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Apostila de corrosão 29 colocadas em um eletrólito. O Zinco é corroído preferencialmente, restando um resíduo poroso de cobre e produtos de corrosão.

6.4 - Velocidade de corrosão

A velocidade de corrosão eletroquímica representa a perda de massa do material metálico em função do tempo por unidade de área. Exprimindo-se essa velocidade em equivalentes-grama por unidade de área por segundo, o seu valor será obtido pela relação:

v i onde: v = velocidade ou taxa de corrosão i = intensidade da corrente elétrica (Ampere, A) F = constante de Faraday (96500 Coulombs, C) S = área anódica

A velocidade de corrosão eletroquímica é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica que, por sua vez, depende do potencial do elemento sujeito à corrosão e da resistividade dos circuitos metálicos e eletrólitos. Por problemas de polarização e passivação que ocorrem durante o processo corrosivo, é difícil ter um valor constante para a velocidade da corrosão. A figura x mostra curvas características de perda de massa, devido aos processos corrosivos, por unidade de tempo.

FiguraCurvas características de perda de massa por unidade de tempo.

As curvas representam:

A. Velocidade constante de corrosão eletroquímica. Ocorre quando a superfície metálica não varia, o produto de corrosão é inerte e a concentração de agente corrosivo é constante. Este é um caso raro de corrosão.

B. Idêntica à anterior. Porém, há um período de indução gasto pelo agente corrosivo para destruir a película protetora.

C. Velocidade inversamente proporcional ao produto de corrosão formado. O produto de corrosão é insolúvel e adere à superfície metálica.

Perda de massa tempo ∆t

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D. A velocidade de corrosão cresce rapidamente e os produtos de corrosão são solúveis no meio.

6.4.1 - Polarização

Quanto maior a diferença de potencial entre os metais que compõem os eletrodos maior será a força que provoca a corrosão. Entretanto, relativamente à velocidade de corrosão, outros fatores devem ser considerados. Assim, quando dois metais diferentes são ligados e mergulhados num eletrólito e fechandose o circuito, observa-se uma diferença de ddp entre os eletrodos com o tempo, isto é, o potencial de eletrodo do anodo torna menos eletropositivo e o do catodo, menos eletronegativo.

As causas dessa variação podem ser várias: reações secundárias que conduzem à formação de películas protetoras ou reforços de películas já existentes, destruição de películas, fenômenos de adsorção de gases contidos na solução ou em outras substâncias, saturação da solução nas vizinhanças dos eletrodos, diminuição de uma espécie iônica que se deposita ou se desprende do catodo, etc.

Quando as reações anódicas e catódicas se processam nos metais, eles se polarizam mutuamente, tem-se o que se chama de polarização dos eletrodos, polarização anódica no anodo e polarização catódica no catodo.

Quanto mais polarizada se tornar uma reação no eletrodo, menor a velocidade de corrosão resultante.

Se colocarmos o ferro em ácido nítrico diluído ele será rapidamente atacado. Porém, se colocarmos em ácido nítrico concentrado ele é fracamente atacado. Se o ferro for retirado do ácido concentrado e colocado novamente no ácido diluído, este não será mais atacado. Dizemos, então, que o metal está no estado passivado. O Al, Cr, aço inox e alguns outros metais apresentam comportamento semelhantes em determinados meios.

Nestas condições passivas dos metais, o seu comportamento eletroquímico revela-se mais nobre, isto é, menor potencial do que o metal apresentaria normalmente.

A explicação está no fato da geração de uma película protetora do óxido correspondente na superfície do metal. Por exemplo, o alumínio forma uma película protetora na sua superfície de óxido de alumínio, que torna-o passivado.

7 - Corrosão microbiológica

É aquela onde a corrosão do material metálico se processa sob a influência de microorganismos (bactérias, fungos, etc). Os microrganismos podem interferir das seguintes maneiras:

- influência direta na velocidade das reações anódicas e catódicas - modificação na resistência da película formada na superfície metálica pelos produtos de seu metabolismo

- originam meios corrosivos

- formação de tubérculos, cujo crescimento e multiplicação possibilitam a formação de pilhas de aeração diferencial.

Geralmente, os microrganismos são fonte geradora de produtos que, dependendo do meio em que se encontram, poderão iniciar um processo de corrosão química ou eletroquímica.

8 - Influência de fatores mecânicos na corrosão

- corrosão sob fadiga - corrosão com erosão, cavitação e turbulência,

- corrosão sob atrito

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- fragilização pelo hidrogênio - fendimento por álcali

9 - Proteção contra a corrosão

A proteção contra a corrosão necessita, via de regra, a produção e manutenção de uma camada sobre a base do material, tomando-o impermeável aos agentes corrosivos.

Os métodos práticos adotados para diminuir a taxa de corrosão dos materiais metálicos podem ser esquematizados da seguinte forma:

a) Métodos que se fundamentam em revestimentos protetores - revestimentos com produtos da própria reação (tratamento químico ou eletroquímico)

- revestimentos metálicos

- revestimentos orgânicos (tintas, resinas)

- revestimentos inorgânicos (esmaltes, cimentos) b) Métodos que se fundamentam na modificação do meio corrosivo - deaeração.

- purificação ou diminuição da umidade do ar

- emprego de inibidores.

c) Métodos que se fundamentam na modificação do processo - proteção catódica com anodos de sacrifício

- proteção catódica com tensões elétricas impostas d) Métodos baseados na modificação do metal - pelo aumento da pureza

- pela adição de elementos-liga

- pelo tratamento térmico

9.1 - Métodos baseados na modificação do meio corrosivo

É a remoção de agentes gasosos corrosivos como o oxigênio, por meio de processos químicos ou Mecânicos.

9.1.1.1 - Deaeração química a) contato com superfície de ferro - a água aquecida entra em contato com uma superfície porosa de ferro, contida em um tanque fechado chamado desativador ou deaerador. O O2 reage com o ferro e a água é filtrada tomando-se menos corrosiva.

b)deaeração com hidrazina (N2H4) – Ocorre a reação: N2H4 + O2  N2 + 2H2O, que é uma reação lenta em temperaturas inferiores a 180ºC. Pode-se elevar a velocidade da reação com o aumento da temperatura ou com uso de catalisadores (carvão ativado ou óxidos metálicos). Deve-se, contudo, controlar a quantidade de hidrazina, pois com a elevação de temperatura (~300ºC) ela se decompõe produzindo amônia que pode causar corrosão: 3N2H4  N2 + 4NH3.

Apostila de corrosão 32 c) deaeração com resinas permutadoras ou trocadoras - a incorporação, nestas resinas, de substâncias de reação rápida com o oxigênio, como o Fe(OH)2, tem apresentado bons resultados conseguindo-se uma redução no teor de O2 de 8,8 ppm para O,002 ppm.

9.1.1.2 - Deaeração mecânica ou física

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