Estratégias Eficazes para Prevenir a Corrosão em Componentes Industriais

Sob certas condições, até mesmo as peças metálicas mais resistentes podem sofrer corrosão, que ocorre quando o metal reage com o ambiente circundante. Qualquer metal pode sofrer algum grau de corrosão, embora diferentes metais reajam em ambientes distintos.

Nenhum metal está completamente imune à ameaça de corrosão. Contudo, é fundamental saber que a corrosão geralmente pode ser prevenida ou minimizada seguindo determinadas etapas. Estas envolvem bom design do produto, seleção de materiais e aplicação de tratamentos de superfície.

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

O que é Corrosão?

A corrosão ocorre quando os metais reagem com oxidantes no seu ambiente. Esta reação química faz com que o metal se degrade ao longo do tempo, prejudicando a sua aparência e comprometendo a sua integridade estrutural.

A corrosão é a deterioração de materiais causada por interações ambientais. É um fenômeno natural que requer três condições: umidade, superfície metálica e um oxidante chamado aceitador de elétrons. O processo de corrosão transforma a superfície metálica reativa numa forma mais estável, nomeadamente o seu óxido, hidróxido ou sulfeto.

Cada metal possui diferentes propriedades eletroquímicas. Estas características determinam o tipo de peças suscetíveis à corrosão. Por exemplo, ferramentas de ferro expostas a ambientes úmidos por longos períodos tendem a enferrujar, enquanto telhados de cobre podem corroer sob a ação do clima. Embora alguns metais sejam mais resistentes à corrosão que outros (dependendo do ambiente), nenhum metal é imune a todos os efeitos da corrosão.

Efeitos Negativos da Corrosão

A corrosão pode ter vários efeitos negativos nos metais. Quando estruturas metálicas corroem, tornam-se inseguras, o que pode causar acidentes, como colapsos. Mesmo a corrosão menor requer reparação e manutenção. Na verdade, o custo direto anual global da corrosão metálica é de aproximadamente 2,2 trilhões de dólares!

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

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

Como Prevenir a Corrosão de Peças Metálicas

Podem ser tomadas medidas para prevenir a corrosão de peças metálicas. A maioria destas medidas é realizada antes e durante o processo de fabrico, mas, uma vez em uso, a corrosão das peças também pode ser reduzida.

Seguir estas etapas não garante vida útil ilimitada da peça, mas reduzirá o potencial de corrosão em certa medida, ajudando a manter a função normal e a aparência da peça metálica.

Pode prevenir a corrosão escolhendo o método adequado:

• Tipo de metal
• Revestimento protetor
• Design adequado
• Controlo ambiental
• Revestimento sacrificial

Tipo de Metal

Uma forma fácil de prevenir a corrosão é usar metais resistentes à corrosão, como alumínio ou aço inoxidável. Dependendo da aplicação, estes metais podem ser usados para reduzir a necessidade de proteção anticorrosiva adicional.

Aço inoxidável: O ferro no aço inoxidável oxidará e enferrujará. Contudo, o aço com alto teor de crómio (por exemplo, aço inoxidável 316) não enferruja facilmente porque o crómio forma uma camada protetora de óxido de crómio na superfície da peça.

Alumínio: O alumínio não contém ferro, por isso não enferruja. Uma camada protetora de óxido de alumínio forma-se na superfície da peça quando entra em contacto com a humidade, prevenindo a 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 isto possa não ser esteticamente ideal, pode proteger componentes de cobre contra a corrosão.

Revestimento Protetor

O revestimento pode atuar como barreira física entre a peça metálica e os elementos oxidantes no ambiente, fornecendo assim uma camada de proteção contra corrosão. A menos que o próprio revestimento se desgaste, o ar, a humidade e outras substâncias corrosivas não podem contactar diretamente o metal. Após um período, a tinta pode ser reaplicada para manter o estado 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 cromagem dura (preço moderado, boa resistência à corrosão) ou cromagem negra (mais cara, com excelente resistência à corrosão).

Tintas e/ou primários 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 camada de barreira para impedir a transferência de cargas eletroquímicas da solução corrosiva para o metal subjacente.

Outra possibilidade é aplicar tinta em pó. Neste processo, pó seco é aplicado na superfície metálica limpa. O metal é então aquecido para fundir o pó num filme liso e contínuo. Muitas composições de pó diferentes podem ser usadas, incluindo acrílico, poliéster, epóxi, nylon e uretano.

Design Adequado

O controlo da corrosão começa na fase de engenharia. Se a peça for usada num ambiente propenso à corrosão, os engenheiros devem considerar se certas características de design irão incentivar ou prevenir a corrosão ao criar um design CAD. O material da peça afetará a sua resistência à corrosão, mas a forma e a textura também afetam a resistência à corrosão.

O designer deve eliminar fendas estreitas para impedir que ar ou fluido entrem e estagnem. Evite funções que possam acumular humidade ou ar. As peças não devem conter fissuras profundas que possam acumular humidade e, se possível, incentive o fluxo de ar. Se as peças absolutamente devem conter fendas, túneis ou outros pontos fracos, certifique-se de que o metal pode ser mantido regularmente.

Controlo Ambiental

As etapas pós-fabrico podem ser mais difíceis de implementar que as pré-fabrico, mas, uma vez que a peça está em uso, ainda é possível reduzir a corrosão.

A corrosão é causada por uma reação química entre o metal e os gases no ambiente circundante. Ao tomar medidas para controlar o ambiente, estas reações adversas podem ser minimizadas. Pode controlar o teor de oxigénio ou cloro no ambiente circundante. Por exemplo, também pode impedir que as peças contactem humidade excessiva ajustando a posição das peças ou introduzindo obstáculos.

Revestimento Sacrificial

Outra forma de tornar as peças resistentes à corrosão é aplicar um revestimento sacrificial no metal em vez de um revestimento protetor.

O objetivo do revestimento sacrificial não é prevenir 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 alcançar revestimentos sacrifícios: 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, um processo chamado 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 tornando o aço no cátodo de uma célula eletroquímica. A proteção catódica é usada em tubos de aço para transporte de água ou combustível, tanques de aquecedores de água, cascos de navios e plataformas petrolíferas offshore.

Proteção Anódica

A proteção anódica envolve revestir aço de liga de ferro com um metal menos ativo, como estanho. O estanho não corrói, então, enquanto houver revestimento de estanho, o aço pode ser protegido. Este método é chamado de proteção anódica 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 soda cáustica a 50%. Nestes ambientes, devido aos requisitos de corrente extremamente altos, a proteção catódica não é adequada.