17/12/2010
Discentes Vitor Gabriel Caroline Oliveira Karina Soares Fábio Vitor Cleber Ramos Wanesca Silva Marcelo Inácio
Corrosão em embarcações
Introdução A indústria naval envolve grandes investimentos i nvestimentos e projetos de altos custos. Reflexo disso, uma das maiores e mais importantes aplicações da proteção catódica tem sido no controle de combate a corrosão em cascos de navios, em tanques e em embarcações de aço.
O que é corrosão? Corrosão pode ser definida como sendo a deterioração deterioração que ocorre quando um material (normalmente um m etal) reage com seu ambiente, levando à perda de suas propriedades.
Objetivo - Abordar Abordar o conceito conceito de corrosão corrosão,, proteção proteção catódica e sua aplicação em embarcações, - Mostrar Mostrar todo todo o processo processo de planejam planejamento ento,, acabamento e a orientação quanto aos tipos de proteção catódica (galvânica ou por corrente impressa).
Principais meios corrosivos
Atmosfera (poeira, poluição, umidade, gases:CO, CO2, SO2, H2S, NO2,...) Água (bactérias dis dispers persaas: corro rrosão microbiológica; chuva ácida, etc.) Solo (acidez, porosidade) Produtos químicos
Um determinado meio pode ser extremamente agressivo, sob o ponto de vista da corrosão, para um determinado material e inofensivo para outro.
1
17/12/2010
Meios corrosivos
Tipos de corrosão
Existem dois tipo de corrosão: A química e a eletroquímica.
Exemplo de corrosão química
Exemplo de corrosão química
A corrosão química, também conhecida como
seca, por não necessitar de água, corresponde ao ataquede um agente químico diretamente sobre o material, sem transferência de elétrons de uma área para outra. No caso de um metal, o processo consiste numa reação química entre o meio corrosivo e o material metálico, resultando na formação de um produto de corrosão sobre a sua superfície. Um exemplo desse processo é a corrosão de zinco metálico em presença de ácido sulfúrico.
Exemplo de corrosão eletroquímica
Exemplo de corrosão eletroquímica
A corrosão eletroquímica é um processo
espontâneo, passível de ocorrer quando o metal está em contato com um eletrólito, onde acontecem, simultaneamente, reações anódicas e catódicas. É mais freqüente na natureza ese caracteriza por realizar-se necessariamente na presença de água, na maioria das vezes a temperatura ambiente e com a formação de uma pilha de corrosão. Como exemplo, tem-se a formação da ferrugem.
2
17/12/2010
Exemplos de corrosão eletroquímica
Pilha galvânica • A diferença de potencial que leva a corrosão
eletroquímica é devida ao contato de materiais de natureza química diferente na presença de eletrólito (meio aquoso). • Um exemplo pode ser uma peça de ferro e outra de bronze em contato com a água salgada. O ferro sendo menos nobre que o bronze, sofrerá corrosão intensa.
Íon metálico Li + K+ Ca 2+ Na + Mg2+ Al 3+ Zn2+ Cr2+ Fe2+ Ni 2+ Sn2+ Pb2+ Fe3+ H+ Cu 2+ Cu + Ag+ Pt2+ Au +
(básico)
(nobre)
Potencial +2,96 +2,92 +2,90 +2,71 +2,40 +1,70 +0,76 +0,56 +0,44 +0,23 +0,14 +0,12 +0,045 0,000 -0,34 -0,47 -0,80 -0,86 1,50
(anódico)
(referência)
Corrosão em navios A corrosão nos cascos de navios em contato com a água do mar é a destruição eletroquímica do aço provocada pela reação com a água. Essa destruição responsável por grandes prejuízos é causada pela transferência de elétrons que implica na transformação química do aço, fazendo com que ele retorne ao óxido de ferro.
(catódico)
Formas de corrosão
Formas de corrosão
• Uniforme: ocorre em toda a faixa da superfície. • Por placas: forma-se placas com escavações. • Alveolar: produz escavações semelhantes a alvéolos ( tem fundo arredondado e são raros). • Puntiforme: ocorre a formação de pontos profundos (pites). • Intergranular: ocorre entre grãos. • Intragranaluar: ocorre nos grãos. • Filiforme: ocorre na forma de finos filamentos. • Por esfoliação: ocorre em diferentes camadas.
3
17/12/2010
Métodos de combate a corrosão A corrosão nos metais leva a perda e desgaste do material e alteração nas propriedades mecânicas. Deve-se saber como a corrosão acontece para que se use o método certo para combatê-la.
Como prevenir a corrosão Entre os principais meios de proteção, estão: • o revestimento; • a galvanização; • a pintura; • a proteção catódica.
O que nós tecnólogos devemos saber ?
Saber como evitar condições de corrosão severa. Proteger adequadamente os materiais contra a corr osão.
Revestimento Trata-se de isolar o meio, recobrindo-o com um metal mais resistente a corrosão. São usados metais mais nobres (Al, Cr e Ti) que tem a capacidade de formar camada passivadora. Porém, dependendo do tipo de revestimento, se houver um rompimento no material uma pilha será formada acelerando o processo de corrosão.
Revestimento
Peça cromatazida
Peças cromatazidas
Galvanização Usa-se um revestimento com um metal mais eletropositivo. Nesse caso o zinco, que é mais eletropositivo que o ferro, ou seja, enquanto houver zinco, a estrutura estará protegida. As chapas de navio recebem um revestimento de zinco após serem laminadas. É aplicada nas obras vivas do navio (abaixo da linha d’água). É usado em conjunto com a proteção catódica, quanto melhor o revestimento, menor será o custo da proteção catódica.
Galvanização
Chapas de aço com galvanização e chapas de aço com presença de corrosão e carepa de laminação
4
17/12/2010
Pintura Tem como função isolar o metal, separando-o do meio corrosivo. É aplicado um primer, uma tinta intermediária e a tinta de acabamento. A tinta do casco do navio deve ser o menos porosa possível e com razoável resistência a abrasão. Algumas já vem com pigmentos de zinco para de proteger a estrutura final.
Pintura
Pintura •Primer: são tintas que t em a finalidade de promover adarência ou com pigmentos de propriedades inibidoras de corrosão (epóxi). •Intermediária: aumentam a espessura e aumentam a aderência do acabamento. •Acabamento: tem o objetivo de isolar o sistema e dar a cor final desejada.
Proteção catódica É o método mais seguro e econômico de proteção, usado para estruturas enterradas ou submersas, pois depende do eletrólito para ser aplicada. Ela tem como o objetivo evitar a perda de elétrons do anodo, impedindo assim que ele entre em oxidação.
Proteção catódica Se divide em dois tipos: • Proteção galvânica • Proteção por corrente impressa Ambas têm suas características específicas, apresentando suas vantagens e desvantagens.
Proteção galvânica É usado um metal com maior potencial de oxidação como metal de sacrifício. Esse metal sendo menos nobre vai se sacrificar protegendo o metal da estrutura. Nos cascos de navios, os tipos de anodos usados são o anodo de zinco e o de alumínio, sendo o de zinco o mais usado. Os anodos são instalados em pontos no casco na área de obras vivas. Sofrendo os anodos a corrosão, as chapas permanecem intactas.
5
17/12/2010
Proteção galvânica
Proteção galvânica É aplicada mais para cascos de embarcações de pequeno e médio porte e submarinos. É mais econômico que o método por corrente impressa e de mais fácil instalação. É usada também para a proteção interna de tanques de lastro e para a proteção de equipamentos navais, como condensadores, permutadores de calor, tubulações e etc.
Proteção galvânica
Anodos galvânicos para embarcações
Proteção galvânica
Anodos galvânicos para tanques de lastro Instalação de anodos de zinco no casco
Seleção do tipo de proteção A escolha do tipo de proteção depende essencialmente de uma análise técnicoeconômica. Todo um projeto deve ser feito antes da construção onde devem ser analisadas as vantagens e desvantagens de cada sistema, o custo de instalação e manutenção e a viabilidade técnica de cada um.
Anodos de zinco próximos ao leme e ao hélice
Sistema galvânico • Indicado para eletrólitos de baixa resistividade
(água doce).
• Indicado para embarcações pequenas, já que a • • • •
distribuição de anodos passa a ser de alto custo em grandes estruturas. Não possibilita regulagem, ou aceita regulagem precária. É menos sujeito a interrupções de funcionamento. É necessária substituição periódica dos anodos. É, em geral, de menor custo inicial.
6
17/12/2010
Exemplos de proteção catódica
Custo da proteção catódica
• • • • •
A proteção catódica não pode ter custo previamente calculado com precisão. Isso é aceitável devido as componentes desse custo: Custo do levantamento de dados da área. Custo do projeto Custo do material. Custo da instalação. Custo da manutenção.
•
É muito comum usar ânodos de sacrifícios em tubulações de ferro ou aço em subsolo e em navios e tanques.
Exemplos de proteção catódica
Conclusão A
corrosão é um permanente desafio ao homem, pois quanto mais a ciência cria, evolui e a tecnologia avança, mais ela encontra espaço e maneiras de se fazer presente. Às vezes, o custo de um novo material que substituirá o antigo é de 20 a 50 vezes mais alto, o que inviabiliza a reposição. Assim, na maioria das vezes, é necessário o emprego de uma técnica anticorrosiva. Os processos mais empregados para a prevenção da corrosão são a proteção catódica e anódica, os revestimentos e os inibidores de corrosão.
Bibliografia • Vicente Gentil, “Proteção Catódica”, IEC, 2ª
Edição. • Vicente Gentil, “Corrosão”, Editora LTC, 5ª Edição. • Celso Gnneco, “Tratamento de Superfície e Pintura”, CBCA.
7
