Corrosão

Corrosão

Introdução aos fundamentos da corrosão

Do ponto de vista técnico, o termo corrosão refere-se à destruição ou deterioração de uma liga metálica, sob a ação química ou fisico-química, na interface metal-meio, associada ou não a fatores mecânicos. Este fenômeno resulta na passagem de componentes da liga para um estado de combinação com as substâncias agressivas do meio. Em geral, as formas mais comuns de corrosão das ligas metálicas são: corrosão generalizada, corrosão localizada, corrosão sob tensão e corrosão intergranular.

A corrosão generalizada é a degradação uniforme de toda a área da liga metálica exposta ao meio corrosivo. Neste caso, o material possui uma certa homogeneidade microestrutural e o meio corrosivo apresenta-se constante em todo o sistema. Essa forma de corrosão resulta da exposição do material à atmosfera (especialmente em ambientes industriais poluídos), à ambientes marinhos ou à ambientes com concentrações aquosas característicos de indústrias químicas.

Já a corrosão localizada, como o próprio nome indica, refere-se à deterioração de certas regiões preferenciais da superfície do metal. Sabe-se que a espessura, a estabilidade e a eficiência da camada passiva protetora podem variar de acordo com a composição química e com as condições superficiais do material, tanto em termos de acabamento (rugosidade, porosidade, etc.), como de utilização (diferença de aeração, agressividade do meio, etc.). Por este motivo, os metais apresentam regiões mais susceptíveis à corrosão do que outras. Como exemplo de corrosão localizada, podem ser citadas a corrosão por pites (pit corrosion) e a corrosão por fresta (crevice corrosion).

Em presença de tensões mecânicas pode-se ter um dos mais drásticos tipos de destruição de um metal, conhecido como corrosão sob tensão (stress corrosion cracking). Neste caso, apesar das tensões solicitantes estarem bem abaixo do limite de resistência, ocorre um trincamento do metal devido à degradação por ataque corrosivo, o qual pode conduzir à fratura e consequentemente ao colapso da estrutura ou equipamento.

A corrosão pode incidir sobre diversos tipos de materiais, sejam metálicos como os aços ou as ligas de cobre, por exemplo, ou não metálicos, como plásticos, cerâmicas ou concretas. A ênfase aqui descrita será sobre a corrosão dos materiais metálicos. Esta corrosão é denominada corrosão metálica. Dependendo do tipo de ação do meio corrosivo sobre o material, os processos corrosivos podem ser classificados em dois grandes grupos, abrangendo todos os casos deterioração por corrosão:

* Corrosão Eletroquímica.

* Corrosão Química.

Os processos de corrosão eletroquímica são mais freqüentes na natureza e se caracterizam basicamente por:

* Necessariamente na presença de água no estado líquido;

* Temperaturas abaixo do ponto de orvalho da água, sendo a grande maioria na temperatura ambiente;

* Formação de uma pilha ou célula de corrosão, com a circulação de elétrons na superfície metálica.

Introdução Geral

Uma reação eletroquímica é um processo químico heterogêneo (que envolve uma interface sólido/solução) envolvendo a transferência de cargas para ou de um eletrodo, geralmente um metal ou semicondutor. Na Fig.1 está apresentada esquematicamente uma cela eletroquímica em que podem ser identificados o catodo, o anodo e o sentido real do fluxo de elétrons.

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Fig. 1: Corrosão eletroquímica. Reação de oxiredução: Há um deslocamento de elétrons entre os dois locais.

A transferência de carga pode ser um processo catódico no qual uma espécie é reduzida pela transferência de elétrons para o eletrodo. Exemplos deste tipo de reação que ocorre num processo de corrosão inclui:

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Ao contrario, a transferência de carga pode ser um processo anódino onde uma espécie é oxidada pela remoção de elétrons do eletrodo e exemplos deste caso são:

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Um processo eletroquímico só é possível em um sistema que apresente ambas as reações catódica e anódica de forma a se manter um balanço de cargas, isto é, a quantidade de carga envolvida no processo de redução tem que ser a mesma que a envolvida no processo de oxidação.

Qa = Qc

A variação química total na cela é determinada pela adição de duas reações individuais no eletrodo, desta forma a variação química para a eletrólise da água é obtida pela adição das reações (1) e (6), isto é:

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Os processos de corrosão química são, por vezes, denominados corrosão ou oxidação em altas temperaturas. Estes processos são menos freqüentes na natureza, envolvendo operações onde as temperaturas são elevadas.

Tais processos corrosivos se caracterizam basicamente por:

* Ausência da água líquida;

* Temperaturas, em geral, elevadas, sempre acima do ponto de orvalho da água;

* Interação direta entre o metal e o meio corrosivo.

Como na corrosão química não se necessita de água líquida, ela também é denominada em meio não aquoso ou corrosão seca.

Meios Corrosivos e Respectivos Eletrólitos.

* Atmosfera: o ar contém umidade, sais em suspensão, gases industriais, poeira, etc. O eletrólito constitui-se da água que condensa na superfície metálica, na presença de sais ou gases presentes no ambiente. Outros constituintes como poeira e poluentes diversos podem acelerar o processo corrosivo;

* Solos: os solos contêm umidade, sais minerais e bactérias. Alguns solos apresentam também, características