Química Aplicada - Corrosão - Petrobrás

Química Aplicada - Corrosão - Petrobrás

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–submeter as peças a um recozimento de alívio de tensões internas;

–usar juntas soldadas no lugar de juntas parafusadas.

Além destas medidas mais ligadas a projeto, há métodos específicos para reduzir ou inibir a corrosão em suas várias formas: a)isolar o metal do meio agressivo, através do uso de revestimentos orgânicos inertes (tintas) ou de revestimentos com metais mais nobres.

b)inibição da reação catódica ou da reação anódica através de agentes chamados inibidores, que reagem com os produtos da corrosão e formam camadas impermeáveis nas superfícies dos eletrodos; c)métodos elétricos (proteção catódica e proteção anódica).

Revestimentos

Entre os revestimentos usados, destacamse as tintas, esmaltes vítreos, plásticos, películas protetoras e os revestimentos metálicos.

As tintas constituem o mais importante dos revestimentos. Como, em geral, são permeáveis ao ar e à umidade, as tintas são misturadas a pigmentos como zarcão, cromato de chumbo e cromato de zinco, que contribuem para uma inibição da corrosão (em alguns casos, apassivam a superfície metálica subjacente). É também grande o uso de tintas com pós metálicos, como zinco e alumínio. No caso, há uma proteção sacrificial (quando o zinco constitui cerca de 95% do peso da tinta), ou seja, o zinco dissolve-se eletroquimicamente, quando a umidade penetra na superfície (normalmente, de ferro ou de aço), e comportando-se como ânodo em relação ao ferro ou aço. Os esmaltes vítreos ou à base de porcelana podem ser usados nos casos em que se necessite de resistência à abrasão. Há outros métodos de se obter uma camada impermeável sobre a superfície metálica, incluindo o uso de termoplásticos (por exemplo, PVC em aço) e plásticos termofixos (por exemplo, Araldite em magnésio).

Os revestimentos metálicos podem ser aplicados por difusão no estado sólido, por explosão (cladding), por imersão a quente e por eletrodeposição.

Exemplos do primeiro método são os revestimentos obtidos pela difusão de alumínio, zinco, cromo e silício.

O processo de co-laminação permite obter revestimentos de camadas relativamente espessas de metais, como o aço inox em aço carbono. O material composto é obtido com o propósito de aliar a resistência à corrosão superior do metal de revestimento às boas propriedades mecânicas do material revestido.

O método de imersão a quente no metal (protetor) fundido requer o uso de um metal de baixo ponto de fusão. Zinco, estanho, chumbo (ou liga Pb-Sn) e alumínio são comumente utilizados. A espessura das camadas situa-se na faixa de 3 a 150 µm; as camadas mais espessas (para corrosão sacrificial) são de zinco, enquanto as mais finas são de estanho (por causa de seu alto custo).

O método mais importante de revestimento é a eletrodeposição, pelo rigoroso controle que permite da camada obtida. Os metais utilizados neste método são estanho, zinco, cobre, níquel e cromo, além dos metais preciosos. O método utiliza, como ânodo, o metal a ser depositado e, como cátodo, a peça a ser revestida, imersos em um eletrólito, que contém o metal de revestimento, usualmente, em solução ácida. Os revestimentos obtidos por imersão a quente apresentam, por outro lado, a desvantagem de fraca aderência e ductilidade (na imersão a quente, ocorre a formação de fases intermediárias, freqüentemente frágeis).

Um método recente de revestimento metálico é a pulverização, uma técnica que consiste na fusão do arame metálico que alimenta continuamente uma pistola, atomização do líquido seguida de resfriamento e aplicação à pressão elevada sobre a superfície a proteger (para melhor resultado, a superfície sofre, previamente, um jateamento de granalha, que a torna áspera).

Inibidores

Um inibidor é uma substância ou mistura de substâncias que, aplicada em pequena concentração a um determinado meio, reduz a taxa de corrosão. Pode-se considerar um inibidor como um catalisador negativo. A maioria dos inibidores foi desenvolvido empiricamente e muitos deles são fabricados sob patente, sem o conhecimento de sua composição química.

É importante salientar que os inibidores são específicos em termos do metal a proteger, meio corrosivo, temperatura e faixa de concentração. É também essencial usar uma quantidade suficiente de inibidor, já que muitos

Química Aplicada

Figura 17 – Proteção de uma tubulação de aço subterrânea usando-se um ânodo de magnésio.

O magnésio é anódico em relação ao aço e se corrói, preferencialmente, quando são acoplados galvanicamente. O ânodo é denominado ânodo de sacrifício, pois é consumido gradualmente, para que o aço seja protegido. Os ânodos são colocados a intervalos regulares ao longo da tubulação, para assegurar uma distribuição uniforme da corrente.

No caso de usar uma fonte externa de corrente, não há necessidade de que o ânodo seja consumível, e as correntes necessárias para

Figura 18 – Proteção catódica de um tanque de aço subterrâneo usando-se uma fonte externa de corrente.

Densidade de corrente mA/m

Condições

Estático Estático Corrente Movimento lento Movimento da maré Estático

Ambiente

HSO quente Subterrâneo (solo) Água doce Água doce, quente Água do mar Concreto

Estrutura

Tanque Tubulações e tanques Tubulações Aquecedores de água Estacas Barras de concreto armado

Tabela 4: Valores usuais de corrente para proteção catódica do aço

1.2 Corrosão em Refinarias de Petróleo 1.2.1 Corrosão externa

Corrosão atmosférica Processo corrosivo:

Fatores que influenciam na corrosão atmosférica: –Umidade relativa;

–Substâncias poluentes (particulados e gases);

–Fatores climáticos (ventos, chuvas e insolação); agentes inibidores irão acelerar a corrosão (em especial um ataque localizado, como corrosão por pontos), se a concentração for abaixo da correta. É melhor não usar o inibidor do que usá-lo em quantidade insuficiente.

Para que a utilização dos inibidores seja satisfatória, é preciso considerar: as causas da corrosão no sistema, o custo da utilização do inibidor, as propriedades e os mecanismos de ação dos inibidores a serem usados, as condições adequadas de aplicação e controle.

Métodos elétricos de proteção

Dois métodos elétricos de proteção contra a corrosão podem ser utilizados: proteção catódica e proteção anódica.

A aplicação da proteção catódica consiste em fazer com que a peça metálica, como um todo, comporte-se como o cátodo de uma célula eletroquímica, protegendo-a da corrosão. A contracorrente, criada na própria célula ou nela introduzida a partir de uma fonte externa, é suficiente para anular o efeito de correntes de corrosão provenientes das regiões anódicas da peça metálica.

Há dois processos usuais de proteção catódica: o uso de ânodos de sacrifício (ou ânodos galvânicos) e o uso de uma fonte externa de corrente (retificador).

A figura 17 ilustra o uso de um ânodo de magnésio para proteção de uma tubulação de aço.

cada situação são determinadas empiricamente. A figura 18 ilustra o caso de proteção de um tanque de aço subterrâneo pelo uso de corrente externa.

Meios corrosivos fortes, como ácidos quentes, exigem correntes excessivamente altas, enquanto que correntes muito mais fracas são necessárias para proteger o aço em ambientes corrosivos menos severos (por exemplo, o concreto). A Tabela 4 apresenta alguns valores típicos de correntes protetoras para peças de aço.

O segundo método de proteção elétrica – chamado proteção anódica – com um elevado custo de instalação.

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–Monitoração através de medição de espessura.

Corrosão sob tensão no aço inox (série 300) por cloretos do isolamento

–Oxigênio e água;

–Aço inox com tensões residuais.

Formas de controle: –Controle por análise química do isolamento → curva do ASTM C795 lã de rocha–péssimo silicato – bom desempenho fibra cerâmica–mais ou menos lã de vidro–ruim

1.2.2 Corrosão interna em unidades de destilação Corrosão pela hidrólise de cloretos

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