Corrosão em materiais metálicos, Slides de Engenharia Química

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MODULO 10: CORROSÃO

FUNDAMENTOS

AVALIAÇÃO DA INTEGRAÇÃO E

REABILITAÇÃO DE DUTOS

Denise Souza de Freitas

Engª de Corrosão, Ph.D.

Definição de Corrosão “DETERIORAÇÃO DE UM MATERIAL PELA AÇÃO QUÍMICA OU ELETROQUÍMICA DO MEIO AMBIENTE ASSOCIADA, OU NÃO, A ESFORÇOS MECÂNICOS” Mecanismos de deterioração diferentes para cada tipo de material Cerâmicos Polímeros Metais

Destruição ou inutilização de um material metálico pela interação química ou eletroquímica com o meio O que é corrosão? Definição 2

Transformação de um metal em um íon metálico pela sua interação química ou eletroquímica com o meio em que se encontra O que é corrosão? Definição 3 Conceito mais amplo !!!

diretos: Ø substituição de peças Ø custos e manutenção dos processos de proteção Ø deterioração de equipamentos indiretos: Ø paralização para limpeza ou reposição de peças Ø perda de produtos Ø contaminação de produtos Ø perda de eficiência de equipamentos Ø acidentes

Custos

Prevenir, no âmbito social,

• acidentes (perda de vidas ou invalidez): queda de pontes e aviões, explosão de caldeiras, vazamento de oleodutos, desabamentos de estruturas metálicas, etc.
• insalubridade: causada por vazamentos de produtos tóxicos (líquido ou gás)
• defesa do consumidor: produtos de consumo com durabilidade e desempenho comprometidos pela ação da corrosão A importância do estudo da corrosão PROTEGER A SOCIEDADE E O MEIO AMBIENTE !!!

Meios Corrosivos

¨ Atmosfera (ex: sais, poeira, umidade, gases: CO, CO

2

SO

2

, H

2

S)

¨ Água (ex: presença de micro-organismos e chuva

ácida)

¨ Solo (ex: acidez)

¨ Produtos químicos (ex: transporte e armazenamento

de ácidos)

Relações inadequadas metal/meio

Metal Meio

Aço-Carbono Água do Mar

Aço Inoxidável HCl, H 2 S, SO 3

Alumínio HCl, NaOH, SO 3

Magnésio HNO 3

Cobre HCl, NH 3

Titânio H 2 SO 4 , H 2 O2 conc, SO 3

Prata HCl concentrado

Ouro FeCl 3

Platina HNO3 fumegante

A intensidade do processo corrosivo depende da relação material/meio

Fenômeno Denominação

Corrói com produtos de

corrosão solúveis no meio

Estado a>vo

Corrói com produtos de

corrosão insolúveis e

compactos

Estado passivo

Corrói com produtos de

corrosão insolúveis não

compactos

Estado a>vo

Não corrói Estado imune

Classificação da corrosão

Classificação primária

• Oxidação Direta
• Corrosão eletroquímica Quanto à morfologia
• Uniforme
• Localizada
• Seletiva Inter/transgranular Quanto à fenomenologia
• Galvânica
• Aeração diferencial
• Corrosão-erosão
• Corrosão fadiga
• Corrosão sob tensão
• Corrosão atmosférica
• Corrosão microbiológica
• Ataque pelo hidrogênio

Corrosão eletroquímica ou aquosa

• processo corrosivo está associado a reações anódicas (oxidação) e catódicas (redução) na interface metal/meio.
• A corrosão ocorre em diferentes formas, ou aspectos morfológicos, devido às características do metal, processo de fabricação, fatores ambientais, meios, etc...

Reações anódicas e catódicas ØReação de Oxirredução

• Numa reação de oxirredução sempre há perda e ganho simultâneos de elétrons.
• Os elétrons que são perdidos por um átomo, íon ou composto químico são imediatamente recebidos por outros. A perda de elétrons é chamada de oxidação. O ganho de elétrons é chamado de redução.

Potencial de eletrodo Cada eletrodo imerso em um meio gera um potencial eletroquímico na interface material/meio Metal

• (^) -

Eletrólito potencial do eletrodo eletrodo Metal (^) Eletrólito ddp

Potencial eletroquímico

¨ Potencial de eletrodo

¤ Mostra a tendência de uma reação ocorrer: perda ou ganho de elétrons

¨ Potencial do eletrodo padrão

¤ Diferença de potencial em uma solução 1M de seus íons, com relação ao eletrodo normal de hidrogênio M/Mn

(1M) ou M;Mn

(1M)