07486919443-2014-09-19-21-09-09-EngInspecao-Corrosao-1a

CONCURSO PETROBRAS E NGENHEIRO ( A ) D E E QUIPAMENTOS J ÚNIOR - I NSPEÇÃO

Corrosão

T F A R D Questões Resolvidas

Q UESTÕES RETIRADAS DE PROV PROVAS DA BANCA CESGRANRIO

Produzido Produzido por Exatas Concursos rev.1a

Introdução

T F A R D

Recomendamos que o candidato primeiro estude a teoria referente a este assunto, e só depois utilize utilize esta apostila. apostila. Recomendamo Recomendamoss também também que o candidato candidato primeiro tente resolver resolver cada questão, sem olhar a resolução, e só depois observe como nós a resolvemos. Deste modo acreditamos que este material será de muito bom proveito. Não será dado nenhum tipo de assistência pós-venda para compradores deste material, ou seja, qualquer dúvida referente às resoluções deve ser sanada por iniciativa própria do comprador, seja consultando consultando docentes docentes da área ou a bibliogr bibliografia. afia. Apenas serão considerad considerados os casos em que o leitor encontrar algum erro (conceitual ou de digitação) e desejar informar ao autor tal erro a fim de ser corrigido. As resoluções aqui apresentadas foram elaboradas pela Exatas Concursos, única responsável pelo conteúdo deste material. Todos nossos autores foram aprovados, aprovados, nos primeiros primeiros lugares, em concursos concursos públicos públicos relativos relativos ao material material elaborado elaborado.. A organização, organização, edição e revisão revisão desta apostila apostila é responsabil responsabilidade idade de nossa equipe. A Exatas Concursos Concursos e todos seus autores não possuem nenhum tipo de vínculo com a empresa CESGRANRIO, CESPE ou qualquer outra banca examinadora. Este material é de uso exclusivo exclusivo do(a) comprador(a) comprador(a).. Sendo vedada, vedada, por quaisquer quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal. Faça um bom uso do material, e que ele possa ser muito útil na conquista da sua vaga.

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Índice de Questões

T F A R D

Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012

Q39 (pág. Q39 (pág. 3), Q43 3), Q43 (pág. (pág. 1), Q44 1), Q44 (pág. (pág. 5), Q45 5), Q45 (pág. (pág. 6), Q48 6), Q48 (pág. (pág. 7), Q49 (pág. Q49 (pág. 8), Q50 8), Q50 (pág. (pág. 9), Q51 9), Q51 (pág. (pág. 10).


Q42 (pág. Q42 (pág. 12), Q43 12), Q43 (pág. (pág. 14), Q44 14), Q44 (pág. (pág. 13), Q45 13), Q45 (pág. (pág. 16), Q46 16), Q46 (pág. (pág. 18), Q47 (pág. Q47 (pág. 20).


Q13 (pág. Q13 (pág. 24), Q14 24), Q14 (pág. (pág. 21), Q15 21), Q15 (pág. (pág. 25), Q16 25), Q16 (pág. (pág. 28), Q17 28), Q17 (pág. (pág. 30), Q18 (pág. Q18 (pág. 32), Q19 32), Q19 (pág. (pág. 33), Q20 33), Q20 (pág. (pág. 35).

Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2006

Q30 (pág. Q30 (pág. 36), Q31 36), Q31 (pág. (pág. 38), Q32 38), Q32 (pág. (pág. 39), Q38 39), Q38 (pág. (pág. 41), Q60 41), Q60 (pág. (pág. 42).

Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2005

Q32 (pág. Q32 (pág. 43), Q33 43), Q33 (pág. (pág. 44), Q35 44), Q35 (pág. (pág. 46), Q74 46), Q74 (pág. (pág. 48), Q76 48), Q76 (pág. (pág. 49), Q77 (pág. Q77 (pág. 50).

Número total de questões resolvidas nesta apostila: 33


Corrosão

T F A R D

Questão 1

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012) orros orro s o um en me meno no pr pres esen ente te em to as as re reas as o processamento petroquímico e pode causar a perda total de uma peça, ou equipamento. Nem sempre a corrosão pode ser evitada, porém, em algumas situações, é possível reverter as condições que irão favorecer a corrosão por meio de um tratamento térmico. Essa situação está normalmente associada à corrosão (A) galvânica (B) uniforme (C) seletiva (D) puntiforme ou por pites (E) por sensitização da solda

Resolução:

O tratamento térmico, dependendo de sua intensidade, geralmente promove uma modificação da microestrutura do aço. Isso altera seu estado de energia interna, normalmente reduzindo-a, como no caso dos tratamentos de normalização e recozimento recozimento.. Um aço com uma alta energia energia interna interna acumulad acumuladaa é mais suscetível tível a sofrer sofrer mudanças mudanças durante durante a sua aplicação aplicação.. Um exemplo exemplo de mudança mudança é a corrosão. Um aço com alta energia interna pode sofrer corrosão com maior facilidade. A classificação da corrosão pode ser feita pelo mecanismo, pela morfologia, por fatores mecânico, mecânico, pelo meio corrosivo corrosivo e pela localização localização do ataque. Dos tipos de corrosão apresentados pela questão, questão, somente um pode ser prevenido com um tratamento térmico. (A) INCORRETA. INCORRETA. Classificada pelo mecanismo, mecanismo, a corrosão galvânica é caracterizada pela diferença de potencial de oxidação e redução entre dois metais distintos distintos que estão em contato elétrico. elétrico. Dessa maneira, a microestrutura microestrutura não


Corrosão

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tem grandes efeitos no processo de corrosão e o tratamento térmico não seria eficiente para controle da corrosão. (B) INCORRETA. INCORRETA. Classificada Classificada pela morfologia morfologia ou pela localização de ataque, a corrosão corrosão uniforme uniforme processa-s processa-see em toda a superfíc superfície. ie. A classific classificação ação pela morfologia não especifica o mecanismo de corrosão, portanto, não é possível dizer que um tratamento tratamento térmico inibiria a corrosão. (C) INCORRETA. INCORRETA. Classificada pelo mecanismo, na corrosão seletiva ocorre o ataque preferen preferencial cial em um material material do que em outro de uma liga. A corrosão corrosão grafítica e a dezincificação são exemplos dessa forma de corrosão. Na grafítica, que ocorre em ferros fundidos, o ferro é corroído enquanto a grafita fica intacta. Na dezincificação, dezincificação, que ocorre em latões (ligas de Cu-Zn), a corrosão é preferencial preferencial no Zn deixando o Cu intacto. Um tratamento tratamento térmico de solubilização ajudaria a evitar áreas ricas em Zn, porém não inibiria a corrosão. corrosão. No caso da corrosão grafítica, um tratamento não seria eficiente, pois havendo grafita na microestrutura do ferro fundido, este fica sujeito a corrosão seletiva.

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(D) INCORRETA. INCORRETA. Classificada Classificada pela morfologia morfologia ou pela localização do ataque, a corrosão por pites ou puntiforme pode ser consequência de uma série de fatores, assim como a corrosão uniforme. (E) CORRETA. CORRETA. A sensitização sensitização é classificada classificada pelo mecanismo mecanismo de corrosão. corrosão. Normalmente, é associada a uma solda, onde regiões distintas do metal experimentam diferentes diferentes condições condições de temperatura. Isso causa uma mudança de fase apenas nas regiões afetadas pelo calor. Em torno do cordão de solda, devido devido à temperatura temperatura elevada, elevada, carbonetos precipitam no contorno de grão do aço criando áreas anódicas e catódicas que provocam a corrosão. Esse processo cesso de corrosão corrosão pode ser eliminado eliminado por um tratame tratamento nto térmico. térmico. O aço é aquecido até uma temperatura em que se consiga a completa solubilização dos carbonetos e resfriado rapidamente. rapidamente. Assim, não há tempo para a precipitação dos carbonetos novamente. 



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Alternativa (E)


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Questão 2

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012) sens t zaç o e aços nox ve s um pro ema sempre presente na soldagem desses materiais. A sensitização pode ser revertida por tratamento térmico por um tempo apropriado com as seguintes condições: (A) temperatura elevada o suficiente para solubilizar os carbonetos de cromo, seguida de resfriamento relativamente rápido. (B) temperatura elevada o suficiente para solubilizar os carbonetos de níquel, seguida de resfriamento relativamente rápido. (C) atmosfera redutora e temperatura elevada o suficiente para reduzir os óxidos de cromo em cromo metálico. (D) atmosfera redutora e temperatura elevada o suficiente para reduzir os óxidos de níquel em níquel metálico. (E) atmosfera oxidante e temperatura elevada o suficiente para oxidar os carbonetos de níquel.

T F A R D Resolução:

A sensitização é um fenômeno de corrosão que ocorre geralmente em aços inoxidáveis e ligas de alumínio. Nesse processo de corrosão, há sempre a precipitação de um composto nos contornos de grão, fragilizando a estrutura do metal. No caso de aços inoxidáveis, acontece a precipitação de carbonetos de cromo nos contornos de grão. Esse cromo precipitado não forma a camada passivadora que protegeria o aço contra corrosão. Assim, há a formação de uma pilha ativapassiva, que torna o aço sensível à corrosão. Em liga de alumínio, esse processo também ocorre pela precipitação de CuAl2 . Em aços inoxidáveis, para que ocorra a precipitação desses carbonetos de cromo, é necessário o aquecimento do aço entre 400 C e 950 C. Normalmente, essas condições de aquecimento são alcançadas pelo processo de soldagem. Durante a soldagem, a região próxima ao cordão de solda (área fundida) atinge essas temperaturas. ◦

◦

Para eliminar essa sensibilização do aço pela precipitação de carbonetos de cromo, pode ser feito um tratamento térmico em condições apropriadas. (A) CORRETA. Como avaliado acima, na sensitização ocorre a precipitação de carbonetos de cromo. Quando o aço é aquecido em temperatura suficiente, ocorre solubilização desses carbonetos. Se o aço for resfriado rapidamente, não há tempo para formar o precipitado nos contornos de grão. Esse procedimento elimina o efeito de sensitização do aço.

Material de uso exclusivo de Danilo Helder De Melo Pereira portador do CPF 074.869.194-43. É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.

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(B) INCORRETA. Os carbonetos precipitados são carbonetos de cromo. (C) INCORRETA. A sensitização ocorre pela formação de carbonetos de cromo. O óxido de cromo é o que forma a camada passiva no aço inoxidável. Transformá-lo em cromo metálico não é interessante, pois é perdida a camada passiva. (D) INCORRETA. A proteção do aço inoxidável é, principalmente, realizada pelo óxido de cromo. A sensitização é causada pela precipitação do carboneto de cromo. Assim, qualquer alteração em possíveis óxidos de níquel não surte efeito sobre a sensitização do aço.

T F A R D

(E) INCORRETA. Conforme dito, são os carbonetos de cromo que provocam a sensitização do aço. 



Alternativa (A) 




Corrosão

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Questão 3

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012) a montagem e equ pamentos n ustr a s, mu tas vezes é imprescindível a união de dois metais totalmente distintos, por exemplo, bronze e aço ao carbono. Essa união favorece um mecanismo muito comum de corrosão denominado corrosão (A) galvânica do aço com oxidação do ferro (B) puntiforme (por pites) do bronze pelo oxigênio (C) por aeração diferencial ( crevice corrosion) do aço (D) por aeração diferencial ( crevice corrosion) do bronze (E) por oxidação do bronze pelo hidrogênio


Metais distintos têm potenciais elétricos diferentes quando comparados com o potencial padrão de hidrogênio. Estando dois metais distintos em contato e imersos em um mesmo eletrólito, ocorre uma diferença de potencial e, consequentemente, uma transferência de elétrons. Essa transferência caracteriza o tipo de corrosão chamada de galvânica. Normalmente, ocorre uma corrosão localizada apenas na região de contato, ocasionando grandes perfurações. Nesse tipo de corrosão ocorre a formação de dois eletrodos: o ânodo e o cátodo. O ânodo é o eletrodo que sofre a oxidação (corrosão), é o metal que está fornecendo elétrons e é aquele que tem potencial de oxidação maior. Já o cátodo é aquele que sofre redução, é o metal que está recebendo os elétrons e tem potencial de oxidação inferior. Comparando os potenciais de oxidação, pode se determinar qual dos metais sofre a corrosão. O potencial do aço pode ser considerado como sendo o do ferro, que é de +0,44 V. O potencial de oxidação do cobre é de -0,52 V. Para o caso apresentado, o metal que sofre oxidação é o aço, ou seja, que é corroído. Assim, a corrosão é do tipo galvânica e o aço sofre oxidação. 







Alternativa (A)


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Questão 4

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012) corros o por aeraç o erenc a um mecan smo especialmente importante nos processos de corrosão de flanges, que somente opera com algumas condições. Uma dessas condições é a presença de um(a) (A) eletrólito e dois metais distintos (B) eletrólito com composição variável de um sal (C) eletrólito com composição uniforme de um sal (D) concentração variável de oxigênio em um eletrólito (E) concentração uniforme de oxigênio em um eletrólito


A corrosão por aeração diferenciada ocorre quando um mesmo metal está inserido em um eletrólito que possui diferentes teores de gases dissolvidos. Frequentemente, esse gás é o oxigênio. A diferença de concentração do oxigênio causa uma diferença de potencial, onde a região com maior quantidade de oxigênio é o cátodo e a região com menor concentração é o ânodo. (A) INCORRETA. Um eletrólito com dois metais distintos ocasiona a corrosão galvânica. Nesse caso, como são dois metais diferentes, a diferença de potencial responsável pela corrosão é proveniente do potencial de oxidação de cada metal. (B) INCORRETA. Um eletrólito com composição variável de um sal causa a corrosão conhecida como corrosão de concentração iônica. Nesse tipo de corrosão, a diferença de potencial é gerada pelas diferentes concentrações de íons no eletrólito.

(C) INCORRETA. Um eletrólito uniforme em sua concentração, em contato com único metal, não provoca uma diferença de potencial para causar a corrosão. (D) CORRETA. Conforme mencionado acima, a diferença de concentração de oxigênio em um eletrólito causa uma diferença de potencial provocando a corrosão. (E) INCORRETA. Com concentração uniforme de oxigênio no eletrólito, não há diferença de potencial para causar a corrosão. Salvo no caso de metais distintos, na qual se tem a corrosão galvânica. 

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



Alternativa (D)


Corrosão

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Questão 5 Al+3 + 3e−1 Zn+2 + 2e−1 Fe+3 + 3e−1 2H+1 + 2e−1 Cu+2 + 2e−1 Fe+3 + e−1 Ag+1 + e−1 Au+1 + e−1

= = = = = = = =

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012) Al −1,662 Zn −0,763 Fe −0,037 H2 0,000 Cu 0,337 Fe+2 0,771 Ag 0,7991 Au 1,692

A tabela de potenciais de redução é muito útil para avaliar a possibilidade de oxidação de metais distintos, unidos eletricamente e imersos em um el etrólito. A tabela acima fornece alguns valores para diferentes si stemas de oxidação. Sendo assim, empregando-se essa tabela, verifica-se que

T F A R D (A) hidrogênio não favorece a oxidação de nenhum metal. (B) alumínio e cobre favorecem a oxidação do ferro metálico. (C) zinco e cobre favorecem a oxi dação do ferro metálico. (D) prata e alumínio favorecem a oxidação do ouro metálico. (E) prata e cobre favorecem a oxidação do ferro metálico.

Resolução:

Conforme informado pela questão, os potenciais indicados são de redução, isto é, os valores apresentados determinam qual metal sofre redução preferencialmente em relação a outro. Estando dois elementos em contato elétrico e imersos em um mesmo eletrólito, sofre redução aquele que apresenta maior potencial de redução. Por outro lado, sofre oxidação aquele elemento com menor potencial. Assim, para saber qual elemento oxida outro, basta avaliar os potenciais de redução apresentados. (A) INCORRETA. O hidrogênio tem maior potencial de redução (0,000) em relação ao potencial do ferro (-0,037), zinco (-0,763) e alumínio (-1,662), logo ele favorece a oxidação desses metais. (B) INCORRETA. O alumínio tem menor potencial de redução (-1,662) que o ferro (-0,037), portanto ele favorece redução do ferro. O cobre (0,337) tem potencial de redução maior que o ferro (-0,037), por isso ele favorece a oxidação do ferro.

(C) INCORRETA. O zinco também tem menor potencial de redução (-0,763) em relação ao ferro (-0,037), de modo que ele favorece a redução do ferro. O cobre favorece a oxidação. (D) INCORRETA. Tanto a prata (0,7991) quanto o alumínio (-1,662) possuem potencias de redução menor que o ouro (1,692), assim os dois metais favorecem a redução do ouro.


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(E) CORRETA. Tanto a prata (0,7991) quanto o cobre (0,337) têm potencial de redução maior que o ferro (-0,037), dessa maneira os dois metais favorecem a oxidação do ferro. 







Alternativa (E)

Questão 6

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012)

T F A R D ue con ç es s o necess r as para a pass vaç o e um aço nox

ve austen t co

-

(A) Formação de um fino filme de Cr 2O3 e presença de oxigênio (B) Formação de um fino filme de Cr 2O3 e presença de nitrogênio (C) Formação de um fino filme de Cr 2O3 e formação de um fino filme de Fe 2O3 (D) Formação de um fino filme de Fe 2O3 e presença de oxigênio (E) Formação de um fino filme de Fe 2O3 e presença de nitrogênio

Resolução:

A passividade é um fenômeno que ocorre em metais, na qual uma fina camada de óxido aderente e impermeável é criada na superfície do metal. Essa camada protege o metal de novas oxidações por ser quimicamente estável. No aço inoxidável, a presença do elemento cromo proporciona uma camada passivadora aderente causada pela formação do óxido C r2 O3 . A formação desse óxido só ocorre na presença de oxigênio. No aço comum ao carbono ou no ferro, quando oxidado, a camada formada é extremamente frágil e quebra com muita facilidade. Isso abre caminho para novas oxidações. O F e2O3 é formado e ele prejudica a passivação do aço. Isso, porque o F e2 O3 é extremamente poroso e favorece a entrada de oxigênio em regiões que ainda não foram oxidadas, aumentando continuamente a camada de óxido. Logo, a ALTERNATIVA (A) é a correta, pois menciona a formação da camada de óxido de cromo Cr2 O3 e a necessidade da presença do oxigênio para o caso do aço inoxidável. 







Alternativa (A)


Corrosão

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Questão 7


Sob que condições, a proteção com anodo de sacrifício do casco de um barco feito de aço será eficaz? (A) Empregar um material mais oxidável que o ferro, por exemplo, zinco, e prender esse material abaixo da linha d’água, mantendo-o isolado eletricamente do aço do casco. (B) Empregar um material mais oxidável que o ferro, por exemplo, zinco, e prender esse material acima da linha d’água, empregando um bom contato elétrico com o aço do casco. (C) Empregar um material mais oxidável que o ferro, por exemplo, zinco, e prender esse material abaixo da linha d’água, empregando um bom contato elétrico com o aço do casco. (D) Empregar um material menos oxidável que o ferro, por exemplo, cobre, e prender esse material abaixo da linha d’água, empregando um bom contato elétrico com o aço do casco. (E) Empregar um material menos oxidável que o ferro, por exemplo, cobre, e prender esse material acima da linha d’água, empregando um bom contato elétrico com o aço do casco.


A proteção de um navio por um ânodo de sacrifício baseia-se no mecanismo de proteção catódica. Nesse mecanismo, um metal é protegido da corrosão quando se sacrifica outro, numa corrosão galvânica. Na corrosão galvânica, a definição de qual metal será o ânodo e qual o cátodo é baseada pelos potencias de oxidação/redução. Utilizando a tabela de potenciais de redução dada pela questão na pág. 7, nota-se que apenas o Zn e o Al têm potencial de redução inferior ao Fe (ferro metálico). Então, esse dois metais se comportam como ânodo quando formam uma pilha galvânica com o Fe. Outros dois fatores importantes para ocorrer a corrosão galvânica são a presença do eletrólito e o contato metálico entre os dois metais. O eletrólito é normalmente um líquido contendo íons que são transportados do ânodo para o cátodo. Sem o eletrólito não há solução para transporte dos íons e, portanto, não há corrosão. A ligação metálica entre os dois metais se faz necessária para que haja um circuito e possa haver a passagem de corrente elétrica. A ALTERNATIVA (C) está correta. Primeiramente, deve-se utilizar um metal mais oxidável que o ferro (casco do barco). O emprego do Zn, como ânodo de sacrifício, está correto, pois o mesmo tem potencial de redução inferior ao do Fe. Isso torna o zinco mais oxidável que o ferro. No caso do uso de Cu, como proposto pelas alternativas (D) e (E), haveria uma inversão dos eletrodos, o ferro seria o ânodo sofrendo a corrosão. Deve-se também ter o contato elétrico eficiente entre os dois eletrodos para que haja a passagem de corrente. O ânodo de sacrifício deve ser colocado abaixo da linha da água, assim a água servirá de eletrólito para o sistema, e a corrosão galvânica será possível. 







Alternativa (C)


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Questão 8


T F A R D Disponível em: . Acesso em: 04 mar. 2012. Adaptado.

O Diagrama de Pourbaix do sistema Cobre-H 2O está apresentado na figura acima. Esse diagrama é muito empregado para estabelecer as condições de corrosão do cobre quando imerso em um meio aquoso, em função do potencial elétrico do cobre relativo ao eletrodo de hidrogênio, Eh, e do pH da solução.

A partir da leitura do diagrama, verifica-se que o cobre metálico (A) forma um óxido para pH = 3 e Eh = −0,4. (B) se dissolve na solução para pH = 10 e Eh = 0. (C) se dissolve na solução para pH = 3 e Eh = 0. (D) se dissolve na solução para pH = 3 e Eh = 0,4. (E) não forma hidróxido para pH = 10 e Eh = 0,4.

Resolução:

O diagrama de Pourbaix é muito utilizado não somente para determinar as condições de corrosão do cobre em meio aquoso, mas também de qualquer outro metal em meio aquoso. No diagrama são relacionados o potencial de um eletrodo (em relação ao potencial padrão de hidrogênio) com o pH de uma solução aquosa. Ele serve para prever em quais condições o metal sofrerá corrosão, imunidade ou passividade. Neste gráfico é possível prever diferentes formas de interação do metal com o meio aquoso dependendo das condições de pH. O metal pode ficar em estado metálico, dissolver-se em íons metálicos ou formar óxidos e hidróxidos. As reações que só dependem do pH são representadas por linhas contínuas paralelas ao eixo das ordenadas. As reações que só dependem do potencial, por linhas horizontais, paralelas ao eixo das abscissas. As reações que dependem de ambos são representadas por linhas inclinadas. Elas delimitam a predominância na formação dos compostos que estão indicados em cada região do diagrama. As linhas pontilhadas paralelas inclinadas apresentadas no diagrama do


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enunciado representam o equilíbrio termodinâmico da água. Elas determinam em que condições a água irá se decompor, seja por oxidação ou por redução. Para se determinar o que irá acontecer com o metal em certas condições, basta cruzar os parâmetros citados e verificar qual composto é formado. Assim, cada alternativa foi representada no diagrama.

T F A R D ( ) -----------------( ( ) -----------------( ) D

-

E)

C

------------------ (A)

B

-

3

(A) INCORRETA. Nota-se pelo diagrama que nessas condições, pH = 3 e Eh = -0,4, o cobre é imune, ou seja, permanece no seu estado metálico e não se oxida. (B) INCORRETA. Observando o diagrama, nota-se que nessas condições, pH = 10 e Eh = 0, o cobre sofre a transformação para o C u2 O(s). Esse composto é insolúvel em água, ou seja, o cobre torna-se passivo e não se dissolve.

(C) INCORRETA. Para essa condições, pH = 3 e Eh = 0, o cobre é imune, não há corrosão, ou seja, dissolução. O cobre permanece no estado metálico. (D) CORRETA. Nessas condições, pH = 3 e Eh = 0,4, há a formação dos íons Cu2+ , ou seja, o cobre sofre dissolução e, portanto, corrosão. (E) INCORRETA. Nessas condições, pH = 10 e Eh = 0,4 ocorre a formação do hidróxido de cobre Cu(OH )2(S ). Também é insolúvel em água, o que torna o cobre passivo. 



Alternativa (D) 




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Questão 9

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2011) ma c apa o revest a por me o o processo e asperção térmica para proteger seu ambiente de trabalho mecânico da exposição à agua salinizada. Uma determinada região da chapa, durante o uso, apresentou deterioração por corrosão mais severa que o restante da superfície exposta, como consequência de uma falha de aplicação do revestimento metálico. Essa forma de deterioração é denominada corrosão (A) uniforme. (B) localizada. (C) seletiva. (D) aspergida. (E) por paridade.


O processo de aspersão térmica, que também é conhecido por metalização, consiste em vaporizar um metal e aspergi-lo sobre a superfície que se quer proteger obtendo um revestimento metálico. Uma falha localizada na aplicação do revestimento causaria uma corrosão galvânica. A corrosão acontece porque há uma diferença de potenciais entre o metal base e o metal aspergido, na qual a água salina presente funciona como eletrólito. Essa corrosão seria somente no local onde se formou a micropilha galvânica, ou seja, localizada. No entanto, essa falha na aplicação só se torna um problema grave quando o metal do revestimento se comporta como cátodo e o metal base como ânodo. Desse modo, se teria uma grande área catódica e uma pequena anódica. Caso o metal base funcione como cátodo e o revestimento como ânodo, a falha na aplicação não seria grande problema. Nesse caso, superfície seria corroída deixando a estrutura intacta. (A) INCORRETA. Uma corrosão uniforme ocorre em toda a peça analisada. No caso mencionado, a corrosão aconteceu somente no ponto onde se teve a falha. (B) CORRETA. Conforme avaliado acima, a corrosão aconteceu somente no ponto onde se teve a falha na aplicação do revestimento metálico.

(C) INCORRETA. A corrosão seletiva acontece quando um elemento é preferencialmente corroído em relação a outro presente na liga. A corrosão grafítica, que ocorre em ferros fundidos, e a dezincificação, que ocorre em ligas de Cu-Zn, são exemplos de corrosão seletiva. (D) INCORRETA. Não representa uma forma de corrosão. (E) INCORRETA. Não representa uma forma de corrosão.









Alternativa (B)


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Questão 10

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2011) m os t pos e corros o quanto ao en meno envo v o é denominado corrosão por célula oclusa. Considere as situações a seguir e analise-as quanto à sua classificação. I

- Entre uma chapa metálica e um anel de vedação

de borracha, que se degradou com o uso, formou-se uma região com umidade e pouca aeração, ocorrendo corrosão a partir de uma pilha galvânica entre a região aerada da chapa (catódica) e a não aerada (anódica). II - Em uma peça metálica, formou-se um depósito isolado de restos de pintura sobre uma das superfícies expostas a uma solução salina, ocorrendo a corrosão em função da diferença de potenciais entre a região sob o depósito de pintura e a região sem depósito. III - Uma cavidade, em formato de fenda longilínea, é perpendicular à superfície exposta a uma solução, sendo que a pilha galvânica veio a se formar entre a região oclusa da peça e a solução aquosa que se aloja no interior da fenda.

T F A R D É(São) correta(s) a(s) situação(ões) (A) I, apenas. (B) III, apenas. (C) I e II, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III.

Resolução:

A corrosão por célula oclusa pode ser definida como sendo um fenômeno que está associado a uma diferença de potencial eletroquímico. Regiões com concentrações diferentes de oxigênio ou íons, regiões com acesso restrito ao eletrólito causam uma difusão restrita. Essas heterogeneidades propiciam uma diferença de potencial eletroquímico, que provoca a corrosão. Normalmente, são formadas pilhas de aeração diferenciada e pilhas de concentração. Visto isto, é possível saber quais das afirmativas estão corretas. I. VERDADEIRA. O anel de vedação de borracha causa um isolamento na área de vedação, dificultando a introdução de oxigênio. Logo, aparecerá uma pilha por aeração diferenciada. A região sob o anel de vedação tem menos oxigênio (não aerada) e se comporta como um ânodo (sofrendo a corrosão), já a região ao redor do anel, tem mais oxigênio e se comporta como cátodo (sofre redução).

II. VERDADEIRA. O depósito de restos de pintura proporciona o mesmo efeito


Corrosão

14

do anel de vedação da afirmativa (I). Ocorre uma aeração diferenciada entre a região sob o depósito e a região sem depósito. Forma-se assim uma diferença de potencial e, consequentemente, uma corrosão. III. FALSA. Em uma fenda, a pilha se forma por uma aeração diferenciada. A pilha galvânica se forma quando há dois metais distintos, imersos no mesmo eletrólito e ligados eletricamente. Na pilha criada na fenda, a diferença de potencial ocorre entre a região da fenda e a região na borda da fenda devido   à concentração de oxigênio diferenciada.

T F A R D

Alternativa (C)



Questão 11




A energia que os átomos reagentes requerem para iniciar uma reação é chamada de energia livre de ativação. Observando o gráfico acima, que relaciona a energia livre com a distância do ponto até a superfície exposta a um solvente polar, como a água, conclui-se ser INCORRETO considerar que (A) um íon ou átomo pode ser empurrado para fora do poço de energia, na superfície metálica, formando um metal inônico em equilíbrio com o íon Mn+, caso haja energia suficiente disponível. (B) a curva de energia apresentada é chamada de curva de Morse. (C) a superfície metálica apresenta um segundo poço de energia, chamada de energia de solvatação, sendo que essa região corresponde ao estado onde o íon metálico está cercado por uma gaiola de, geralmente, quatro ou seis moléculas de água. (D) a reação de redução do metal ocorre pela fuga iônica da superfície metálica. (E) a região do segundo poço de energia pode apresentar estruturas, como íons complexos ou moléculas, tais como: hidroxila ou amônia, estruturas chamadas de ligantes.


Corrosão

15

Resolução:

O gráfico apresentado no enunciado demonstra a energia de ativação para que ocorra a oxidação da superfície de um metal em uma solução aquosa. Notamse dois estágios com baixa energia. O primeiro estágio com baixa energia é a superfície metálica, nela os átomos estão ligados entre si por ligações metálicas, que é uma ligação estável. Distanciando-se da superfície tem-se um pico de energia no ponto x 1 . Esse pico de energia é a energia necessária para a formação do íon metálico M n+ . Em uma distância ainda maior, no ponto x2 , a energia volta a ser baixa, indicando uma estabilidade para o íon metálico. Sobre as considerações acima é incorreto afirmar:

T F A R D

(A) CORRETO. Se a energia fornecida a superfície for suficiente para atingir o pico de energia indicado pelo ponto x1, ocorrerá a formação do íon metálico M n+ . (B) CORRETO. A curva de Morse representa a estabilidade energética entre dois compostos (átomos, íons, moléculas) em função da distância entre eles.

(C) CORRETO. A solvatação é o processo pelo qual o íon metálico M n+ atrai as moléculas de água. Essa atração acontece pela carga positiva do íon e o pólo negativo da molécula de água formado pelo átomo de oxigênio. Assim, as moléculas reduzem a energia livre do íon formando o segundo poço no diagrama. (D) INCORRETO. A reação de redução é o oposto da apresentada sendo M n+ + ne → M . −

(E) CORRETO. Esse fenômeno é chamado de complexação, no qual ocorre uma atração eletrostática entre os íons metálicos e um agente quelante (ligantes). Esse processo é somente de atração, não há transferência de elétrons, por isso são formados íons complexos. Ocorre uma queda da energia do íon metálico, que é representada pelo segundo poço de energia. As hidroxilas (OH ) e/ou amônia (N H 3 ) funcionam como agente quelantes. −









Alternativa (D)


Corrosão

16

Questão 12

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2011) pro uç o a errugem na gua

um exemp o comum

de oxidação de peças metálicas em aço-carbono. O processo ocorre em duas etapas: na primeira, o Fe é transformado em Fe(OH) 2, e, na segunda, em Fe(OH) 3. As equações de reação abaixo foram apresentadas sem os coeficientes estequiométricos. Fe2+ + (OH)−

Fe + O2 + H2O

Fe (OH)2 + O2 + H2O

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Sabe-se que, para um gás ideal, 1 mol equivale a

T F A R D 6,02 x 1023 moléculas e 22,4 L nas CNTP. Após realizar o

correto balanço das equações desse processo corrosivo,

conclui-se que, para produzir 10 mols de Fe(OH) 3, nas CNTP, é necessário consumir (A) 5 mols de Fe(OH) 2 (B) 10 mols de O 2 (C) 84 L de O 2

(D) 112 L de H 2O (E) 168 L de O 2

Resolução:

Dado as reações para a oxidação do ferro em uma peça de aço, é necessário balanceá-las para se determinar a quantidade necessária de cada composto para a formação de 10 mols de F e(OH )3 . (1) Balanceando a segunda reação para a formação de 10 mols de F e(OH )3 : (a)F e(OH )2 + ( b)O2 + ( c)H 2 O

•

→

10F e(OH )3

Balanceamento do Fe:

a = 10

•

Balanceamento do H:

(a × 2) + (c × 2) = (10 × 3) 20 + 2c = 30 c = 5

•

Balanceamento do O:

(a × 2) + (b × 2) + (c) = (10 × 3) 20 + 2b + 5 = 30 5 b = 2


Corrosão

17

(2) Balanceando a primeira reação: Nessa reação, pode-se omitir a fase intermediária, que consiste na reação iônica entre F e+2 e ( OH ) . A reação intermediária não interfere na formação do produto. Assim, temos: −

(d)F e + ( e)O2 + ( f )H 2 O → (a)F e(OH )2 •

Substituindo o coeficiente (a), que já havia sido determinado no primeiro balanceamento: (d)F e + (e)O2 + ( f )H 2O

→

10F e(OH )2

T F A R D •

Balanceamento do Fe:

d = a = 10

•

Balanceamento do H:

(2 × f ) = (10 × 2) f = 10

•

Balanceamento do O:

(2 × e) + ( f ) = (10 × 2) 2e + 10 = 20 e = 5

Determinados os coeficientes, temos as reações balanceadas. Primeira reação:

10F e + 5 O2 + 10 H 2 O → 10F e(OH )2

Segunda reação:

5 10F e(OH )2 + O2 + 5 H 2O 2

→

10F e(OH )3

Com essas informações, é possível analisar as alternativas e determinar qual a quantidade de cada composto que é necessária para a formação de 10 mols de F e(OH )3. (A) INCORRETA. São necessários 10 mols de F e(OH )2 , conforme determinado pelo coeficiente (a). (B) INCORRETA. São necessários 152 mols de O2 , 5 mols da primeira reação e


Corrosão

18

mais 25 mols da segunda reação. (C) INCORRETA. Conforme informado, 1 mol de um gás ideal corresponde a 22,4 L nas CNTP. Foi considerado que as reações também ocorrem nas CNTP, logo a quantidade em litros de O 2 que é necessária é de 168 L. (D) INCORRETA. A água (H 2 O) da reação está no estado líquido. Sabe-se que a água tem 18g/mol e que a densidade da água é de 1g/ml. São necessários 15 mols de água, os quais ocupam 270 ml.

T F A R D

(E) CORRETA. Conforme analisado na alternativa (C), o volume de O2 necessário para a formação de 10 mols de F e(OH )3 é de 168 L.   Alternativa (E)



Questão 13




Ao observar o diagrama de Pourbaix isotérmico acima para um metal A (cujos coeficientes m, n, p, q, r e s são valores inteiros que generalizam o gráfico), conclui-se que a passivação desse metal ocorre na(s) região(ões) (A) 1, onde o potencial do eletrodo é muito baixo e não é possível haver reação com o meio, ficando imune. (B) 2 e 3, onde as reações são possíveis com a presença de íons metálicos livres que podem formar uma superfície protetora com a ligação a outros átomos. (C) 4 e 5, com potenciais mais altos, e pH, mais alcalinos, nas quais o material forma uma camada de óxido que o protege do meio corrosivo. (D) 6, onde as reações ocorrem com a formação de hidróxidos estáveis e protetores, causando baixa corrosão e camada passiva. (E) representadas pelas retas contínuas entre os domínios que correspondem às condições de equilíbrio das reações.


Corrosão

19

Resolução:

O diagrama de Pourbaix é usado para determinar em quais condições de potencial de eletrodo e pH do meio aquoso que o metal sofre imunidade, oxidação (ionização) ou passivação. A passivação é um fenômeno que ocorre em metais pela formação de uma camada fina de óxido que protege o metal de novas oxidações. Essa camada é extremamente estável, homogênea e insolúvel. Dado o diagrama de Pourbaix:

T F A R D

Analisando o diagrama, nota-se que somente nas regiões 4 e 5 há a formação de óxidos, respectivamente, AnO p e Am Oq . Esses óxidos são responsáveis pela passivação do metal. Nas regiões 2, 3 e 6 há a formação de íons, que são solúveis em água. Nessas regiões, ocorre a corrosão do metal. Na região 1, o metal é imune às condições de potencial e pH. Assim, a alternativa que representa as regiões onde é possível ocorrer a passivação do metal é a ALTERNATIVA (C). 







Alternativa (C)


Corrosão

20

Questão 14

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2011) Uma pilha eletrolítica em curto-circuito, fora da situação de equilíbrio, é dita polarizada. O deslocamento de cada potencial do eletrodo do seu valor de equilíbrio é chamado de polarização, e a magnitude é chamada de sobrevoltagem. Nessa perspectiva, analise as afirmativas a seguir. I

- A

sobrevoltagem na polarização por ativação é diretamente proporcional à densidade de corrente. A sobrevoltagem na polarização por concentração é inversamente proporcional ao número de elétrons associados à ionização de cada átomo metálico. Na polarização combinada por ativação e concentração, a sobrevoltagem é maior na polarização por ativação do que na polarização por concentração para reações de redução.

II

-

T F A R D III

-

Está correto o que se afirma em (A) I, apenas. (B) II, apenas. (C) I e II, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III.

Resolução:

I. FALSA. De acordo com a lei de Tafel, que verificou empiricamente a equação deduzida por Butler - Volmer, a sobrevoltagem é proporcional ao logaritmo da densidade de corrente: η = a + b log i

Onde η é a sobrevoltagem, a e b são constantes de Tefel e i a densidade de corrente.

II. VERDADEIRA. A Equação de Nermst define exatamente a variação do potencial de um eletrodo em função das concentrações iônicas em volta o eletrodo. A equação é representada abaixo: E = E

◦

±

RT a Est.Red ln nF aEst.Oxi

Onde: E = potencial observado; E = potencial padrão; R = constante dos gases perfeitos; T = temperatura (Kelvin); n = número de elétrons envolvidos; F = constante de Faraday; aEst.Red = atividade do estado reduzido do eletrodo; aEst.Oxi = atividade do estado oxidado do eletrodo. ◦

Nota-se que o novo potencial (E ) é inversamente proporcional ao número de elétrons envolvido (n). O elétron é proveniente das ionizações de cada metal.


Corrosão

21

III. VERDADEIRA. Em uma pilha eletrolítica, devido à tensão externa imposta no circuito, as reações de redução no cátodo são caracterizadas por: 2H 2 O + 2 e

−

1 2

→

(em meio não aerado)

H 2 + 2 OH

−

H 2 O + O2 + 2 e

−

→

2OH

−

(em meio aerado)

A polarização por ativação ocorre justamente pela adsorção de íons H + na superfície metálica, que se reduzem posteriormente para H 2 . O íon H + surge em um estágio intermediário da reação em meio não aerado. Na polarização por concentração, é necessário que exista uma deficiência dos cátions metálicos (M + ) na superfície do cátodo. Como o caso mencionado é de uma pilha eletrolítica, na qual há uma tensão externa imposta nos eletrodos, ocorre com maior facilidade a produção de íons H + pela eletrólise da água do que a formação dos íons M +. Esse fato favorece a polarização por ativação, ou seja, uma sobrevoltagem maior pela ativação do que pela concentração.

T F A R D 







Alternativa (D)

Questão 15

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2010) Uma chapa, utilizada como um dos elementos de um equipamento, foi inspecionada e alguns tipos de corrosão foram identificados na sua superfície externa de maior dimensão. Nessa superfície podem ter sido identificados alguns tipos de corrosão, EXCETO a corrosão (A) alveolar. (B) puntiforme. (C) intergranular. (D) por esfoliação. (E) filiforme.

Resolução:

Várias são as formas de corrosão que podem ser observadas na superfície de uma chapa. Normalmente essas formas de corrosões são observadas a olho nu. Geralmente são classificadas por sua forma. Nas formas de corrosão apresentadas pela questão, apenas uma não pode ser observada na superfície do metal. (A) INCORRETA. A corrosão do tipo alveolar pode ser observada na superfície de


Corrosão

22

uma peça sob a forma sulcos ou escavações similares a alvéolos. Apresentase com um fundo arredondado e com profundidade menor que o diâmetro.

Corrosão Alveolar

T F A R D GENTIL, Vicente, Corrosão, 1996.

(B) INCORRETA. A corrosão puntiforme também pode ser observada na superfície de uma peça. Esse tipo de corrosão é conhecido por corrosão por “pites”. Apresenta-se na forma de pequenas cavidades com profundidade maior que o diâmetro.

Corrosão por pites (puntiforme)

GENTIL, Vicente, Corrosão, 1996.

(C) INCORRETA. A corrosão intergranular ocorre quando o contorno de grão de um metal policristalino se torna mais reativo que o interior dos grãos. Assim, ocorre uma corrosão somente entre os grãos. Pode ser observada na superfície conforme ilustração a seguir.

Corrosão intergranular

(D) CORRETA. A esfoliação é um tipo de corrosão subsuperficial. Ela inicia na superfície, porém se espalha para baixo da superfície. O ataque corrosivo acontece em inclusões ou segregações que foram alongadas por trabalho


Corrosão

23

mecânico em planos paralelos à superfície. A figura abaixo compara a corrosão uniforme (esquerda) com a corrosão por esfoliação (direita).

Corrosão por esfoliação


T F A R D

(E) INCORRETA. A corrosão filiforme se processa em finos filamentos apenas na superfície. Não ocorre em profundidade e se propaga em diferentes direções. Ocorre, normalmente, em superfícies que foram pintadas ou revestidas por outro metal devido à fratura do revestimento.

Corrosão Filiforme










Alternativa (D)


Corrosão

24

Questão 16

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2010) A classificaç o dos mecanismos de corros o envolve a localização e a natureza dos danos na estrutura. A corrosão seletiva é aquela que (A) pode ser encontrada nas regiões da peça submetidas a uma temperatura maior que a temperatura de recristalização. (B) retira um dos elementos de uma liga de peça metálica. (C) é utilizada para proteger um dos metais, adicionando um elemento de sacrifício. (D) ocorre por ação de fluidos sobre a superfície da peça. (E) ocorre em apenas um dos elementos mecânicos de um equipamento.


No processo de corrosão seletiva, um dos elementos da liga é corroído preferencialmente em relação a outro, ficando intacto o elemento não corroído. A corrosão grafítica e a dezincificação são exemplos de corrosão seletiva. A corrosão grafítica é a que ocorre em ferros fundidos. O ferro forma uma pilha com a grafita, na qual a grafita funciona como o cátodo e a matriz ferrítica funciona como ânodo. A dezincificação ocorre em ligas de cobre-zinco. Nesse caso, o zinco funciona como ânodo e o cobre como cátodo. (A) INCORRETA. O acréscimo de temperatura de um modo geral acelera o processo de corrosão, porém não caracteriza a corrosão seletiva. (B) CORRETA. Conforme analisado acima, a corrosão seletiva ocorre preferencialmente em um dos elementos da liga, deixando intacto o elemento não corroído. Logo, o elemento corroído é retirado da liga.

(C) INCORRETA. Esse tipo de corrosão é a galvânica, em que dois metais distintos, inseridos no mesmo eletrólito e conectados eletricamente, formam um par galvânico e uma corrosão. Ela pode ser utilizada para benefícios quando se usa o ânodo de sacrifício para proteção de outras partes. Esse tipo de corrosão não caracteriza a corrosão seletiva. (D) INCORRETA. Somente a presença do fluido sobre a peça não garante uma corrosão seletiva. (E) INCORRETA. A corrosão em componentes específicos pode até ocorrer devido a diferenças de potenciais entre os equipamentos, mas não representa a   corrosão seletiva. Alternativa (B)






Corrosão

25

Questão 17

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2010) A tabela a seguir apresenta parte da série de potenciais de eletrodo padrão. Reação do Eletrodo

Potencial de Eletrodo Padrão Vo (V)

Au3+ + 3e−



Cu2+ + 2e−



2+

−

2+

−

2+

−

Sn + 2e Ni + 2e Fe + 2e

Au

+1,420

Cu

+0,340

Sn

−

0,136

Ni

−

0,250

Fe

−

0,440

Al

−

1,662

  

T F A R D Al3+ + 3e−



Após análise da tabela, c onclui-se que a reação espontânea entre o

(A) Estanho e o Níquel pode ser escrita como Sn 2+ + Ni → Sn + Ni2+ e que a voltagem gerada é de 0,114 V.

(B) Níquel e o Cobre pode ser escrita como Ni2+ + Cu → Ni +

Cu2+ e que a voltagem gerada é de 0,590 V. (C) Níquel e o Ferro pode ser escrita como Ni2+ + Fe → Ni + Fe2+ e que a voltagem gerada é de 0,440 V.

(D) Alumínio e o Estanho pode ser escrita como Al2+ +

Sn → Al + Sn2+ e que a voltagem gerada é de 1,798 V.

(E) Alumínio e o Ferro pode ser escrita como Al3+ + Fe → Al + Fe3+ e que a voltagem gerada é de 2,102 V.

Resolução:

A tabela presente na questão demonstra vários potenciais de redução de eletrodos padrão. Esses potenciais são determinados em relação ao potencial padrão de hidrogênio. Com eles é possível determinar, numa pilha eletroquímica ou numa corrosão galvânica, qual dos metais será o cátodo e qual será o ânodo. Aquele metal que tem maior potencial de redução em relação a outro, sofre redução e, portanto, é o cátodo. Determinado os eletrodos é possível determinar se uma reação é espontânea ou não. Isso se consegue avaliando a soma das reações parciais e a soma dos potenciais de cada reação parcial de cada eletrodo. A reação em que a soma dos potenciais gera um valor positivo é espontânea. (A) CORRETA. O Sn (-0,136 V) tem maior potencial de redução que e o N i (0,250V). Logo, o Sn é o cátodo e o N i é o ânodo. Com isso, temos as seguintes reações parciais e a global:


Corrosão

26

•

Reações parciais: Sn 2+ + 2 e

−

Ni •

→

→

Sn

N i2+ + 2 e

−

(-0.136 V) (+0,250 V) (foi invertida pois é o ânodo)

Reação global: somam-se as reações parciais, bem como os potenciais. Sn 2+ + N i → Sn + N i2+

(+0,114 V)

É espontânea porque o Sn tem maior potencial de redução e na reação global formou-se uma diferença de potencial positiva.

T F A R D

(B) INCORRETA. O Cu (+0,340 V) tem maior potencial de redução que o N i (0,250 V). Com isso, o C u é o cátodo e o N i é o ânodo. As reações parciais e a global são apresentadas abaixo. •

Reações parciais: Cu

2+

+ 2e

−

→

Cn

N i → N i2+ + 2 e

−

•

(+0.340 V)

(+0,250 V) (foi invertida pois é o ânodo)

Reação global: somam-se as reações parciais, bem como os potenciais. Cu2+ + N i → Cu + N i2+

(+0,590 V)

A reação global acima representa interação espontânea entre o cobre e o níquel.

(C) INCORRETA. O Ni (-0,250 V) tem maior potencial de redução que o Fe (-0,440 V). Portanto, o Ni é o cátodo e o Fe é o ânodo. Abaixo, as reações parciais e a global. •

Reações parciais: N i2+ + 2e

−

Fe

•

→

→

Ni

F e2+ + 2 e

−

(-0,250 V)

(+0,440 V) (foi invertida pois é o ânodo)

Reação global: somam-se as reações parciais, bem como os potenciais. N i2+ + F e → N i + F e2+

(+0,190 V)

A reação global apresentada pela alternativa está correta, porém o potencial está errado.


Corrosão

27

(D) INCORRETA. O Sn (-0.136 V) tem maior potencia de redução que o Al (1,662 V). Desse modo, o Sn é o cátodo e o Al é o ânodo. Seguem as reações parciais e a global. •

Reações parciais: Sn 2+ + 2e

−

Al •

→

→

(-0.136 V)

Sn

(+1,662 V) (foi invertida porque é o ânodo)

Al3+ + 3 e

−

Para igualar os números de elétrons de cada reação parcial:

T F A R D Sn 2+ + 2 e

−

Al

•

→

→

Sn

Al3+ + 3e

−

(-0.136 V) × 3

(+1,662 V) × 2

Reação global.

3Sn 2+ + 2Al → 3Sn + 2 Al3+

(+2,916 V)

A reação global apresentada acima indica a reação espontânea entre Sn e Al, bem como o potencial da reação.

(E) INCORRETA. O Fe (-0,440 V) tem maior potencial de redução que o Al (-1,662 V). Assim, o Fe é o cátodo e o Al é o ânodo. Abaixo, as reações parciais e a global. •

Reações parciais: F e2+ + 2e

−

Al

•

→

→

(-0,440 V)

Fe

(+1,662 V) (foi invertida porque é o ânodo)

Al3+ + 3e

−

Para igualar os números de elétrons de cada reação parcial: F e2+ + 2 e

−

Al

•

→

→

Fe

Al3+ + 3 e

−

(-0.440 V) × 3

(+1,662 V) × 2

Reação global:

3F e2+ + 2Al → 3F e + 2 Al3+(+2, 004V )

A reação global apresentada acima indica a reação espontânea entre Fe e Al, bem como o potencial da reação. 







Alternativa (A)


Corrosão

28

Questão 18

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2010) Alguns mecanismos de corr os o est o asso ciad os a solicitações mecânicas. O mecanismo de corrosão que é caracterizado por danos como descoramento da superfície do metal, com a formação de pós finos, e, em alguns casos, a presença de pites, é a (A) fragilização por hidrogênio. (B) corrosão por atrito. (C) corrosão por fadiga. (D) corrosão por turbulência. (E) corrosão com erosão.


Alguns mecanismos de corrosão estão associados a solicitações mecânicas. Essas solicitações podem ser provenientes tanto do interior da peça, quanto do exterior. No caso de soldas, material conformado ou tratamentos térmicos temos tensões geradas no interior do material. Solicitações externas podem ser provenientes de um carregamento contínuo ou cíclico, de uma pressão em uma tubulação, de contatos justapostos de equipamentos (gerando atrito), dentre outras. Cada forma de corrosão tem suas peculiaridades. Foi questionado qual dos mecanismos de corrosão sob tensão apresenta a formação de finos pós, descoloração e possível presença de pites. (A) INCORRETA. A fragilização por hidrogênio ocorre pela penetração de átomos de hidrogênio na estrutura cristalina do metal devido ao seu tamanho reduzido. A corrosão pode se manifestar por duas formas: por empolamento, em que o hidrogênio atômico reage com uma fase não metálica formando gases que expandem o metal; ou por fragilização reversível, na qual deve haver tensão e o hidrogênio simultaneamente. O hidrogênio interfere no movimento das discordâncias, fragilizando o metal. Pode ser revertido com a eliminação do hidrogênio por tratamento térmico. (B) CORRETA. A corrosão por atrito ocorre quando há duas superfícies em contato. A superfície metálica deve estar também sob tensão. O mecanismo desse processo de corrosão é explicado pela destruição da camada de óxido pelo atrito. Os óxidos arrancados da superfície, muitas vezes, são abrasivos agravando o processo. Algumas das características desse mecanismo são: a mudança na coloração da superfície metálica, formação de pós e, em alguns casos, há a formação de pites.


Corrosão

29

(C) INCORRETA. A corrosão sob fadiga ocorre, geralmente, em metais passivados. Isso, porque a solicitação cíclica quebra continuamente a camada passivadora expondo sempre uma nova superfície ativa. Ocorre a eliminação do limite de resistência a fadiga. A estrutura fratura a qualquer tensão, dependendo do grau de corrosão que é função do número de ciclos. (D) INCORRETA. A corrosão por turbulência é aquela associada ao movimento turbulento de um fluido. O líquido pode conter gases na forma de bolha e a turbulência rompe essas bolhas causando um impingimento. O impingimento causa o rompimento das camadas protetoras, proporcionando o contato de metal ativo com o meio corrosivo. Pela presença do fluido não há o acúmulo de pó na superfície.

T F A R D

(E) INCORRETA. Na corrosão por erosão, ocorre também o rompimento de camadas protetoras por um processo mecânico de erosão. A erosão pode ser causada pelo deslocamento de material sólido sob a superfície do metal, por um líquido contendo partículas sólidas, ou ainda, por um gás contendo partículas líquidas e sólidas. Pela presença do fluido e fluxo, não há o acúmulo de pó na superfície. 







Alternativa (B)


Corrosão

30

Questão 19

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2010) O deslocamento de cada potencial de eletrodo do seu valor de equilíbrio na corrosão é denominado polarização. Na polarização por ativação, a relação entre a sobrevoltagem e a densidade de corrente é dada por constantes da semi-pilha. Uma delas é chamada de densidade de corrente de troca (io) que representa a (A) taxa da reação de oxidação, função do número de elétrons associados à ionização de cada átomo metálico. (B) densidade de concentração polarizada, função do número de elétrons associados à ionização de cada átomo metálico. (C) densidade de corrente em condição de equilíbrio, função do número de elétrons associados à ionização de cada átomo metálico. (D) densidade de corrente em condição de equilíbrio, função da magnitude da concentração de H+ como consequência da diferença entre a taxa de oxidação e a de redução. (E) densidade de corrente dinâmica, função do número de elétrons associados à ionização de cada átomo metálico.


Na polarização por ativação, há a formação de uma barreira energética na superfície do metal em contato com o eletrólito. Essa barreira energética dificulta a transferência eletrônica nos eletrodos, alterando dessa forma a energia de ativação para as reações de redução e oxidação. Esse desequilíbrio é chamado de polarização e envolve inúmeros fatores, dentre eles está a densidade de corrente de troca (i0 ). Ela corresponde ao equilíbrio entre as taxas de redução e oxidação. O equilíbrio é dado porque todo mol de um íon metálico que sai do ânodo é, ao mesmo tempo, depositado no cátodo. Sobre a densidade de corrente de troca podemos afirmar: (A) INCORRETA. Não representa somente a taxa da de reação de oxidação. Conforme mencionando acima, a densidade de corrente de troca representa o equilíbrio entre a taxa de oxidação e taxa de redução. Em um caso de polarização, se tem uma diferença entre as taxas de oxidação e redução. (B) INCORRETA. Conforme mencionado acima, i0 representa o equilíbrio entre as reações de redução e oxidação. A densidade de concentração polarizada provoca uma concentração diferenciada entre os eletrodos, alterando as taxas de redução e oxidação.

(C) CORRETA. Em uma situação de equilíbrio entre as taxa de oxidação e re-


Corrosão

31

dução, se tem a densidade de corrente que flui pelo circuito, chamada de “densidade de corrente de troca” (i0 ). A densidade de corrente no equilíbrio (i0 ) pode ser determinada aplicando a equação de Arrhenius ao sistema eletroquímico, sendo definida como: i0 = i = nF K exp



− ∆G

RT

∗



Onde: n = o número de elétrons envolvidos na reação; F = constante de Faraday; ∆G = energia de ativação; R = constante universal dos gases nobres; T = temperatura em Kelvin. Então, percebe-se que a densidade de corrente troca (i0 ) é uma função do número de elétrons envolvidos nos processos de ionização de cada átomo. ∗

T F A R D

(D) INCORRETA. Conforme avaliado na alternativa (C), a densidade de corrente é função do número de elétrons associado à ionização de cada átomo envolvido nas reações de oxidação e redução. Em um processo de corrosão, não se tem somente a formação do íon H + , mas também dos íons metálicos. (E) INCORRETA. Se dissermos que a densidade de corrente é dinâmica, isso implica que ela tem que variar constantemente. O que se observa, na verdade, é que a densidade de corrente de troca é nula no equilíbrio. Isso acontece porque se for analisado a densidade de corrente em cada eletrodo separadamente, se tem a mesma densidade de corrente, porém com sinais invertidos. Isso implica no equilíbrio dinâmico. 







Alternativa (C)


Corrosão

32

Questão 20

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2010) A co rr os o el et ro qu mi ca po de es ta r as so ci ad a a heterogeneidades no sistema material metálico-meio corrosivo. A sensitização ocorre (A) em aços inoxidáveis austeníticos, situada a alguns milímetros da zona termicamente afetada e em toda a extensão do cordão de solda. (B) em aços inoxidáveis ferríticos, quando aquecidos a temperaturas maiores que 250 oC. (C) em ligas de alumínio e em aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos, nas quais se realiza o ensaio de Strauss para verificar a ocorrência de sensitização. (D) em aços de baixo carbono que, sem tratamento térmico, são extremamente dúcteis e vulneráveis à corrosão por tensão. (E) nos contornos dos grãos, quando a tensão no material ultrapassa a tensão de escoamento da fase mais sensível.


É possível dizer que o fenômeno de sensitização ocorre em aços inoxidáveis austeníticos, ferríticos e ligas de alumínio. Nos aços inoxidáveis, quando aquecidos em temperaturas entre 400 C e 950 C, ocorre a precipitação de carbonetos de cromo nos contornos de grão, deixando essas regiões pobres em cromo. Isso provoca uma destruição da passividade do aço nessas regiões, formando uma pilha ativa-passiva. Os grãos se tornam cátodos e os contornos de grão se tornam ânodos. Em ligas de Al, esse fenômeno é causado em presença de Cu, que se precipita na forma de CuAl2 , formando regiões anódicas. A respeito da sensitização, diz-se que ela ocorre: ◦

◦

(A) INCORRETA. Em aços inoxidáveis austeníticos que foram soldados. Porém, a sensitização não ocorre a alguns milímetros da zona termicamente afetada. Conforme citado acima, o aço tem que ser aquecido de 400 C a 950 C para ocorrer o fenômeno de sensitização. Durante a solda, se alcança essa faixa de temperatura exatamente na zona termicamente afetada. ◦

◦

(B) INCORRETA. Pode ocorrer também em aços inoxidável ferríticos quando aquecidos, mas a precipitação de carbonetos de cromo só ocorre quando aquecidos entre 400 C e 925 C. ◦

◦

(C) CORRETA. Conforme analisado acima, a sensitização pode ocorrer tanto em aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos, quanto em ligas de alumínio. O ensaio de Strauss é empregado para avaliar o grau de senzitização do metal. Ele


Corrosão

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consiste em imergir um corpo de prova de aço em solução aquosa de ácido sulfúrico com sulfato de cobre por um tempo determinado de 72h. Ocorre o ataque controlado nas regiões que estão deficientes em cromo no caso de aços inoxidáveis. Após o ataque, os corpos de prova são submetidos a um ensaio de dobramento. (D) INCORRETA. Não há relação entre sensitização com aço comum ao carbono sem tratamento. No aço comum, não há cromo suficiente para a precipitação de carbonetos de cromo.

T F A R D

(E) INCORRETA. A sensitização é um fenômeno que ocorre no contorno de grão e não há relação entre a tensão de escoamento com o fenômeno. 



Alternativa (C)  

Questão 21

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2010) A velocidade de corros o influenciada por alguns fatores do ambiente, entre eles a quantidade de oxigênio dissolvido. A dependência da velocidade de corrosão em relação à concentração de oxigênio dissolvido ocorre de forma (A) linear, pois quanto maior a quantidade de oxigênio dissolvido, maior a velocidade de corrosão. (B) linear, pois quanto maior a quantidade de oxigênio dissolvido, menor a velocidade de corrosão. (C) assintótica decrescente, a partir da ausência de oxigênio até um valor estabilizado em altas concentrações de oxigênio. (D) assintótica crescente a partir de zero, quando não há oxigênio, até um valor estabilizado em altas concentrações de oxigênio. (E) crescente a partir do zero, na ausência de oxigênio, sendo que após uma determinada quantidade de oxigênio, a curva se torna decrescente com o aumento de oxigênio.

Resolução:

Alguns fatores podem influenciar na velocidade de corrosão, o oxigênio dissolvido na água é um deles. Na ausência de oxigênio, a velocidade de corrosão do aço ou ferro é desprezível. Aumentando a concentração de oxigênio, no início há uma aceleração da corrosão, pois o oxigênio consome os elétrons gerados. Entretanto, a partir de uma concentração crítica, a velocidade de corrosão passa


Corrosão

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a desacelerar. Essa desaceleração é explicada pela barreira criada pela camada de óxido. Essa barreira dificulta a difusão de oxigênio para áreas não oxidadas. Esse comportamento da velocidade de corrosão do aço em relação à quantidade de oxigênio dissolvido pode ser observado no gráfico abaixo:

T F A R D GENTIL, Vicente, Corrosão, 1996.

A ALTERNATIVA (E) representa o comportamento da curva demonstrada acima. Crescente a partir de zero, na ausência de oxigênio e torna-se decrescente a partir de uma quantidade. 







Alternativa (E)


Corrosão

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Questão 22

(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2010) Com o objetivo de aumentar a vida til dos elementos mecânicos, alguns métodos podem ser utilizados para diminuir as taxas de corrosão. Analise a classificação dos métodos de proteção e associe-os às respectivas técnicas, apresentadas à direita.

P - Adição de inibidores I - Modificação do Processo de corrosão II - Modificação do Meio CorQ - Aumento da pureza rosivo R - Proteção catódica III - Modificação do Metal S - Aumento da tensão de escoamento

T F A R D A associação correta é (A) I - R , II - P , III - Q. (B) I - P , II - S , III - Q. (C) I - Q , II - S , I II - P. (D) I - R , II - S , I II - P. (E) I - P , II - R , III - Q.

Resolução:

No estudo de um processo de corrosão, devem sempre ser consideradas as variáveis dependentes do material metálico, da forma de emprego e do meio corrosivo. Tendo estudado o conjunto é possível indicar o metal mais indicado para dado meio corrosivo ou ainda indicar a melhor maneira de combate à corrosão. Se classificam os métodos de combate a corrosão conforme abaixo: •

Métodos baseados na modificação do processo: – condições de superfície; – projeto da estrutura;

– aplicação de proteção catódica.

•

Métodos baseados na modificação do meio corrosivo: – desaeração da água ou solução neutra;

– purificação ou diminuição a umidade do ar; – adição de inibidores.

•

Métodos baseados na modificação do metal: – aumento da pureza; – adição de elementos de liga;


Corrosão

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– tratamento térmico. •

Métodos baseados em revestimentos protetores: – revestimentos com produtos de reações - tratamentos químicos ou ele-

troquímicos da superfície metálica; – revestimentos orgânicos / inorgânicos; – revestimentos metálicos; – protetores temporários.

T F A R D

Com base no exposto acima, é possível fazer a relação pedida na questão:

I- Modificação do processo → R - Proteção catódica.

II- Modificação do meio corrosivo → P - Adição de inibidores.

III- Modificação do metal → Q - Aumento da pureza.





Alternativa (A) 



Questão 23

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2006) Correntes de Interfer ncia s o correntes el tricas disseminadas em um eletrólito, por exemplo, o solo. Uma tubulação metálica, enterrada em solo e próxima a uma linha férrea, sofre a interferência resultante da corrente convencional que passa pelos trilhos e ocasiona corrosão. Assinale a opção que apresenta outro exemplo de corros ão por Corrente de Interferência. (A) Tubulação próxima a uma subestação elétrica com blin dagem nas áreas de captação de corrente. (B) Tubulação próxima a uma linha férrea com equipamento de drenagem unidirecional. (C) Tubulação próxima a máquina de solda com aterramento. (D) Duas tubulações enterradas conectadas por uma válvula metálica. (E) Duas tubulações próximas e enterradas em solo corrosivo, tendo apenas uma delas proteção catódica.

Resolução:

Quando uma corrente abandona seu circuito normal e flui pelo eletrólito, ela é chamada de corrente parasita ou corrente de fuga. Essa corrente propicia a corrosão do tipo eletrolítica quando entra em contato com uma instalação metálica


Corrosão

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imersa no eletrólito. Normalmente, essas correntes são muito maiores que aquelas originadas na própria estrutura metálica (em função das heterogeneidades dela ou do meio). Por isso, esse tipo de corrosão tende a ser muito rápido. A origem dessas correntes de fuga é devida a alguma falha no isolamento do circuito original de instalações elétricas. Existem vários exemplos de como a corrente pode sair de seu circuito normal e atingir uma instalação metálica, dentre eles podemos citar: (A) INCORRETA. O sistema de blindagem em uma subestação elétrica serve justamente para garantir que não ocorra fugas de corrente. Isso previne a corrosão eletrolítica.

T F A R D

(B) INCORRETA. A drenagem unidirecional também é um dos mecanismos de proteção contra a corrosão por correntes de fuga. Liga-se a tubulação ao circuito de onde possa vir a corrente, neste caso a linha férrea. Assegura-se que a corrente só possa fluir da estrutura que esta sofreria corrosão para a estrutura que geraria a corrente de fuga.

(C) INCORRETA. O aterramento de um equipamento de solda elétrica é feito ligando o cabo terra na própria peça que se está soldando. Isso garante um circuito fechado, não havendo correntes de fuga. (D) INCORRETA. Somente a conexão entre as tubulações não provocaria uma corrosão eletrolítica. Na corrosão eletrolítica, é necessário que haja uma fonte externa de energia. Para essa instalação, a corrosão mais provável é do tipo galvânica. (E) CORRETA. Um dos mecanismos de proteção catódica é realizado impondo uma corrente entre a instalação metálica e eletrodos inertes. A corrente flui dos ânodos inertes para a estrutura metálica que fica protegida. Entretanto, caso haja outra estrutura metálica próxima, que não faça parte do sistema de proteção, ela pode sofrer corrosão. Há fuga de corrente do sistema de proteção catódica que atinge a estrutura metálica não protegida e a corrói. 



Alternativa (E) 




Corrosão

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Questão 24

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2006) A respeito da corros o intergranular, avalie as afirmativas a seguir. I - Ocorre com maior freqüência nos aços inoxidáveis austeníticos, quando aquecidos durante um período, na faixa de 400 a 950 oC, tornando-os sensitizados. II - Ocorre na presença de um eletrólito que permite a formação da pilha entre o contorno dos grãos, empobrecido de cromo, e a área passiva. III - Ataca a alma do cordão de solda, que ficará fragilizada após o resfriamento do material, quando ocorre nos processos de soldagem.

T F A R D Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s): (A) I, apenas. (B) I e II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III.

Resolução:

A corrosão intergranular é aquela que ocorre pelos contornos de grãos do metal. O contorno de grão é uma região com alta energia, portanto muitas ligas já têm uma corrosão preferencial nessa região. Isso pode ser agravado em aços inoxidáveis ou em ligas de alumínio pelo fenômeno de sensitização. Devido a condições térmicas, ocorre a precipitação de compostos indesejáveis no contorno de grão que são formados geralmente por elementos que fazem a proteção da liga contra a corrosão. As condições térmicas necessárias para que ocorra a sensitização em um aço podem ser proporcionadas pelo processo de soldagem. Na solda, há a zona termicamente afetada onde ocorrem as condições ideais para a sensitização. Sobre a corrosão intergranular, é possível afirmar que:

I. VERDADEIRA. Como dito acima, a sensitização pode ocorrer em aços inoxidáveis. Quando o aço é aquecido entre 400 C a 950 C, ocorre a precipitação de carboneto de cromo nos contornos de grão, provocando uma pilha ativapassiva. ◦

◦

II. VERDADEIRA. Com precipitação de carboneto de cromo na região do contorno de grão, essa região fica com pouco cromo para a promoção da passividade. Assim, quando há um eletrólito, ocorre a formação de uma pilha


Corrosão

39

ativa-passiva entre os contornos de grão com pouco Cr e as regiões onde se manteve a passividade. III. FALSA. A zona termicamente afetada é conhecida como a região em torno do cordão de solda na qual não foi fundida. É nessa zona onde se consegue as temperaturas de 400 C e 950 C que proporcionam a sensitização. ◦

◦









Alternativa (B)

T F A R D

Questão 25

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2006) Corrosão sob tensão é um mecanismo de dano que promove a formação de trincas pela ação combinada e sinérgica de tensões aplicadas ou residuais e meios corrosivos. Sobre este mecanismo de dano, é correto afirmar que: (A) a fratura ocorre sob uma tensão nominal inferior ao limite de resistência do material, porém sempre dentro da zona plástica de sua curva tensão versus deformação. (B) a fratura decorrente de determinado valor de tensão é acompanhada por perda de massa sob taxas crescentes, tornando o acompanhamento sistemático da espessura remanescente do componente afetado um método ineficaz de controle. (C) a fratura decorrente sempre se desenvolve de modo intergranular, tendo em vista o c aráter singular dos contornos de grão, que representam áreas de maior energia superficial. (D) os aços inoxidáveis ferríticos, de estrutura cristalina cúbica de corpo centrado, são mais resistentes à corrosão sob tensão, promovida por soluções aquosas contendo cloreto, do que aços inoxidáveis austeníticos, materiais de estrutura cristalina cúbica de face centrada. (E) o tempo necessário para que ocorra a fratura depende exclusivamente da tensão, da natureza do meio corrosivo e da composição do material.

Resolução:

Conforme mencionado na questão, a corrosão sob tensão é aquela em que há a combinação de uma tensão com a ação de um meio corrosivo. As tensões que provocam esse tipo de corrosão podem ser do tipo residual. São provenientes de operações de soldagem e deformações a frio, como estampagem e dobramento. Condições operacionais também podem aplicar uma tensão sobre o material. A pressurização de um tubo ou mesmo uma carga estática apoiada em uma viga provocam um tensão na estrutura. Sobre a corrosão sob tensão, podemos afirmar:


Corrosão

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(A) INCORRETA. A fratura sempre ocorre dentro da zona elástica do material, ou seja, sem que haja deformação plástica. Isso acontece pela concentração de tensão em uma trinca que surge na superfície do metal, geralmente proveniente de um pite ou por quebra de camadas passivadoras. (B) INCORRETA. A fratura causada por uma corrosão sob tensão é caracterizada por praticamente não haver perdas de massa. O material permanece com boa aparência até o momento da fratura, ou seja, não são observadas alterações no aspecto visual do componente.

T F A R D

(C) INCORRETA. A fratura pode ocorrer de duas maneiras distintas. A propagação da trinca pode ser intergranular, na qual acompanha os contornos de grão do material, ou intragranular, que ocorre através dos contornos de grão. (D) CORRETA. Os aços inoxidáveis ferríticos são mais resistentes que aços inoxidáveis austeníticos em soluções de cloreto, justamente por causa da estrutura cristalina. A estrutura CFC (cúbica de face centrada) é mais suscetível à corrosão sob tensão que a estrutura CCC (cúbica de corpo centrado). Isso acontece porque os planos de deslizamentos cristalográficos [111] são mais longos na estrutura CFCdo que na estrutura CCC. Esses planos formam caminho mais favorável para a propagação da trincaquando associados ao ataque químico preferencial às discordâncias. (E) INCORRETA. O tempo necessário para ocorrer a fratura é dependente da tensão aplicada, da concentração do meio corrosivo, da temperatura, da estrutura e da composição do material. Quanto maior a tensão, menor será o tempo. A temperatura acelera os processos corrosivos. Por fim, os grãos menores têm maior resistência à corrosão sob tensão. 







Alternativa (D)


Corrosão

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Questão 26

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2006) Analise as afirmativas abaixo, sobre corros o. I - Processos corrosivos por compostos de enxofre são freqüentemente observados em unidades de processamento químico, petroquímico ou de petróleo. II - A dezincificação é um processo corrosivo observado nas ligas de zinco. Por exemplo, no latão, o zinco é corroído deixando sobre a superfície do material uma camada porosa de cobre. III - Um material em corrosão sob tensão apresenta progressão do interior do material até a superfície, quando provoca sua ruptura.

T F A R D Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s): (A) I (B) II (C) I e II (D) I e III (E) II e III

Resolução:

A corrosão é um fenômeno que pode se manifestar em diversos materiais por diferentes maneiras. Pode-se definir a corrosão como uma deterioração de um material por ação química ou eletroquímica do meio ambiente, podendo ou não estar associada com solicitações mecânicas. Sobre a corrosão, é correto afirmar: I. VERDADEIRA. O enxofre geralmente está presente em combustíveis fósseis processados em petroquímicas e refinarias de petróleo. Durante processamento do combustível ou da sua própria combustão, há o desprendimento do enxofre na forma de S O2 e SO3 . Esses gases reagem com a umidade atmosférica e formam o H 2 SO 3 (ácido sulfuroso) e H 2SO 4 (ácido sulfúrico). O ácido sulfúrico é extremamente agressivo para componentes metálicos.

II. VERDADEIRA. A dezincificação é um tipo de corrosão seletiva. A corrosão seletiva é caracterizada pela corrosão exclusiva de um dos elementos de um liga. No caso de ligas de C u − Zn (latão), o zinco é corroído preferencialmente em relação ao cobre deixando uma estrutura porosa de cobre.

III. FALSA. A corrosão sob tensão é caracterizada pela propagação de uma trinca que surge na superfície de um metal devido à ação corrosiva localizada. Muitas vezes, essa trinca é proveniente de uma corrosão do tipo pite. Assim, a progressão da trinca ocorre da superfície do material para o interior. 







Alternativa (C)


Corrosão

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Questão 27

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2006) A corros o a principal respons vel pela grande perda de ferro no mundo. Entre os processos de proteção já desenvolvidos, um dos mais antigos e bem sucedidos é a zincagem por imersão a quente. O principal objetivo deste método de proteção de superfícies é impedir o contato do material base, o aço (liga Ferro-Carbono), com o meio corrosivo. O desempenho deste método está ligado, entre outros fatores, à qualidade obtida na preparação da superfície a ser protegida. Após a imersão a quente (em zinco) da peça, deve ocorrer um tratamento de: (A) desengraxamento. (B) passivação. (C) decapagem. (D) fluxagem. (E) lavagem.


Conforme mencionado no enunciado da questão, a zincagem por imersão a quente é um dos processos mais usados para a proteção de peças de aço contra a corrosão. Esse processo também é conhecido como galvanização, que consiste em mergulhar a peça de aço em um banho de zinco fundido. Ao ser retirada a peça do banho, uma quantidade de zinco fundido é arrastada sobre a peça formando uma camada protetora. Antes de a peça ser mergulhada no zinco fundido, a superfície da mesma deve ser preparada para que a aderência da camada de zinco seja mais eficiente. A preparação é feita pelos seguintes passos: •

Desengraxamento: para remover óleos e graxas;

•

Lavação: para se remover os resíduos da operação de desengraxe;

•

Decapagem: para eliminar carepas e óxidos formados durante processos de tratamento térmico ou conformação;

•

Lavação: para eliminar os resíduos da decapagem;

•

Fluxagem: para eliminar quaisquer resquícios de impurezas na superfície do metal. Essa etapa também prepara a superfície para receber o zinco fundido, pois aumenta o molhamento do banho;

•

Secagem da peça.

Com a superfície preparada, a peça é imersa no banho de zinco fundido a uma temperatura em torno de 450 C. Neste momento, o ferro reage com o zinco ◦


Corrosão

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formando a camada protetora. Após o processo de zincagem a peça deve ser resfriada em água, nesse momento é realizado a passivação da camada de zinco que servirá de proteção para o aço. Portanto, a ALTERNATIVA (B) é a correta, pois indica o processo posterior a etapa de imersão. Todas as alternativas restantes também indicam etapas do processo de zincagem, porém são etapas que antecedem a imersão no banho. 



Alternativa (B)  

T F A R D

Questão 28

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2005) om req nc a, nteraç es os mater a s com o me o am ente comprometem sua utilização pela deterioração das suas propriedades mecânicas, de outras propriedades físicas ou da sua aparência. São classificações comuns de formas de corrosão: (A) uniforme, galvânica, transgranular e sob tensão. (B) uniforme, anódica, pites e transgranular. (C) heterogênea, galvânica, transgranular e pites. (D) galvânica, heterogênea, pites e sob tensão. (E) galvânica, pites, intergranular e sob tensão.

Resolução:

A corrosão pode se manifestar por diversas formas diferentes e o conhecimento das mesmas pode ajudar muito no projeto para se reduzir, eliminar ou prevenir o processo de corrosão. As formas de corrosão podem ser classificadas considerando-se a aparência, forma de ataque, diferentes causas e diferentes mecanismos de como a corrosão se procede. A seguir é apresentado uma classificação muito comum para as formas de corrosão: •

Quanto à morfologia: uniforme, por placas, alveolar, puntiforme ou por pite, intergranular, intragranular, filiforme, por esfoliação, em torno do cordão de solda e por empolamento por hidrogênio. O termo uniforme não representa uma forma propriamente de corrosão, apenas indica que a corrosão ocorreu em toda a superfície metálica.

•

Quanto ao mecanismo: por aeração diferenciada, eletrolítica (correntes de fuga), galvânica, associadas a solicitações mecânicas (sob tensão), em torno


Corrosão

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do cordão de solda, seletiva (grafitização e dezincificação), fragilização ou empolamento por hidrogênio. •

Quanto a fatores mecânicos: sob tensão, sob fadiga, sob atrito, associada à erosão.

•

Quanto ao meio corrosivo: atmosférica, pelo solo, induzida por microorganismos, pela água do mar, por sais fundidos, etc.

Analisando as alternativas da questão, as alternativas (A) e (B), são consideradas erradas por afirmar que a corrosão uniforme é uma forma de corrosão. No entanto, conforme analisado acima, a corrosão uniforme não representa uma forma de corrosão, apenas indica que a corrosão aconteceu em toda a superfície. Muitas vezes, a corrosão uniforme é explicada por outra classificação. Nas alternativas (C) e (D), é mencionada uma corrosão heterogênea, esse termo não é classificado em nenhuma forma de corrosão. A ALTERNATIVA (E) é a correta, todas as formas apresentadas se enquadram na classificação apresentada acima.

T F A R D 







Alternativa (E)

Questão 29

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2005) u as e corros o gav n ca s o s stemas e etroqu m cos estabelecidos quando dois metais ou ligas de composições diferentes são acoplados e expostos a um eletrólito. Neste caso, uma metade do par atua como anodo, enquanto que a outra metade serve como catodo. Somente o anodo sofre corrosão e isto só ocorre quando existe um contato elétrico com o catodo. Com relação à proteção galvânica, é correto afirmar que: (A) em chapas de aço revestidas, a proteção serve como anodo de sacrifício, sofrendo preferencialmente corrosão. (B) em chapas de aço galvanizadas e estanhadas, respectivamente, o zinco e o estanho servem de anodo, enquanto o ferro serve de catodo; logo, o ferro sempre será protegido. (C) no aço galvanizado, o ferro é protegido, mesmo que este ja exposto por algum tipo de falha na cobertura de zinco. (D) no aço estanhado, o ferro é protegido, mesmo que esteja exposto por algum tipo de falha na cobertura de estanho. (E) no caso de falhas na cobertura, a taxa de corrosão galvânica não depende das áreas superficiais do anodo e catodo que estão exposta ao eletrólito.

Resolução:

O processo corrosivo de uma estrutura metálica imersa em um eletrólito se


Corrosão

45

caracteriza pelo aparecimento de áreas anódicas e catódicas na superfície metálica. O princípio da proteção galvânica baseia-se na diferença de potenciais de eletrodo diferentes existente entre dois compostos distintos. Para a proteção de uma estrutura metálica, utiliza-se um metal com potencial de oxidação maior em relação à estrutura. Esse procedimento elimina as possíveis áreas anódicas que apareceriam na estrutura. Toda a estrutura metálica funciona como cátodo, ou seja, não sofre corrosão. Sobre essa proteção, podemos afirmar que: (A) INCORRETA. Subentende-se que o revestimento da chapa é a proteção. Nesse contexto, o revestimento não deve ser sacrificado, pois assim perderia sua funcionalidade de proteção. Entretanto, existe a utilização de ânodos de sacrifício, os quais serão corroídos preferencialmente. Estes são aplicados em placas acopladas na estrutura e não como revestimento.

T F A R D

(B) INCORRETA. Na galvanização, há a aplicação de uma camada de zinco na superfície e na estanhagem, há a aplicação de estanho. No entanto, o ferro se comporta como cátodo somente no caso da galvanização. Caso a cobertura de zinco sofra uma fratura, a estrutura é sempre protegida, pois o que sofre a corrosão é o ânodo. No caso da estanhagem, o ferro se comporta como ânodo e o estanho como cátodo. Em caso de fratura da cobertura, haverá uma corrosão muito severa no aço.

(C) CORRRETA. No aço galvanizado, o zinco é aplicado na cobertura do metal. O Zn funciona como ânodo em relação ao ferro. Com isso, caso haja uma fratura na cobertura de zinco, o ferro sempre estará protegido, pois funciona como cátodo. (D) INCORRETA. Conforme avaliado na alternativa (B), quando é o estanho que faz a cobertura do aço, uma fratura fará o ferro se comportar como ânodo em relação ao estanho. (E) INCORRETA. A área de cada eletrodo exposto ao eletrólito é de grande influência para o processo de corrosão. Quando se tem uma grade área catódica em relação a uma pequena área anódica, se tem uma corrosão pontual muito aguda, pois há uma pequena região fornecendo elétrons, sendo corroída, para uma grande área recebendo elétrons, sendo reduzida. 







Alternativa (C)


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Questão 30

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2005) s s stemas rea s, quan o su met os a processos corros vos, não permanecem em equilíbrio eletroquímico, permitindo um fluxo de elétrons do anodo para o catodo. As taxas de corrosão dos materiais são avaliadas por ensaios e expressas como penetração de corrosão ou perda de espessura por unidade de tempo. Nesta perspectiva, a taxa de corrosão em amostras, durante os ensaios: (A) é inversamente proporcional à perda de peso e à densidade da amostra. (B) é inversamente proporcional à perda de peso e à área da amostra. (C) é inversamente proporcional à área e à densidade da amostra. (D) não é influenciada pela temperatura do meio. (E) não é influenciada pelo estado de tensão do material.


A velocidade ou taxa de corrosão pode ser medida avaliando a perda de material por unidade de tempo e de área. Com base na velocidade de corrosão, é possível determinar a vida útil de um componente. Avaliando a velocidade de corrosão instantânea, é possível verificar a necessidade de mudança na estratégia de proteção utilizada contra a corrosão. A taxa de corrosão pode ser determinada conforme abaixo: m A×t perdida; A = área da amostra; t = tempo. v=

Onde: v = velocidade; m = massa

Em certos casos, é interessante expressar a velocidade de corrosão como a perda de espessura por unidade de tempo (∆e) e relacionando com a perda de massa, como no caso de corrosão generalizada em uma superfície de um tubo. Nesses casos, taxa de corrosão é expressa em mm/a (milímetros por ano). A variação de espessura pode ser calculada conforme expressão a seguir: ∆e =

km ρAt

Onde: ∆e = variação de espessura; ρ = densidade do material; m = massa perdida; t = tempo; A = área da amostra; k = é uma constante que depende do sistema de unidade. Com base nessas informações, é possível identificar a alternativa correta com relação à taxa de corrosão por penetração da corrosão ou perda de espessura por unidade de tempo.


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(A) INCORRETA. Conforme avaliado na segunda equação, a velocidade de corrosão é diretamente proporcional à perda de peso e inversamente à densidade do material. (B) INCORRETA. Quando maior a perda de peso, maior é a velocidade de corrosão. Quanto maior a área, menor é a velocidade de corrosão. (C) CORRETA. Avaliando a segunda equação, percebe-se que a velocidade diminui quando a área da amostra aumenta e também quando a densidade do material aumenta.

T F A R D

(D) INCORRETA. De um modo geral, a temperatura acelera o processo de corrosão, já que aumenta a condutividade do eletrólito e a velocidade de difusão dos íons. Porém, pode retardar a corrosão em certos casos porque reduz a solubilidade de oxigênio na água. (E) INCORRETA. Uma peça quando está submetida a um estado de tensão e sofre corrosão, passa por um agravamento do processo de corrosão. Isso caracteriza o tipo de corrosão sob tensão. 



Alternativa (C) 




Corrosão

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Questão 31

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2005) O processo que NÃO se refere à preparação de superfícies para aplicação de pintura é a(o): (A) zincagem. (B) decapagem. (C) brasagem. (D) fosfatização. (E) jateamento de areia.

Resolução:

Dentre as técnicas para a proteção da corrosão está a aplicação de tintas, que é uma das técnicas mais comuns. A pintura, como mecanismo de proteção à corrosão, apresenta uma série de vantagens, tais como: facilidade de aplicação, facilidade de manutenção e relação custo/benefício atraente. Além disso, ainda pode ter outras propriedades em paralelo, como: finalidade estética, sinalizadora, impermeabilizadora, proteção térmica e elétrica, etc.

T F A R D

Para a aplicação da tinta, é recomendado sempre preparar a superfície para que ocorra a máxima aderência da tinta no seu substrato. As alternativas indicam processos de preparação de superfície, exceto: (A) INCORRETA. A zincagem, apesar de ter uma finalidade muito maior que a preparação para receber um processo de pintura, também ajuda no processo de pintura. Peças zincadas, depois de certo tempo em meio corrosivo, apresentam uma superfície ideal para aplicação de tinta devido à rugosidade gerada. (B) INCORRETA. A decapagem é processo químico onde se remove óxidos, carepas e impurezas inorgânicas que estejam na superfície metálica a ser pintada. Esse processo é altamente necessário para melhorar a aderência de tintas.

(C) CORRETA. O processo de brasagem não é um tratamento de superfície para prepará-la para uma pintura. Consiste em um processo térmico para união de materiais metálicos. (D) INCORRETA. O processo de fosfatização é largamente aplicado para preparar a superfície de uma peça para o recebimento de uma camada protetora. Muitas vezes, essa camada é de tinta. (E) INCORRETA. O jateamento, assim como a decapagem, elimina óxidos e carepas que possam interferir na aderência de uma tinta, porém é por ação   mecânica. Alternativa (C) 

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Corrosão

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Questão 32

(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2005) temperatura e o teor e um a e, ncorretos a super c e (substrato) que vai receber a aplicação de camada de tinta no processo de pintura, são fatores que podem ocasionar imperfeições ou defeitos no produto acabado. Para evitar a ocorrência de defeitos devidos a estes dois fatores, indique o par de condições do substrato mais adequado para aplicação da tinta. (A) (B) (C) (D) (E)

Temperatura Teor de umidade 30 oC 85% 40 oC 12% o 10 C 30% o 35 C 50% 20 oC 12%


A maioria das tintas aplicadas para revestimentos anticorrosivos é à base de óleos ou solventes e à base de água. Para esse dois tipos de tinta, são fundamentais as condições de temperatura e umidade do substrato para que se obtenha uma boa qualidade da película. Sem o controle dessas duas condições, uma série de problemas podem aparecer. Normalmente, temperaturas elevadas favorecem a rápida evaporação de solventes, o que provoca a formação de problemas do tipo fervura e enrugamento. Já a umidade elevada no substrato pode provocar defeitos do tipo cratera e descascamento. A combinação dos dois fatores ainda pode provocar problemas como empolamento. Portanto, é importante que se tenha controle desses dois parâmetros durante o processo de pintura. São recomendadas temperaturas amenas, em torno da temperatura ambiente, de 20 C a 25 C para aplicação da pintura. Temperaturas abaixo disso, podem retardar a secagem da tinta provocando defeitos como escorrimentos. A umidade do substrato deverá sempre ser a mais baixa possível, pois qualquer umidade que esteja no substrato, tende vaporizar após a secagem da tinta. Nesse processo de vaporização, a tinta servirá de barreira para a saída da água formando defeitos. ◦

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Assim, a alternativa que representa a temperatura amena e umidade mais baixa possível é a ALTERNATIVA (E). 

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Alternativa (E)  


07486919443-2014-09-19-21-09-09-EngInspecao-Corrosao-1a

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