a Hematita, Fe2 O3, e a ferrugem o Fe2 O3 hidratado,Fe2 O3.nH2O, isto , o metal tendendo a voltar a sua origem ou estabilidade.

Composto Metlico + energia

MetalurgiaMetal

3

CorrosoObservaes: Metal = Estado de Alta Energia; Composto Metlico = Estado de Baixa Energia.

Minrios esto em estado de baixa energia portanto, so estveis.

A natureza sempre busca estados de menor energia. A corroso um processo natural de reaes qumicas dos metais pela buscada menor energia.

O produto da corroso, muitas vezes, bem semelhante ao minrio do qual o

metal foi extrado.


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Introduo

1.2 Importncia

Os problemas com a corroso so freqentes e ocorrem nos mais diversos segmentosda sociedade, desde industrias qumicas, petrolferas at na odontologia e medicina.

As perdas econmicas que atingem os mais diversos segmentos da sociedade podemser diretas:

a) Custos de substituio de peas ou equipamento, incluindo mo-de-obra eenergia;

b) Custos de manuteno e processos de proteo (Proteo catdica, pintura,

4

reco r men os, e c

e perdas indiretas:

a) Paralisaes acidentais;

b) Perda de produtos;

c) Perda de eficincia e energia;

d) Contaminao de produtos e meio-ambiente;

e) Vidas;


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Introduo

1.2 Casos Reais

a) Boeing 737-200, Aloha - 1988

Corroso atmosfrica associada a trinca por fadiga levou a perda de parte da fuselagem empleno vo, causando a morte de um passageiro

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b) Ponte Silver sobre Rio Ohio, Ohio - 1967Corroso sob tenso fraturante provocou a morte de 46 pessoas


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Introduo

1.2 Casos Reais

c) Reator Nuclear em Three Mile Island

Enxofre induziu corroso fraturante em tubo de trocador em alloy 600 que sofreu sensitizaodurante a fabricao.

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d) Fragilizao por Hidrognio leva a exploso em refinaria


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Introduo1.2 Outros Exemplos

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Corroso galvnica

Corroso atmosfrica

Ataque por H2


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Corroso atmosfrica

Corroso por contatoCorroso

Intergranular


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Corroso por contato Corroso Galvnica


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Introduo1.3 Custos com a Corroso

Pas PNB CorrosoUS$ Bi

EUA 6.300 220,5

Japo 4.200 147,0Alemanha 1.750 61,25

Frana 1.280 44,8

Inglaterra 1.000 35,0

10

Itlia 1.000 35,0Canad 550 19,25

Espanha 550 19,25

Brasil 507,4 17,76

China 420 14,7

Rssia 400 14,7

Ano 1993 Fonte: Gentil, Vicente Corroso 3 Edio


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Oxidao - Reduo2. Conceito

c) Em Termos do Numero de Oxidao (NOX)

Oxidao o aumento algbrico do NOX.

Reduo a diminuio algbrica do NOX.

Numero de

Reduo

... -5 -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 + 5 ...

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OxidaoOxidao

Comparando-se os 3 conceitos:

a) Antigo: restrito a reaes em que h oxignio;b) Em termos de eltrons mais amplo, no se fixando em oxignio,

de grande utilidade na corroso;

c) Em termos de NOX a mais moderna e a mais geral de todas;


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3 conceitos so apresentados a seguir para explicar oxirreduo:

a) Antigo

Oxidao o ganho de oxignio por uma substncia, e reduo a retiradade oxignio. Exemplos:

2 Fe + O2 2 Fe O

C + O2 CO2

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3 2 2

b) Em termos de eltrons

Oxidao a perda de eltrons por uma espcie qumica e reduo o

ganho de eltrons. Exemplos:Fe Fe+2 + 2e (Oxidao do ferro)

Cl2 + 2e 2 Cl - (reduo do Cloro)


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Vejamos a reao do hidrognio gasoso com o cloro gasoso:

H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl(g)

O hidrognio se oxida pois seu NOX passa de zero para +1;

Cloro se reduz, pois seu NOX passa de zero para -1;

No h oxignio e nem transferncia de eltrons nesta reao,somente a alterao do NOX que pode explicar a reao.

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Os metais no estado elementar tem de 01 a 03 eltrons na ltima camada, equando reagem tem a tendncia a ceder eltrons, oxidando-se e, portantoagem como substncia redutora. Os metais ao perderem eltrons formamcatons (ons), exemplos:

Na Na+

+ 1eZn Zn2+ + 2e

equao inica geral: M Mn+ + ne


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Substncia redutora ou agente redutor perde eltrons, ele sofre oxidao.

Substncia oxidante ou agente oxidante ganha eltrons, ele sofre reduo.

Os metais sendo agentes redutores devem evitar o contato com agentesoxidantes, como cloro, oxignio, gua, enxofre, que tem tendncia aganhar eltrons, porque deste processo poder resultar em oxirreduoque levar a corroso do metal.

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Toda reao de oxirreduo sempre h a perda de eltrons (oxidao) eo ganho de eltrons (reduo)

Termo NOX Eltrons

Oxidao Aumenta Perde

Reduo Diminui Ganha

Agente oxidante Diminui Receptor

Agente redutor Aumenta Doador

Elemento oxidante Diminui Receptor

Elemento redutor Aumenta Doador


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Oxidao - Reduo

2. Regras Bsicas para Determinao do NOX

1. O NOX de substncia simples Zero. Ex: N2, Cl2, O2, Fe, Na, Al.

2. O NOX de um elemento est entre n e n-8, n o nmero de eltrons de Valencia.Na tabela peridica n o grupo ao qual o elemento pertence. EX: Na+1 (grupo1A), O-2 (grupo 6A). O metais tendem a ser ctions no grupos 1A, 2A e B e os

no-metais a serem anions nos grupos 4A,5A, 6A,7A.3. O NOX do hidrognio geralmente +1, com exceo de hidretos inicos NaH,

CaH2, onde -1.

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. o ox g n o gera men e - , com exce o nos per x os a2 2, 2 2,

etc.), onde -1,nos superoxidos onde -1/2.

5. Todos os halogenados e flor tem geralmente NOX -1;

6. Quando 2 no-metais se combinam o mais eletronegativo (o mais o flor) ficanegativo e o mais eletropositivo fica positivo.

7. A soma total dos NOX dos elementos de um composto deve ser igual a zerocom exceo dos ons.


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Oxidao - Reduo

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Como vimos anteriormente o metal reage tendendo a perder eltronsformando um oxido ou outro composto, sofrendo corroso. Este processo quando

ocorre de forma eletroqumica, ocorre sempre em par, o par redox.

Eletrodo e Potencial de Eletrodo3. Comportamento do Metal em Soluo

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Os eltrons s se movem dentro do metal aopasso que ons positivos se movem dentro domeio aquoso

O catodo, torna-se o stio de proteocatdica.

O anodo ou stio anodico = regio onde ometal corrodo


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O COMPORTAMENTO DE METAIS EM AGUA

Este processo chamado ionizao

Eletrodo e Potencial de Eletrodo

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Os ons positivos so mantidosfirmemente na superfcie da barra,

por atrao eletrosttica. Isto aADSORO.Os ons esto ADSORVIDOSsobre a superfcie do metal.

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ons adsorvidos podem sair da superfcie da barra,e mover-se para dentro da gua?

Os pares de eltrons so representadosem vermelho. O on de Fe esta solvatado

pelas molculas da gua.

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Alguns tomos do metal passam para o eletrlito deixando o metalcom excesso de cargas negativas, qM, e o eletrlito com excesso decargas positivas, qS, sendo qM = qS

O excesso de eltrons do metal cria um campo eltrico que dificultaa dissoluo metlica e , ao mesmo tempo, atrai para junto da interfaceformada por aquo-ons.


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Devido ao excesso de cargas negativas no metal e de cargas positivas noeletrlito, que se dispe de um e do outro lado da interface metal /eletrlito, estabelece-se uma diferena de potencial eltrico atravs dainterface, ou seja , um campo eltrico.

Os eventos descritos ocorrem at que o campo eltrico criado atravs dainterface impea a sada de mais tomos do metal, atingindo-se um estadode equilbrio, o que leva aproximadamente alguns segundos.


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DESORODESORO

ons adsorvidos podem sair dasuperfcie da barra, e mover-se para

dentro da gua acompanhado porperda de massa, formando pequenospites na superfcie. Novamente, ostomos expostos podem ento ionizar

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Mas esta desoro no pode acontecer para muitos ons, porque oacmulo de cargas negativas na barra se ope desoro. Ento a corrosoir rapidamente parar, e o resultado final ser um estado de equilbrio.

para repor os ons desorvidos. Entoa barra metlica torna-se sempre maisnegativamente carregada do queantes.

PERDA DE METAL PERDA DE MASSA


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A Dupla CamadaEltrica (DCE)

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Reaes Eletroqumicas

Na ausncia de oxignio(solues desaeradas)

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O2 + 2H2O + 4e- 4OH- (reduo do oxignioem soluo bsica)

Reaes Catdicas em meio Aerado

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O2 + 4H+ + 4e- 2H2O (reduo do oxignioem soluo cida)


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O QUE ACONTECERIA COM O METAL SE OS ELETRONSFOSSEM SENDO TRANSFERIDOS PARA OUTRO ELETRODO? ECOM O EQUILIBRIO O QUE ACONTECERIA?


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3.2 Eletrodo Padro

A imerso de um Metal, sob forma de lmina, placa, basto,etc nas solues eletroliticasDetermina o estabelecimento de uma diferena de potncial entre as duas fases, a slidae a lquida. Esta diferena ao mesmo tempo de natureza qumica e de naturezaEletroqumica. Por isso denominada diferena de potencial eletroqumico (dpe).

O Eletrodo formado pelo metal e pela soluo eletrolitica vizinha ao metal.

O Eletrodo constituido por um Metal puro, imerso numa soluo que contem ons deste


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, .

A barra vertical simboliza a interface entre o metal e a soluo.Quando necessrio entreparenteses, aparece a concentrao da soluo, em Moles.

M|Mn+ (0,02 M)

O sistema constitudo pelo Metal e a soluo tende a evoluir espontaneamente demodo atingir um estado de equilbrio, representado por:

Mn+ (aq) + n e (s) M (s)

M = n / V (mol/L)

Na interface criada a DCE e um dpe.



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3.3 Potencial do Eletrodo Padro

O Potencial de eletrodo mostra a tendncia de uma reao se passar no eletrodo, isto, da a medida da facilidade com que os tomos do eletrodo metlico perdem eletronsou da facilidade com que os ons recebem eletrons.

O Potencial, medido em Volt, desenvolvido em um metal imerso em uma soluo de1 M de seus ons, chamado de Potencial Padro ou Potencial Normal.

Eletrodo Padro = Meia Pilha Padro = Par Padro


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Pode-se medir o potencial de um eletrodoligando-o a um voltmetro e tomando umsegundo eletrodo de valor conhecido ou dereferncia. Devido a diferena de potencialhaver um fluxo de eltrons do de maiorpotencial para o de menor potencial.

O eletrodo de referncia utilizadoexperimentalmente e arbritado para terpotencial ZERO o eletrodo padro ounormal de hidrognio.



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O eletrodo padro de hidrognio constitudo de um fio de platina cobertocom platina finamente dividida (negro de platina) que adsorve grandequantidade de hidrognio, agindo como se fosse um eletrodo de hidrognio.

Esse eletrodo fica imerso em uma soluo de 1M de hidrognio, por exemplo

HCL, atravs do qual o hidrognio borbulhado a 1 atm e 25 C.

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Existem outros eletrodos de refernciacomo, calomelano, prata-cloreto de prata,cobre-sulfato de cobre. Todos tem umpotencial diferente de Zero.



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Eletrodo e Potencial de Eletrodo3.3.1 Tabela de Potenciais de Eletrodo

A tendncia de um metal sofrer oxidao, medida pelo seu potencial de oxidao; atendncia de sofrer reduo, e comporta-se como oxidante, medida pelo potencial dereduo. Tais tendncias so opostas; podemos dizer que o potencial de Oxidao,Eoxidao, de uma reao e o de reduo, Ereduo, da reao inversa so tais que:

Eoxidao = - Ereduo

Como o conhecimento de um implica o do outro, seguiremos a recomendao daIUPAC International Union of Pure and A lied Chemistr e trabalharemos com o

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potencial de reduo.

Maior potencial

De reduo

Maiorcapacidade deganhar eltrons

Os potenciais a seguir so potenciais deequilbrio ou reversveis.



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Eletrodo e Potencial de EletrodoLimitaes no Uso da Tabela de Potenciais

A tabela de potenciais nos d possibilidade de uma reao processar-se mas no dizquanto a velocidade da reao, isto , quanto a cintica da reao. Algumas reaes,possveis pelos potenciais, no se realizam na prtica. Isso esta relacionado ao fatode reao ser to lenta que no observada em curto espao de tempo.

Alm disto, a tabela se refere a um eletrodo com soluo de ons em 1M. Caso aconcentrao seja diferente os valores dos potenciais sero alterados:

Mn+ (aq) + n e (s) M (s)(1)

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Se a concentrao da soluo de Mn+ maior do que 1M a reao se processa nadireo (1), ou seja, a tendncia do eletrodo perder eletrons diminui;

Se a concentrao da soluo de Mn+

menor do que 1M a reao se processa nadireo (2), ou seja, a tendncia do eletrodo perder eletron aumenta;

(2)

EQUAO DE NERNST


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EQUAO DE NERNST

Para determinar o potencial para eletrodos com concentraodiferentes de 1M, utiliza-se a equao Nernst:

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Onde II [O] = atividade das espciesoxidadas

Onde II [R] = atividade das espciesreduzidasEquao de equilbrio qumico,aplicvel a eletrodos reversveis.

EQUAO DE NERNST


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QU O N NS

E: potencial observadoEo: potencial padro (tabela de potencial padro)

R: constante de gases perfeitos = 8,314 j K-1 mol-1

T: graus Kelvin = 298 K (25 C)

n: numero de eltrons envolvidos

F: constante de Faraday = 96.500 coulombs

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Com isto: E = Eo + 0,0591 log aest. Oxid OU E = Eo - 0,0591 log aest.redn aest. Red n aest. Oxid

I) Qual o potencial do eletrodo: cobre imerso em soluo 0,01 M de Cu2+ ?

Eo =

+0,337 Vn = 2 > Cu 2+(aq) + 2e Cu(s)

acu2+ = 0,01

acu = 1 (atividade do slido 1)

E = +0,337 (0,0591/2) log (1/0,01)

E = +0,337 0,06

E = +0,277 V

EQUAO DE NERNST


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A atividade de uma substancia a medida de seu grau de presena atuante comoespcie qumica, relativo a um estado de referncia. Para os ons em soluo comoalguns estaro influenciados por outros poder ter sua presena alterada, pormpara solues muito diluidas, considera-se a concentrao como sendo o valor daatividade.

Fase Estado de Referencia Atividade

EQUAO DE NERNST

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quosa concentra o oncentra o em

Gasoso 1 atm para presso parcial presso parcial em atm

Liquido Liquido Puro 1

Slido slido puro 1

EQUAO DE NERNST


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A atividade de uma soluo 2.5Mde acido clordrico 2.5

A atividade do s nitro nio a resso arcial de 0.83 atm 0.83

Enquanto solues aquosas e gases podem variar grandemente a esse respeito,slidos puros e lquidos no podem variar.

Eles so sempre slidos e lquidos puros com a mesma densidade. Assim, elesesto sempre em seus estados de referencia, e a sua atividade entosempre igual a 1.

Q

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A atividade de 15 toneladas de metal alumnio 1.

A atividade de 10g de metal alumnio 1.

A atividade da gua liquida 1.

A atividade do gs nitrognio a presso parcial de 200 kPa 1.97 (200kPa 101.3 kPa/atm = 1.97 atm)


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3.3.2 Potencial de Corroso


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At o momento vimos apenas potenciais de eletrodos reversveis, no campo prticoda corroso ocorre, mais frequentemente, o caso do metal estar em contato com umasoluo contendo ons metlicos diferentes dos seus, que no chega a formar umeletrodo reversvel. Nesta situao a equao de Nernst no pode ser aplicada.

Para os eletrodos irreversveis, que so os mais freqentes na corroso, o potencial estabelecido experimentalmente, chamado de Potencial de corroso.

Este otencial real de ende de vrios fatores como:

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-Magnitude das correntes;-Nmero de reaes possveis;

-Formao de pelcula;

-Impurezas da soluo;-Temperatura;

3.3.2 Potencial de Corroso


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Processo global para o par redox formado sobre uma barra de metal exposta


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g p p pao relento com uma camada fina de um meio eletroltico

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Na prtica, dificilmente acontecem situaes padronizadas, existindo ons diversos e muitosmeios. Alm disso, na tabela de potenciais padro no esto includas as ligas.

Segundo FORTES (1995), esta dificuldade contornada com a utilizao de uma sriegalvnica especificada para cada meio, sendo que a mais conhecida a relativa gua do mar.

A tabela prtica de nobreza na gua do martabela prtica de nobreza na gua do mar, composta de metais e suas ligas, porisso tem um emprego mais amplo na engenharia. Os materiais esto ordenados em funo doseu comportamento em relao ao meio.

3.3.3 Tabela Prtica

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, c ama a a en o para o a o e que as pos es re a vas os me a s em

comparao com a tabela PADRO permanecem praticamente inalteradas, evidenciando a suaimportncia no estudo da corroso.


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3.3.4 Espontaneidade das Reaes de Corroso


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Sabemos que a variao da energia livre de Gibbs a mxima energia til possvel de serretirada do sistema.

G = G (produtos) - (reagentes) = mxima energia til

G < 0 reao espontnea (exotrmica) energia do reagente > energia do produtoG > 0 reao no-espontnea (forada) energia do reagente < energia do produto

A mxima energia til () numa pilha o produto da carga total pelo potencial

P = E.i = Q. E

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Q = i. t = n.F: Trabalho = EnergiaP: Potencia = Trabalho/ti: correntet: tempo

F:FaradayG = - n.F.E

na condio padro: G0 = - n.F.E0

3 3 4 Espontaneidade das Reaes de Corroso


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No caso de uma reao eletroqumica, substitudo a relaoG = -nFE e G0 = -nFE0 dentro da expresso da reao de energia livre e adiviso de ambos os lados da equao por -nF fornece a equao de Nernstpara a reao eletroqumica e vice-versa:


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RESUMORESUMO

E>0 ; G < 0 reao espontnea (exotrmica)E< 0; G > 0 reao no-espontnea (forada)



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2H+(aq) + Mg(s) Mg2+(aq) + H2

E = ?

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E = 2,37 (REAO ESPONTNEA)E = 2,37 (REAO ESPONTNEA)Convencionalmente

(IUPAC)

E = Ecatodo - Eanodo



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Cu(s) + 2H+

Cu2+

(aq) + H2 E = ?

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E =E = --0,34V No Espontnea0,34V No Espontnea

Convencionalmente(IUPAC)

E = Ecatodo - Eanodo

EQUAO DE NERNST


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Exemplo 1: Dentro de uma tubulao de nquel, circula uma soluo Molar de sulfato denquel de pH = 6,5 desaerado, que est em equilbrio com o hidrognio com pressoparcial de 1 atmosfera. Pergunta-se a tubulao corroer ou no?

Reao catdica : como o meio desareado, ento temos :

2H+(aq) + 2e H2(g)

E potencial do catodo pode ser calculado por:

2

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catodo , H2 - , ,

Ecatodo = -0,0591 pH = - 0,384 V

Reao andica : Ni(s) Ni+2(aq) + 2eE potencial do anodo pode ser calculado por:

Eanodo = -0,250 + (0,0591/n) Log [Ni+2 ]/[Ni] = - 0,250 +0,02955 Log 0,1

Eanodo = - 0,2796 Vf.e.m = Ec Ea = -0,384 + 0,2796 = -0,1052 Volts

No tmtendncia acorroer!!!!

E se fosse aocarbono???



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ATENO: A tendncia a corroso no garantia que a mesma ocorrer.ATENO: A tendncia a corroso no garantia que a mesma ocorrer.

Se o E < 0 dizemos que o material no corroera neste meio. Se for maior doque zero ento poder corroer neste meio. Neste ltimo caso no se poderafirmar que ir ocorrer, devido a fenmenos como a passivao ou apolarizao.

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3.4 PILHA ELETROQUMICAS3.4 PILHA ELETROQUMICAS


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Uma barra de ferro produz uma concentrao maior deeltrons em si do que uma barra de cobre, quando mergulhada emgua. No ferro, os eltrons so agrupados mais juntos e repelem-

se mais fortemente. Isto , a presso eletrnica no ferro maiorque no cobre.

O POTENCIAL ELTRICO do ferro mais negativo(inferior) que o do cobre.



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Um voltmetro

conectado entre as duasbarras mostra esta diferenade presses eletrnicas.

De fato a diferena depotencial entre estas barras aproximadamente 0,8 volts.

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.

O lquido na clula o ELETRLITO. As barras metlicas soos ELETRODOS. A diferena de potencial entre elas oPOTENCIAL DE CIRCUITO ABERTO de uma clula

particular (cobre/ferro). chamado potencial de circuito abertoporque a clula ajusta-se a este valor quando deixada em repouso.

Outros pares de metais no similares imersos em gua tm

seus prprios potenciais caractersticos.



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A barra de ferro agora tem menos eltrons que antes do breve fluxo, e a barra de cobre agora tem mais.

Se as barras de ferro e cobre so conectadaspor um fio condutor ao invs de umvoltmetro, h um fluxo breve de eltrons daalta para a baixa presso eletrnica.

O fluxo pra quando as presses so iguais, isto , quando ambos metais tm o mesmo potencial ou voltagem



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Na barra de ferro, a carga negativa reduzida significa queos ons positivos adsorvidos so menos fortemente atacados nasuperfcie do que antes. Da mesma forma a ionizao dos tomosda superfcie encorajada. Ento alguns ons adsorvidos podemlivremente se afastar e ser repostos por mais ionizao. Isto liberaeltrons extra no ferro, que fluem em direo barra de cobre.

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Na barra de cobre o

oposto verdadeiro. Oseltrons extra atraemons cobre adsorvidos

mais fortemente queantes, e a continuaoda ionizao desencorajada.


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Na barra de ferro, os ons deixam a superfcie epassam para a gua.

tomos novos ionizam para repor os onsdesorvidos.

A barra de ferro corri-se. Os eltrons liberados

pelos tomos de ferro ionizados fluem atravs dofio conectado barra de cobre.

Na barra de cobre, os eltrons liberados que se acumularam atraem os ons de

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rog n o pos vos. s ons rog n o s o a sorv os na super c e a arra e

ento combinam com os eltrons para formar gs hidrognio. As bolhas de gs sobem e deixam a soluo. A barra de cobre no corri. Ela

simplesmente proporciona a superfcie onde os ons hidrognio podem encontrare combinar com eltrons.

Os eltrons mantm um fluxo pelo fio metlico at que todo o ferro tenha sidocorrodo. Ou at que todos os ons hidrognio no cido tenham sido usados, enenhum outro on positivo tenha restado para poder continuar sua tarefa.

De fato, o copo de cido e os dois eletrodos constituem uma fonte de correntecontnua (CC) de clula simples.

DIREES DO FLUXO DE CORRENTEDIREES DO FLUXO DE CORRENTE3.4 PILHA ELETROQUMICAS3.4 PILHA ELETROQUMICAS


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Isto como um "cabo-de"

Na clula h uma competio por eltrons entre os doisdiferentes ons positivos. ons hidrognio (bem como ons cobre)atraem fortemente os eltrons na superfcie produzidos pelos onsferro. Ento, na barra de cobre, a presso de eltrons gerada

menor que na barra de ferro, causando o fluxo eletrnico.

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"cabo". Os ons hidrognioganham. Eles tm sucesso naretirada de eltrons da barra deferro pelo fio.

Esta a fora guia daclula. Isto acontece porque oseltrons fluem na direo que

eles fazem.



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Na soluo, ons

positivos conduzem a corrente doferro para o cobre, isto , tambmsentido horrio.

No fio, os eltrons (cargas negativas) fluem no sentido anti-horrio. Mas, por razes histricas, dizemos que a CORRENTEELTRICA CONVENCIONAL flui no sentido contrrio ao fluxo deeltrons, o sentido horrio.

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Ento, a correnteconvencional no fio e os onspositivos na soluo fluem pelocircuito no mesmo sentido.

Se esta clula usada como umafonte de corrente, oeletrodo de cobre chamado positivo, e o eletrodo de ferro chamadonegativo. AA correntecorrente convencionalconvencional sempresempre fluiflui saindosaindo dodo terminalterminal

positivopositivo dada clulaclula ee entrandoentrando nono terminalterminal negativonegativo dada clulaclula..

RESUMINDO....


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CORRENTE FARADAICA E A CORROSOCORRENTE FARADAICA E A CORROSO3.4 PILHA ELETROQUMICAS3.4 PILHA ELETROQUMICAS


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Os eltrons na correnteeltrica vm da ionizao dostomos de ferro, isto , dacorroso do ferro. Este tipo decorrente chamado correnteFARADAICA (aps o cientista

60

A taxa de corroso proporcional corrente faradaica. Algoque coloque resistncia ao fluxo de corrente faradaica torna acorroso mais lenta. Encontrar o que resiste corrente faradaica

claramente importante no estudo da corroso.

.

Quanto mais ferrocorri, mais corrente faradaicaflui, e vice-versa.

3.4 TIPO DE PILHAS3.4 TIPO DE PILHAS


61/135

De acordo com GENTIL (2003), podemos observar uma diferena de potencialou fora eletromotriz (f.e.m) entre dois eletrodos atravs da equao deNernst, quando:

a) os eletrodos so de substncias diferentes,portanto com potenciais diferentes;

b) os eletrodos de mesma substncia porem com solues de

61

concentra o erentes;

c) os eletrodos de mesma substncia, solues de mesmaconcentrao, porem submetidos a diferentes presses parciaisde gases;

d) eletrodos em temperaturas diferentes.Convencionalmente (IUPAC)

f.e.m = Ecatodo - Eanodo

3.4.1 Pilha Galvnica


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62

O catodo fica protegido nesta pilha,utiliza-se esta vantagem para protegerequipamentos e navios, conectando o

ao a anodos de sacrifcio de Mg, Alou Zn.



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Anodo paratrocador de calor

63



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64

com o tubo de latocom o tubo de lato



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65

3.4.2 Pilha Ativa-Passiva


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66

Os prprios xidos metlicos que se formamdurante a corroso funcionam como catodosem relao aos metais de origem. Por isso,quando trocamos parte de uma tubulao, aparte nova funciona como anodo, e a parteantiga, coberta pelo material de corroso,

funciona como catodo, formando uma pilhaativa-passiva. Isto faz a parte nova ter umadurao inferior ao que poderamos esperar(GENTIL, 2003).


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67

3.4.3 Pilha de Ao Local


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68

Normalmente os stios de corroso (sitios anodicos) se iniciam nasregioes de defeitos nos metais.Por serem regies de maior contedo

de energia livre, a dissociao metlica ocorre preferencialmente


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69


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70

3.4.4 Pilha de Concentrao


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71

3.4.5 Pilha de Aerao Diferencial


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O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

72

Anodo:

Eanodo = E0 - 0,0591 log [OH-]4

4 PO2(a)

Catodo: Epilha = 0,0591 log Po2(c)

ECatodo = E0 - 0,0591 log [OH-]4 4 Po2(a)

4 PO2(C)

Para ser espontaneaPo2 (c) > Po2 (a)

3.4.6 Pilha de Temperaturas Diferentes


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73

3.4.7 Pilha Eletroltica


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Tubo perfurado por correntede fuga


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75

4. VELOCIDADE DE CORROSO


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A velocidade de corroso pode ser classificada em velocidade mdia e velocidadeinstantnea de corroso, segundo GENTIL (2003).

Todas as duas so muito importantes no estudo da corroso. A velocidade mdianos permite estimar o tempo de vida til de uma estrutura. J a velocidadeinstantnea, nos permitir verificar a eficincia de um inibidor de corroso, porexemplo.

76

Podemos obter a velocidade mdia pela quantificao da perda de massa sofrida

pelo material ou pela determinao da concentrao de ons metlicos em soluodurante o intervalo de tempo de exposio ao meio corrosivo.

A perda de massa dada em ML-2T-1, por unidade de rea exposta e por unidadede tempo, dada em (mg/dm2dia) ou mdd. E a penetrao por unidade de tempo,

dada em (milmetros por ano) ou mmpy.


O conjunto de medies da velocidade mdia ao longo do tempo segundo GENTIL


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O conjunto de medies da velocidade mdia ao longo do tempo segundo GENTIL(2003), evidencia os seguintes aspectos:

Curva A Velocidade de corroso eletroqumica onde, a superfcie metlica novaria, o produto da corroso inerte e a concentrao do agente corrosivo constante.

Curva B Idntica situao anterior, porem, existe um perodo de induorelacionado ao tempo gasto para atravessar a pelcula protetora.

77

Curva C Velocidade inversamente proporcional a quantidade do produto decorroso produzido. Caracteriza produto de corroso insolvel e aderente superfcie metlica.

Curva D Velocidade com crescimento rpido. Caracteriza produtos de corroso

solveis. A rea andica crescente.

Muito raramente a corroso tem valor constante, isto , a velocidade mdia igual velocidade instantnea (curva A e B), por isso um valor isolado possui significadorestrito.



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78


Para medir a velocidade da corroso instantnea utilizam-se mtodos capazes de


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Para medir a velocidade da corroso instantnea utilizam se mtodos capazes demedir a corrente de corroso, cujo valor podemos relacionar perca de massapela lei de Faraday:

79

Medir a corrente de corroso de um metal medir sua velocidade de corroso.

A corrente de corroso (Icorr) alcanada em curto-circuito, ou seja, um estado



80/135

( corr) , j ,

estacionrio em que a resistncia da pilha mnima ou quase zero. Portanto, acorrente somente pode ser determinada por mtodos indiretos.

A despeito dos grandes avanos da Eletroqumica e da Eletrnica, o mtodobaseado na perda de material o mais confivel. As medidas de velocidadeinstantnea de corroso no so simples como as medidas de velocidade mdia.

Na medida de velocidade mdia, necessria somente a

80

Estes cupons de teste so retirados em intervalos de tempo preestabelecidos e pesados paramedir a taxa de corroso. Este mtodo vlido apenas para corroso uniforme, corrosesEste mtodo vlido apenas para corroso uniforme, corroseslocalizadas (ex: pites) a um baixa perda de massa mas uma alta penetrao ou desgastelocalizadas (ex: pites) a um baixa perda de massa mas uma alta penetrao ou desgastelocalizado.localizado.

instalao de cupons de teste no

equipamento em estudo.Hansson afirma que para umaHansson afirma que para umadensidade de corrente dedensidade de corrente decorrente de 1/m2 equivale acorrente de 1/m2 equivale auma oxidao da superfcie douma oxidao da superfcie do

ao de 1,16 mmpy.ao de 1,16 mmpy.

4.1 Fatores que Influenciam a Velocidade Oxignio dissolvido


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81

4.1 Fatores que Influenciam a Velocidade - pH


82/135

No entanto, existe uma concentrao crtica na qual a velocidade de corroso decresce.Em gua destilada esta concentrao crtica de 12ml de O2 por litro. Essevalor aumenta na presena de sais dissolvidos, e decresce com o aumento do pH e davelocidade do eletrlito. Com o pH em torno de 10 a concentrao crtica cai para 6mlde O2 por litro.

82

4.1 Fatores que Influenciam a Velocidade - pH


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Em regio cida, ou seja pH < 4, a velocidade de corroso incrementada devido pelapossibilidade de reduo do H+ alm do O2 presente no meio. O controle davelocidade no se deve difuso do O2 e sim facilidade de desprendimento dohidrognio.

Em regio bsica, ou seja pH >10, a velocidade de corroso diminui, porque o ferro sepassiva na presena de lcalis e oxignio dissolvido. Com o pH > 10 o potencial doferro sobe de -0,4 V para + 0,1 V, ou seja, muito mais nobre. Entretanto, se o pH

-

83

4.1 Fatores que Influenciam a Velocidade Temperatura e Velocidade


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84

4.1 Fatores que Influenciam a Velocidade Sais dissolvidos


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85


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86

4.2 POLARIZAO


87/135

Quando dois metais diferentes so ligados e imersos em um eletrlito,estabelece-se uma diferena de potencial entre os eletrodos resultantes. Fechando-se ocircuito externo, observa-se uma diminuio dessa diferena de potencial com o tempo.Tem-se o que se chama polarizao dos eletrodos, ou seja, polarizao andica noanodo e polarizao catdica no catodo

O deslocamento de cada potencial de eletrodo do seu valor inicial (E0) chamado depolarizao, e a magnitude desse deslocamento a sobrevoltagem. A sobrevoltagem

87

.

A variao do potencial de corroso causada em virtude de circular uma corrente peloeletrodo, denomina-se polarizao.

Podemos concluir ento que, devido passagem de corrente o potencial dos doisPodemos concluir ento que, devido passagem de corrente o potencial dos doiseletrodos se aproxima, ou seja, a diferena de potencial diminui. Ocorre que o potencialeletrodos se aproxima, ou seja, a diferena de potencial diminui. Ocorre que o potencialde oxidao do anodo aumenta e o potencial de reduo do catodo diminui.de oxidao do anodo aumenta e o potencial de reduo do catodo diminui.

4.2 POLARIZAO


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GENTIL (2003) atenta para o erro de se pensar que quanto maior a diferena depotencial entre os eletrodos, maior seria a velocidade de corroso. O autor afirmaque a diferena de potencial indica apenas quem ser o catodo ou o anodo. A

velocidade das reaes depender das caractersticas de polarizao do sistema.

88

A conseqncia deste processo que o processo corrosivo torna-se menos ativo.

Da, as taxas de corroso na prtica, serem to menores do que o valor calculadopela lei de Faraday. Segundo Akimov a velocidade real de corroso 20-50 vezesmenor do que o valor calculado.

4.2 POLARIZAO

Um exemplo de uma pilha, formada pelos eletrodos de Zn e Cu ilustradoQ


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abaixo. Quando os dois eletrodos so ligados, a corrente flui, o zinco (anodo)torna-se mais catdico e o cobre (catodo) torna-se mais andico e a diferenaentre os dois sempre diminui.

89

4.2 POLARIZAO

A f h i i i id d d l l i I


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Ao fechar o circuito, a intensidade de corrente alcana o valor mximo Imax(corrente de corroso, Icorr). Com as resistncias desprezveis, a diferena depotencial dos eletrodos diminui at o potencial de corroso, E corr.

90

4.2 POLARIZAO

GENTIL (2003) afirma que o ponto de intercesso das duas curvas del i d t i t i l d t t i t ti


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polarizao determina o potencial do par, e que neste ponto o sistema atinge umestado estacionrio, caracterizado por uma sobrevoltagem.

91

4.2 POLARIZAO

A polarizao pode ser por ativao, por concentrao ou por ativao hmica.


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a) Polarizao por concentrao causada pela variao da concentrao entre area do eletrlito em contato com o metal e o restante da soluo. Ocorre,freqentemente, em eletrlitos com pouco movimento, ou parados, onde h variao deconcentrao nas proximidades do eletrodo. O potencial continua aumentando sem

que exista acrscimo de corrente.

Sua curva ter o aspecto abaixo. Para um dado potencial, a velocidade do processo

92

mpos a pe a ve oc a e e us o os ons que po em ser ranspor a os por ou rosmeios, como agitao ou conveco, visando homogeneizar a soluo.

4.2 POLARIZAO

b) Polarizao por ativao proveniente de uma barreira energtica

transferncia eletrnica Segundo FORTES (1995) causada por uma lenta reao do


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transferncia eletrnica. Segundo FORTES (1995) causada por uma lenta reao doeletrodo. Uma reao que precisa de certa energia de ativao para se realizar comboa velocidade.

O aumento de velocidade da corroso poder ser feito atravs da retirada do

hidrognio, ou atravs de um agente qumico (como o oxignio) que agir como agentedespolarizante, de acordo com a equao:

93

2 + 2 2

Este um dos motivos de a velocidade de corroso ser rpida em meio aquoso aerado.

c) Polarizao hmica Chamada tambm de polarizao por resistncia. Sua causa a diminuio do potencial superficial do metal, em decorrncia do aumento da

resistncia eltrica causada pelas pelculas superficiais. Isto diminui o fluxo eletrnicopara a interface metal/meio, onde ocorrem as reaes. um fenmeno importante paraproteo catdica.Na prtica, a polarizao de um eletrodo a combinao da polarizao porconcentrao, da polarizao por ativao e da polarizao hmica.

4.2.1 POLARIZAO Influncia na Velocidade de Corroso

Na corroso eletroqumica existem na superfcie dos metais regies andicas ecatdicas e a velocidade da corroso depende da forma das curvas de polarizao


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catdicas, e a velocidade da corroso depende da forma das curvas de polarizao.Essa influncia pode se dar de vrias formas:

Quando polarizao ocorre principalmente nas regies andicas a reao de corroso controlada anodicamente (a). Quando a polarizao ocorre principalmente nas regies

catdicas a velocidade de corroso controlada catodicamente (b). E quando apolarizao ocorre em ambas o controle misto (c)

94


GENTIL (2003) lembra que a extenso da polarizao depende alm da natureza do


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GENTIL (2003) lembra que a extenso da polarizao depende, alm da natureza dometal e do eletrlito, da rea exposta do eletrodo. Neste caso, se a rea andica formuito pequena, poder ocorrer considervel polarizao andica. Portanto, a relaorea andica/rea catdica um fator importante na determinao da velocidade decorroso.

Se a rea andica for muito menor do que a catdica, como por exemplo, chapa deSe a rea andica for muito menor do que a catdica, como por exemplo, chapa decobre rebitada com rebites de ao.cobre rebitada com rebites de ao.

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Se a rea andica for muito maior do que a catdica como por exemplo chapa de aoSe a rea andica for muito maior do que a catdica como por exemplo chapa de ao


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Se a rea andica for muito maior do que a catdica, como por exemplo, chapa de aoSe a rea andica for muito maior do que a catdica, como por exemplo, chapa de aorebitada com rebites de cobre.rebitada com rebites de cobre.

Ateno!!!

96

i corroso = i anodo


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97

4.2.1 POLARIZAO Apassivao de Metais


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98



99/135

IC a corrente crtica na qualse atinge o potencial deFLADE. IP corrente no

99

Curva tpica de metais apassivavisapassivavis. A apassivao caracterizada pela

diminuio brusca da corrente andica acima do potencial denominado depotencial de Flade (EF). Abaixo deste potencial a superfcie do metal estdesprovida de camada protetora, portanto est no estado ATIVO.

Acima deste potencial o metal est APASSIVADO.


Como podemos apassivar o Metal na prtica?Como podemos apassivar o Metal na prtica?


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Co o pode os apass a o eta a p t caCo o pode os apass a o eta a p t ca

1. Com ataque qumico que promove a corroso e elevao do potencialacima do EF;

2. Ou, induzindo tenso atravs de meio externo que eleve o potencial;

100



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101

Quando atingir o potencial ET , potencial de transpassivao, a pelcula de

xido protetor sofre uma dissoluo eletroqumica, causando novamente aCorroso e dizemos que ocorre a transpassivao.



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102


Parmetros importantes a serem observados nestas curvas:


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a) A corrente crtica (icrt.) precisa ser atingida durante a polarizao para que ometal seja passivado. Quanto menor (icrt.) mais facilmente o metal se passiva.

b) O potencial de passivao (Ep) quanto mais prximo for de Ep, menor ser apolarizao que o metal necessita para passivar.

103

c) A faixa em que o metal permanece passivo. Se no for possvel eliminar apossibilidade de corroso por pites,que ao menos o potencial para que elaocorra seja alto, assim difcil de ser atingido em condies normais.


As curvas aqui mostradas so as curvas andicas da reao e ascurvas catdicas o que ocorre???


104/135

4 situaes abaixo:

a) O potencial estar acima de EP, eisto significar corroso aceleradapor pites;

104

sempre apassivado;

c) instvel, se o potencial decorroso estiver acima do E Flade,ento estar apassivado, se formenor corroer;

d) O material sofrer corroso intensa;

4.2.1 POLARIZAO Quebra da Passividade

A quebra da camada passivadora pode ocorrer de 3 formas:A quebra da camada passivadora pode ocorrer de 3 formas:


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1.1. EletroqumicamenteEletroqumicamente Alterando o potencial, ou existindo pontos localizados debaixa passividade;

2.2. QumicamenteQumicamente on halogenados, em especial o Cl- , quebram a camadaapassivadora. O on Cl- penetra em defeitos localizados ou adsorve nasuperficie do metal competindo com o oxignio ou OH-;

105

3.3. MecnicamenteMecnicamente Devido a curvamento, riscos e impactos;

4.2.1 POLARIZAO Potenciostato/Galvanostato

Tanto as curvas de Evans quanto as curvas de Passivao so obtidas com esteTanto as curvas de Evans quanto as curvas de Passivao so obtidas com esteequipamento que pode induzir tenso para ler corrente ou induzir corrente paraequipamento que pode induzir tenso para ler corrente ou induzir corrente para


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equipamento que pode induzir tenso para ler corrente ou induzir corrente paraequipamento que pode induzir tenso para ler corrente ou induzir corrente paraler tenso e assim estabelecer as curvas E x I.ler tenso e assim estabelecer as curvas E x I.

106

4.2.1 POLARIZAO Potenciostato/Galvanostato

Funcionamento:Funcionamento: Possui duas entradas e uma sada, onde o valor de potencial eltrico naPossui duas entradas e uma sada, onde o valor de potencial eltrico na

sada igual diferena de potencial das suas entradas multiplicado pelo ganho de malhasada igual diferena de potencial das suas entradas multiplicado pelo ganho de malhaaberta do OpAmp que muito grande, em geral maior que 10aberta do OpAmp que muito grande, em geral maior que 1066 vezes. O valor de potencialvezes. O valor de potencial


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aberta do OpAmp que muito grande, em geral maior que 10aberta do OpAmp que muito grande, em geral maior que 10 vezes. O valor de potencialvezes. O valor de potencialque se deseja aplicar clula eletroqumica deve ser aplicado entrada no inversora (que se deseja aplicar clula eletroqumica deve ser aplicado entrada no inversora (VV+ ) do OpAmp. Desta forma, se o potencial eltrico da clula eletroqumica, medido entre a+ ) do OpAmp. Desta forma, se o potencial eltrico da clula eletroqumica, medido entre areferncia e o eletrodo de trabalho e ligado entrada inversora do OpAmp (referncia e o eletrodo de trabalho e ligado entrada inversora do OpAmp (VV ), for ), for

diferente do potencial desejado, esta diferena ser bastante amplificada e ser aplicadadiferente do potencial desejado, esta diferena ser bastante amplificada e ser aplicadaao contra eletrodo, que est ligado sadaao contra eletrodo, que est ligado sada VV0 do Amplificador Operacional. Esta grande0 do Amplificador Operacional. Esta grandediferena de potencial entre o eletrodo de trabalho e o contra eletrodo ir provocar umadiferena de potencial entre o eletrodo de trabalho e o contra eletrodo ir provocar umacorrente eltrica e de ons entre eles, alterar ando a diferena de potencial entre o eletrodocorrente eltrica e de ons entre eles, alterar ando a diferena de potencial entre o eletrodo

107

de trabalho e a referncia at que esta fique igual desejada.de trabalho e a referncia at que esta fique igual desejada.


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108

4.2.1 Diagrama de POURBAIX

O diagrama de Pourbaix ou diagrama E x ph representa o uso da equao deNernst de forma grfica, em que o metal ligado ao eletrodo de referncia dehidrognio e submetido a variao de ph em sistemas metal gua Tenta


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hidrognio e submetido a variao de ph em sistemas metal-gua. Tentaprever se poder haver corroso, imunidade ou possibilidade de passivao.

Para construir estes diagramas necessrio considerar os diferentes tipos de

reaes que podem ocorrer em 3 situaes bsicas:1. Reaes que s dependem do ph e so representadas por retas paralelas as

109

Fe3+ + H2O FeOH2+ + HH++

2. Reaes que s dependem do potencial (eltrons) e no do ph, sorepresentados por retas paralelas as abcissas;

Fe2+ + 2 e2 e-- Fe

3. Reaes que dependem tanto do ph quanto do potencial e so representadospor retas inclinadas;

Fe2 O3 + 6 H6 H++ + 2e2e-- 2Fe+2 + 3H2O


O Diagrama Fe-H2O pode ser construdo como se segue:

E = E0 0,059/2 log [Fe] / [Fe2+] para a equao Fe2+ + 2 e2 e-- Fe


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0

Desenvolvendo:

E =E = --0,44 + 0,030 log [Fe0,44 + 0,030 log [Fe2+2+],], variando Fe2+ o potencial E variar e vice-versa,

obtendo retas horizontais do Diagrama de Pourbaix. Cada reta horizontalrepresenta uma atividade do on de Fe (ou concentrao).

110


Para a equao Fe3+ + H2O FeOH2+ + H+H+ que s depende do ph temos:

Neste caso a equao da reta ph = - log [H+], por isto so retas constantes


111/135

paralelas as ordenadas, cada uma em funo da concentrao de ons de H+.

111


Para a equao Fe2 O3 + 6 H+6 H+ + 2e2e-- 2Fe+2 + 3H2O

Desenvolvendo por Nernst:


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E = 0,73 0,059/2 { log [Fe+2]2/ [H+]6} = 0,73 0,059 log[Fe+2] 0,018 ph

Reta inclinada que depende do ph e da concentrao de Fe+2

112



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113

IMUNIDADE

CORROSO Passividade



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114


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115

5. CORROSO LOCALIZADA

Corroso localizada a remoo seletiva de metal por corroso em uma pequenaparte da superfcie metlica;

A corroso mais extrema da corroso localizada a corroso por pite;


116/135

A corroso mais extrema da corroso localizada a corroso por pite ;

Em contraste com a corroso uniforme em que as regies andicas e ctodicasnum mesmo metal esto intimamente ligadas, na corroso localizada, geralmente,as reas andicas e catdicas so bem distintas e separadas;

Algumas das diversas formas de corroso localizada so:

116

1.Corroso em frestas (crevice corrosion);

2.Corroso puntiforme ou por pites.3.Corroso seletiva;

4.Corroso Intergranular;

5.Corroso galvnica;6.Corroso filiforme;

5. CORROSO LOCALIZADA

Os principais fatores que participam da maioria das formas de corroso localizadasso:

Pilha de ao local;


117/135

-Pilha de ao local;

-Relao de rea entre a rea catdica e a andica;

-Aerao diferencial; o2o2 o2

Bastante oxignio

117

Aerao diferencial na gota

Pouco oxignio

C

A

5. CORROSO LOCALIZADA Corroso em frestas

As frestas podem ser formadas por:

(a) Devido a geometria de um sistema, como no caso de placas rebitadas;


118/135

(b) Devido a contato com no-metais, tais como plsticos, borrachas, etc(revestimento mal selado);

(c) Devido a depsitos de sujeiras ou produtos de corroso;

118

As frestas podem originar corroso uniforme ou por pites. A largura dasfrestas da ordem de 0,025 0,1mm.

Ocorrem sobre diversos tipos de metais principalmente de metais quedependem da apassivao para sua proteo como o inox.

5. CORROSO LOCALIZADA - corroso em frestas

Os Mecnismos da corroso em frestas so:

Pilhas de concentrao de oxignio;


119/135

Variaes de pH local;

Reao andica:M M+n + ne- e

119

M+n + nH2O M(OH)n + nH+

Reao catdica:

1/2O2 + H2O + 2e- OH-

Processo auto-catalitico acelerado (pH baixo+ Cl-)

5. CORROSO LOCALIZADA - corroso em frestas

Preveno:

Atuar no projeto para que se evite frestas.


120/135

120

EVITAR ADOTAR


121/135

121

5. CORROSO LOCALIZADA - corroso por Pites

Corroso por pites um caso extremo de corroso localizada que pode levar afalha em servio de modo rpido pois,

P d t d i i d t i


122/135

Podem promover pontos de nicio de trincas;

Diminuir a rea de resistncia total;

Penetrar totalmente na seo e promover vazamentos de gases ou lquidos;

122

era men e ocorrem em super c es que ormam pe cu a pro e ora, a s comoalumnio, titnio, inox, e associado a um meio com anions agressivos, como ons de

cloreto que atual sub ou microscopicamente sobre a pelcula apassivadora.

Todos os fatores da corroso sob frestas aqui so aplicados:

Pequena rea andica com relao a catdica;Processo autocatalitico;

Diferena de concentrao;


Formas do Pite


123/135

123

Segundo o ASTM


CausasCausas


124/135

Potencial andico acima de Ep.Pode ser facilitado pela presenade halogenados.

124


MecanismoMecanismo

Os mecanismos variam de metal para metal mas alguns fatos so comuns:


125/135

Os ons halogenados tem mais afinidade e tomam o lugar do oxignio ou

penetram na pelcula apassivadora, formando a descontinuidade;Reaes andicas: M M+n + ne- eM+n + nH2O M(OH)n + nH+ queda do pH.

125

Reaes catdicas: 1/2O2 + H2O + 2e- OH-

Possuem 4 estgios: iniciao, propagao, finalizao e reiniciao;Uma vez iniciado, no estagio de propagao acelera devido as reaes dentro dopite;A reao pode cessar com o aumento da resistncia eletroltica ou com terminoda umidade;

Um pite seco pode reiniciar se for molhado;A velocidade diminui com o tempo...por isto chapa mais finas so mais criticas;A velocidade de penetrao diminui se houver muitos pites grande.Concorrncia por eltrons.



126/135

126


Preveno:Evitar solues concentradas com ons agressivos;


127/135

Adotar potenciais abaixo do Ep atravs de proteo catdica;

Revestimento da superfcie metlica com metal mais andico;

Usar proteo catdica;

127

5. CORROSO LOCALIZADA - corroso Seletiva

Corroso seletiva ou remoo seletiva, corroso de um dos elementos da ligasem produzir pites ou trincas visveis. Caractersticas:

O elemento seletivamente removido o mais anodico na matriz;


128/135

O elemento seletivamente removido o mais anodico na matriz;

Nenhuma evidncia vsivel de perda de material, ou alterao dimensional ou

pites;O metal muda de cor e perda de propriedades mecnicas;

128

Os casos mais comuns so:Elemento Removido da liga Nome da corroso

Al Cu Al Desaluminizao

Co Estellite (Co-Cr-W) Descolbatificao

Cu Cu-Au ou Cu-Ag Descobreao

Mn Cu-Mn Desgamanizao

Ni Cu-Ni NiquelificaoSi Si-Cu Desiliconificao

Fe Fe-C (Ferro Fundido) Corroso grfitica

Zn Cu-Zn (lato) Dezincificao

5. CORROSO LOCALIZADA - corroso Seletiva

MecanismoMecanismo1.Ocorrem em solues de Ph variante. Favorecida por Cl-, temperaturas altas,frestas e depsitos sobre a superfcie.


129/135

estas e deps tos sob e a supe c e

2.O ataque ocorre em regies ricas do metal mais anodico, no caso do lato,

mais rico em zinco. O zinco passa para a soluo tornando a regio rica emcobre (cu).

-

129

. .caso do lato, o lato anodico com relao a regio rica em cobre, ocorrendoas seguintes reaes:

Cu + 2e Cu2+

Zn + 2e Zn2+

Sendo que o cu2+ volta a se depositar no catodo de cobre e o Zn se

combina com OH- e vai para a soluo, tendo como resultado final apenas aremoo do Zn da matriz.

5. CORROSO LOCALIZADA - corroso Intergranular

1.Corroso que ocorre no contorno do gro em reas vizinhas devido aformao de pilhas locais entre um composto intermetlico e a matriz do gro.

2. O composto intermetlico formado pode ser anodico, catodico ou neutro com


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p p ,relao o gro;

3.A corroso fragiliza o material mecnicamente;4.As trincas ou perda de material pode ser no contorno do gro ou ao redor do

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O caso mais comum com os aos inox austeniticos mas, existem casos comligas de alumnio e cobre.



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Soluo:

-usar aos de baixocarbono (0,03% C ) (L)

-a os estabilizados

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(321 (Ti) e 347 (Nb))

-evitar a faixa entre550 a 850 C


Caso especial: Corroso fio de faca (weld decay)

Ocorre somente com aos estabilizados (321 e 347)


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-Ocorre somente com aos estabilizados (321 e 347)

-Em regies prximas a zona termicamente afetada (ZTA);

-Para minimizar o risco deve ser feito tratamento trmico de solubilizao a 1070C para que o carbono volte a reagir com o Ti e Nb, estabilizando a pea.

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Pr-requisitos:

2 metais diferentes de potenciais distintos;

devem estar eletricamente ligados (soluo eletroltica);

5. CORROSO LOCALIZADA - corroso galvnica


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Tabela de potencias se aplica para pr-dizer;

Utilizar materiais/revestimento para evitar o contato, caso no seja possveladotar como metal andico de maior rea;

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com o tubo de latocom o tubo de lato

uma corroso por frestas especial, geralmente ocorrem em superfcie

metlica com pelcula com composto orgnico (tinta ou verniz, exemplo) emambientes com alta umidade, superior a 65%. O oxignio e a umidade sedifundem pela pelcula e causam corroso pelo mecanismo da aeraodif i l

5. CORROSO LOCALIZADA - corroso filiforme


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diferencial.

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corros+úo e prote+º+úo_1a_prova

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