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Pode-se tornar os gases menos solúveis em líquidos através do controle da pressão e/ou temperatura.

A deaeração mecânica remove somente 95% dos gases, o restante, se necessário, deverá ser removido via processos químicos. Os processos mecânicos de deaeração mais comuns são:

a) deaeração da água por escoamento da mesma em contra-corrente com vapor de água que destilará O2 e

CO2 dissolvidos. b) deaeração a vácuo, feita a frio e por diminuição da pressão. Os gases dissolvidos são removidos por bomba de ar.

9.1.2 - Emprego de inibidores

Em muitos casos, a utilização de inibidores é muito mais econômico que o uso de materiais mais resistentes ou outras ações sobre o projeto.

Inibidores são substâncias que adicionadas ao meio, mesmo em baixas concentrações, diminuem a taxa de corrosão de maneira significativa. Os inibidores podem ser químicos ou eletroquímicos.

9.1.2.1 - Inibidores químicos a) Inibidores de adsorção - são compostos orgânicos que são adsorvidos pela superfície metálica, formando uma película que inibe as reações eletroquímicas. Ex: Aminas, mercaptanas, uréias, etc.

b) Inibidores voláteis - são substâncias que têm elevada pressão de vapor e que, se adicionadas ao meio, são adsorvidas pela superfície metálica ou ficam nas suas proximidades, diminuindo a velocidade de corrosão.

9.1.2.2 - Inibidores eletroquímicos a) Inibidores anódicos - retardam ou impede a reação no anodo. Geralmente funcionam reagindo com o produto da corrosão inicialmente formado, formando um filme aderente e extremamente insolúvel na superfície do metal. Ex.: substâncias básicas como hidróxidos, carbonatos, silicatos, boratos e fosfatos terceários de metais alcalinos. As reações que acontecem são:

+n(OH)

(íon metálico de corrosão) + (lodo inibidor)  (película protetora) Agentes oxidantes que podem promover uma passivacão como cromatos, nitratos, etc., são também utilizados como inibidores:

Fe F+2 + 2e- + Cr2O4 2- FeCr2O4 (que é um filme insolúvel que adere na superfície do metal) b) Inibidores catódicos - atuam reprimindo reações catódicas. São substâncias que fornecem íons metálicos capazes de reagir com a alcalinidade catódica, produzindo compostos insolúveis que recobrem a área catódica, impedindo a difusão do oxigênio ou a condução de elétrons. Assim aumenta-se a polarização catódica. Ex.: sulfato de Zn, Mg e Ni formam precipitados de hidróxidos desses elementos, cessando o ataque corrosivo.

c) Inibidores mistos - em algumas ocasiões pode-se empregar o uso combinado de inibidores anódicos e catódicos. Por exemplo, é comum o uso de sais de zinco, fosfatos e cromatos em sistemas de água de refrigeração.

Apostila de corrosão 3 d) Inibidores de ação temporária - usados para proteger materiais metálicos durante o processo de estocagem e transporte. Por exemplo: óleos, graxas, ceras, etc., contendo aditivos orgânicos como aminas, sais de metais alcalinos, etc.

9.2 - Métodos de que se fundamentam na modificação do processo

Proteção catódica - é o método de prevenir ou evitar a corrosão de um metal em uma solução eletrolítica tomando-o catodo. Isto é realizado forçando-se a corrente elétrica de corrosão espontânea a mudar de sentido através de uma corrente elétrica de proteção aplicada. Isto pode ser feito de duas maneiras: usandose anodos de sacrifício ou usando-se um gerador elétrico de corrente contínua.

Se a corrente de proteção aplicada for maior do que a corrente de corrosão na mesma área, torna-se termodinâmicamente impossível ocorrer corrosão na peça.

É o processo mais seguro contra a corrosão mas só se aplica para corrosão eletroquímica, exigindo-se, pois, contato da peça a ser protegida com o meio corrosivo.

Aplica-se principalmente em tubulações e estruturas enterradas, cascos de navios, tanques de armazenamento de petróleo e derivados, equipamentos da indústria química e estruturas metálicas marítimas.

São três os mecanismos que podem ocasionar a redução do processo corrosivo quando se aplica a proteção catódica:

a) o potencial do metal é diminuído a um valor tal que em todas as áreas do metal só ocorre um processo catódico que impede a corrosão b) o eletrólito, adjacente à superfície metálica, se torna mais básico, devido à redução dos íons de hidrogênio: H20 + ½ O2 + 2 e-

2(OH)- . No caso de metais ferrosos, esta elevação de pH pode servir de inibição para a corrosão.

c) a elevação de pH pode acarretar a precipitação de compostos insolúveis, como CaCO3, e Mg(OH)2, que podem depositar-se sobre o metal produzindo uma camada protetora.

9.2.1 - Proteção catódica com anodo de sacrifício

Consiste em ligar a peça ou estrutura através de um fio condutor a uma outra peça metálica de metal menos nobre (de potencial maior) que a estrutura que se deseja proteger. Assim, obtém-se um pilha galvânica onde o meio corrosivo fecha o circuito. Neste pilha, o anodo de sacrifício vai sendo consumido, dissolvendo-se, enquanto a peça que é o catodo neste circuito, fica protegida.

Os anodos de sacrifício mais eficientes no solo são os de Zn e Mg e suas ligas. Já em águas salgadas são preferíveis os de Zn e Al. Estes anodos protegem peças de aço, Cu, Pb, AI e latão e são geralmente enterrados envoltos por um enchimento condutor composto de uma mistura de gesso em pó, bentonita e sulfato de sódio, para reduzir a resistência anodo/solo e uniformizar o desgaste.

9.2.2 - Proteção catódica forçada com corrente imposta

Consiste no emprego de uma fonte geradora de corrente contínua, cujo terminal negativo é ligado à estrutura e o terminal positivo é ligado a anodos auxiliares construídos de material inerte ao meio, mas condutor de elétrons, como o grafite, ferro silício, chumbo, etc.

O valor da voltagem aplicada deve ser suficiente para suprir uma densidade de corrente adequada em todas as partes da estrutura a ser protegida. Em solos ou águas de alta resistividade, a voltagem deve ser mais elevada do que em solos de baixa resistividade.

9.3 - Métodos que se fundamentam em revestimentos protetores

A aplicação de revestimentos protetores pode ter, além da função de proteção corrosiva, o objetivo de conferir um aspecto atraente na aparência da peça. As propriedades protetoras de qualquer cobertura

Apostila de corrosão 34 dependem de uma série de fatores, dos quais se destacam:

a) as características químicas do material usado para o revestimento; b) sua aderência ao metal base.

A experiência tem mostrado que o fator mais importante na tecnologia de proteção das superfícies metálicas é a limpeza da área que vai receber o revestimento. A superfície do metal deve estar livre de todo tipo de impurezas oleosas, semi-sólidas, sólidas, óxidos e produtos de corrosão. Os processos de limpeza aplicáveis são descritos a seguir.

9.3.1 - Processos de limpeza

9.3.1.l - Processos mecânicos a) Jateamento abrasivo - remoção das camadas de impurezas (escamas e ferrugem) pela força de um jato abrasivo, usando-se, por exemplo, areia seca ou molhada, limalha de aço, etc. A granulometria do abrasivo, pressão do jato, velocidade de impacto e direção de incidência devem estar bem controlados pois depende da aspereza que se deseja obter na superfície em função do revestimento. Exemplos de abrasivos: óxido de alumínio (dureza de 9,2 a 9,5), carbureto de silício (dureza de 9,5 a 9,7); sílica e dolomita (dureza de 7,0).

b) Lixas e escovas - operação de esmerilhamento e polimento que dependendo do acabamento desejado, pode variar desde superfície especular, passando pelo brilhante e acetinado até o fosco.

c) Tambores rotativos - neste processo as peças, geralmente de formas esféricas, são colocadas juntamente com os agentes de polimento, em tambores que giram com rotação adequada para cada caso.

9.3.1.2 - Processos térmicos a) Queima - remoção de óleos e graxas por queima em fornos, sendo os resíduos removidos posteriormente por decapagem.

b) chama direta - em grandes construções usa-se a chama de oxi-acetileno sobre as chapas.

9.3.1.3 - Processos químicos a) Desengraxamento - é o primeiro processo químico a ser aplicado a limpeza e de uma superfície metálica, funcionando como etapa preliminar e obrigatória para decapagem. Existem vários tipos de desengraxamento: - alcalino - banhos quentes, contendo sais de sódio (carbonatos, boratos, silicatos, hidróxidos, fosfatos) juntamente com detergentes (agentes tensoativos) - eletrolítico - é uma combinação do processo alcalino com a corrente elétrica que atua mecanicamente pela liberação abundante de gases nos eletrodos, provocando o desprendimento das camadas de óleos e graxas do metal e sua consequente eliminação. A composição do banho é semelhante ao do alcalino, desde que apresente boa condutividade elétrica. Geralmente o processo é catódico, onde a peça funciona como catodo, enquanto o anodo é o ferro. O processo eletrolítico consiste basicamente na eletrólise da água desprendendo hidrogênio no catodo e oxigênio no anodo. - uso de solventes orgânicos e emulsões - quando a limpeza não precisa ser muito enérgica, usa-se uma combinação de solvente, tensoativos e água, formando uma emulsão, aplicada na forma de jatos de imersão.

Apostila de corrosão 35

Nota - verificação do desengraxamento - usa-se a prova da gota de água. Na superfície limpa a água se espalha em filme, sem formar gotas. O aparecimento de regiões secas mostra que o desengraxamento não apresentou bons resultados.

b) Decapagem - É m processo químico para a remoção das camadas de produtos de corrosão formados na superfície metálica (em geral óxidos). A decapagem pode ser ácida, eletrolítica ou alcalina: - Decapagem ácida - utiliza-se soluções diluídas de ácidos inorgânicos adicionados de inibidor para restringir o ataque do ácido ao metal base. Os principais ácidos utilizados são: sulfúrico, clorídrico, nítrico e fosfórico. As concentrações variam de 5 a 25% e a temperatura até 80ºC, dependendo do caso. O mecanismo da decapagem depende da concentração de íons H+ na solução pois é a principal característica do ataque, seja na dissolução dos óxidos, seja na corrosão do metal. Por exemplo, sobre uma superfície de ferro temos, geralmente, três camadas de óxidos, a contar da superfície: FeO, Fe3O4, e Fe2O3, sendo que: óxido Calor de formação(sólido a 298ºC), em kcal/kmol

FeO 65

O FeO é o primeiro a ser formado mas, sendo instável abaixo de 575ºC, decompõe-se em Fe3O4 e Fe. Do mesmo modo, comparando-se os calores de formação dos 3 óxidos, deduz-se que o FeO deve ser o mais solúvel e o mais reativo com o ácido O Fe3O4 é o menos solúvel e menos reativo. Assim o ácido, penetrando pelos poros e trincas das camadas dissolverá primeiro o FeO e fará com que as outras camadas se desprendam mecanicamente da superfície metálica. - Decapagem eletrolítica - o uso da corrente elétrica pode aumentar a velocidade de decapagem. Neste processo, o oxigênio ou hidrogênio desenvolvidos pela eletrólise ajudam mecanicamente a remoção da camada de óxido. Ao mesmo tempo o íon metálico da solução decapante (o qual deve ser mais eletropositivo do que o metal da superfície metálica) atua quimicamente na remoção deste óxido. O hidrogênio produzido na decapagem não afeta a superfície do metal, pois o tempo de decapagem é muito curto e o H2 se desprende na forma gasosa. - Decapagem alcalina - utiliza soluções diluídas de bases fortes, como: NaOH e KOH. As bases em presença de ácidos orgânicos formam quelatos na saponificação que efetivanente atuam na decapagem. A decapagem alcalina tem a vantagem de atuar mais brandamente e também atua como desengraxante.

9.3.2 - Revestimentos com produtos da própria corrosão a) Anodização - utiliza métodos químicos ou eletroquímicos para aumentar a espessura de partículas naturais que se formam sobre determinados metais. Os revestimentos anodizados são obtidos sobre o alumínio, o magnésio e suas ligas. A anodização, que é a oxidação anódica, é um método para produção de uma camada pura de óxido artificial protetor, cuja espessura pode ser controlada a vontade. Esta camada proporciona: - aspecto da camada de óxido - transparente, mantendo o aspecto inicial do metal.

- porosidade da camada de óxido - o caráter poroso dá a camada um poder absorvente que se toma interessante para a decoração quando nos poros ficam retidos os pigmentos ou corantes aplicados - aumento da dureza do metal - por exemplo, o óxido de alumínio tem uma dureza maior que o próprio alumínio - valor protetor da camada - é assegurado pelo tratamento posterior de hidratação do óxido, tornando-o hidróxido na parte externa da camada. O hidróxido é mais volumoso que o óxido e veda os poros completamente, sem alterar o aspecto do óxido.

b) Cromatização - processo no qual o revestimento obtido é produzido em solução contendo cromatos ou ácido crômico. Este revestimento pode ser aplicado sobre o material ou sobre a camada de óxido. Os cromatos são usados para revestir vários metais não ferrosos, como Zn, Al, Cd, Mg e também aplicados sobre peças revestidas por óxidos anodizados ou fosfatizados. O processo é realizado da seguinte maneira: a peça é imersa rapidamente em uma cuba eletrolítica com solução contendo íons de cromo hexavalentes em um ácido inorgânico (por exemplo, Na2Cr2O7 + H2SO4) além de agentes

Apostila de corrosão 36 ativantes, como bifosfatos, fluoretos, nitratos e outros. Os agentes ativadores eliminam a passivação do metal facilitando o ataque ácido. Na imersão, o ácido ataca o metal, com uma consequente elevação do pH junto à superfície da peça. Ao mesmo tempo, o hidrogênio nascente reduz o Cr hexavalente para o estado trivalente e ao atingir um certo pH crítico há precipitação de íons cromo VI e I na superfície metálica, formando uma camada aderente e praticamente sem poros. A proteção é proporcionada, em parte, pela natureza física da camada não porosa, que impede o contato do metal com o meio corrosivo. Por outro lado, o cromo VI sendo moderadamente solúvel exerce sua função inibidora nas descontinuidades do revestimento. Pela composição do banho, obtém-se camadas com diferentes propriedades protetoras bem como diferentes cores. As reações que ocorrem na célula eletrolítica são:

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