Trabalho De Siderurgia - Aços Resistentes à Corrosão

NOME Daniel Filippo Douglas Fábio Henrique Plínio Thiago Barbetta

NÚMERO 050045 052435 050105 050195 050245

Siderurgia e Fundição Aços resistentes à corrosão

Introdução O aço em contato com o meio ambiente tende a se oxidar pela presença de O2 e H2O começando pela superfície do metal até a sua total deterioração. Algumas soluções reduzem ou mesmo eliminam a velocidade da corrosão, entre elas a utilização de aços resistentes à corrosão atmosférica, aplicação de zincagem e pintura.

Corrosão Conceito A corrosão consiste na deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica do meio, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos. Ao se considerar o emprego de materiais na construção de equipamentos ou instalações é necessário que estes resistam à ação do meio corrosivo, além de apresentar propriedades mecânicas suficientes e características de fabricação adequadas. A corrosão pode incidir sobre diversos tipos de materiais, sejam metálicos como os aços ou as ligas de cobre, por exemplo, ou não metálicos, como plásticos, cerâmicas ou concreto. A ênfase aqui descrita será sobre a corrosão dos materiais metálicos. Esta corrosão é denominada corrosão metálica. Dependendo do tipo de ação do meio corrosivo sobre o material, os processos corrosivos podem ser classificados em dois grandes grupos, abrangendo todos os casos deterioração por corrosão: • •

Corrosão Eletroquímica; Corrosão Química.

Os processos de corrosão eletroquímica são mais freqüentes na natureza e se caracterizam basicamente por: •

Necessariamente na presença de água no estado líquido;

• •

Temperaturas abaixo do ponto de orvalho da água, sendo a grande maioria na temperatura ambiente; Formação de uma pilha ou célula de corrosão, com a circulação de elétrons na superfície metálica.

Em face da necessidade do eletrólito conter água líquida, a corrosão eletroquímica é também denominada corrosão em meio aquoso. Nos processos de corrosão, os metais reagem com os elementos não metálicos presentes no meio, O2, H2S, CO2 entre outros, produzindo compostos semelhantes aos encontrados na natureza, dos quais foram extraídos. Conclui-se, portanto, que nestes casos a corrosão corresponde ao inverso dos processos metalúrgicos.

Os processos de corrosão química são, por vezes, denominados corrosão ou oxidação em altas temperaturas. Estes processos são menos freqüentes na natureza, envolvendo operações onde as temperaturas são elevadas. Tais processos corrosivos se caracterizam basicamente por: • • •

Ausência de água líquida; Temperaturas, em geral, elevadas, sempre acima do ponto de orvalho da água; Interação direta entre o metal e o meio corrosivo.

Como na corrosão química não se necessita de água líquida, ela também é denominada corrosão em meio não aquoso ou corrosão seca. Existem processos de deterioração de materiais que ocorrem durante a sua vida em serviço, que não se enquadram na definição de corrosão. Um deles é o desgaste devido à erosão, que remove mecanicamente partículas do material. Embora esta perda de material seja gradual e decorrente da ação do meio, temse um processo eminentemente físico e não químico ou eletroquímico. Pode-se, entretanto, ocorrer, em certos casos, ação simultânea da corrosão, constituindo o fenômeno da corrosão-erosão. Outro tipo de alteração no material que ocorre em serviço, são as transformações metalúrgicas que podem acontecer em alguns materiais, particularmente em serviço com temperaturas elevadas. Em função destas transformações as propriedades mecânicas podem sofrer grandes variações, por exemplo, apresentando excessiva fragilidade na temperatura ambiente. A alteração na estrutura metalúrgica em si não é corrosão embora possa modificar profundamente a resistência à corrosão do material, tornando-o, por exemplo, susceptível à corrosão intergranular.

Durante o serviço em alta temperatura pode ocorrer também o fenômeno da fluência, que é uma deformação plástica do material crescente ao longo do tempo, em função da tensão atuante e da temperatura.

Pilhas de Corrosão Eletroquímica A pilha de corrosão eletroquímica é constituída de quatro elementos fundamentais: • • • •

Área anódica: superfície onde se verifica a corrosão (reações de oxidação); Área catódica: superfície protegida onde não há corrosão (reações de redução); Eletrólito: solução condutora ou condutor iônico que envolve simultaneamente as áreas anódicas e catódicas; Ligação elétrica: entre as áreas anódicas e catódicas.

O aparecimento das pilhas de corrosão é conseqüência de potenciais de eletrodos diferentes, em dois pontos da superfície metálica, com a devida diferença de potencial entre eles. Um conceito importante aplicável às pilhas de corrosão é o da reação de oxidação e redução. As reações da corrosão eletroquímica envolvem sempre reações de oxi-redução. Na área anódica onde se processa a corrosão ocorrem reações de oxidação, sendo a principal a de passagem do metal da forma reduzida para a forma iônica.

Na área catódica, que é uma área protegida (não ocorre corrosão), as reações são de redução de íons do meio corrosivo, onde as principais reações são: Meios aerados caso normal de água do mar e naturais H 2 O + 1 O2 + 2e − → 2OH 2

Meios desaerados caso comum em águas doces industriais 2 H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH

Principais tipos de pilha Pilha de eletrodo diferente Esta pilha é também denominada de pilha galvânica e surge sempre que dois metais ou ligas metálicas diferentes são colocados em contato elétrico na presença de um eletrólito. A diferença de potencial da pilha será tão mais acentuada quanto mais distantes estiverem os materiais na tabela de potenciais no eletrólito considerado.

Pilha de ação local Esta pilha é provavelmente a mais freqüente na natureza, ela aparece em um mesmo metal devido a heterogeneidades diversas, decorrentes de composição química, textura do material, tensões internas, dentre outras. As causas determinantes da pilha de ação local são: • Inclusões, segregações, bolhas, trincas; • Estados diferentes de tensões e deformações; • Acabamento superficial da superfície; • Diferença no tamanho e contorno de grãos; • Tratamentos térmicos diferentes; • Materiais de diferentes épocas de fabricação; • Gradiente de temperatura.

Pilha ativa-passiva Esta ocorre nos materiais formadores de película protetora, como por exemplo: o cromo, o alumínio, os aços inoxidáveis, titânio, dentre outros. A película protetora se constitui numa fina camada do produto de corrosão que passiva a superfície metálica. Se a película for danificada em algum ponto por ação mecânica e, principalmente pela ação de íons halogenetos (especialmente cloreto), será formada uma área ativa (anódica) na presença de uma grande área passiva (catódica) com o conseqüente aparecimento de uma forte pilha, que proporciona corrosão localizada.

Pilha de concentração iônica diferencial Esta pilha surge sempre que um material metálico é exposto a concentrações diferentes de seus próprios íons. Ela ocorre porque o eletrodo torna-se mais ativo quando decresce a concentração de seus íons no eletrólito. Esta pilha é muito freqüente em frestas quando o meio corrosivo é líquido. Neste caso, o interior da fresta recebe pouca movimentação de eletrólito, tendendo a ficar mais concentrado em íons de metal (área catódica), enquanto que a parte externa da fresta fica menos concentrada (área anódica), com conseqüente corrosão das bordas da fresta.

Pilha de aeração diferencial Esta pilha é formada por concentrações diferentes do teor de oxigênio. De forma idêntica à pilha de concentração iônica diferencial, esta pilha também ocorre com freqüência em frestas. Apenas as áreas anódicas e catódicas são invertidas em relação àquela. Assim, o interior da fresta, devido a maior dificuldade de renovação do eletrólito, tende a ser menos concentrado em oxigênio (menos aerado), logo , área anódica. Por sua vez a parte externa da fresta, onde o eletrólito é renovado com facilidade, tende a ser mais concentrada em oxigênio (mais aerada), logo, área catódica. O desgaste se processará no interior da fresta.

Meios corrosivos Os meios corrosivos em corrosão eletroquímica são responsáveis pelo aparecimento do eletrólito. O eletrólito é uma solução eletricamente condutora constituída de água contendo sais, ácidos ou bases.

Principais meios corrosivos e respectivos eletrólitos Atmosfera O ar contém umidade, sais em suspensão, gases industriais, poeira, etc. O eletrólito constitui-se de água que condensa na superfície metálica, na presença de sais ou gases presentes no ambiente. Outros constituintes como poeira e poluentes diversos podem acelerar o processo corrosivo.

Solos Os solos contêm umidade, sais minerais e bactérias. Alguns solos apresentam também, características ácidas ou básicas. O eletrólito constitui-se principalmente da água com sais dissolvidos.

Águas naturais (rios, lagos e do subsolo) Estas águas podem conter sais minerais, eventualmente ácidos ou bases, resíduos industriais, bactérias, poluentes diversos e gases dissolvidos. O eletrólito constitui-se principalmente da água com sais dissolvidos. Os outros constituintes podem acelerar o processo corrosivo.

Água do mar

Estas águas contêm uma quantidade apreciável de sais. Uma análise da água do mar apresenta em média os seguintes constituintes em gramas por litro de água: Cloreto Sulfato Bicarbonato Brometo Fluoreto Ácido Bórico Sódio Magnésio Cálcio Potássio Estrôncio

ClSOHCOBrFH3BO3 Na+ Mg++ Ca++ K+ Sr++

18,9799 2,6486 0,1397 0,0646 0,0013 0,0260 10,5561 1,2720 0,4001 0,3800 0,0133

A água do mar em virtude da presença acentuada de sais é um eletrólito por excelência. Outros constituintes como gases dissolvidos em poeira podem acelerar os processos corrosivos.

Produtos químicos Os produtos químicos, desde que em contato com água ou com umidade e formem um eletrólito, podem provocar corrosão eletroquímica.

Tipos de corrosão Os processos corrosivos de natureza eletroquímica apresentam mecanismos idênticos porque sempre serão constituídos por áreas anódicas e catódicas, entre as quais circula uma corrente de elétron e uma corrente de íons. Entretanto a perda de massa e modo de ataque sobre o material dá-se de formas diferentes.

Corrosão uniforme A corrosão uniforme consiste no ataque de toda a superfície metálica em contato com o meio corrosivo com a conseqüente diminuição da espessura. Este tipo de corrosão ocorre em geral devido à micropilhas de ação local e é, provavelmente, o mais comum dos tipos de corrosão principalmente nos processos corrosivos de estruturas expostas à atmosfera e outros meios que ensejam uma ação uniforme sobre a superfície metálica. A corrosão uniforme é uma forma de desgaste de mais fácil acompanhamento, em especial quando se trata de corrosão interna em equipamentos ou instalações, tendo em vista que a perda de espessura é aproximadamente a mesma em toda a superfície metálica. É, entretanto, um tipo de corrosão importante do ponto de vista de desgaste, podendo levar o equipamento ou instalação a falhas significativas, limitando a sua vida útil. Os outros tipos de ataque corrosivo onde há um local preferencial para a ocorrência da corrosão, resultando numa perda localizada de espessura são denominados corrosão localizada.

Corrosão por pites A corrosão por pites é uma forma de corrosão localizada que consiste na formação de cavidades de pequena extensão e razoável profundidade. Ocorre em determinados pontos da superfície enquanto que o restante pode permanecer praticamente sem ataque. É um tipo de corrosão muito característica dos materiais metálicos formadores de películas protetoras (passiváveis) e resulta, de modo geral, da atuação da ilha ativapassiva nos pontos nos quais a camada passiva é rompida. É um tipo de corrosão de mais difícil acompanhamento quando ocorre no interior de equipamentos e instalações já que o controle da perda de espessura não caracteriza o desgaste verificado. Nos materiais passiváveis a quebra da passividade ocorre em geral pela ação dos chamados íons halogenetos (Cl-, Br-, I-, F-) e esta dissolução localizada da película gera um área ativa que diante do restante passivado provoca uma corrosão muito intensa e localizada. Uma grandeza importante neste caso é o potencial em que haja a quebra de passividade. Na verdade o que ocorre é a alteração na curva de polarização anódica. A presença dos íons halogenetos provoca alteração nas curvas de polarização anódica, tornando a quebra da passividade mais provável. Outro aspecto importante é o mecanismo de formação dos pites já que a falha se inicia em pontos de fragilidade da película passivante (defeitos de formação) e o pH no interior do pite se altera substancialmente no sentido ácido o que dificulta a restituição da passivação inicial. Resulta daí que a pequena área ativa formada diante de uma grande área catódica provoca a corrosão intensa e localizada.

Corrosão por concentração diferencial Os processos corrosivos ocasionados por variação na concentração de determinados agentes no meio provocam também, de um modo geral corrosão localizada. São resultantes da ação de pilhas de concentração iônica diferencial e pilhas de aeração diferencial. Os principais processos corrosivos por concentração diferencial são: a corrosão por concentração iônica diferencial, a corrosão por aeração diferencial, a corrosão em frestas e a corrosão filiforme.

Corrosão galvânica Denomina-se corrosão galvânica o processo corrosivo resultante do contato elétrico de materiais diferentes ou dissimilares. Este tipo de corrosão será tão mais intensa quanto mais distantes forem os materiais na tabela de potenciais eletroquímicos, ou seja, em termos de nobreza no meio considerado. Terá também grande influência a relação entre as áreas catódica e anódica. A relação deverá ser a menor possível a fim de se obter um desgaste menor e mais uniforme na área anódica. Outro aspecto importante é a presença de íons metálicos no eletrólito, quando estes íons forem de materiais mais catódicos que outros materiais onde venham haver contato, poderá ocorrer corrosão devido a redução dos íons do meio com a conseqüente oxidação do metal do equipamento ou instalação.

Corrosão seletiva Os processos corrosivos denominados de corrosão seletiva são aqueles em que se tenha a formação de um par galvânico devido a grande diferença de nobreza entre

dois elementos de uma liga metálica. Os dois principais tipos de corrosão seletiva são a grafítica e a dezincificação.

Corrosão associada ao escoamento de fluidos No escoamento de fluidos pode-se ter a aceleração dos processos corrosivos em virtude da associação do efeito mecânico com a ação corrosiva. Os principais tipos de corrosão associada com escoamento são a corrosão-erosão, a corrosão com cavitação e a corrosão por turbulência.

Corrosão intergranular A corrosão intergranular acontece quando existe um caminho preferencial para a corrosão na região dos contornos de grão. Observando-se que os grãos vão sendo destacados à medida que a corrosão se propaga. O principal fator responsável pela diferença na resistência a corrosão da matriz (material no meio do grão) e do material vizinho ao contorno é a diferença que apresentam na composição química nestes locais. Deste modo, mesmo que a alteração na composição química não seja suficiente para eliminar totalmente a capacidade de formação da camada passiva, verifica-se que existe uma corrente de corrosão devido a diferença de potencial ocasionada pelas características diferentes dos materiais. No caso da corrosão intergranular dos aços inoxidáveis, a diferença na composição química se deve à formação de uma zona empobrecida em cromo nas vizinhanças dos contornos de grão, em conseqüência da precipitação de carbonetos de cromo. Em outros casos átomos solutos podem ser segregados no contorno de grão, aumentando a sua reatividade. Em outros casos ainda, os próprios átomos do contorno podem ter maior tendência a passar para solução. O exame metalográfico geralmente não é capaz de detectar a susceptibilidade à corrosão intergranular, sendo necessária a realização de testes específicos para esta finalidade. A corrosão intergranular não requer a presença simultânea de meio corrosivo e esforços de tração como é o caso da corrosão-sob-tensão.

Corrosão intergranular nos aços inoxidáveis Os aços inoxidáveis sofrem corrosão intergranular devido à formação de uma zona empobrecida em cromo ao longo dos contornos de grão, como conseqüência da precipitação, neste local, de carbonetos de cromo (Cr23C6). Átomos de cromo desta região, que se encontravam em solução sólida no aço, difundem-se para os contornos de grão, formando carbonetos, diminuindo a resistência à corrosão. A formação desta zona empobrecida em cromo chama-se sensitização, porque torna o material sensível à corrosão intergranular. A sensitização depende do teor de carbono do aço inoxidável e do tempo em certa temperatura. Os aços austeníticos sofrem sensitização quando são expostos na faixa de 400 a 950ºC, enquanto que os ferríticos somente para temperaturas acima de 925ºC. A exposição de um aço inoxidável sensitizado ao meio corrosivo não leva necessariamente à ocorrência da corrosão intergranular. Muitos meios corrosivos como, por exemplo, ácido acético na temperatura ambiente, soluções alcalinas como carbonato de sódio, ou ainda água potável não causam corrosão intergranular, nestes casos não há motivo de preocupação quanto à sensitização.

Por outro lado diversos meios causam corrosão intergranular, como: ácidos acético à quente, nítrico, sulfúrico, fosfórico, crômico, clorídrico, cítrico, fórmico, lático, oxálico, oxálico, maleico e graxos; nitrato de amônia, sulfato de amônia, cloreto ferroso, sulfato de cobre e SO2 (úmido). Existem diversos testes para se verificar a susceptibilidade à corrosão intergranular, sendo que os mais comuns se encontram descritos no ASTM A 262. Um destes (prática A) é o ataque eletrolítico numa solução de ácido oxálico, que é um ensaio da realização simples e rápida e que permite ou a aprovação do material (ausência de sensitização) ou indica a necessidade de um teste adicional, mais caro e demorado. Existem também testes eletroquímicos, como o teste baseado na reativação potenciocinética. Um aço inoxidável não sensitizado terá sua camada passiva protetora eficiente durante um certo tempo, caso lhe seja imposto um certo potencial eletroquímico antes do cotovelo da curva de polarização anódica. Caso o aço esteja sensitizado as regiões empobrecidas em cromo irão nuclear a ruptura da passividade rapidamente, sendo detectável uma elevada corrente de corrosão. Este teste eletroquímico é possível de ser feito em campo. A prevenção da corrosão intergranular (a prevenção da sensitização) se faz empregando-se aços inoxidáveis austeníticos com teor de carbono inferior a 0.03% ou aços contendo elementos como nióbio ou titânio, que fixam o carbono, não o deixando livre para formar precipitados com o cromo. Mesmo com o emprego destes aços devem ser tomados cuidados quanto à realização de tratamentos térmicos posteriores à soldagem, os quais podem causar sensitização. Outra técnica de prevenção é a solubilização, que consiste no reaquecimento de um aço inoxidável sensitizado acima de 1050oC, seguido de um resfriamento muito rápido de modo que não haja tempo para a reprecipitação dos carbonetos. Esta técnica só é viável em peças que possam ser submetidas ao desempeno (o choque térmico causa significativas deformações) e também à decapagem (o aquecimento provoca a oxidação). Uma aplicação usual do tratamento de solubilização está na fabricação de tubos de aço inoxidável com costura. Os aços inoxidáveis ferríticos apresentam uma velocidade de difusão do cromo muito maior que os austeníticos, o que significa que nestes aços a sensitização é muito mais rápida. Nos aços inoxidáveis ferríticos a sensitização deve-se à precipitação de carbonetos e nitretos de cromo. Nestes materiais o número de meios corrosivos capazes de provocar a corrosão intergranular é bem maior. O uso de baixo de carbono ou o uso de elementos estabilizantes, como o nióbio ou titânio não são medidas tão efetivas como o caso dos aços austeníticos. Para se prevenir a corrosão intergranular dos aços inoxidáveis ferríticos, a solução consiste em se aplicar um tratamento térmico relativamente prolongado (cerca de 2 a 3 horas) a 790ºC, com o objetivo de promover a difusão do cromo da matriz (interior do grão) para a região empobrecida, restaurando a resistência à corrosão. Os aços inoxidáveis de estrutura duplex (austeno-ferríticos) têm geralmente maior resistência à corrosão intergranular que os aços austeníticos de mesmo teor de carbono. Isto ocorre porque a precipitação de carbonetos é mais aleatória na estrutura, em vez de ficar concentrada junto aos contornos de grão, e porque a fase ferrita é mais rica em cromo que a austenita, podendo perder cromo para os precipitados e manter ainda cromo em solução sólida suficiente para resistir à corrosão.

Corrosão intergranular nas ligas de alumínio

Ligas de alumínio-magnésio contendo acima de 3% de magnésio podem formar precipitados de Mg2Al8 nos contornos de grão. Estes precipitados são corroídos porque são menos resistentes à corrosão do que a matriz. Caso similar ocorre nas ligas de alumínio-magnésio-zinco devido à formação do precipitado de MgZn2. No caso das ligas alumínio-cobre os precipitados de CuAl2 são mais nobres que a matriz, aparentemente agindo como catodos e acelerando a corrosão da região vizinha ao contorno de grão, empobrecida em cobre. Eliminando-se os precipitados, elimina-se a causa da corrosão intergranular. Entretanto, no caso das ligas de alumínio mencionadas, os precipitados são imprescindíveis para a elevação da resistência mecânica. Na seleção do material para serviço em um determinado meio corrosivo, deve-se evitar o uso de ligas susceptíveis à corrosão intergranular.

Fissuração por corrosão As trincas formadas pela corrosão intergranular, como visto no item anterior, não requerem a ação de esforços externos. Neste caso a fissuração decorre da corrosão segundo um estreito caminho preferencial. São abordados mecanismos de corrosão que produzem trincas e que estão associados com esforços mecânicos, sejam aplicados sobre o material, sejam decorrentes do processo de fabricação, como tensões residuais, ou sejam ainda conseqüência do próprio processo corrosivo. Os tipos de trincas podem ser intergranulares ou transgranulares, e podem ou não estar associadas a inclusões ou segundas fases presentes. A propagação das trincas associadas aos processos de corrosão é geralmente muito lenta, até que seja atingido o tamanho crítico para a ocorrência da fratura frágil. Nesta situação, em função dos esforços atuantes, pequenas trincas podem nuclear fraturas de grandes proporções, deflagradas de modo praticamente instantâneo. A análise da significância de defeitos (trincas) é feita pela mecânica da fratura, utilizando-se, por exemplo, publicações como o PD 6493 - Guindance on Some Methods for the Derivation of Acceptance Levels for Defects in Fusion Welded Joints, editado pela British Standards Institution.

Corrosão química Corrosão química é um processo que se realiza na ausência de água, em geral em temperaturas elevadas (temperatura acima do ponto de orvalho da água), devido a interação direta entre o metal e o meio corrosivo. Os processos corrosivos de natureza química ocorrem, normalmente, em temperaturas elevadas, porque na temperatura ambiente o sistema não possui energia para reação. Pelo fato destes processos serem acompanhados de temperaturas elevadas, são comumente conhecidos por processos de corrosão ou oxidação em altas temperaturas. A corrosão química é um produto da era industrial e ocorre em equipamentos que trabalham aquecidos, tais como: fornos, caldeiras, unidades de processo, etc.

Características da difusão no estado sólido

Os produtos da corrosão nos processos químicos formam-se por difusão no estado sólido. A difusão constitui-se do deslocamento de ânions do meio corrosivo, por exemplo O--, e cátions do metal, por exemplo Fe++. A movimentação dos íons se dá através da película de produto de corrosão e a sua velocidade cresce com o aumento da temperatura. O deslocamento pode ser dos ânions no sentido do metal, dos cátions no sentido do meio ou simultânea. A difusão catiônica (cátions no sentido do meio) é mais freqüente porque os íons metálicos são, em geral, menores que os ânions (especialmente o O--), tornando a passagem dos mesmos pela rede cristalina do óxido mais facilitada e mais provável. Como se trata de difusão no estado sólido, a corrosão é influenciada fundamentalmente pela temperatura, pelo gradiente de concentração do metal e pelas leis de migração em face das imperfeições reticulares e nos semicondutores.

Meios corrosivos Os principais meios corrosivos a altas temperaturas são: •

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Oxigênio e gases contendo enxofre: presentes em fornos, caldeiras, unidades de processo, nas chamadas atmosferas sulfurosas. O enxofre e o H2S foram sulfetos de metal que não são protetores e agravam o processo corrosivo por formarem eutéticos de baixo ponto de fusão com os óxidos de metal. Em ligas contendo níquel, o sulfeto localiza-se nos contornos de grão, formando um eutético Ni3S2-Ni, que funde a 645ºC, tornando estas ligas pouco resistentes à atmosferas sulfurosas. Vapor d’água: em temperatura elevada, o vapor d’água pode atacar certos metais formando óxido e liberando hidrogênio que pode provocar fragilização pelo hidrogênio. Cinzas: a queima de combustível em fornos, caldeiras, turbinas a gás, etc pode provocar sérios problemas de corrosão devido à cinzas contendo vanádio e sulfato de sódio. O vanádio presente no combustível oxida-se a V2O5 e forma eutéticos de baixo ponto de fusão com os óxidos do metal, destruindo as películas protetoras das superfícies metálicas. O sulfato de sódio origina-se de reações de SO2 com o NaCl presente no combustível. Este sulfato de sódio reage posteriormente com os óxidos formados, destruindo também as películas protetoras. A ação combinada do vanádio e sulfato de sódio é muito mais acentuada sobretudo em cinzas contendo cerca de 85% de V2O5 e 15% de Na2SO4.

Técnicas de ampliação da resistência à corrosão ou de proteção anticorrosiva Os materiais metálicos podem ter resistência própria à corrosão ou tê-la ampliada pela utilização dos métodos ou técnicas de proteção anticorrosiva. A tecnologia hoje existente permite a utilização dos materiais em praticamente todos os meios corrosivos com a durabilidade dentro da extensão desejada.

Princípios básicos da resistência à corrosão e da proteção anticorrosiva

A resistência à corrosão dos materiais metálicos está associada ao fato dos mesmos serem expostos ao meio corrosivo, apresentando taxas de corrosão baixas e controladas. Esta resistência pode decorrer de características próprias do material ou ser conferida por métodos de proteção anticorrosiva. Controlar a corrosão consiste portanto em se obter o controle das velocidades de corrosão, ou seja, do funcionamento das pilhas de corrosão no caso da corrosão eletroquímica e do crescimento da película no caso da corrosão química ou oxidação a altas temperaturas.

Princípios básicos de controle da corrosão eletroquímica Controlar a corrosão eletroquímica significa paralisar ou diminuir a intensidade das pilhas de corrosão. Os fenômenos mais importantes na resistência à corrosão são a polarização e a passivação. Os fenômenos de polarização que acompanham os processos corrosivos podem ser acelerados por técnicas tais como o uso de inibidores, proteção catódica, revestimentos dentre outros, enquanto os fenômenos de passivação conferem ao material um comportamento de maior nobreza e podem ser acelerados pelo uso de proteção anódica e modificações no meio corrosivo como, por exemplo, o controle de pH. O controle de corrosão eletroquímica pode ser anódico, catódico ou misto.

Princípios básicos de controle da corrosão em altas temperaturas A corrosão em altas temperaturas é controlada a partir do crescimento da película protetora, atuando e dificultando na interação entre o metal e o meio corrosivo. Com este objetivo pode-se agir na seleção do material metálico, resistente à corrosão pela formação das películas protetoras em altas temperaturas ou utilizando revestimentos refratários ou isolantes que separam a superfície metálica do meio.

Resistência à corrosão eletroquímica Resistência própria do material à corrosão Os materiais metálicos podem possuir resistência própria a determinados meios corrosivos. Esta resistência está associada à passivação do material no meio corrosivo considerado, o qual é função da composição química do material. Dentre os elementos de liga que formam a camada passiva podemos citar: alumínio, cromo, titânio, níquel, entre outros.

Métodos que melhoram a resistência à corrosão Alguns materiais de elevado uso industrial possuem baixa resistência a corrosão na maioria dos meios. Esta resistência pode ser melhorada, ampliada ou até mesmo obtida no seu mais elevado grau, utilizando de técnicas ou métodos de proteção anticorrosiva que promovem a passivação ou a polarização do material. Dentre estas técnicas ou métodos podem ser citados os revestimentos, os inibidores de corrosão, as técnicas de modificação do meio, a proteção catódica e anódica e ainda o controle pelo projeto.

Revestimentos

Os revestimentos constituem-se em películas interpostas entre o metal e o meio corrosivo, ampliando a resistência a corrosão do material metálico. Esta película pode dar ao material um comportamento mais nobre, como é o caso das películas metálicas mais catódicas que o metal de base, ou protegê-lo por ação galvânica, ou ainda, se constituem numa barreira entre o metal e o meio e desta forma aumentar a resistência de contato das áreas anódicas e catódicas das pilhas de corrosão. Os revestimentos podem ser: metálicos, não metálicos inorgânicos ou orgânicos e a sua utilização pode ser no aumento da resistência à corrosão atmosférica, na imersão e na corrosão pelo solo.

Inibidores de Corrosão O aumento da resistência à corrosão pelo uso dos inibidores de corrosão constitui-se em uma técnica muito utilizada, especialmente quando o meio corrosivo é líquido e trabalha em circuito fechado. Os inibidores são compostos químicos adicionados ao meio que promovem polarização anódica ou catódica, ou são formadores de película que aumentam a resistência de contato das áreas anódicas e catódicas das pilhas de corrosão.

Técnicas de Modificação do Meio Corrosivo Além dos inibidores que agem através do meio corrosivo há outras técnicas importantes de modificação do meio, dentre elas vale destacar a desaeração e o controle do pH. A desaeração consiste na retirada de oxigênio do meio, sendo o oxigênio um agente despolarizante, com a sua retirada favorece-se a polarização catódica com a conseqüente diminuição da intensidade do processo corrosivo. Os processos de retirada de oxigênio podem ser químicos ou mecânicos. O processo químico é realizado pelos seqüestradores de oxigênio, enquanto que a retirada do processo mecânico é feita em desaeração por arraste do oxigênio por um outro gás, comumente vapor, ou em câmara de vácuo onde a descompressão propicia a saída de gases. O controle de pH visa favorecer a passivação dos metais, que se tornam passivos com o pH ligeiramente básico. Cuidados especiais deve-se ter com os metais anfóteros que perdem a resistência à corrosão em meios muito básicos e com a precipitação de compostos de cálcio e magnésio que se tornam insolúveis em pH elevado, podendo trazer problemas de incrustação. Estes dois métodos de aumento da resistência a corrosão são muito utilizados em sistemas de água de refrigeração, água de caldeira, água de injeção em poços de petróleo, em fluidos diversos como os de perfuração de poços de petróleo e os de complementação. Destaca-se ainda, como métodos que reduzem as taxas de corrosão o controle de velocidade relativa metal/eletrólito e o controle de temperatura.

Proteção Catódica e Anódica A proteção catódica é um método de aumento da resistência à corrosão, que consiste em tornar a estrutura a proteger em catodo de uma célula eletroquímica ou eletrolítica, forçando um alto grau de polarização catódica. Proteção catódica é empregado para estruturas enterradas ou submersas. Não pode ser usada em estruturas aéreas em face da necessidade de um eletrólito contínuo, o que não se consegue na atmosfera.

A proteção anódica é um método de aumento da resistência à corrosão que consiste na aplicação de uma corrente anódica na estrutura a proteger. A corrente anódica favorece a passivação do material dando-lhe resistência à corrosão. A proteção anódica é empregada com sucesso somente para os metais e ligas formadores de película protetoras, especialmente o titânio, o cromo, ligas de ferrocromo, ligas de ferro-cromo-níquel. O seu emprego encontra maior interesse para eletrólitos de alta agressividade (eletrólitos fortes), como por exemplo um tanque metálico para armazenamento de ácidos. A proteção anódica não só propicia a formação da película protetora mas principalmente mantém a estabilidade desta película. O emprego de proteção anódica é ainda muito restrito no Brasil, porém tem grande aplicação em outros países na indústria química e petroquímica.

Controle de Corrosão na Fase de Projeto O aumento da resistência à corrosão através de práticas de proteção anticorrosiva adotadas na fase de projeto é uma das mais importantes formas de controle de corrosão. Este aumento de resistência pode ser obtido de duas formas, a primeira adotando práticas que minimizem os problemas de corrosão e a segunda utilizando as técnicas de proteção anticorrosiva.

Resistência à corrosão química ou oxidação à altas temperaturas O aumento da resistência à corrosão química baseia-se em impedir ou controlar a interação química entre o metal e o meio corrosivo. Com esse objetivo, como se viu, pode-se agir no metal de forma a se obter películas protetoras ou utilizar revestimento refratários e isolantes.

Metais e ligas metálicas – influência de elementos de liga Os materiais metálicos resistentes à corrosão química são aqueles formadores de películas protetoras. As características das películas protetoras foram vistas anteriormente e para que o desgaste no material seja adequado é necessário que o crescimento da película seja logarítmico (películas muito protetoras) ou parabólico (películas semiprotetoras). O crescimento logarítmico seria o ideal e o crescimento parabólico desejável. A seleção do material metálico deve ser efetuada considerando principalmente a temperatura de trabalho e o meio corrosivo. • •

A adição de determinados elementos de liga melhoram a resistência a oxidação os aços, entre os quais podem ser citados: Cr, Ni, Mo, Si e Al, sendo o cromo e o níquel os elementos de maior importância; A adição de cromo nos aços aumenta a resistência a oxidação de acordo com a seguinte tabela: % Cr 0,75 – 1 2–3 4–6

Temperatura máxima(ºC) 540 600 650

7–9 13 17 21 25 •

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700 750 850 1000 1100

A adição de Ni nos aços também aumenta a resistência a oxidação em atmosferas oxidantes e isentas de gases de enxofre. Em atmosferas contendo gases de enxofre e não oxidante há a formação de um eutético Ni3S2-Ni que funde a 645°C responsável pela pouca resistência das ligas de níquel; As ligas de Ni - monel (Ni - 67%, Cu - 32%), inconel (Ni - 78%, Cr - 14% e Fe - 7%) e outras são resistentes à corrosão em atmosferas oxidantes. Ligas contendo alto teor de Ni e de Cr resistem satisfatoriamente à cinzas contendo vanádio e sulfato de sódio, sendo as principais a 50 Cr e 50 Ni e a 60 Cr e 40 Ni.

De acordo com as observações acima, verifica-se a grande utilização das ligas Fe-Cr, Fe-Cr-Ni e Ni-Cr na construção de equipamentos que trabalham a alta temperatura tais como: • tubos de fornos e caldeiras; • queimadores; • reatores e regeneradores de unidades de FCC; • equipamentos de processo na indústria química, petroquímica e de petróleo; • componentes de máquinas: pás de turbinas, válvulas de motores de combustão interna, etc.

Emprego de revestimentos refratários e isolantes O emprego de materiais refratários e isolantes consiste na interposição de um revestimento entre a superfície metálica e o meio corrosivo e altas temperaturas. Material refratário ou produto refratário são todos aqueles materiais naturais ou manufaturados, em geral não metálicos, que podem suportar sem se deformar ou fundir, a temperaturas elevadas em condições específicas de emprego. A refratariedade simples mínima ou cone pirométrico equivalente mínimo para que um material possa ser considerado refratário, corresponde ao CONE ORTON 15 (1435ºC - ABNT). Material isolante térmico é aquele cuja característica principal é a capacidade de impedir trocas de calor entre duas regiões submetidas a temperaturas diferentes. Modernamente surgiram os materiais conhecidos por refratário-isolante que, além de serem capazes de trabalhar em temperaturas elevadas, apresentam também boas características isolantes. Os materiais refratários e refratários-isolantes na indústria do petróleo, são usados exclusivamente no revestimento interno de equipamentos que trabalham com temperaturas elevadas, tais como: fornos de aquecimento de carga, fornalhas de geradores, de vapor, chaminés, dutos e em conversores de unidades de craqueamento catalítico fluido (UFCC). Por outro lado os materiais isolantes são largamente utilizados no revestimento externo de equipamentos tais como tubulações, vasos, etc., por razões econômicas, de processo ou segurança pessoal. Entretanto, são também bastante usados no revestimento interno de fornos e caldeiras, não em contato direto com os gases de combustão, mas

sim protegidos por uma primeira camada de um material refratário ou refratário-isolante, obtendo-se assim um conjunto de alta eficiência térmica. Os materiais refratários e refratários-isolantes usados nos fornos, caldeiras, dutos e chaminés, são, em geral, do tipo sílico-aluminoso ou aluminoso, dado a excelente compatibilidade das características mecânicas, químicas e térmicas destes materiais com as solicitações de serviço normalmente encontradas naqueles equipamentos.

Inibidores de corrosão Os inibidores são compostos químicos que, quando adicionados ao meio corrosivo, diminuem sua agressividade por um dos seguintes mecanismos: • Inibição anódica (inibidores anódicos): são compostos que formam produtos insolúveis nas áreas anódicas, produzindo uma polarização anódica. Estes inibidores são também chamados de passivadores. Exemplo: hidróxidos, carbonatos, fosfatos, silicatos, boratos de metais alcalinos, nitrito de sódio e cromatos de potássio e sódio. • Inibição catódica (inibidores catódicos): são compostos que foram produtos insolúveis nas áreas catódicos, produzindo uma polarização catódica. Exemplo: sulfatos de zinco, magnésio ou níquel. • Inibição por barreira (inibidores por absorção): são compostos que têm a propriedade de formar películas por absorção à superfície metálica, criando uma película protetora sobre as áreas anódicas e catódicas. Exemplo: sabões de metais pesados, aminas, uréia, etc. • Seqüestradores de oxigênio: são compostos que reagem com o oxigênio, promovendo a desaeração do meio. Exemplo: sulfito de sódio ( Na 2 SO3 + 1 O2 → Na 2 SO4 ), hidrazina ( N 2 H 4 + O2 → N 2 + 2 H 2 O ). 2 • • • • • • •

As principais aplicações dos inibidores são: Destilação de petróleo; Tratamento de água (caldeira, refrigeração e de injeção); Limpeza química e decapagem ácida; Sistemas de oleodutos e gasodutos; Testes hidrostáticos; Sistema de embalagem; Área de perfuração e produção de fluidos e acidificação.

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Os critérios básicos para a seleção de inibidores são: Deve ser compatível com o processo; Deve ser solúvel e estável (incluindo temperatura e pressão); Não deve formar resíduo ou espuma; Não deve ser poluente e tóxico; Custo baixo, inclusive de despejo.

Revestimentos protetores Os revestimentos protetores são películas aplicadas sobre a superfície metálica e que dificultam o contato da superfície com o meio corrosivo, objetivando minimizar a degradação da mesma pela ação do meio. O principal mecanismo de proteção dos revestimentos é por barreira, mas, dependendo da sua natureza, poderá também proteger por inibição anódica ou por proteção catódica. O tempo de proteção dado por um revestimento depende do tipo de revestimento (natureza química), das forças de coesão e adesão, da sua espessura e da permeabilidade à passagem do eletrólito através da película. Influenciará também, neste tempo, o mecanismo de proteção. Assim, se a proteção é somente por barreira, tão logo o eletrólito chegue à superfície metálica, iniciará o processo corrosivo, enquanto que, se houver um mecanismo adicional de proteção (inibição anódica ou proteção catódica), haverá um prolongamento da vida do revestimento.

Mecanismo de proteção Os revestimentos, quando aplicados sobre a superfície metálica, tendem a separar a superfície do meio corrosivo. Esta separação será tão mais longa quanto maior for o tempo que o eletrólito chegue ao metal protegido. Esta proteção é denominada de proteção por barreira ou por retardamento do movimento iônico. Em virtude da porosidade da película, depois de algum tempo o eletrólito chegará à superfície metálica e iniciará um processo corrosivo. Desta forma, a falha do revestimento dá-se sempre por corrosão embaixo da película, com exceção, é claro, dos casos em que a própria película é atacada pelo meio corrosivo ou danificada por ações mecânicas. A duração de um revestimento pode ser ampliada quando ele possui pigmentos inibidores, como é o caso das tintas de fundo contendo zarcão, cromato de zinco, fosfato de zinco, dentre outros, os quais conferem um mecanismo de inibição anódica. Outra forma de ampliar a vida de um revestimento é quando ele possui um mecanismo adicional de proteção denominado proteção catódica. Neste caso, forma-se uma pilha galvânica entre o metal de base e o metal ou pigmento metálico do revestimento. Este fato ocorre quando se utiliza revestimentos metálicos menos nobres que o metal a se proteger, ou tintas com pigmentos de zinco.

Revestimentos metálicos Consistem na interposição de uma película metálica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger. Os mecanismos de proteção das películas metálicas podem ser: por formação de produtos insolúveis, por barreira, por proteção catódica, dentre outros. As películas metálicas protetoras, quando constituídas de um metal mais catódico que o metal de base, devem ser perfeitas, ou seja, isentas de poros, trincas, etc., para que se evite que diante de uma eventual falha provoquem corrosão na superfície metálica do metal de base ao invés de evitá-la. As películas mais anódicas podem ser imperfeitas porque elas conferem proteção catódica à superfície do metal de base. Os processos de revestimentos metálicos mais comuns são: •

Cladização: os clads constituem-se de chapas de um metal ou ligas, resistentes à corrosão, revestindo e protegendo um outro metal com função estrutural. Os clads

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mais usados nas indústrias químicas, petroquímica e de petróleo sã os de monel, aço inoxidável e titânio sobre aço carbono; Deposição por imersão a quente: pela imersão a quente obtém-se, entre outras, as superfícies zincadas e as estanhadas. O processo de zincagem por imersão é também denominado de galvanização; Metalização: o processo por meio do qual se deposita sobre uma superfície previamente preparada camadas de materiais metálicos. Os metais de deposição são fundidos em uma fonte de calor gerada no bico de uma pistola apropriada, por meio de combustão de gases, arco elétrico, plasma e por detonação. O metal fundido é pulverizado e aspergido sobre o substrato a proteger. Por metalização faz-se revestimentos com zinco, alumínio, chumbo, estanho, cobre e diversas ligas; Eletrodeposição: consiste na deposição de metais que se encontram sob a forma iônica em um banho. A superfície a revestir é colocada no catodo de uma célula eletrolítica. Por eletrodeposição é comum revestir-se com cromo, níquel, ouro, prata, estanho e, principalmente, cádmio, que por ser um metal muito tóxico é empregado como revestimento aplicado por este processo; Deposição química: consiste na deposição de metais por meio de um processo de redução química. Por este processo é comum revestir-se com cobre e níquel. São os denominados cobre e níquel químicos, muito utilizados em peças com formato delicado e cheias de reentrâncias.

Revestimentos não metálicos inorgânicos Consistem na interposição de uma película não metálica inorgânica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger. Os mecanismos de proteção são, essencialmente, por barreira e por inibição anódica. •

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Anodização: consiste em tornar mais espessa a camada protetora passivante existente em certos metais, especialmente no alumínio. A oxidação superficial pode ser por banhos oxidantes ou processo eletrolítico. O alumínio é um exemplo muito comum da anodização; Cromatização: consiste na reação da superfície metálica com soluções ligeiramente ácidas contendo cromatos. A camada de cromatos passivante aumenta a resistência à corrosão da superfície metálica que se quer proteger; Fosfatização: consiste na adição de uma camada de fosfatos à superfície metálica. A camada de fosfatos inibe processos corrosivos e constitui-se, quando aplicada em camada fina e uniforme, em uma excelente base para pintura, em virtude da sua rugosidade. A fosfatização é um processo largamente empregado nas indústrias automobilísticas e de eletrodomésticos. Após o processo de desengraxe da superfície metálica, aplica-se a fosfatização, seguindo-se a pintura; Revestimento com argamassa de cimento: consiste na colocação de uma camada de argamassa de cimento, com espessura da ordem de 3 a 6 mm, sobre a superfície metálica. Este revestimento é muito empregado na parte interna de tubulações e, neste caso, é aplicado normalmente por centrifugação. Em tubulações de grande diâmetro é comum usar-se um reforço com tela metálica. O revestimento interno com cimento é empregado em tubulações para transporte de água salgada, em água de refrigeração, tubulações de água de incêndio e água potável. Se considerados os aspectos técnicos e econômicos, o revestimento com argamassa de cimento e areia é a melhor solução para tubulações transportando água salgada.

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Revestimento com vidro: consiste na colocação de uma camada de vidro sobre a superfície metálica. Esta camada é aplicada sob a forma de esmalte e fundida em fornos apropriados. Consegue-se uma película de alta resistência química, muito utilizada na indústria química; Revestimento com esmalte vítreo: consiste na colocação de uma camada de esmalte vítreo (vidro + cargas + pigmentos) aplicada sob a forma de esmalte e fundida em fornos apropriados. Este revestimento é usado em alguns utensílios domésticos, em fogões, máquinas de lavar, etc.; Revestimento com material cerâmico: consiste na colocação de uma camada de material cerâmico, geralmente silicoso, de alta resistência a ácidos, utilizado principalmente para revestimentos de pisos e canais de efluentes.

Revestimentos orgânicos Consiste na interposição de uma camada de natureza orgânica entre a superfície metálica e o meio corrosivo. Os principais revestimentos orgânicos são os seguintes: • Pintura industrial: é um revestimento, em geral orgânico, largamente empregado para o controle de corrosão em estruturas aéreas e, em menor escala, em superfícies enterradas ou submersas. O revestimento por pintura é empregado para estruturas submersas que possam sofrer manutenção periódica em dique seco, tais como navios, embarcações, bóias, etc. Só em casos especiais é empregado em estruturas enterradas, pela dificuldade de manutenção apresentada nestes casos. Em se tratando de estruturas aéreas, é normalmente a melhor alternativa em termos técnicos e econômicos para proteção anticorrosiva. A pintura é um revestimento de pequena espessura, situando-se na faixa de 120 a 500 μm, sendo que, somente em casos muito especiais, pode-se chegar a 1.000 μm; • Revestimento com borrachas: consiste o recobrimento da superfície metálica com uma camada de borracha, utilizando-se o processo de vulcanização. É um revestimento que pode assumir diversas durezas dependendo do tipo de borracha e do processo de vulcanização. Este revestimento é utilizado na indústria química em equipamentos e tubulações que trabalham com meios altamente corrosivos, especialmente ácidos. O tipo de borracha é selecionado em função destas características de agressividade; • Revestimentos para tubulações enterradas ou submersas: as tubulações enterradas ou submersas, oleodutos, gasodutos, adutoras, etc. são, em geral, protegidas contra a corrosão por revestimentos de alta espessura. O mecanismo básico de proteção é por barreira entre o metal e o meio corrosivo. Por melhor que seja o revestimento, a eficiência é sempre inferior a 100%, surgindo, então, a necessidade de complementação com o uso de proteção catódica. As espessuras dos revestimentos situam-se na faixa de 400 μm e 8 mm, sendo mais freqüentes o uso de espessuras entre 3 e 6 mm. Estes revestimentos devem possuir uma série de características para que possam cumprir as suas finalidades. Dentre elas, podem ser mencionadas: • Boa e permanente aderência ao tubo; • Baixa taxa de absorção de água; • Boa e permanente resistência elétrica (resistividade elétrica); • Boa resistência à água, vapor e produtos químicos;

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Boa resistência mecânica Boa estabilidade sob efeito de variação de temperatura; Resistência à acidez, alcalinidade, sais e bactérias do solo; Boa flexibilidade de modo a permitir o manuseio dos tubos revestidos e as dilações e contrações do duto; Permitir fácil aplicação e reparo; Durabilidade; Economicidade.

É praticamente impossível encontrar um revestimento que atenda a todas estas características com perfeição. Os melhores são aqueles que atendem ao maior número delas. Os principais tipos de revestimentos empregados para tubulações enterradas ou submersas são:

Revestimento com esmalte de alcatrão de hulha (coal-tar) É aplicado em duas espessuras, uma de 3 a 5 mm, chamada revestimento simples, e a outra de 6 a 8 mm, chamada de revestimento duplo. O revestimento simples é usado de modo geral em meios de média a baixa agressividade, e o duplo em eletrólitos altamente agressivos (mangues, água do mar, solos de baixa resistividade, etc.) e em condições severas de corrente e interferência. O revestimento de esmalte de alcatrão de hulha em oleodutos, gasodutos e adutoras pode ser feito no campo ou em planta fixa. Nesta última a qualidade do revestimento é sempre superior, pelo melhor controle da qualidade na aplicação. Para dutos submersos aplica-se sobre o revestimento duplo de esmalte de alcatrão um revestimento de concreto para provocar a flutuação negativa (deposição no fundo).

Revestimento com asfaltos O revestimento com asfaltos aplicados a quente e reforçados com tecidos de fibra de vidro e feltro asfáltico é empregado em dutos enterrados, à semelhança do esmalte de alcatrão de hulha. O asfalto apresenta como desvantagem as perdas de propriedades com maior rapidez do que o esmalte de alcatrão de hulha, devido à oxidação e à absorção de água. Tem, entretanto, menor preço do que aquele.

Revestimento com fitas plásticas As fitas plásticas mais usadas em revestimentos são: fitas de polietileno (as mais usadas, devido ao seu melhor desempenho), fitas de PVC e fitas de poliéster.

Revestimento com espuma rígida de poliuretana A espuma rígida de poliuretana é utilizada quando se requer que o revestimento anticorrosivo possua também boa capacidade de isolação térmica (dutos operando a altas ou baixas temperaturas).

Revestimento por tinta à base de coal-tar epóxi A pintura com coal-tar epóxi é usada em uma espessura da ordem de 500 mm. Possui pouca resistência mecânica, sendo, portanto, um revestimento precário em tubulações enterradas.

Revestimento com polietileno extrudado Trata-se de um moderno revestimento que utiliza o polietileno de baixa densidade, extrudado sobre o material que se quer proteger.

Revestimento com polipropileno extrudado Trata-se de um revestimento semelhante ao polietileno, só que utilizando o polímero polipropileno.

Revestimento com tinta epóxi em pó (Fusion Bonded Epoxi) É também um moderno sistema de proteção anticorrosiva. Suas principais propriedades são a excelente adesão e a proteção anticorrosiva. A tinta epóxi aplicada a pó pelo processo eletrostático, portanto sem solvente, não está sujeita a muitos poros e, assim, possui impermeabilidade (proteção por barreira) ainda superior às tintas epóxi convencionais.

Tipos de aços resistentes à corrosão atmosférica Aços inoxidáveis São obtidos pela adição de níquel e cromo, porém seu uso é restrito em edificações.

Aços patináveis ou aclimáveis (CORTEN) São obtidos pela adição de cobre e cromo. Algumas siderúrgicas adicionam níquel, vanádio e nióbio. São encontrados na forma de chapas, bobinas e perfis laminados. Apresentam resistência à corrosão atmosférica até oito vezes maior que os aços-carbono comuns; resistência mecânica na faixa de 500 MPa e boa soldabilidade. A sua utilização não exige revestimento contra corrosão, devido à formação da pátina (camada de oxida compacta e aderente) em contato com a atmosfera. O tempo necessário para sua completa formação varia em média de 2 a 3 anos conforme a exposição do aço, ou pré-tratamento em usina para acelerar o processo. Estudos verificam que os aços apresentam bom desempenho em atmosferas industriais não muito agressivas. Em atmosferas industriais altamente corrosivas seu desempenho é bem menor, porém superior à do aço-carbono. Em atmosferas marinhas, as perdas por corrosão são maiores do que em atmosferas industriais, sendo recomendado a utilização de revestimento. Cuidados na utilização dos aços patináveis sem revestimento • Devem ser removidos resíduos de óleo e graxa, respingos de solda, argamassa e concreto, bem como a carepa de laminação; • Devem receber pintura em regiões de estagnação que possam reter resíduos ou água; • Regiões sobrepostas, frestas, articulações e juntas de expansão devem ser protegidas do acúmulo de resíduos sólidos e umidade; • Materiais adjacentes aos perfis expostos à ação da chuva devem ser protegidas nos primeiros anos devido à dissolução de óxido provocada; • Acompanhamento periódico da camada de pátina, pois caso não ocorra a formação, a aplicação de uma pintura de proteção torna-se necessária.

Utilização dos aços patináveis com revestimento • Devem receber pintura, os aços patináveis utilizados em locais onde as condições climáticas não permitam o desenvolvimento da pátina protetora, quando expostas à atmosfera industrial altamente agressiva, atmosfera marinha severa, regiões submersa e locais onde não ocorram ciclos alternados de molhagem e secagem, ou quando for uma necessidade imposta no projeto arquitetônico. • Os aços patináveis apresentam boa aderência ao revestimento com desempenho duas vezes maior que o aço-carbono comum. • Antes da pintura devem ser removidos resíduos de óleo e graxa, respingos de solda ou quaisquer outros materiais, além de carepas de laminação.

Zincagem O processo de corrosão dos metais está diretamente relacionado com o potencial de oxidação de eletrodo, que remove os elétrons do ferro formando cátions Fe++, quanto mais positivo for o potencial de oxidação, mais reativo é o metal. A proteção pelo uso de zinco consiste em combinar o zinco com o ferro, resultando no zinco como anodo e o ferro como cátodo, prevenindo assim a corrosão do ferro, uma vez que o zinco atua como barreira protetora evitando a entrada de água e ar atmosférico, além de sofrer com a corrosão antes do ferro. Este tratamento garante à peça uma maior durabilidade, já que a corrosão do zinco é de 10 a 50 vezes menos no aço em áreas industriais e rurais, e de 50 a 350 vezes em áreas marinhas.

Galvanização A galvanização é o processo de zincagem por imersão a quente, que consiste na imersão da peça em um recipiente com zinco fundido a 460ºC. O zinco adere à superfície do aço através da formação de uma camada de liga Fe-Zn, sobre a qual se deposita uma camada de zinco pura de espessura correspondente à agressividade do meio a qual a peça será submetida. Para garantir uma proteção ainda maior contra a corrosão, costuma-se aplicar tintas sobre as superfícies zincadas.

Pintura A proteção contra corrosão através de pintura consiste em criar uma barreira impermeável protetora na superfície exposta do aço através de aplicação de esmaltes, vernizes, tintas e plásticos, obedecendo as seguintes etapas: • Limpeza da superfície: pode ser feita através de escovamento, aplicação de solventes e jateamento; • Aplicação de primer: garante aderência à camada subseqüente; • Camada intermediária: fornece espessura ao sistema; • Camada final: atua como barreira protetora, além da finalidade estética.

Aços-liga Com a adição de cobre, cromo, silício, fósforo e níquel são obtidos aços de baixa liga que se caracterizam pela formação de uma película aderente que impede a corrosão, podendo ser empregado sem pintura com restrições em atmosfera marítimas. Para diminuir o processo de corrosão do aço sob a água ou atmosfera marítima, utiliza-se uma percentagem de 0,1 a 0,2% de cobre.

Para estruturas aparentes deve-se tomar cuidado, uma vez que na primeira fase de corrosão os produtos resultantes do processo podem manchar outros elementos estruturais.

Proteção contra incêndio O aço quando atacado pelo fogo apresenta resistência reduzida e uma redução brusca do seu estado limite de escoamento a partir de 400°C, atingindo valores críticos em temperaturas em torno de 550°C. Quando recebem proteção adequada para o tempo de duração do fogo, as estruturas metálicas recuperam suas propriedades depois de cessado a ação do fogo, além das suas funções estáticas. Na proteção contra incêndio são utilizados alguns materiais como a vermiculita, o gesso e o amianto. A aplicação do amianto consiste na utilização de um equipamento especial que projeta uma polpa de fibras (amianto) que se adere perfeitamente à superfície onde é aplicado. A porosidade decorrente do método de aplicação, aliada às propriedades do amianto, torna este material um dos mais eficientes contra o fogo. Outro material inorgânico também bastante empregado como isolante térmico é a vermiculita, devido a sua baixa condutibilidade térmica. A vermiculita é empregada sob a forma de placas, ou como argamassa com cimento, cal e água. Também empregado sob a forma de argamassa ou placas, o gesso armado com fibra é bastante utilizado em forros para proteção do vigamento e da laje.

Referências bibliográficas http://www.metalica.com.br http://www.abraco.org.br