A corrosão nossa de cada dia

A corrosão é um fenômeno químico que degrada o metal, chegando ao ponto de prejudicar, e muito, as suas propriedades mecânicas. Em trabalhos que envolvem o armazenamento e o uso de ferro e aço, é dever do projetista analisar o ambiente ao qual o metal será exposto, bem como o tempo de exposição. Em aspectos gerais, é mais vantajoso utilizar materiais resistentes ou métodos de proteção contra os efeitos adversos da atmosfera ou do local onde há o estoque. Muitas vezes, porém, devido principalmente a questões financeiras, são utilizados metais sem preparação, mesmo sabendo que ocorrerá a corrosão e a deterioração.

Confidência do itabirano

Carlos Drummond de Andrade

itabira

Alguns anos vivi em Itabira.

Principalmente nasci em Itabira.

Por isso sou triste, orgulhoso: de ferro.

Noventa por cento de ferro nas calçadas.

Oitenta por cento de ferro nas almas.

E esse alheamento do que na vida é porosidade e comunicação.

A vontade de amar, que me paralisa o trabalho,

vem de Itabira, de suas noites brancas, sem mulheres e sem horizontes.

E o hábito de sofrer, que tanto me diverte,

é doce herança itabirana.

De Itabira trouxe prendas diversas que ora te ofereço:

esta pedra de ferro, futuro aço do Brasil;

este São Benedito do velho santeiro Alfredo Duval;

este couro de anta, estendido no sofá da sala de visitas;

este orgulho, esta cabeça baixa…

Tive ouro, tive gado, tive fazendas.

Hoje sou funcionário público.

Itabira é apenas uma fotografia na parede.

Mas como dói!

corrosão2Hayrton Rodrigues do Prado Filho –

A corrosão é um processo de deterioração dos metais que resulta da interação entre agentes naturais, como o gás oxigênio presente no ar e os átomos da superfície do metal. Quando o material contém ferro, chama-se o produto dessa reação de ferrugem (óxido de ferro). Todos os metais podem ser corroídos, gerando diferentes tipos de ferrugem.

Alguns danos decorrentes desse desgaste estão associados apenas à aparência. Outros, mais graves, dizem respeito a falhas de peças, que perdem suas propriedades mecânicas e ficam mais frágeis, o que pode causar vazamentos, rupturas e interrupções de processo.

Essas mudanças estruturais podem se apresentar de diversas maneiras: atingindo o material todo ou apenas parte dele, em fendas ou nos grãos (estruturas internas) do metal. A corrosão é derivada de dois processos eletroquímicos: a oxidação e a redução. O primeiro deles é a retirada de elétrons livres de um átomo. O segundo ocorre quando o átomo toma elétrons livres para si.

Para que a corrosão ocorra, devem existir esses elétrons livres, ou seja, os átomos que necessitam de elétrons para se estabilizar, e um meio pelo qual isso ocorrerá (como a água, para os metais, presente inclusive no ar atmosférico). Para cuidar das superfície, existem pinturas específicas que servem como proteção, pois criam uma espécie de barreira ou camada contra os agentes externos na superfície do metal.

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Quando aplicadas dessa forma, recebem o nome de inibidores. A aplicação de substâncias inibidoras elimina ou reduz significativamente o processo de corrosão. O revestimento também pode ser temporário, para efeitos de transporte ou de estocagem, por meio de óleos ou de emulsões.

Nesse caso, a limpeza posterior é uma etapa importante do processo. Deve-se lembrar de evitar ainda que o material entre em contato com a água antes de estar protegido. O material deve estar limpo e seco para aplicação de inibidores.

Outra forma de evitar a corrosão é optar por materiais próprios para situações em que o problema pode ser previsto — mesmo que não possa ser evitado. Afinal, se o projetista já tem noção de onde será utilizado determinado metal, por que não impedir a corrosão logo na fonte, evitando problemas futuros?

Para isso, existem as ligas de aço, com propriedades inoxidáveis. Tais metais são obtidos a partir da adição de níquel e cromo. Este último elemento, ao reagir com o oxigênio, cria uma camada muito fina de corrosão, prevenindo que ela ocorra de forma mais profunda.

Um dos materiais mais conhecidos e eficazes para evitar a corrosão é o aço inoxidável que possui grande durabilidade, principalmente quando é utilizado em aplicações mais agressivas. Existem limitações de uso quando o cloro e a salinidade fazem parte do ambiente, mas, no geral, essa é uma solução eficiente.

Além dos aços inoxidáveis, existe o galvanizado e o galvalume. A principal diferença entre aço galvanizado e galvalume é o revestimento da placa. Na superfície do aço galvanizado são distribuídas uniformemente a camada de materiais de zinco, que desempenha o papel de proteção anódica para material de base, o que significa a corrosão do material zinco dá a proteção do material base e somente quando todo o revestimento de zinco é corroído, pode haver dano para o metal de base no interior.

As galvanizadas têm apenas zinco em sua composição já a galvalume é revestida com 55% de alumínio, 43,5% de zinco e 1,5% de silício. Isso faz com que a galvalume seja até quatro vezes mais durável que a galvanizada. O galvalume combina a resistência estrutural do aço com a durabilidade do alumínio. O uso dela é recomendado onde se requer resistência à corrosão atmosférica, elevada refletividade de calor, resistência à oxidação em altas temperaturas, além de uma melhor aparência.

Assim, o galvalume é uma liga de alumínio, zinco e silício. Ele tem como grande vantagem a resistência à corrosão em ambientes atmosféricos abertos, sendo ideal na construção de telhados. Pode, ainda, sofrer tratamentos superficiais, melhorando até mesmo sua durabilidade.

As formas mais simples de prevenção de corrosão envolvem evitar que as junções de metal acumulem água, sirvam como barreira ao ar atmosférico ou permitam que a água escorra entre as placas. Se não for possível inibir totalmente a passagem de água, a sugestão é criar quebras nas conexões para drenagem.

O controle da umidade e da luminosidade no local de acondicionamento também é importante para contenção da corrosão. Em atmosfera de baixa umidade relativa, o ferro praticamente não sofre corrosão. Quanto maior for a umidade, mais acelerado será o processo corrosivo.

Para quem está disposto a investir, estão disponíveis no mercado dispositivos de climatização que gerenciam os níveis de umidade do ar. São controladores e termostatos que mantêm o ambiente de exposição dentro dos parâmetros necessários para melhorar o desempenho do material.

Caso a ferrugem ainda apareça em suas peças, existem meios de eliminá-la, minimizando os impactos negativos na estrutura metálica. É importante ressaltar que o aparecimento de corrosão em um objeto indica que, pelo menos na região atingida, suas propriedades mecânicas foram alteradas. A remoção da ferrugem não recupera as estruturas internas do material, mas faz com que a reação de deterioração pare de acontecer.

Logo, se a área corroída for grande ou se estiver em algum local muito solicitado do sistema mecânico, é preciso considerar a substituição da peça por outra nova e sem ferrugem. Um bom programa de manutenção preventiva é uma forma eficiente de evitar a inutilização de peças por corrosão mecânica.

Os metais normalmente usados em equipamentos e estruturas corroem a uma taxa desprezível quando expostos à atmosfera na ausência de umidade para servir como um eletrólito. Por exemplo, as partes metálicas expostas no ar do deserto permanecem livres de corrosão por longos períodos de tempo. Além disso, as partes metálicas expostas ao ar em temperaturas abaixo do ponto de congelamento da água ou de condensados aquosos no metal não corroem de forma significativa, porque o gelo é um mau condutor eletrolítico.

As atmosferas rurais são geralmente isentas de partículas e gases corrosivos encontrados em atmosferas industriais e essa condição é responsável pelas baixas taxas de corrosão nas atmosferas rurais. O teor normal de dióxido de carbono no ar tem pouco ou nenhum efeito sobre os metais expostos à atmosfera.

As atmosferas industriais contêm poeira como contaminante primário, em concentrações de aproximadamente 2 mg/m³ para o ar urbano médio a 1.000 mg/m³ para áreas altamente industrializadas. Estima-se que mais de 35.000 kg de poeira/km³ assentam em áreas industriais em um mês. O pó depositado em superfícies metálicas nessas áreas geralmente contém partículas de compostos de carbono e argônio, óxidos metálicos, sais metálicos (principalmente sulfatos e cloretos) e ácido sulfúrico.

A combinação de umidade com a poeira contendo contaminantes solúveis produz corrosão em fresta formando células de aeração diferencial e outros tipos de células de concentração. A maioria dos contaminantes solúveis é higroscópica e absorve a umidade do ar quando a umidade relativa é substancialmente menor que 100%.

O nível crítico de umidade relativa (aquele em que a absorção de umidade ocorre em metais expostos a atmosferas industriais relativamente suaves) é geralmente de 50% a 70% para aço, cobre, níquel, zinco e a maioria dos metais usados em estruturas e objetos. destinados à exposição atmosférica industrial. Isso leva em conta o efeito das flutuações normais de temperatura entre o dia e a noite.

Gases como trióxido de enxofre, dióxido de enxofre (que prontamente se oxida a trióxido de enxofre), cloreto de hidrogênio, óxidos de nitrogênio, sulfeto de hidrogênio e halogênios no ar aceleram os efeitos de corrosão em fresta de depósitos de poeira úmida nesses metais. Mesmo em baixas concentrações, esses gases também corroem esses metais na ausência de depósitos de poeira, se a umidade atingir ou exceder o nível crítico.

As superfícies de metal localizadas onde ficam molhadas, mas onde a chuva não pode lavar as superfícies, podem corroer mais rapidamente do que se estiverem completamente expostas. Por exemplo, a ferrugem do aço em locais parcialmente protegidos de ar úmido contendo óxidos de enxofre, que formam ácido sulfúrico, é aparentemente acelerada em uma sequência de reações autoperpetuantes. O ácido ataca o aço, produzindo sulfato de ferro que é retido na ferrugem úmida e hidrolisa para formar mais ácido sulfúrico e óxido de ferro, catalisando, assim, o processo de ferrugem.

Nas atmosferas marinhas, próximo do litoral, a deposição de água salgada é o aspecto mais corrosivo da exposição atmosférica marinha. A taxa de ataque aos metais expostos varia muito, dependendo da distância do mar, direção predominante do vento, umidade relativa e flutuações de temperatura que podem produzir condensação.

A penetração de película protetora por íons cloreto e a alta solubilidade e a natureza higroscópica dos cloretos metálicos causam corrosão rápida nos aços carbono e de baixa liga. O chapeamento de zinco e cádmio prolonga a vida útil das ferragens de aço para uma extensão útil, porém limitada. As grandes estruturas de aço devem ser protegidas por pintura.

A alta condutividade da umidade que contém sal dissolvido acelera a corrosão sob fresta e a corrosão galvânica, fazendo com que o uso de vedantes seja obrigatório nas juntas e o uso de boas práticas nos sistemas de metal único. Os latões sofrem uma rápida desidificação, a menos que sejam ligados com pequenas quantidades de arsênio, antimônio ou fósforo em graus inibidores.

Níquel de cobre e titânio têm um bom desempenho em atmosferas marinhas, mas a maioria dos metais corrói severamente, a menos que seja protegida por revestimentos orgânicos. Em geral, as aplicações estruturais de ligas de alumínio e aços inoxidáveis em seções espessas, corrosão por pite e em fresta geralmente não são problemas sérios. A corrosão por pites e fendas pode produzir penetração rápida e falha por vazamento em vasos de parede fina, tubos e canos feitos dessas ligas.

A NBR 6209 de 05/2007 – Corrosão atmosférica – Materiais metálicos – Ensaio não-acelerado estabelece o ensaio não-acelerado de materiais metálicos sujeitos à corrosão atmosférica, a céu aberto, com a finalidade de serem obtidos dados comparáveis que permitam avaliar o comportamento de diferentes materiais face aos fatores atmosféricos característicos de cada região. O painel de exposição deve ser construído de material resistente a corrosão atmosférica e dotado de estabilidade mecânica suficiente para resistir a força dos ventos e a massa dos corpos-de-prova.

São indicados, por exemplo, os seguintes materiais: madeira de lei; alumínio anodizado; aço pintado; aço zincado por imersão a quente; aço inoxidável. A escolha definitiva do material depende de razões econômicas e técnicas, peculiares a cada região. Os painéis devem ser construídos com uma inclinação de 30″ em relação ao plano horizontal e com seu nível inferior a uma altura mínima de 1 m do piso. A figura abaixo apresenta o esquema de um painel de exposição.

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A base para a fixação dos painéis de exposição pode ser feita de concreto. Não deve existir qualquer tipo de vegetação embaixo dos painéis. Para isso, é indicado esterilizar o solo e colocar uma camada de areia ou pedra britada. 0s painéis devem ser de fácil instalação e modulados de forma a permitir aumento ou diminuição da área de exposição dos corpos-de-prova. Os painéis de exposição devem ser instalados em terreno cercado e dotado de um sistema eficaz de vigilância, a fim de se evitarem danos.

A fixação dos corpos-de-prova ao painel de exposição deve ser feita por meio de isoladores de cerâmica ou de outro material não condutor de eletricidade. Os isoladores devem ser fixados por meio de parafusos resistentes a corrosão atmosférica. Para a execução dos ensaios não-acelerados de corrosão atmosférica, deve-se dispor de aparelhagem destinada a medição de dados ambientais característicos da estação.

A seguir estão listados os principais parâmetros ambientais: temperatura ambiente; umidade relativa; índice pluviométrico; direção e velocidade dos ventos predominantes; teor de partículas sólidas; teor de cloretos; taxa de sulfatação; taxa de NO. Em cada estação, podem ser efetuadas medições de outros parâmetros não listados sempre que for necessário.

Para a determinação da taxa de corrosão são necessários instrumentos para medição de: massa; dimensões; profundidade de ataque localizado. É indicado equipamento adicional para: medição da temperatura do corpo-de-prova; medição dos potenciais de eletrodo do corpo-de-prova; exame metalográfico; análise dos produtos de corrosão; ensaios mecânicos; registros fotográficos. É importante dispor de aparelhagem destinada a determinação do tempo de superfície úmida.

A NBR 6210 de 11/2008 – Corrosão atmosférica – Materiais metálicos – Preparo, limpeza e determinação da taxa de corrosão de corpos-de-prova em ensaios de corrosão estabelece os requisitos exigíveis para o preparo de corpos-de-prova metálicos antes do ensaio, remoção dos produtos de corrosão após o ensaio e terminação da taxa de corrosão. Para o preparo dos corpos-de-prova antes do ensaio, cortar os corpos-de-prova nos tamanhos padronizados para o ensaio e identificar de acordo com a NBR 6209. O método de preparo dos corpos-de-prova não deve alterar as condições metalúrgicas do metal.

Seja qual for o processo utilizado, a limpeza deve ser feita de forma a manter uniforme a espessura do corpo de prova. Para os corpos de prova que não apresentam corrosão, pode ser adotado somente o processo de desengraxe. Para aqueles que apresentam corrosão após o desengraxe, deve ser utilizado um dos processos descritos. No caso de metais não ferrosos, pode ser utilizada a limpeza mecânica ou a química descrita e, para os metais ferrosos. pode ser utilizada a limpeza mecânica ou a química.

Desengraxar com produto apropriado ao tipo de material. Lavar com água corrente. Mergulhar em solvente (acetona ou mistura 1:1 de etano 1:1 e éter etílico) e secar com jato de ar limpo e seco. Limpar por meio de lixamento ou escovamento, utilizando lixas adequadas ou escovas manuais.

Remover os resíduos de pó com jato de ar limpo e seco ou com água e escova de pelo macio. Mergulhar em solventes (acetona ou mistura 1:1 de etanol e éter etílico) e secar com jato de ar limpo e seco. Jatear a superfície dos corpos-de-prova até o metal quase branco (padrão Sa 2 1/2 da ISO 8501-1). Após o jateamento, remover os resíduos de abrasivo com jato de ar limpo e seco e escova de pelo macio. Limpar por meio de lixamento ou escovamento, utilizando lixas adequadas ou escovas manuais.

Remover os resíduos de pó com jato de ar limpo e seco ou com água e escova de pelo macio. Mergulhar em solventes (acetona ou mistura 1:1 de etanol e éter etílico) e secar com jato de ar limpo e seco. Determinar a massa de cada corpo de prova, utilizando uma balança com resolução de no mínimo 1 mg. Está é a massa inicial do corpo de prova (m).

Medir as dimensões de cada corpo de prova e calcular a área com exatidão de 0,01 cm². Os corpos de prova, depois de preparados, devem ser armazenados em local livre de agentes agressivos e com umidade relativa inferior a 50%. É recomendado o armazenamento dos corpos-de-prova em dessecadores. É recomendado documentar, por meio de fotografias, o aspecto da superfície dos corpos de prova.

Antes da limpeza dos corpos de prova, deve ser realizado um exame visual da superfície quanto ao tipo e distribuição do ataque. É recomendado documentar, por meio de fotografias, o aspecto da superfície dos corpos de prova. O processo de limpeza a ser empregado depende do tipo de material a ser limpo e do grau de aderência dos produtos de corrosão.

Qualquer que seja o método utilizado para limpeza, esta deve ser feita com o mínimo de remoção do metal-base, conforme Anexo A. Tanto para a limpeza química quanto para a eletrolítica, deve-se efetuar previamente uma limpeza mecânica dos corpos de prova, de modo a retirar os produtos de corrosão não aderentes. Para isto, é comum utilizar-se escovamento, com escovas de cerdas macias (náilon), da superfície dos corpos de prova.

A limpeza química consiste na dissolução dos produtos de corrosão, utilizando soluções apropriadas. Recomenda-se que a relação entre o volume da solução de limpeza e a área do corpo-de-prova seja no mínimo de 10 mL/cm². Após cada imersão na solução de limpeza, os corpos de prova devem ser lavados e escovados com escova de cerdas macias (náilon), em água corrente. Em seguida, devem ser mergulhados em solvente (acetona ou mistura 1:1 de etanol e éter etílico) e secados com ar limpo e seco.

A massa dos corpos de prova deve então ser determinada, imediatamente. A limpeza eletrolítica consiste na dissolução dos produtos de corrosão em soluções apropriadas, utilizando uma fonte de corrente contínua. Os processos empregados para os diversos metais e ligas estão descritos no Anexo B.

A NBR 14643 de 01/2001 – Corrosão atmosférica – Classificação da corrosividade de atmosferas classifica a agressividade atmosférica a metais e ligas metálicas em categorias de corrosividade, baseada em dados atmosféricos (tempo de superfície úmida, teor de cloretos e taxa de sulfatação) e/ou em medidas de taxas de corrosão de metais-padrão. não caracteriza a corrosividade de atmosferas específicas, por exemplo, atmosferas industriais, químicas ou metalúrgicas. Essa norma não leva em consideração características de projeto e fatores operacionais que possam influenciar a resistência à corrosão. Apresenta no Anexo A a classificação de corrosividade da atmosfera para aço-carbono, zinco, cobre e alumínio. A classificação da atmosfera em categorias de corrosividade é feita através da caracterização da atmosfera em termos de dados atmosféricos (tempo de superfície úmida e contaminação) ou de medidas de taxas de corrosão de metais-padrão, conforme a figura abaixo.

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Para o objetivo desta norma, os fatores atmosféricos relevantes na corrosão de metais e ligas são: tempo de superfície úmida e teores de SO2 e Cl. O umedecimento de superfícies é causado por vários fatores, por exemplo, orvalho, chuva e alta umidade. O intervalo de tempo em que a umidade relativa UR > 80% e a temperatura T > 0°C é usado para estimar o tempo de superfície úmida calculado (τ) da superfície sofrendo ataque.

O tempo de superfície úmida calculado não corresponde necessariamente ao tempo de superfície úmida real, porque a molhabilidade é influenciada pelo tipo de metal, forma, massa e orientação do objeto, quantidade de produtos de corrosão, natureza de poluentes sobre a superfície e outros fatores. Estas considerações podem aumentar ou diminuir o tempo de superfície úmida real. No entanto, este critério é satisfatório para a caracterização de atmosferas.

A relevância do tempo de superfície úmida na forma prescrita diminui com o grau de abrigo. O tempo de superfície úmida experimental pode ser determinado diretamente por vários sistemas de medição e, entre eles, pode ser citado o método descrito na ASTM G 84. O tempo de superfície úmida experimental depende do tipo de instrumento e de sensor.

Os tempos de superfície úmida, medidos por vários sistemas, não são diretamente comparáveis e somente podem ser convertidos dentro de uma faixa limitada de características de temperatura-umidade relativa. Os fatores mais importantes dentro de uma categoria particular de tempo de superfície úmida são os teores de SO2 e de Cl-. Os teores de contaminação devem ser medidos de acordo com as NBR 6211 e NBR 6921. Outros tipos de contaminação (NOx, Cl2, H2S, poeiras, ácidos orgânicos, etc.) também podem ter um efeito sobre a corrosividade de atmosferas específicas.

Estes tipos de contaminação não foram considerados como critérios de classificação. O tempo de superfície úmida depende da zona microclimática e da categoria do local. A classificação de tempo de superfície úmida é dada na tabela abaixo. Os valores classificados são baseados nas características de longo prazo das zonas macroclimáticas, para condições típicas das categorias de local.

Os tempos de superfície úmida calculados e as características climatológicas selecionadas das zonas macroclimáticas da terra são apresentados informativamente no Anexo B. As categorias de contaminação são definidas quanto aos teores de SO2 e Cl- na atmosfera. Estes contaminantes são representativos para a classificação de atmosferas rurais, urbanas, industriais e marinhas.

As categorias de tempo de superfície úmida e de contaminação (SO2 e Cl-) são usadas para a classificação de atmosferas em categorias de corrosividade para cada tipo de metal, as quais são mostradas na tabela 5. Valores de referência de dados de corrosão e informações adicionais são dados na ISO 9224.

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A NBR 6181 de 04/2003 – Classificação de meios corrosivos classifica os ambientes corrosivos normalmente encontrados no Brasil, resultado de observações e experiências realizadas em diversas regiões naturais e industriais, para se estabelecer um sistema de pintura com finalidade de proteção anticorrosiva. Para os efeitos desta norma, os meios corrosivos são ordenados em função de seu estado físico nas condições ambientais (25°C e 1 atm): líquido, gasoso e sólido.

Os meios corrosivos líquidos são as soluções aquosas alcalinas, pH > 7,5, solução aquosa alcalina – aquela que contém em solução compostos básicos dissolvidos, em especial os hidróxidos de sódio, potássio, cálcio, lítio ou magnésio (Código L.B.). Solução aquosa contendo sais alcalinos oxidantes – aquela que contém em solução sais alcalinos oxidantes dissolvidos, em especial os hipocloritos de sódio ou de cálcio (Código L.B.3.5).

Água do mar – aquela oriunda de mares e oceanos, e que apresenta, além do pH básico, os seguintes compostos em solução: cloreto de sódio, cloreto de magnésio, sulfato de magnésio, sulfato de cálcio, sulfato de potássio, carbonato de cálcio, brometo de magnésio etc. (Código L.B.4.5). Solução aquosa contendo sais alcalinos dissolvidos, em especial o sulfito ou sulfeto de sódio, o fosfato trissódico, ou o carbonato de sódio (Código L.B.5).

Água amoniacal – aquela que apresenta amônia dissolvida (Código L.B.6). Soluções aquosas neutras, 6,0 ≤ pH ≤ 7,5. Solução contendo sais neutros oxidantes – aquela que contém em solução os sais neutros oxidantes dissolvidos, em especial, nitrato de sódio, cromato ou clorato de sódio, ou permanganato de potássio (Código L.N.3.5).

Solução aquosa contendo sais neutros – aquela que contém em solução sais neutros dissolvidos, em especial, os cloretos de sódio ou potássio, e os sulfatos de sódio, potássio ou cálcio (Código L.N.4.5). Água doce – aquela encontrada em rios e lagos, além de fontes subterrâneas (Código L.N.22). Água potável – aquela em estado natural ou quimicamente tratada, própria para consumo humano (Código L.N.23). Água desmineralizada e/ou deionizada – aquela resultante de processos de destilação, desmineralização ou deionização, caracterizando-se por possuir baixo teor de sólidos dissolvidos, além de baixa condutividade elétrica (Código L.N.24).

Soluções aquosas ácidas, pH < 6,0, fortes – aquelas que contêm em solução ácidos fortes, ou seja, ácidos que se ionizam facilmente. Exemplo: ácidos clorídrico, sulfúrico, fluorídrico etc. (Código L.A.1).

Fracas – aquela s que contêm em solução ácidos fracos, ou seja, ácidos que não se ionizam facilmente. Exemplo: ácidos fórmico, oxálico, acético etc. (Código L.A.2). Oxidantes – aquelas que podem conter em solução ácidos fortes ou fracos, e que aceleram a corrosão participando de reações catódicas. Exemplo: ácidos nítrico, nitroso, perclórico, hipocloroso, crômico etc. (Código L.A.3).

Solução contendo sais oxidantes – aquela que contém em solução sais oxidantes dissolvidos, em especial cloretos, nitratos e sulfatos cúpricos, férricos ou mercúricos. Tais sais participam de reações catódicas, acelerando a taxa de corrosão (Código L.A.3.5). Solução contendo sais – aquela que contém em solução sais dissolvidos, em especial sulfato de alumínio, sulfato de amônia etc. (Código L.A.5).

Solução contendo compostos de enxofre – aquela que contém em solução de compostos enxofre dissolvidos, em especial o ácido sulfídrico (H2S) e/ou dióxido de enxofre (SO2) (Código L.A.7). Compostos líquidos orgânicos – aqueles oriundos de fontes vegetais ou animais, podendo também ser obtidos através de síntese de compostos orgânicos, mas que, independentemente de sua fonte, contêm cadeias de átomos de carbono em sua estrutura molecular. Estes compostos ou são corrosivos ou apresentam corrosividade em virtude de impurezas neles contidas.

Hidrocarboneto s alifáticos – Compostos orgânicos que contêm somente elementos hidrogênio e carbono, podendo sua configuração estrutural estar disposta em cadeias abertas (alcanos, alcenos, etc.) ou fechadas (cicloalcanos, cicloalcenos, etc.) (Código O.8). Hidrocarboneto s aromáticos – Compostos orgânicos que contêm somente elementos hidrogênio e carbono, tendo em sua configuração estrutural o anel benzênico (Código O.9). Álcoois – Compostos orgânicos que têm como fórmula geral R-OH, onde R é um radical alquila. Exemplo: álcool etílico, metílico etc. (Código O.10).

Fenóis – Compostos orgânicos que têm como fórmula geral Ar-OH, onde Ar é um radical arila. Exemplo: fenol, cresol etc. (Código O.11). Compostos halogenados – Compostos orgânicos que têm como fórmula geral R-X ou Ar-X, onde R é um radical alquila, Ar um radical arila e X um halogênio. Exemplo: cloreto de metileno, clorobenzeno etc. (Código 0.12).

Éteres – Compostos orgânicos que têm como fórmula geral R-O-R1 R-O-Ar ou Ar-O-Ar1, onde R e R1 são radicais alquila e Ar e Ar1 são radicais arila. Exemplo: éter etílico, éter etil-fenílico, éter fenílico etc. (Código O.13). Aminas – Compostos orgânicos que têm como fórmula geral R1 NH2 , R1 R2 NH ou R1 R2 R 3 N, onde R1 R2 R 3 são radicais aquila e/ou arila. Exemplo: metilamina, anilina, etc. (Código O.14). Aldeídos – Com postos orgânicos que têm como fórmula geral R1 – CHO, onde R1 pode ser um radical alquila ou arila. Exemplo: metanal, propanal, benzaldeído, etc. (Código O.15).

A NBR 8094 de 07/1983 – Material metálico revestido e não revestido – Corrosão por exposição à névoa salina – Método de ensaio prescreve o método para execução de ensaios de exposição à névoa salina, em materiais metálicos revestidos e não revestidos. Não especifica o tipo de corpo de prova a ser utilizado e o critério de avaliação dos resultados obtidos. A aparelhagem deve ser constituída por: câmara de ensaio com capacidade mínima de 0,4 m³; reservatório de solução; fonte de ar comprimido; bico (s) pulverizador (es); suportes de corpos de prova; dispositivo para aquecimento da câmara; meios para o controle das condições de operação durante o período do ensaio.

Os detalhes na construção da aparelhagem são opcionais, devendo, no entanto, satisfazer às condições estabelecidas por esta norma; as características de construção podem ser obtidas na ASTM B 117. Todas as partes da aparelhagem que entram em contato com a névoa ou com a solução de ensaio devem ser fabricadas de um material que resista à ação corrosiva da solução ou da névoa, e que não interfira no processo de corrosão.

Na câmara utilizada para este ensaio não deve ser usada outra solução corrosiva, a não ser a especificada nesta norma. A parte superior da câmara deve ter formato adequado, de modo a não permitir que gotas de solução nela porventura acumuladas caiam sobre os corpos de prova em ensaio. Para a execução do ensaio, usa-se uma solução aquosa de aproximadamente 5% de cloreto de sódio (NaCl), preparada pela dissolução de (50 ± 5) g de cloreto de sódio num volume de água que permita a obtenção de 1 L de solução, à temperatura ambiente.

O cloreto de sódio utilizado deve possuir teores de níquel e cobre individualmente inferiores a 0,001% e não conter mais do que 0,3% de impurezas totais. Especial cuidado deve ser dado à composição química do sal, pois este, eventualmente, pode conter substâncias que atuem como inibidores de corrosão. A água utilizada para a preparação da solução deve ser destilada ou desmineralizada.

A solução de ensaio deve ser filtrada, a fim de prevenir a obstrução dos bicos de pulverização, e deve ser pulverizada somente uma vez, não podendo ser reaproveitada. O pH da solução de cloreto de sódio deve ser ajustado, de modo que a solução coletada após a pulverização a 35°C apresente um pH na faixa de 6,5 a 7,2, determinado a (25 ± 2)°C. Para o ajuste do pH, empregar solução diluída de ácido clorídrico (HCl) ou hidróxido de sódio (NaOH), de pureza analítica.

O pH deve ser determinado eletrometricamente com eletrodo de vidro, colorimetricamente, utilizando como indicador azul de bromotimol, ou por meio de papel de pH de faixa estreita que permita leitura de 0,2 ou 0,3 unidade de pH. Como a temperatura afeta o pH de soluções salinas preparadas com água saturada com dióxido de carbono à temperatura ambiente, deve-se fazer o ajuste do pH, utilizando-se um dos métodos seguintes: quando o pH de uma solução salina é ajustado à temperatura ambiente e pulverizado a 35°C, o pH da solução coletada é maior que o da solução original, devido à perda de dióxido de carbono à temperatura mais elevada.

Para evitar isto, tomar cerca de 50 mL da solução preparada à temperatura ambiente, ferver moderadamente por 30 s, resfriar e determinar o pH. Quando o pH da solução é ajustado por este processo, de 6,5 a 7,2, o pH da solução pulverizada, coletada a 35°C, fica dentro desta faixa.

Aquecer a solução salina à ebulição e em seguida resfria-la até 35°C ou aquecer mantendo-a a 35°C por aproximadamente 48 h antes do ajuste do pH; aquecer a água a ser utilizada no preparo da solução a 35°C ou acima desta temperatura, a fim de eliminar o dióxido de carbono e em seguida ajustar o pH. O ar comprimido utilizado para a formação da névoa salina deve estar isento de óleo e impurezas e deve ser mantido a um valor constante de pressão entre 70 kPa (0,7 kgf/cm²) e 170 kPa (1,7 kgf/cm²), com uma flutuação máxima de 0,7 kPa (0,007 kgf/cm²).

Esta flutuação pode ser controlada através de válvula reguladora de pressão. A limpeza do ar comprimido pode ser realizada, fazendo-o passar por separadores convencionais de óleo e de líquidos ou por materiais de limpeza adequados asbestos, alumina ativada ou carvão ativado. Os corpos de prova a serem utilizados, bem como os critérios para avaliação dos resultados, devem ser definidos por normas específicas para o material em estudo.

Os corpos de prova metálicos ou com revestimentos metálicos devem ser limpos adequadamente. O método de limpeza é opcional, dependendo da natureza da superfície e dos contaminantes presentes. Qualquer que seja o método utilizado, não deve comprometer a avaliação dos resultados.

A preparação dos corpos de prova, para avaliação de revestimentos orgânicos, inorgânicos e de conversão química, deve obedecer às normas específicas para o material em ensaio ou ser definida entre fabricante e usuário. Dependendo de acordo entre fabricante e usuário, pode ser efetuado preparo específico de corpos de prova. A fim de se avaliar o desenvolvimento da corrosão dos corpos de prova pintados ou com revestimentos não metálicos, deve ser feito um entalhe que exponha o metalbase.

A dimensão, a localização e as características do entalhe devem estar de acordo com a ASTM D 1654. As bordas expostas após o corte dos materiais revestidos, bem como as áreas contendo marcas de identificação, orifícios ou em contato com suportes, devem ser protegidas com um revestimento que resista às condições do ensaio, como, por exemplo, cera de abelha ou parafina.

Os corpos de prova de controle devem ser armazenados durante todo o período de ensaio em dessecadores ou sacos de polietileno, contendo sílica-gel para manter a umidade relativa inferior a 50%, a fim de evitar o início de corrosão ou seu posterior desenvolvimento. O número de corpos de prova, em cada avaliação, não deve ser inferior a três. O número de corpos de prova de controle deve ser no mínimo um.

Para o tratamento do aço contra a corrosão, a NBR 16733 de 04/2019 – Esquemas de pintura para superfícies de aço galvanizado – Proteção anticorrosiva – Requisitos estabelece os requisitos mínimos para especificação e execução de esquemas de pintura para aplicação em superfícies de aço galvanizado, com revestimento de zinco novo ou envelhecido, visando aumentar a durabilidade das estruturas e dos equipamentos no que diz respeito à proteção anticorrosiva. Essa norma trata de pintura sobre superfícies de aço zincado pelo processo contínuo e não contínuo (batelada) de imersão a quente.

Pode-se dizer que a galvanização por imersão a quente é o processo de galvanização em que o revestimento de zinco e de suas ligas é aplicado mediante imersão do produto, previamente preparado, em banho de zinco fundido. O aço galvanizado novo é a condição em que o revestimento de zinco se encontra com aspecto metálico e sem a presença de produtos de corrosão branca na superfície. O aço galvanizado envelhecido é a condição em que o revestimento de zinco se encontra completamente fosco e com presença de produtos de corrosão branca na superfície, podendo apresentar, também, áreas com pontos de corrosão do aço-carbono (ferrugem).

O aço carbono galvanizado por imersão a quente, quando fabricado para os fins desta norma ou para receber pintura, não pode passar pelo tratamento de passivação ou resfriamento, após a galvanização. Em casos onde o aço carbono galvanizado por imersão a quente já tiver sido passivado, essa camada passivadora deve ser removida. Essa prática visa evitar prejuízos ou falhas nos revestimentos previstos nesta norma.

Em situações onde haja dúvidas com relação à existência ou não da camada passivadora, recomenda-se que seja utilizado um dos métodos descritos nas SSPC-SP 16, ISO 3613 ou ASTM B 201. Não pode ser utilizado cloreto de amônio em aço-carbono galvanizado por imersão a quente pelo processo não contínuo (batelada), com a finalidade de melhorar o escoamento do material galvanizado ao sair da cuba de zinco.

As superfícies de aço galvanizado, apresentando eventuais falhas, como início de corrosão no substrato ferroso, soldas e danos mecânicos, devem ser convenientemente reparadas por metalização (aspersão térmica), com tintas ricas em zinco ou outro processo adequado, de acordo com a ASTM A780. Quando o intervalo máximo entre demãos de tintas for ultrapassado, o procedimento a ser aplicado na demão anterior deve ser aquele indicado pelo fabricante das tintas.

Os diluentes das tintas, bem como o percentual de diluição, em função do equipamento de aplicação, devem ser aqueles indicados pelo (s) fabricante (s) das tintas em seus respectivos boletins técnicos. Nos cordões de solda, cantos vivos, frestas, porcas, arruelas e parafusos, rebites e reentrâncias, as demãos de reforço de cada uma das tintas do esquema de pintura devem ser aplicadas por meio de trincha.

Na medição de espessura seca de cada demão de tinta, deve ser descontada a espessura do revestimento de zinco, que deve ser determinada após a preparação de superfície e antes da aplicação da primeira demão de tinta, conforme estabelecido na NBR 10443. Os esquemas de pintura descritos nesta norma são estabelecidos levando-se em consideração os diferentes tipos de ambiente de exposição a que estão sujeitos.

Para os efeitos desta norma, os ambientes atmosféricos são classificados em seis categorias de corrosividade atmosférica, como descrito nas ISO 12944–2 e NBR 8800, Anexo N. Caso não seja possível a exposição de corpos de prova padrão no ambiente de interesse, a categoria de corrosividade pode ser estimada considerando-se os exemplos típicos de ambientes dados na tabela abaixo.

Os exemplos listados são meramente informativos e podem ocasionalmente conduzir a decisões equivocadas. Somente a medida de perda de massa ou espessura pode, de fato, trazer resultados precisos para uma correta classificação de ambiente. As categorias de corrosividade podem ser estimadas considerando-se o efeito combinado dos seguintes fatores ambientais: tempo de superfície úmida, concentração média de dióxido de enxofre e deposição média de cloreto (ver ISO 9223).

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Para a realização do jateamento abrasivo ligeiro deve-se: lavar o substrato com água corrente para remoção dos sais solúveis provenientes do processo de galvanização antes do jateamento; utilizar manta abrasiva não tecida, de fibras sintéticas, unidas com resina impregnada com mineral abrasivo neste processo; ajustar a pressão no bico do jato entre 40 psi e 60 psi; ajustar o ângulo entre o bico do jato e o substrato entre 30° e 60°. O movimento do bico deve ser rápido, a fim de não remover uma camada excessiva de zinco. Deve-se, também, utilizar, preferencialmente, abrasivos não metálicos. A utilização de abrasivos metálicos fica condicionada ao acordo entre as partes. O perfil de rugosidade deve estar entre 10 μm e 20 μm.

Os substratos muito finos podem sofrer deformações por ação do jateamento abrasivo. Isto pode ser evitado reduzindo a pressão do ar comprimido ou passando o bico do jato abrasivo com mais rapidez na superfície a ser limpa. Para o esquema de pintura tipo II, como tinta de fundo, aplicar uma demão de tinta líquida à base de epóxi, por meio de pulverização, com espessura mínima de 25 μm. Quando consultado, o fabricante da tinta pode recomendar outro tipo de tinta de fundo (epóxi, vinílico ou outra resina) promotora de aderência e espessura da película seca mais adequada ao seu respectivo produto.

Pode-se acrescentar que em ambientes pouco agressivos recomendam-se o uso de primers e acabamentos alquídicos. Em casos onde há necessidade de alto desempenho, o ideal são os planos a base de tintas epóxi e acabamentos poliuretanos.

Muitas estruturas metálicas têm se mantido em pleno uso ao longo do tempo, mesmo quando expostas a condições adversas. Assim, o sucesso de uma proteção depende basicamente de três fatores: da qualificação correta conforme a agressividade do ambiente, da escolha de um sistema de proteção normalizado e do detalhamento do projeto.

No caso específico de edificações, o assunto passa pelo âmbito estético e chega ao funcional, visto que a especificação da correta proteção é tão importante quanto a indicação da cor para cada tipo de uso. O aço submetido a ambientes internos de uma edificação apresenta um risco de corrosão insignificante, aliás, não é necessária proteção.

Por outro lado, uma estrutura exposta a um ambiente agressivo requer proteção definida de acordo com a vida útil planejada para a estrutura. Os sistemas mais comuns são a pintura e a galvanização a quente. O uso da estrutura em aço aparente e sem pintura depende da análise prévia do local e das condições de utilização, sendo imprescindível ciclos alternados de molhamento (chuva e umidade) e secagem (sol e vento).

Também é recomendado que o aço esteja exposto a atmosferas que contenham substâncias químicas que favoreçam sua formação, como o dióxido de enxofre ou anidrido sulforoso (SO2), somente assim haverá a formação da camada de pátina capaz de inibir o processo corrosivo. Os óxidos provenientes de laminação (carepa), resíduos de óleo, graxa e respingos de solda devem ser totalmente removidos de modo a permitir a perfeita formação dessa pátina, processo que, em geral, leva de um a três anos até se completar. Os locais onde há a estagnação da água devem ser evitados. Contudo, se isso não for possível, o ideal é que as estruturas recebam a proteção apropriada a esse tipo de condição.

Enfim, a corrosão é um problema perigoso e extremamente caro. Por causa disso, os prédios e as pontes podem entrar em colapso, oleodutos quebram, há vazamentos em plantas químicas, etc. Contatos elétricos corroídos podem causar incêndios e outros problemas, implantes médicos corroídos podem levar a envenenamento do sangue e a poluição do ar pode causar danos por corrosão a obras de arte em todo o mundo. A corrosão ameaça a eliminação segura 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 de metal são oxidados, danificando toda a superfície. A maioria dos metais é facilmente oxidada: eles tendem a perder elétrons para oxigênio (e outras substâncias) no ar ou na água. Como 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, a 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 nos USA. Parece forte e permanente. Como quase todos os objetos de metal, no entanto, pode se tornar instável, uma vez que reage com substâncias em seu ambiente e se deteriora.

Às vezes, essa corrosão é inofensiva ou mesmo benéfica: a pátina esverdeada que cobre a pele de cobre da estátua protegia o metal por baixo dos danos provocados pelo tempo. Dentro da estátua, no entanto, a corrosão causou sérios danos ao longo dos anos. A estrutura de ferro e a pele de cobre agiam como os eletrodos de uma enorme célula galvânica, de modo que quase metade da estrutura havia enferrujado em 1986, no centésimo aniversário da estátua.

Alguns metais adquirem uma passividade natural ou resistência à corrosão. Isso ocorre quando o metal reage ou corrói o oxigênio no ar. O resultado é um filme de óxido fino que bloqueia a tendência do metal a sofrer uma reação adicional. A pátina que se forma no cobre e o intemperismo de certos materiais de escultura são exemplos disso.

A proteção falha se a película fina for danificada ou destruída por tensão estrutural – em uma ponte, por exemplo – ou raspando ou arranhando. Em tais casos, o material pode repassivar, mas se isso não for possível, apenas partes do objeto serão corroídas. Então, o dano é geralmente pior porque está concentrado nesses locais.

A corrosão prejudicial pode ser evitada de várias maneiras. Correntes elétricas podem produzir filmes passivos em metais que normalmente não os possuem. Alguns metais são mais estáveis em ambientes específicos do que outros e os cientistas inventaram ligas como o aço inoxidável para melhorar o desempenho sob condições específicas.

Alguns metais podem ser tratados com lasers para dar-lhes uma estrutura não cristalina, que resiste à corrosão. Na galvanização, o ferro ou aço é revestido com o zinco mais ativo e isso forma uma célula galvânica onde o zinco corrói, e não o ferro. Outros metais são protegidos por eletrodeposição com um metal inerte ou passivante e os revestimentos não metálicos – plásticos, tintas e óleos – também podem prevenir a corrosão.



Categorias:Normalização, Qualidade

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4 respostas

  1. Muito bom artigo; abrangente

  2. Obrigado por compartilhar! Excelente!

  3. Muito bom esse material..

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