Como prevenir a corrosão de peças metálicas

Sob certas condições, mesmo as peças metálicas mais fortes podem sofrer corrosão, que ocorre quando o metal reage com o meio ambiente. Qualquer metal pode sofrer algum grau de corrosão, embora alguns metais reajam em um ambiente diferente de outros.

Nenhum metal está completamente a salvo da ameaça de corrosão. Mas o mais importante é que a corrosão geralmente pode ser evitada ou minimizada seguindo certas etapas. Essas etapas envolvem um bom design do produto, seleção de materiais e aplicação de tratamento de superfície.

Este artigo discute vários métodos para reduzir a corrosão de peças metálicas fabricadas pela tecnologia de usinagem CNC.

O que é corrosão?

A corrosão ocorre quando os metais reagem com oxidantes em seu ambiente. Essa reação química faz com que o metal se degrade com o tempo, prejudicando sua aparência e comprometendo sua integridade estrutural.

A corrosão é a deterioração de materiais causada por interações ambientais. Este é um fenômeno natural e requer três condições:umidade, superfície metálica e um oxidante chamado aceptor de elétrons. O processo de corrosão transforma a superfície do metal reativo em uma forma mais estável, ou seja, seu óxido, hidróxido ou sulfeto.

Cada metal tem propriedades eletroquímicas diferentes. Essas características determinam o tipo de peças que são suscetíveis à corrosão. Por exemplo, ferramentas de ferro que foram expostas a um ambiente úmido por muito tempo são propensas a enferrujar, enquanto telhados de cobre podem enferrujar sob a influência do clima. Embora alguns metais sejam mais resistentes à corrosão do que outros (dependendo do ambiente), nem todos os metais são imunes a todos os efeitos da corrosão.

Ruim E efeitos de corrosão

A corrosão pode ter vários efeitos negativos nos metais. Quando as estruturas metálicas são corroídas, tornam-se inseguras, o que pode causar acidentes, como colapso. Mesmo a corrosão menor requer reparo e manutenção. De fato, o custo direto anual global da corrosão de metais é de aproximadamente US$ 2,2 trilhões!

Embora todos os metais corroam, estima-se que o uso de métodos de proteção apropriados possa evitar 25-30% da corrosão.

A corrosão é um processo natural no qual as condições ambientais transformam o metal refinado em sua forma de óxido, hidróxido ou sulfeto.

Como prevenir a corrosão de peças metálicas

Podem ser tomadas medidas para evitar a corrosão de peças metálicas. A maioria dessas etapas é realizada antes e durante o processo de fabricação, mas, uma vez utilizadas, a corrosão das peças também pode ser reduzida.

Seguir essas etapas não garante a vida útil ilimitada da peça, mas reduzirá até certo ponto o potencial de corrosão, enquanto ajuda a manter a função e a aparência normais da peça de metal.

Você pode evitar a corrosão escolhendo o método certo:

• Tipo de metal
• Revestimento de proteção
• Design razoável
• Controle ambiental
• Revestimento de sacrifício

Tipo de metal

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

Aço inoxidável:O ferro em aço inoxidável oxida e enferruja. No entanto, o aço com alto teor de cromo (por exemplo, aço inoxidável 316) não enferruja facilmente porque o cromo forma uma camada protetora de óxido de cromo na superfície da peça.

Alumínio:O alumínio não contém ferro, por isso não enferruja. Uma camada protetora de óxido de alumínio será formada na superfície da peça quando encontrar umidade para evitar corrosão.

Cobre, bronze e latão:metais vermelhos como cobre, bronze e latão contêm pouco ou nenhum ferro e não enferrujam. O cobre oxidado exibe uma pátina verde. Embora isso possa não ser esteticamente ideal, pode proteger os componentes de cobre da corrosão.

Revestimento de Proteção

O revestimento pode atuar como uma barreira física entre a peça metálica e os elementos oxidantes do ambiente, proporcionando assim uma camada de proteção contra corrosão. A menos que o próprio revestimento esteja desgastado, o ar, a umidade e outras substâncias corrosivas não podem entrar em contato direto com o metal. Após um período de tempo, a tinta pode ser reaplicada para manter a condição da peça.

Um método comum é a galvanização, onde o fabricante aplica uma fina camada de zinco na peça. Para alguns metais, pode ser melhor adicionar cromo duro (preço moderado, boa resistência à corrosão) ou cromo preto (mais caro, com excelente resistência à corrosão).

Tintas e/ou primers são um método direto e barato de prevenir a corrosão, e ainda podem ser necessários por razões estéticas. O revestimento de tinta pode atuar como uma camada de barreira para evitar a transferência de cargas eletroquímicas da solução corrosiva para o metal subjacente.

Outra possibilidade é aplicar tinta em pó. Durante este processo, o pó seco é aplicado à superfície de metal limpa. O metal é então aquecido para fundir o pó em um filme liso e ininterrupto. Muitas composições em pó diferentes podem ser usadas, incluindo acrílico, poliéster, epóxi, nylon e uretano.

Design razoável

O controle de corrosão começa na fase de engenharia. Se a peça for usada em um ambiente propenso à corrosão, os engenheiros devem considerar se determinados recursos de projeto incentivarão ou evitarão a corrosão ao criar um projeto CAD. O material da peça afetará sua resistência à corrosão, mas a forma e a textura também afetarão a resistência à corrosão

O projetista deve eliminar o espaço estreito para evitar a entrada de ar ou fluido e estagnação. Evite funções que possam acumular umidade ou ar. As peças não devem conter rachaduras profundas que possam acumular umidade e, se possível, estimular o fluxo de ar. Se as peças absolutamente devem conter lacunas, túneis ou outros pontos fracos, certifique-se de que o metal possa receber manutenção regularmente.

Controle Ambiental

As etapas de pós-fabricação podem ser mais difíceis de implementar do que as etapas de pré-fabricação, mas uma vez que a peça é usada, ainda é possível reduzir a corrosão.

A corrosão é causada por uma reação química entre o metal e o gás no ambiente circundante. Ao tomar medidas para controlar o ambiente, essas reações adversas podem ser minimizadas. Ele pode controlar o conteúdo de oxigênio ou cloro no ambiente circundante. Por exemplo, você também pode evitar que as peças entrem em contato com umidade excessiva ajustando a posição das peças ou introduzindo obstáculos.

Revestimento de sacrifício

Outra maneira de tornar as peças resistentes à corrosão é aplicar um revestimento de sacrifício ao metal em vez de um revestimento protetor.

O objetivo do revestimento de sacrifício não é evitar completamente a corrosão, mas fazer com que o revestimento corroa, não o material subjacente da peça. Portanto, o revestimento é chamado de material “sacrificial”. Existem duas tecnologias principais para obter revestimentos de sacrifício: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 chamado de galvanização. O zinco é mais ativo que o aço e oxida quando começa a corroer, inibindo assim a corrosão do aço. Este método é chamado de proteção catódica porque funciona transformando aço no cátodo de uma célula eletroquímica. A proteção catódica é usada para transportar água ou tubos de aço de combustível, tanques de aquecimento de água, cascos de navios e plataformas de petróleo offshore.

Proteção do ânodo

A proteção anódica envolve o revestimento do aço ferroliga com um metal menos ativo, como o estanho. O estanho não corrói, portanto, enquanto houver um revestimento de estanho, o aço pode ser protegido. Este método é chamado de proteção do ânodo porque torna o aço o ânodo de uma célula eletroquímica.

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