Prevenção da Corrosão Galvânica: Escolha de Materiais Compatíveis para Equipamentos Marítimos

Imagine um navio marítimo recém-construído no qual vários equipamentos são instalados no teto usando parafusos; por exemplo, uma placa acústica foi instalada em uma estrutura de aço usando rebites de alumínio quente. Agora, avance alguns meses quando a placa repentinamente cai no chão. Uma análise completa do incidente conclui que a razão para a falha é corrosão de metais dissimilares.

A corrosão de metais dissimilares, também conhecida como corrosão galvânica, é um fenômeno comum em muitos locais recém-construídos operando em ambientes úmidos, como nas indústrias de petróleo e marítima. Segundo uma pesquisa da NACE International, o custo global da corrosão é de US$ 2,5 trilhões.

Abaixo, nos aprofundamos na corrosão de metais dissimilares, como e por que ocorre, e dicas para evitá-la para prevenir acidentes e atrasos prejudiciais ao projeto.

O que é Corrosão de Metais Dissimilares?

Uma reação galvânica ocorre quando dois metais de naturezas ou potenciais eletroquímicos diferentes são colocados em contato um com o outro sob uma solução eletrolítica ou ambiente umedecido. O metal ativo (menos nobre) comporta-se como um ânodo, e o metal passivo (mais nobre) atua como um cátodo.

No cátodo, a água reage com o oxigênio para formar hidróxidos. No entanto, para que essa reação ocorra, é necessária uma entrada de elétrons. O metal ativo começa a perder elétrons, e os íons viajam através da mídia eletrolítica e são depositados no metal passivo. Como resultado, diferentes reações químicas começam a ocorrer na superfície da amostra, e o metal menos nobre corrói. A taxa de corrosão é diretamente proporcional à área do cátodo disponível para reação e ao nível de diferença de nobreza entre os dois metais.

Um gráfico que compara diferentes metais e seus intervalos de tensão eletroquímica em água do mar foi incluído abaixo.

Metais com grandes diferenças de tensão reagem mais. Por exemplo, um parafuso de aço galvanizado em uma braçadeira de aço inoxidável corroerá mais rápido que um parafuso de titânio.

A corrosão de metais dissimilares também pode ocorrer entre partes do mesmo metal quando são colocadas em áreas com diferentes valores de pH e estão eletricamente em contato uma com a outra.

Fatores que Afetam a Corrosão de Metais Dissimilares

Os seguintes fatores afetam a taxa de corrosão de metais dissimilares entre dois metais:

• Potencial do eletrodo: Metais com amplo potencial de eletrodo confirmam corrosão mais rápida do metal menos nobre.
• Resistência de contato: Baixa resistência de contato na fronteira de dois metais permite uma taxa mais alta de fluxo de elétrons, causando mais corrosão.
• Resistência elétrica: Soluções eletroquímicas altamente concentradas (pH < 7) estimulam a formação de hidrogênio no cátodo e aumentam a corrosão galvânica.
• Áreas dos metais: A taxa de reação é diretamente proporcional à área do cátodo e inversamente proporcional à área do ânodo.
• Mudanças na atmosfera: Mudanças nas condições atmosféricas podem influenciar a corrosão de metais dissimilares. Por exemplo, o tamanho da área do cátodo exposta à área úmida determina quão rapidamente a reação ocorrerá. Mais exposição leva a mais aceleração.

Nesse sentido, vamos aprender mais sobre o impacto do ambiente na corrosão de metais dissimilares.

Fatores Ambientais que Afetam a Corrosão de Metais Dissimilares

Dependendo do ambiente, as propriedades eletroquímicas de um ânodo podem mudar. A condição ambiental influencia três propriedades principais do ânodo: potencial, capacidade de corrente e taxa de consumo do ânodo.

O potencial do ânodo pode se tornar mais negativo em ambientes químicos ou de operação em água do mar. Mesmo diferentes variações no mesmo ambiente podem impactar a capacidade prática de corrente do ânodo, como água do mar quente vs. água do mar fria vs. lama do leito marinho.

Dados de desempenho de longo prazo relacionados à capacidade de transporte de corrente de um ânodo para um ambiente particular são necessários. Na ausência de dados suficientes, testes eletroquímicos adicionais, como um teste galvanoestático e um teste potenciostático, devem ser realizados para observar a capacidade de transporte de corrente do ânodo sob diferentes condições ambientais.

Como Prevenir a Corrosão de Metais Dissimilares

Abaixo estão algumas melhores práticas a seguir para prevenir a corrosão de metais dissimilares:

• Faça uma visão geral: Obtenha uma visão geral do material de aplicação, a carga envolvida e o possível efeito da atmosfera na reação galvânica.
• Siga a regra básica: Selecione metais da mesma ou quase a mesma nobreza no gráfico galvânico.
• Isole metais dissimilares: Use isolamento entre contatos de diferentes metais; por exemplo, use mangas em parafusos de juntas de flange e arruelas isolantes.
• Use carretéis de isolamento: Carretéis de isolamento não condutores (como Plástico Reforçado com Vidro [PRV]) podem ser usados para obter conexões de tubulação de dois metais diferentes transportando fluidos não hidrocarbonetos.
• Use ânodo de sacrifício: Ânodos de sacrifício são usados para proteger metais em água do mar.
• Pinte o cátodo: Use tinta como alternativa para prevenir o contato; pinte a parte mais nobre, o cátodo.

Nota: Se você pintar o ânodo e uma rachadura se formar na tinta, a corrente galvânica fluirá para essa seção transversal e acelerará a corrosão. O mesmo vale para qualquer rachadura no material galvânico.

Nesse sentido, inspeções frequentes também podem ajudar a minimizar quaisquer perigos acidentais devido à corrosão de metais dissimilares.

A escolha do material é extremamente importante. A dimensão e forma do material do ânodo devem ser capazes de suportar a força mecânica exercida pelo ambiente circundante na forma de ondas, correntes e vibrações. Além disso, você também deve considerar muitos outros fatores, como composição química, homogeneidade e capacidade de transporte de corrente. Parceriar com um fornecedor de metal experiente para obter ligas resistentes à corrosão de alta qualidade pode ajudá-lo a evitar a corrosão de metais dissimilares em primeiro lugar.

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