O que é Corrosão? – Definição e Prevenção

O que é corrosão?

A corrosão é um processo natural quando um metal refinado é naturalmente convertido em uma forma mais estável, como seu estado de óxido, hidróxido ou sulfeto, o que leva à deterioração do material. É a destruição gradual de materiais (geralmente um metal) por reações químicas e/ou eletroquímicas com seu ambiente.

A capacidade dos processos eletroquímicos de quebrar compostos em elementos ou criar novos compostos pode ser destrutiva e produtiva. A corrosão é um resultado muito comum de reações eletroquímicas entre materiais e substâncias em seu ambiente.

A corrosão é um problema perigoso e extremamente caro. Por causa disso, prédios e pontes podem desmoronar, oleodutos se rompem, fábricas de produtos químicos vazam e banheiros inundam. Contatos elétricos corroídos podem causar incêndios e outros problemas, implantes médicos corroídos podem levar a envenenamento do sangue e a poluição do ar tem causado danos por corrosão em obras de arte em todo o mundo. A corrosão ameaça o descarte seguro de resíduos radioativos que devem ser armazenados em contêineres por dezenas de milhares de anos.

Os tipos mais comuns de corrosão resultam de reações eletroquímicas. A corrosão geral ocorre quando a maioria ou todos os átomos na mesma superfície metálica são oxidados, danificando toda a superfície. A maioria dos metais é facilmente oxidada:eles tendem a perder elétrons para o oxigênio (e outras substâncias) no ar ou na água. À medida que o oxigênio é reduzido (ganha elétrons), ele forma um óxido com o metal.

Quando a redução e a oxidação ocorrem em diferentes tipos de metal em contato um com o outro, o processo é chamado de corrosão galvânica. Na corrosão eletrolítica, que ocorre mais comumente em equipamentos eletrônicos, água ou outra umidade fica presa entre dois contatos elétricos que possuem uma tensão elétrica aplicada entre eles. O resultado é uma célula eletrolítica não intencional.

Pegue uma estrutura de metal como a Estátua da Liberdade. Parece forte e permanente. Como quase todos os objetos de metal, no entanto, pode se tornar instável à medida que reage com substâncias em seu ambiente e se deteriora.

Química da corrosão

A química da corrosão é complexa; pode ser considerado um fenômeno eletroquímico. Durante a corrosão em um ponto específico na superfície de um objeto feito de ferro, ocorre a oxidação e esse ponto se comporta como um ânodo.

Os elétrons liberados neste ponto anódico se movem através do metal e vão para outro ponto no metal e reduzem o oxigênio naquele ponto na presença de H+ (que se acredita estar disponível a partir do H2CO3 formado devido à dissolução do dióxido de carbono do ar em água na condição de ar úmido da atmosfera.

Íons de hidrogênio na água também podem estar disponíveis devido à dissolução de outros óxidos ácidos da atmosfera). Este ponto se comporta como um cátodo.

Causas de corrosão

O metal corrói quando reage com outra substância, como oxigênio, hidrogênio, corrente elétrica ou até mesmo sujeira e bactérias. A corrosão também pode acontecer quando metais como o aço são colocados sob muita tensão, fazendo com que o material rache.

Algumas das principais e populares causas de corrosão são as seguintes:

• Muita umidade ou condensação de vapor de água em superfícies metálicas são as principais causas de corrosão.
• Gases corrosivos como cloro, óxidos de hidrogênio, amônia, óxidos de enxofre, entre outros, podem resultar na corrosão de peças de equipamentos eletrônicos, etc. A corrosão também pode ocorrer devido à exposição ao hidrogênio e ao oxigênio.
• A corrosão no aço pode ocorrer quando ele é colocado sob muita tensão e o material desenvolve uma rachadura nele.
• Metais expostos a correntes elétricas por muito tempo podem sofrer corrosão eletrônica.
• A exposição à sujeira e bactérias pode causar corrosão em metais.

Corrosão do Ferro

A corrosão do ferro é a destruição de um material metálico que contém o elemento ferro (Fe) devido a reações químicas com oxigênio (O2) e água no ambiente circundante, o que cria um óxido de ferro vermelho comumente chamado de ferrugem. A ferrugem também pode afetar as ligas de ferro, como o aço.

A ferrugem do ferro também pode ocorrer quando o ferro reage com o cloreto em um ambiente privado de oxigênio, enquanto a ferrugem verde, que é outro tipo de corrosão, pode ser formada diretamente a partir do ferro metálico ou hidróxido de ferro.

A corrosão do ferro é geralmente caracterizada pela formação de ferrugem devido a um processo eletroquímico na presença de água, oxigênio e uma solução salina eletrolítica. Portanto, a remediação de uma ou todas essas fontes reagentes pode ser usada para reduzir a taxa de corrosão em um determinado metal.

Quando o ferro reage com água e oxigênio, o hidróxido de ferro (II) é formado. Este último reage ainda mais com oxigênio e água para formar óxido de ferro (III) hidratado – amplamente conhecido como ferrugem.

Tipos de corrosão

Existem muitos tipos diferentes de corrosão que são visíveis a olho nu:

• Corrosão uniforme
• Corrosão localizada
• Corrosão galvânica
• Craqueamento ambiental
• Corrosão Intergranular e Assistida por Fluxo
• Corrosão por atrito
• Corrosão de alta temperatura
• Corrosão do Solo

Esses são os tipos mais comuns de corrosão, vamos explicar o mecanismo subjacente de cada um.

1. CORROSÃO UNIFORME

A corrosão uniforme é a variante mais comum de corrosão. Essa corrosão ocorre naturalmente quando o aço carbono se deteriora por meio de uma reação química ou eletroquímica com o meio ambiente que deteriora toda a superfície, corroendo-a 'uniformemente'. medidas preventivas.

2. CORROSÃO LOCALIZADA

A corrosão localizada vem em muitas variações, como pites, corrosão em frestas e corrosão filiforme.

Corrosão por pites

A corrosão por pites, também conhecida como pitting, é outra forma localizada de corrosão que ocorre em superfícies metálicas. O pitting normalmente se manifesta como cavidades ou furos de pequeno diâmetro na superfície do objeto, enquanto o restante da superfície metálica permanece solto. Essa forma de corrosão também é altamente penetrante e é considerada um dos tipos mais perigosos de corrosão, pois é difícil de prever e tem tendência a causar falhas repentinas e extremas.

A corrosão geralmente se origina em áreas da superfície do metal onde existem inconsistências no filme passivo protetor. Essas inconsistências podem ser devidas a danos no filme, má aplicação do revestimento ou depósitos estranhos na superfície do metal.

As áreas onde a passividade foi reduzida ou perdida agora se tornam o ânodo, enquanto as regiões vizinhas atuam como o cátodo. Na presença de umidade, o ânodo e o cátodo formam uma célula de corrosão onde o ânodo (ou seja, as áreas desprotegidas pelo filme passivo) corrói. Como a corrosão está confinada a uma área localizada, a corrosão tende a penetrar na espessura do material.

Corrosão em frestas

A corrosão em frestas é um tipo altamente penetrativo de corrosão localizada que ocorre em ou diretamente adjacente a frestas ou frestas na superfície de um metal. Estas fendas podem resultar de uma ligação entre duas superfícies (metal com metal ou metal com não metal), ou por acumulação de depósitos (sujidade, lama, bioincrustação, etc.).

Este tipo de corrosão é caracterizado pela deterioração na área da fresta, enquanto as áreas circundantes do substrato metálico permanecem inalteradas. Um dos principais critérios para o desenvolvimento de corrosão em fresta é a presença de água estagnada dentro da fresta. Esta falta de movimento do fluido dá origem ao esgotamento do oxigênio dissolvido e uma abundância de íons positivos na fenda.

Isso leva a uma série de reações eletroquímicas que alteram a composição do fluido e o torna de natureza ácida. O líquido ácido na fenda quebra a camada passiva do metal e o torna vulnerável ao ataque de corrosão.

Corrosão filiforme

Esta corrosão ocorre sob superfícies que foram pintadas ou revestidas. Defeitos na pintura ou revestimento permitem a entrada de água, causando corrosão abaixo da camada protetora, resultando em uma estrutura enfraquecida.

3. CORROSÃO GALVÂNICA

A corrosão galvânica é o resultado de um conjunto muito específico de condições. É encontrado apenas em ambientes onde existem metais eletroquimicamente diferentes em contato elétrico que também são expostos a um eletrólito. Essa corrosão ocorre quando ocorre o acoplamento galvânico entre os metais anódicos e catódicos. O ânodo corrói mais rápido ao ser acoplado, enquanto o cátodo se deteriora mais lentamente.

4. CRACKING AMBIENTAL

Este processo de corrosão ocorre quando surgem condições ambientais que afetam negativamente o aço carbono. Produtos químicos, estresse e temperaturas podem criar condições que produzem trincas por corrosão sob tensão (SCC), fadiga por corrosão, fragilização de metal líquido e rachaduras induzidas por hidrogênio.

5. CORROSÃO INTERGRANULAR E ASSISTIDA POR FLUXO

A corrosão assistida por fluxo ocorre quando a camada protetora de óxido é dissolvida ao longo do tempo pelo fluxo de vento ou água. Essa corrosão expõe o óxido na superfície do metal, expondo as camadas subsequentes a mais corrosão.

A corrosão intergranular ataca os contornos de grão do metal, muitas vezes como resultado de impurezas metálicas. As impurezas estão frequentemente presentes em maiores concentrações próximas a esses contornos de grão, tornando-os mais suscetíveis a esse tipo de corrosão.

6. CORROSÃO DE TRATAMENTO

Esse tipo de corrosão ocorre quando peso, vibração ou desgaste repetidos causam sulcos e sulcos na superfície do metal. Isso ocorre mais frequentemente em peças de máquinas em movimento, ou superfícies que sofrem vibração ao serem transportadas de um lugar para outro.

4. CORROSÃO DE ALTA TEMPERATURA

A corrosão de alta temperatura pode ocorrer por oxidação, sulfidação ou carbonização, ou por combustíveis que contêm vanádio. Os sulfatos também podem formar compostos corrosivos que atacam o aço carbono que normalmente é resistente a altas temperaturas e corrosão.

8. CORROSÃO DO SOLO

A corrosão do solo é observada quando o aço carbono é exposto à umidade e oxigênio no solo circundante. Solos com alto teor de umidade, alta condutividade elétrica, alta acidez e alto teor de sais dissolvidos são os mais corrosivos.

Como o aço carbono responde por aproximadamente 85% da produção total de aço em todo o mundo, torna-se necessário ter conhecimento sobre as coisas que o prejudicam. Esforços para entender e gerenciar a corrosão do aço carbono podem ajudar a mitigar e amenizar os altos custos associados a essa preocupação comum.

Efeito da corrosão

Alguns dos efeitos da corrosão incluem uma deterioração significativa de monumentos naturais e históricos, bem como um risco aumentado de falhas catastróficas de equipamentos. A poluição do ar causa corrosão e está piorando em todo o mundo.

O custo mundial anual da corrosão metálica é estimado em mais de US$ 2 trilhões, mas os especialistas acreditam que 25 a 30% poderiam ser evitados com proteção adequada contra corrosão. Projetos de construção mal planejados podem levar a uma estrutura corroída que precisa ser substituída, o que é um desperdício de recursos naturais e contraditório às preocupações globais com a sustentabilidade. Além disso, a corrosão pode levar a problemas de segurança, perda de vidas, custos indiretos adicionais e danos à reputação.

Os efeitos diretos da corrosão podem incluir:

• Dano em aviões comerciais ou eletrônicos de veículos
• Dano em discos rígidos e computadores usados ​​para controlar processos complicados (por exemplo, usinas de energia, instalações petroquímicas ou fábricas de papel e celulose).
• Dano em salas de servidores e data centers.
• Dano em artefatos do museu
• Custos de reparo ou substituição de equipamentos domésticos que falham

Como prevenir a corrosão

Existem várias maneiras econômicas de prevenir a corrosão, incluindo:

• Use metais não corrosivos, como aço inoxidável ou alumínio.
• Certifique-se de que a superfície de metal permaneça limpa e seca.
• Use agentes de secagem.
• Use um revestimento ou produto de barreira, como graxa, óleo, tinta ou revestimento de fibra de carbono.
• Coloque uma camada de aterro, por exemplo, calcário, com tubulação subterrânea.
• Use um ânodo de sacrifício para fornecer um sistema de proteção catódica.

Você pode evitar a corrosão selecionando o correto:

• Tipo de metal
• Revestimento de proteção
• Medidas ambientais
• Revestimentos de sacrifício
• Inibidores de corrosão
• Modificação de projeto

1. Tipo de metal

Uma maneira simples de evitar a corrosão é usar um metal resistente à corrosão, como alumínio ou aço inoxidável. Dependendo da aplicação, esses metais podem ser usados ​​para reduzir a necessidade de proteção adicional contra corrosão.

2. Revestimentos de Proteção

A aplicação de um revestimento de tinta é uma maneira econômica de prevenir a corrosão. Os revestimentos de tinta atuam como uma barreira para evitar a transferência de cargas eletroquímicas da solução corrosiva para o metal por baixo.

Outra possibilidade é aplicar um revestimento em pó. Neste processo, um pó seco é aplicado à superfície de metal limpa. O metal é então aquecido, o que funde o pó em um filme liso e ininterrupto. Várias composições em pó diferentes podem ser usadas, incluindo acrílico, poliéster, epóxi, nylon e uretano.

3. Medidas ambientais

A corrosão é causada por uma reação química entre o metal e os gases no ambiente circundante. Ao tomar medidas para controlar o ambiente, essas reações indesejadas podem ser minimizadas.

Isso pode ser tão simples quanto reduzir a exposição à chuva ou água do mar, ou medidas mais complexas, como controlar as quantidades de enxofre, cloro ou oxigênio no ambiente circundante. Um exemplo disso seria tratar a água em caldeiras de água com amaciadores para ajustar a dureza, alcalinidade ou teor de oxigênio.

4. Revestimentos de sacrifício

O revestimento de sacrifício envolve o revestimento do metal com um tipo de metal adicional que é mais propenso a oxidar; daí o termo “revestimento sacrificial”.

Existem duas técnicas principais para obter o revestimento sacrificial:proteção catódica e proteção anódica.

Proteção Catódica

O exemplo mais comum de proteção catódica é o revestimento de aço de liga de ferro com zinco, processo conhecido como galvanização. O zinco é um metal mais ativo que o aço e, quando começa a corroer, oxida, o que inibe a corrosão do aço.

Este método é conhecido como proteção catódica porque funciona fazendo do aço o cátodo de uma célula eletroquímica. A proteção catódica é usada para tubulações de aço que transportam água ou combustível, tanques de aquecimento de água, cascos de navios e plataformas de petróleo offshore.

Proteção anódica

A proteção anódica envolve o revestimento do aço de liga de ferro com um metal menos ativo, como o estanho. O estanho não corrói, então o aço estará protegido enquanto o revestimento de estanho estiver no lugar. Este método é conhecido como proteção anódica porque faz do aço o ânodo de uma célula eletroquímica.

A proteção anódica é frequentemente aplicada a tanques de armazenamento de aço carbono usados ​​para armazenar ácido sulfúrico e 50% de soda cáustica. Nesses ambientes, a proteção catódica não é adequada devido aos requisitos de corrente extremamente altos.

Inibidores de corrosão

Os inibidores de corrosão são produtos químicos que reagem com a superfície do metal ou com os gases circundantes para suprimir as reações eletroquímicas que levam à corrosão. Eles funcionam sendo aplicados na superfície de um metal onde formam uma película protetora. Os inibidores podem ser aplicados como solução ou como revestimento protetor usando técnicas de dispersão. Os inibidores de corrosão são comumente aplicados através de um processo conhecido como passivação.

Passivação

Na passivação, uma leve camada de material protetor, como óxido metálico, cria uma camada protetora sobre o metal que atua como uma barreira contra a corrosão. A formação desta camada é afetada pelo pH ambiental, temperatura e composição química circundante.

Um exemplo notável de passivação é a Estátua da Liberdade, onde se formou uma pátina azul-esverdeada que realmente protege o cobre embaixo. Os inibidores de corrosão são usados ​​no refino de petróleo, produção química e trabalhos de tratamento de água.

Modificação de projeto

Modificações de projeto podem ajudar a reduzir a corrosão e melhorar a durabilidade de quaisquer revestimentos anticorrosivos de proteção existentes. Idealmente, os projetos devem evitar a retenção de poeira e água, estimular o movimento do ar e evitar fendas abertas. Garantir que o metal esteja acessível para manutenção regular também aumentará a longevidade.

Perguntas frequentes.

O que é a corrosão, explique?

A corrosão é a deterioração de um material como resultado de sua interação com seu entorno e pode ocorrer em qualquer ponto ou a qualquer momento durante o processamento de petróleo e gás natural. Embora esta definição seja aplicável a qualquer tipo de material, normalmente é reservada para ligas metálicas.

O que causa a corrosão?

A corrosão geral ocorre quando a maioria ou todos os átomos na mesma superfície metálica são oxidados, danificando toda a superfície. A maioria dos metais é facilmente oxidada:eles tendem a perder elétrons para o oxigênio (e outras substâncias) no ar ou na água. À medida que o oxigênio é reduzido (ganha elétrons), ele forma um óxido com o metal.

Quais são os 3 tipos de corrosão?

Tipos de corrosão e prevenção:

• Corrosão uniforme. A corrosão uniforme é considerada um ataque uniforme na superfície de um material e é o tipo mais comum de corrosão.
• Corrosão por pites.
• Corrosão de fenda.
• Corrosão intergranular.
• Quebra por corrosão por estresse (SCC)
• Corrosão galvânica.

A corrosão está enferrujando?

A corrosão inclui ferrugem. A ferrugem é um tipo de corrosão. A corrosão é o processo pelo qual certos materiais, metais e não metais, se deterioram como resultado da oxidação. A ferrugem é a oxidação do ferro na presença de ar e umidade.

O que é corrosão 10?

A destruição gradual de metais puros pela ação do ar, umidade ou um produto químico (como um ácido) em sua superfície é chamada de corrosão. Quando um objeto de ferro é mantido no ar úmido por um tempo considerável, uma substância marrom-avermelhada chamada ferrugem é formada em sua superfície. A corrosão do ferro é chamada de 'ferrugem'.

Como a ferrugem é formada?

Quando substâncias ácidas (incluindo água) entram em contato com metais, como ferro e/ou aço, a ferrugem começa a se formar. A ferrugem é o resultado da corrosão do aço após as partículas de ferro (Fe) terem sido expostas ao oxigênio e à umidade (por exemplo, umidade, vapor, imersão).

Qual ​​é o efeito da corrosão?

Alguns dos efeitos da corrosão incluem uma deterioração significativa de monumentos naturais e históricos, bem como um aumento do risco de falhas catastróficas de equipamentos. A poluição do ar causa corrosão e está piorando em todo o mundo.

Quais são os 6 principais tipos de corrosão?

Tipos de corrosão que exigem algum exame para identificar com precisão

• Erosão Corrosão. A corrosão por erosão ocorre quando um fluido corrosivo passa por uma superfície metálica.
• Corrosão intergranular.
• Corrosão por atrito.
• Corrosão por cavitação.
• Desligamento (lixiviação seletiva)
• Corrosão por esfoliação.

Que tipo de metal corrói?

Tecnicamente, apenas ferro e ligas que contêm ferro podem enferrujar. Outros metais, incluindo metais preciosos como ouro e prata, podem corroer de maneira semelhante.

O que é fórmula de ferrugem?

A ferrugem é óxido férrico hidratado e sua fórmula química é Fe₂ O₃ .

O ouro enferruja ou corrói?

Em sua forma pura, o ouro não enferruja nem mancha, pois não combina facilmente com o oxigênio. É por isso que o ouro puro permanece tão brilhante quanto ele. Quando se trata de joias de ouro, é muito raro encontrar peças de joias de ouro puro.

O alumínio corrói?

A ferrugem é um tipo de corrosão (o desgaste do metal) e, para simplificar, o alumínio não enferruja, mas corrói. Embora esses termos sejam frequentemente usados ​​​​de forma intercambiável, eles são fundamentalmente diferentes. Como acontece com qualquer metal, quando entra em contato com o oxigênio, uma camada de óxido se forma no alumínio.

Por que é vermelho ferrugem?

Quando o metal é exposto a grandes volumes de água e oxigênio, o ferro oxida com um contaminante, isso cria ferrugem “vermelha”.

Como a corrosão afeta nossa saúde?

Coisas que são corrosivas podem destruir (ou pelo menos danificar) o metal. Mas isso não é tudo. Eventualmente, os corrosivos podem causar danos não apenas ao metal, mas ao trato digestivo humano, trato respiratório, olhos e pele.

Como a corrosão afeta o meio ambiente?

Além de nossos encontros diários com essa forma de degradação, a corrosão causa o desligamento da planta, desperdício de recursos valiosos, perda ou contaminação do produto, redução na eficiência, manutenção cara e projeto excessivo. Também pode comprometer a segurança e inibir o progresso tecnológico.

Que problemas a ferrugem pode causar?

• A ferrugem pode fazer com que as peças de metal fiquem presas quando deveriam deslizar umas sobre as outras.
• Os silenciadores de carro enferrujados e as carrocerias externas do carro podem desenvolver buracos devido à ferrugem.
• Afeta as propriedades magnéticas de um metal.
• O ferro é um bom condutor de eletricidade.

A corrosão pode ocorrer sem oxigênio?

A corrosão microbiana, comumente referida como corrosão microbiologicamente influenciada (MIC), é causada por microrganismos. Aplica-se a materiais metálicos e não metálicos com ou sem oxigênio. Quando o oxigênio está ausente, as bactérias redutoras de sulfato são ativas e produzem sulfeto de hidrogênio causando rachaduras por estresse de sulfeto.

Quais metais corroem mais rápido?

O zinco e o aço liso corroeram mais rapidamente em todas as soluções. surpreendentemente o alumínio que é mais alto na série de reatividade do que o zinco mostrou pouca corrosão.

Quais são os 8 tipos de corrosão?

Existem muitos tipos diferentes de corrosão que são visíveis a olho nu:corrosão uniforme, pitting, corrosão em frestas, corrosão filiforme, corrosão galvânica, rachaduras ambientais e corrosão por atrito, para citar alguns. Vamos rever como esses tipos de corrosão ocorrem e como eles podem danificar o aço carbono.

A ferrugem é férrica ou ferrosa?

Ferrugem é o termo que usamos para descrever óxidos de ferro vermelho produzidos quando metais ferrosos corroem. Ferrugem é o nome comum para os produtos químicos que resultam quando o ferro reage com oxigênio e água.

O que pode corroer a platina?

O metal não oxida no ar a qualquer temperatura, mas é corroído por halogênios, cianetos, enxofre e álcalis cáusticos. É insolúvel em ácido clorídrico e nítrico, mas se dissolve quando são misturados como água régia, formando o ácido cloroplatínico.

Que metal não enferruja ao ar livre?

Para esses tipos de aplicações, alumínio e aço inoxidável são escolhas populares. O alumínio não enferruja, por isso é seguro usá-lo ao ar livre.

A ferrugem pode envenenar você?

A ferrugem é composta de uma combinação de átomos de ferro e oxigênio. Este composto, um tipo de óxido de ferro, não é conhecido por ser prejudicial aos seres humanos se entrar em contato com a pele. Ter manchas de ferrugem na pele não representa nenhum risco para a saúde.

O aço pode enferrujar sem oxigênio?

A ferrugem não pode ocorrer sem água e oxigênio. A água ajuda o ferro a reagir com o oxigênio, quebrando a molécula de oxigênio. Durante os estágios iniciais da ferrugem, o ferro perde elétrons e o oxigênio ganha elétrons.

O que é um exemplo de corrosivo?

Ácidos e bases são materiais corrosivos comuns. Corrosivos como esses também são às vezes chamados de cáusticos. Exemplos típicos de corrosivos ácidos são o ácido clorídrico (muriático) e o ácido sulfúrico. Exemplos típicos de corrosivos básicos são hidróxido de sódio e soda cáustica.