Formas localizadas de corrosão
Os aços carbono
sofrem de corrosão generalizada, onde grandes áreas da superfície
são afetadas. Os aços inoxidáveis na condição passiva
normalmente estão protegidos contra esta forma de ataque,
entretanto pode ocorrer ataque em formas localizadas, resultando em
problemas de corrosão.
A avaliação da
resistência à corrosão num determinado meio, normalmente envolve
uma consideração dos mecanismos da corrosão especifica. Esses
mecanismos são principalmente:
• Corrosão em
frestas
• Corrosão por pite
• Corrosão
intergranular (ou intercristalina)
• Corrosão sob
tensão
• Corrosão
galvânica (bimetálico)
Pode também ocorrer
outro mecanismo relacionado, o que inclui:
• Erosão –
corrosão
• Corrosão por
fadiga
A corrosão localizada
é normalmente associada a ions cloretos em meios aquosos.
As condições ácida
(baixo pH) e o aumento na temperatura contribuem para estabelecer os
mecanismos da corrosão em frestas e por pite. O acréscimo de
tensões de tração, o qual é aplicado pelo carregamento ou de
tensões residuais, proporciona as condições para corrosão sob
tensão. Estes mecanismos estão todos associados com a destruição
localizada da camada passiva.
Uma boa fonte de
oxigênio para toda superfície do aço é essencial para manter a
camada passiva mas os níveis mais elevadas de cromo, níquel,
molibdênio e nitrogenio, todos ajudam, em sua forma particular para
impedir essas formas de ataque.
Resistência a formas
localizadas de corrosão Como regra geral o aumento da resistência
à corrosão pode ser conseguido pela análise através dos aços:
1.4512 a
1.4016 - 409 a 430 - Aumentando o cromo de 11 a 17%
1.4301 -
304 - Adicionando níquel que ajuda a regenerar a camada
passiva se for deteriorada
1.4401 -
316 Adicionando molibdênio reduz a efetividade dos ions
cloreto na destruição localizada da camada passiva
1.4539 e 1.4547
-904L e aços com 6% de molibdênio - Aumentos adicionais de cromo,
níquel e molibdênio resulta em total
melhoria da resistência à corrosão localizada
Os aços dúplex como o
2205 (1.4462 / S31803) são especialmente designados para combater a
corrosão sob tensão pelo balanceamento da estrutura aumentando a
sua resistência mecânica, mas adicionando molibdênio e nitrogênio
aumenta a resistência à corrosão por pite, tornando um benefício
adicional na melhoria da resistência à corrosão sob tensão.
Mecanismos de
corrosão no aço inoxidável
Introdução
Os aços inoxidáveis
são geralmente muito resistente à corrosão e desempenhará de
forma satisfatória na maioria dos ambientes. O limite da resistência
à corrosão de um determinado aço inoxidável depende dos seus
elementos constituintes o que significa que cada aço tem resposta
ligeiramente diferente quando exposta a um ambiente corrosivo.
Assim é necessário um
cuidado para selecionar o mais adequado tipo de aço inoxidável para
uma determinada aplicação. Uma seleção muito cuidadoso do tipo de
aço, bem detalhado e com bom acabamento pode reduzir de forma
significativa a possibilidade do manchado e da corrosão.
Corrosão por Pite
O pite é uma forma
localizada de corrosão que pode ocorrer como resultado da exposição
em ambientes específicos, mais notadamente naqueles com cloretos. Na
maioria das aplicações a extensão do pite provavelmente é só
superficial e a redução da secção de um componente é considerada
desprezível. Entretanto, os produtos da corrosão podem manchar as
peças com aspecto arquitetural. No caso em que o pite possa ser um
pouco tolerável poderia ser aceito para serviços como dutos,
tabulações e estruturas de recipientes. Se há conhecimento de
risco de pite, então será necessário a utilização do aço
inoxidável com molibdênio para rolamento.
Corrosão em fresta
A corrosão em fresta
é uma forma localizada de ataque que iniciou-se pela
disponibilidade de oxigênio extremamente baixa numa fresta. É
provável que seja um problema de soluções estagnadas onde possa
ocorrer o desenvolvimento de cloretos. A gravidade da corrosão em
fresta depende muito da geometria da fresta; quanto mais estreita
(<25 u) e mais profunda é a fresta, mais intensa é a corrosão.
As frestas ocorrem tipicamente entre porcas e arruelas ou em torno
da rosca de um parafuso ou o corpo de um parafuso. As frestas podem
ocorrer também em soldas que falham ao penetrar e depositar abaixo
da superfície do aço.
Corrosão galvânica
(bimetálica)
A corrosão galvânica
(bimetálica) pode ocorrer quando metais diferentes estão em
contato num eletrólito comum (p. ex.: chuva, condensação, etc.).
Se a corrente elétrica flui entre os dois, o metal menos nobre (o
onodo) corroe a uma taxa mais rápida do que se os metais não
estivessem em contato. A taxa de corrosão depende também das
áreas relativa ao contato dos metais, a temperatura e a composição
do eletrólito. Em particular, quanto maior a área do cotodo em
relação ao anodo, maior é a taxa de ataque. As proporções
desfavoráveis de áreas ocorrem provavelmente com os fixadores e as
juntas. Deveria ser evitado os parafusos de aço carbono nos
componentes de aço inoxidável devido a proporção da área do aço
inoxidável para o aço carbono que é grande e os parafusos estarão
sujeitos à ataque agressivo. Inversamente a taxa de ataque de um
componente de aço carbono por um parafuso de aço inoxidável é
muito menor. É normalmente útil extrair de uma experiência
anterior em situações similares porque metais diferentes podem
freqüentemente ser unido de forma segura e sob condições de
condensação ocasional ou umidade com resultados não adversos
principalmente quando condutividade do eletrólito é baixa. A
previsão desses efeitos é difícil porque a taxa de corrosão é
determinada por um número de questões complexas. O uso de tabelas
de potencial ignora a presença de filmes de oxido na superfície e
os efeitos das proporções da área e deferentes soluções
químicas (eletrólito). Entretanto, o uso inadequado destas tabelas
pode produzir resultados incorretos. Eles seriam utilizados com
cuidado e somente para avaliação
inicial. Os aços
inoxidáveis austeníticos normalmente forma o catodo num par
bimetálico
e então não sofre
corrosão. Uma exceção é o par com cobre que deveria ser
normalmente evitado exceto em condições propícias. O contato
entre aços inoxidáveis austeníticos e zinco ou alumínio pode
resultar em alguma corrosão adicional dos dois últimos metais.
Isso é pouco provável que seja significativo estruturalmente, mas o
resultado em forma de pó branco/ cinzento pode ser considerado de
má aparência. A corrosão galvânica (bimetálica) pode ser
evitada pela exclusão da água em detalhe (por ex. pintando ou
drenando sobre a junta do conjunto) ou isolando os metais um do outro
(por ex. pela pintura das superfícies do conjunto dos metais
deferentes). O isolamento em torno das conexões fixadas pode ser
conseguido através de gaxetas de plástico não condutor ou
borracha e arruelas e buchas de nylon e teflon. Este método é uma
particularidade do tempo consumido para efetuar no local e não é
possível estipular o nível necessário da inspeção do local para
verificar que todas as arruelas e buchas foram montados
corretamente. O comportamento geral dos metais em contato bimetálico
em ambientes rural, urbano, industrial e litorâneo é totalmente
documentando no PD 6484 “Comentário sobre a corrosão nos
contatos bimetálicos e seu alívio” (BSI)
Corrosão sob tensão
O desenvolvimento da
corrosão sob tensão exige a presença simultânea de tensões de
tração e fatores ambientes específicos. Isso é incomum em
atmosferas normais internos a um edifício. As tensões não
necessitam serem muito altas em relação ao limite de escoamento do
material e pode ser devido à carga e ou efeitos residuais dos
processos de fabricação tais como soldagem ou dobramento. Devem ser
tomados cuidados quando os componentes de aço inoxidável com
tensões residuais elevadas (por ex. devido ao trabalho a frio) são
usados em ambientes ricos em cloretos (por ex. piscinas cobertas,
marinho, plataforma marítima)
Corrosão geral
(uniforme)
A corrosão geral é
muito menos severa no aço inoxidável do que em outros aços. Isso
ocorre somente quando o aço inoxidável está com o valor do pH <
1,0. As referências são feitas nas tabelas da literatura dos
fabricantes, ou devem ser solicitado a recomendação do engenheiro
de corrosão, quando o aço inoxidável venha a ter contato com
produtos químicos.
Ataque intergranular
e deterioração da solda
Quando os aços
inoxidáveis austeniticos estão sujeitos a aquecimento prolongado
entre 450 – 850ºC, o carbono do aço difunde nos contornos dos
grãos e precipita o carboneto de cromo. Isso remove o cromo da
solução sólida e deixa o teor de cromo mais baixo nas
adjacências dos contornos dos grãos. Os aços nesta condição são
denominados “sensitizados”. Os contornos dos grãos ficam
propensos à ataque preferencial após a exposição num ambiente
corrosivo. Este fenômeno é conhecido como deterioração da solda
quando isso ocorre na zona afetada pelo calor de uma solda. Os tipos
de aço inoxidável que tem um baixo teor de carbono (~ 0,03%) não
ficarão sensitilizados, mesmo para chapas de espessura até 20 mm
quando soldado pelo processo a arco (dando um aquecimento e
esfriamento rápidos). Alem disso, nos processos modernos de aciaria
consegue se normalmente um teor de carbono de 0,05% ou menos nos
aços 304 e 316, assim esses aços não estariam propensos a
deterioração da solda quando for soldado com processo a arco.
Riscos de corrosão
galvânica (bimetálica) no contato com aço galvanizado ou alumínio
Introdução
A corrosão galvanica
pode ocorrer somente quando dois metais deferentes estão em contato
elétrico e ligado com ponte por um líquido eletricamente condutor.
A pilha galvanica produzida pode resultar em corrosão num dos
metais pareados.
Isso pode ser um
problema quando os aços inoxidáveis estão em contato com outros
metais, dependendo das
circunstâncias.
O que é necessário
para montar a corrosão galvânica
Para montar uma pilha
galvanica entre dois materiais condutores (metais ou grafite) os
dois metais deverão ter diferentes potenciais ou ser mais ou menos
“nobre” que o outro.
O metal mais nobre
(catodo) é protegido contra metal menos nobre (anodo) que corroe
com sacrifício.
A tabela abaixo é um
exemplo desse relacionamento “metal a metal” incluindo o grafite
como condutor não metálico.
ANÓDICO (Menos
Nobre)
Magnésio
Zinco
Alumínio
Aço carbono ou
ferro fundido
Cobre e suas
ligas (latão, bronze)
Chumbo
AÇO INOXIDÁVEL
Níquel e suas
ligas (Incoloy 825, Hastelloy B)
Titânio
Grafite
CATÓDICO (Mais
Nobre)
Quanto mais
separado estão os metais, em termos dos potenciais relativo, o maior
tem a força motriz numa pilha. Assim, por exemplo, o aço
inoxidável em contato com o cobre é menos provável correr o risco
do que estar em contato com o alumínio ou aço galvanizado
(revestido com zinco).
Para completar a
pilha, um liquido condutor deve ligar os metais em contato. Quanto
mais o liquido é eletricamente condutor , maior é o perigo de
corrosão.
A água do mar ou sal
carregado de ar úmido é mais arriscado que o contato com
água da chuva ou água
potável.
SE OS METAIS ESTÃO
SECOS A CORROSÃO GALVÂNICA NÃO PODE OCORRER.
Riscos de corrosão
com aço galvanizado em contato com aço inoxidável
aço galvanizado em
contato com aços inoxidáveis não é considerado normalmente com
sério risco de corrosão, exceto possivelmente em ambientes severos
(tipo marinho).
Nessas situações as
precauções tais como as barreiras isolantes são normalmente
considerados adequados para evitar a corrosão galvânica na maioria
das situações práticas.
Riscos de corrosão
do alumínio em contato com aço inoxidável
De acordo com a tabela
de nobreza dos materiais o alumínio e o aço inoxidável juntos
mostram o risco de corrosão galvânica. Com essa combinação a
influência da área superficial relativa na corrosão é
importante.
Uma grande área do
catodo com relação ao anodo acelera a corrosão anódica. Embora o
alumínio sendo anodico com relação ao aço inoxidável, grandes
áreas superficiais relativa do alumínio comparado ao aço
inoxidável pode ser aceitável dependendo das condições do local.
Os fixadores de aço
inoxidável em chapas grossas ou finas de alumínio são
considerados normalmente seguros, enquanto que os rebites ou
parafusos de alumínio prendendo as peças de aço inoxidável é
uma combinação inadequada, assim há o risco prático de corrosão.
Um exemplo de uso
seguro do aço inoxidável junto com o alumínio é onde os
fixadores e parafusos de aço inoxidável são usados para prender a
pista ou parapeitos de ponte de alumínio.
Mesmo sem nenhum
isolamento entre os metais, haverá pouco risco de corrosão.
Em contraste, num
ambiente marinho, uma severa corrosão por pite localizado nos pisos
de alumínio tem sido observado onde parafusos de aço inoxidável
foram usados para fixar os pisos no local.
Na escada de mão
entretanto, os parafusos com arruelas isoladas adequadamente não
mostra nenhum pite circundante ao alumínio.
Isso ilustra o efeito
benéfico do rompimento da corrosão galvanica pelo isolamento dos
dois metais diferentes em casos especiais.
Descoloramento do
aço inoxidável pelos produtos da corrosão.
Os efeitos de
manchamento nos aços inoxidáveis pelos produtos da corrosão do
metal acoplado podem também ter uma saída. O chumbo e o cobre
estão inteiramente junto na tabela de nobreza comparado ao aço
inoxidável e assim o risco de corrosão galvanica é pequena. Se
algum produto da corrosão é removido do aço inoxidável, pode
entretanto resultar em problemas não associados com efeito
bimetálico e assim não são previstos nas tabelas. O cuidado
adicional no projeto evitaria esses problemas de manchamento.
Fonte: http://www.abinox.org.br - Núcleo INOX
Fonte: http://www.abinox.org.br - Núcleo INOX
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