Evitando corrosão de metal diferente ao escolher materiais

Imagine um navio recém-construído no qual vários equipamentos são instalados sobre o telhado usando parafusos; por exemplo, uma mesa de som foi instalada em uma estrutura de aço usando rebites de alumínio quente. Agora, avance alguns meses quando a prancha cair de repente no chão. Uma análise completa do incidente conclui que o motivo da avaria é a corrosão do metal diferente.

A corrosão de metais dissimilares, também conhecida como corrosão galvânica, é um fenômeno comum em muitos locais recém-construídos que operam em ambientes úmidos, como nas indústrias petrolífera e marítima. De acordo com uma pesquisa da NACE internacional, o custo global da corrosão é de US$ 2,5 trilhões.

Abaixo, nos aprofundamos na corrosão de metais diferentes, como e por que ela ocorre e dicas para evitá-la para evitar acidentes e atrasos prejudiciais no projeto.

O que é corrosão de metal diferente?

Uma reação galvânica ocorre quando dois metais de diferentes nobrezas ou potencial eletroquímico são colocados em contato um com o outro sob uma solução eletrolítica ou ambiente úmido. O metal ativo (menos nobre) se comporta como um ânodo, e o metal passivo (alto nobre) atua como um cátodo.

No cátodo, a água reage com o oxigênio para formar hidróxidos. No entanto, para que essa reação ocorra, é necessário um influxo de elétrons. O metal ativo começa a perder elétrons, e os íons viajam através do meio eletrolítico e são depositados no metal passivo. Como resultado, diferentes reações químicas começam a ocorrer na superfície da amostra, e o metal menos nobre se 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 suas faixas de voltagem eletroquímica na água do mar foi incluído abaixo.

Metais com grandes diferenças de tensão reagem mais. Por exemplo, um parafuso de aço galvanizado em um grampo de aço inoxidável irá corroer mais rápido do que um parafuso de titânio.

Corrosão de metal diferente também pode ocorrer entre partes do mesmo metal quando elas são colocadas em áreas com diferentes valores de pH e estão eletricamente em contato umas com as outras.

Fatores que afetam a corrosão de metais diferentes

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

• Potencial de eletrodo: Metais com amplo potencial de eletrodo confirmam a corrosão mais rápida do metal menos nobre.
• Resistência de contato: A baixa resistência de contato na fronteira de dois metais permite uma maior taxa 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 metálicas: A velocidade da 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 diferentes. Por exemplo, o tamanho da área do cátodo exposta à área úmida determina a rapidez com que a reação ocorrerá. Mais exposição leva a mais aceleração.

A esse respeito, vamos aprender mais sobre o impacto do meio ambiente na corrosão de metais diferentes.

Fatores ambientais que afetam a corrosão de metais diferentes

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 anodo pode se tornar mais negativo em ambientes operacionais químicos ou de água do mar. Mesmo variações diferentes no mesmo ambiente podem afetar a capacidade de corrente prática do ânodo, como água do mar quente versus água do mar fria versus lama do fundo do mar.

São necessários dados de desempenho de longo prazo relacionados à capacidade de carga atual de um ânodo para um ambiente específico. Na ausência de dados suficientes, testes eletroquímicos adicionais, como um teste galvanostático e um teste potenciostático, devem ser realizados para observar a capacidade de carga de corrente do ânodo sob diferentes condições ambientais.

Como prevenir a corrosão de metais diferentes

Abaixo estão algumas práticas recomendadas a serem seguidas para evitar a corrosão de metais diferentes:

• Execute 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 na tabela galvânica.
• Isole metais diferentes: Use isolamento entre contatos de diferentes metais; por exemplo, parafusos de manga em juntas de flange e use arruelas isolantes.
• Usar spools de isolamento: Bobinas de isolamento não condutoras (como Plástico Reforçado com Vidro [GRP]) podem ser usadas 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 na água do mar.
• Pinte o cátodo: Use tinta como alternativa para evitar o contato; pinte a parte mais nobre, o cátodo.

Observação :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.

A este respeito, inspeções frequentes também podem ajudar a minimizar quaisquer riscos acidentais devido à corrosão de metal diferente.

A escolha do material é extremamente importante. A dimensão e a 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 carga de corrente. A parceria com um fornecedor de metal experiente para obter ligas resistentes à corrosão de alta qualidade pode ajudá-lo a evitar a corrosão de metais diferentes em primeiro lugar.

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