Engenheiro Químico

Páginas: 77 (19150 palavras) Publicado: 17 de junho de 2013
Apostila
de
Degradação e Proteção de Materiais
Prof.Dr. Alain Laurent Marie Robin
EEL-USP

Introdução

Custos devido à corrosão ( inclui custos diretos e indiretos)
Japão
EUA
Brasil

1977
1975
1978

9,2 bilhões US$
70 -

1,8% PNB
4,2% 3,5% -

Em 1975 nos EUA foi estimado que sobre os 70 bilhões US$, 10 bilhões poderiam ter sido
economizados usando métodos adequados como:- materiais adequados
- bons projetos
- métodos de proteção
A corrosão está relacionada à conservação das reservas minerais. Nos EUA, foi estimado em
1965 que era necessária a produção adicional de aço de 40% para repor o aço corroído, o que implica
gastos de energia e de minérios.
Metalurgia: Fe2O3 + energia → Fe
Corrosão :
Fe → Fe2O3 + energia não recuperável
Todos os setores sãoafetados pela corrosão: químico, petrolífero, naval, construção civil,
automobilístico, transportes, communicação, odontologia, medicina...
PORQUE
Todos os meios são corrosivos a um certo grau:
- atmosferas rural, industrial, urbana
- água doce, água do mar
- ácidos minerais, orgánicos, bases
- solos, alimentos, corpo humano
- vapores e gases ( Cl2, NH3, H2S, SO2, O2...)

Danos devido àcorrosão
Perdas econômicas
Diretas
- substituição de peças ( + energia + mão de obra)
- manutenção e operação dos sistemas de proteção ( catódica, anódica, revestimentos,
inibição...)
Indiretas
- paralizações acidentais
- paralizações para manutenção
- perda de produtos
- perda de eficiência ( trocador de calor, motor...)
- contaminação dos produtos
- superdimensionamento
Aparênciaexterna ( carros, prédios, monumentos...)
Contaminação ( efeito ambiental, efeito sobre a sáude...)
Acidentes, Perdas humanas

Algumas vantagens da corrosão
Fabricação de peças difíceis de ser usinadas ( usinagem química)
Decapagem química
Anodização ( Al → Al2O3)
Metalografia ( revelação de microestruturas)

Fatores influindo na escolha de um material
Resistência
à corrosãoDisponibilidade

Custo

Material
Resistência
mecânica

Aparência
Fabricabilidade

Fatores influindo na resistência à corrosão
Eletroquímico

Físico-químico

Resistência
à corrosão

Metalúrgico

Termodinâmico

Classificação da corrosão:
- meio → corrosão úmida ( líquidos)
→ corrosão seca ( vapores, gases)
- morfologia → uniforme
→ localizada
( pites, frestas, intergranular, sobtensão, seletiva, galvánica...)

Aspectos termodinâmicos e eletroquímicos da corrosão
a/ Reações de oxi-redução
- Ataque do Zn em HCl
reação total: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Como os íons Cl- não participam na reação, pode ser escrita da maneira seguinte:
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2
Esta reação pode ser dividida em duas semi-reações:
Zn → Zn2+ + 2e
Oxidação ( reação anódica)
+
2H + 2e → H2
Redução (reação catódica)
Nos processos de corrosão , sempre haverá reações anódicas associadas a reações catódicas. Serão
simultâneas e de mesma intensidade. ( número de elétrons liberados = número de elétrons consumidos)
- Poderá haver mais de uma reação anódica ( ou catódica)
- corrosão de ligas
- corrosão de um metal em soluções ácidas aeradas
2H+ + 2e → H2
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O
A segunda reaçãopode aumentar a corrosão do metal.

b/ Termodinâmica
A termodinâmica indica se uma reação de oxi-redução é possível ou não.
O Cu pode ter dois comportamentos em soluções ácidas:
Cu em HNO3 se corroi segundo a reação:
3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Cu não sofre corrosão em HCl desaerado.
A termodinâmica permitirá explicar estes comportamentos diferentes do cobre em soluções ácidas.c/ Polarização
Qualquer par redox, por exemplo o sistema Zn/Zn2+, é caracterizado por um potencial de
equilíbrio Eeq.
Quando o sistema é deslocado deste equilíbrio, ocorre preferencialmente uma reação anódica
ou catódica. O sistema é dito polarizado.
Esta polarização pode ser:
anódica e ocorre a reação:
Zn → Zn2+ + 2e
ou catódica e ocorre a reação: Zn2+ + 2e → Zn
Esta polarização...
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