CORROSÃO ASSOCIADA Á SOLICITAÇÕES MECÂNICAS.ppt

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CORROSÃO ASSOCIADA Á SOLICIT SOLICITAÇÕES MECÂNICAS Docente: Marcio Corrêa Discentes: Ana Carolina dos Reis Lima Jéssica Sobrinho Lopes Tássia Abreu da Costa

S,MARI$ • • • • • • • • •

Introdu-.o/ Corros.o sob 0adi1a/ Corros.o sob atrito/ Corros.o por metal l23uido/ Corros.o associada ao escoamento de 0luidos/ #endimento por álcali/ #ra1ili4a-.o por hidro1ênio/ Corros.o sob tens.o/ Re0erências biblio1rá0icas5

INTR$"U*+$

C$RR$S+$ S$6 #A"I'A

C$RR$S+$ S$6 #A"I'A A corros.o70adi1a é a ruptura com aplica-.o de tens.o c2clica em presen-a de um meio corrosi8o5 Um material diminui a sua resistência 9 0adi1a em  presen-a de um meio corrosi8o por 8árias  particularidades como: 7 %ara dado 8alor de ;< o tempo de ruptura é menor do 3ue na ausência do meio corrosi8o/ 7 "esaparece o limite de 0adi1a5 •

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Metal so0re solicita-=es mec>nicas alternadas ou c2clicas5

Figura  ! Representa-.o das caracter2sticas de uma 0ratura em 0adi1a? com distin-.o da nuclea-.o

C$RR$S+$ S$6 #A"I'A Ocorr"ncia: 7 Tubula-=es de e3uipamento de per0ura-.o de  po-os? usadas para bombear petr@leo/ 7 Tubula-=es transportando 8apores ou l23uidos de temperaturas 8ariá8eis/ 7 Trocadores ou permutadores/ 7 "i8ersos 8asos de press.o5 •

C$RR$S+$ S$6 #A"I'A Mecanis#o: $ mecanismo de in2cio da 0ratura pode estar associado a: 7 Concentra-.o de tens=es nos locais de entalhe ou  pites 0ormados pelo meio corrosi8o5 7 #endas? na super02cie do metal? produ4idas por intrus=es e etrus=es microsc@picas 0ormadas durante os ciclos de tens=es5 •

C$RR$S+$ S$6 #A"I'A •

7 7 7 7 7 7

$rote%&o: %rote-.o cat@dica/ Uso de inibidores Bdiminui-.o da corrosi8idade dos meios/ Re8estimentos metálicos an@dicos ou de sacri02cio/ %el2culas n.o7metálicas pi1mentadas com p@ de 4inco/ Jateamento na super02cie do metal ou introdu-.o de es0or-os de compress.o/ Altera-.o de proDeto5

C$RR$S+$ S$6 ATRIT$

C$RR$S+$ S$6 ATRIT$ A corros.o sob atrito trata de danos de corros.o causados por aspere4as de super02cies de contato5 !ste dano ocorre sob car1a e na presen-a de mo8imento relati8o de super02cie repetiti8o? 1eralmente indu4ido por 8ibra-.o5

C$RR$S+$ S$6 ATRIT$ Re3uisitos para Corros.o Sob Atrito: A inter0ace de8er estar sob car1a? 8ibra-.o ou mo8imento relati8o repetiti8o de8e ocorrer/   A car1a e o mo8imento relati8o de8em ser su0icientes para produ4ir de0orma-.o na super02cie5 •

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C$RR$S+$ S$6 ATRIT$ "ois mecanismos s.o propostos para a Corros.o Sob Atrito: "es1aste %or oida-.o/ $ida-.o %or des1aste5

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A ra4.o pela 3ual o atrito pode ser um  problema sério é 3ue ele comumente acontece na inter0ace de duas super02cies altamente carre1adas? 3ue n.o est.o proDetadas para mo8er uma contra a outra5

C$RR$S+$ S$6 ATRIT$

Corros.o Sob Atrito na Chapa 'al8ani4ada As 0i1uras E e F ilustram a aparência de atrito nas super02cies 1al8ani4adas5 Neste caso? as marcas est.o pr@imas das bordas desta chapa e supostamente possuem ima1ens simétricas no lado oposto da super02cie: •

Figura ' ! Atrito na Chapa 'al8ani4ada5 Fonte: TATA ST!!L 7 Gndia

C$RR$S+$ %$R M!TAL LGHUI"$

C$RR$S+$ %$R M!TAL LGHUI"$ •

Al1uns metais? 3uando epostos a metal l23uido? podem 0raturar de 0orma 0rá1il5  Normalmente de8em estar presentes tens=es trati8as5

C$RR$S+$ %$R M!TAL LGHUI"$ •

!ste tipo de corros.o ocorre em situa-=es em 3ue se trabalha com um metal l23uido em contato com outro s@lido? como por eemplo em reatores nucleares5

C$RR$S+$ ASS$CIA"A A$ !SC$AM!NT$ "! #LUI"$S

C$RR$S+$ ASS$CIA"A A$ !SC$AM!NT$ "! #LUI"$S

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Corros.o  !ros.o/ Corros.o por Ca8ita-.o/ Corros.o por impi1imento/

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A a-.o de eros.o é 0ácil de 8isuali4ar? pois tem como resultante a destrui-.o de camadas super0iciais protetoras5 !emplos: Tubula-=es Bespecialmente cur8as? coto8elos e deri8a-=es? 8ál8ulas? bombas centri0u1as? impelidores? a1itadores? tubos d trocadores de calor e linhas de 8apor5 elocidade in0luencia no processo5

C$RR$S+$ 7 !R$S+$

Figura ( ! Impelidor de bron4e com deteriora-.o por eros.o Fonte: 'entil

C$RR$S+$ 7 !R$S+$

Figura ) ! !ros.o em tubo de a-o7carbono causada por a-.o de ácido sul0rico concentrado 8a4ado por 0uro na tubula-.o5 Fonte: 'entil

C$RR$S+$ 7 !R$S+$ $rote%&o: 7 !mpre1o de materiais mais resistentes? como 0erro com alto teor de sil2cio BEK? Si para casos mais se8eros de eros.o7corros.o/ 7 Altera-.o do proDeto 8isando a modi0ica-.o no 0ormato ou 1eometria dos e3uipamentos/ 7   Acréscimo de di>metro de uma tubula-.o de modo a diminuir a 8elocidade do 0luido? asse1urando7lhe um 0luo laminar/ •

C$RR$S+$ %$R CAITA*+$ •

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Huando ca8idades ou bolhas so0rem colapsos ou implos.o na super02cie metálica há uma a-.o mec>nica conDu1ada a uma a-.o 3u2mica 3ue dá condi-=es para 3ue ocorra uma corros.o com ca8ita-.o/  Nu8ens de bolhas colidindo? em altas 8elocidades? e intensamente contra super02cies metálicas  podem 1erar serias a8arias ao e3uipamento5

C$RR$S+$ %$R CAITA*+$

Figura * ! !s3uema do ata3ue por ca8ita-.o: BA l23uido em repouso em temperatura  e press.o ambientes/ B6 epans.o e 0orma-.o de bolhas de 8apor em temperatura ambiente e press.o redu4ida/BC compress.o e colapso? ou implos.o da bolhas de 8apor? em temperatura ambiente e aumento de press.o/ B" destrui-.o da pel2cula de @ido? ou re8estimento? pelo impacto da onda de cho3ue transmitida pela implos.o da bolha de 8apor5 Fonte: 'entil

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#atores 3ue podem a0etar a corros.o por ca8ita-.o:  7 Temperatura/  7 elocidade relati8a dos l23uidos/ •

C$RR$S+$ %$R CAITA*+$

Figura + ! Corros.o por ca8ita-.o Fonte: CIMM

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Figura , ! Ca8ita-.o em camisa de cilindro de motor "iesel Figura - ! Amplia-.o da re1i.o de ca8ita-.o Fonte: 'entil Fonte: 'entil

C$RR$S+$ %$R CAITA*+$ •

$rote%&o:  No proDeto do e3uipamento? eliminar: %ossibilidades de áreas de 3uedas de press.o/ Abruptas modi0ica-=es de se-=es para e8itar turbulência/  –

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ibra-=es de partes cr2ticas/ $utros processos: Introdu-.o de ar no 0luido em escoamento  para ali8iar as áreas de baia press.o/ •

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!mpre1o de materiais com alta ductibilidade? alta resistência 9 0adi1a ou super02cies endurecidas/ Re8estimento com materiais resistentes/ !mpre1o de inibidores/ %rote-.o cat@dica/

C$RR$S+$ %$R IM%IN'IM!NT$ •

$corre em entradas dos tubos de condensadores? sa2das de re1istros? 8ál8ulas? bombas centr20u1as? hélices e outros dispositi8os 3ue pro8o3uem 8aria-=es acentuadas da se-.o trans8ersal do 0luido ou modi0i3uem o seu deslocamento lamelar5

C$RR$S+$ %$R IM%IN'IM!NT$

Figura . ! Aspecto caracter2stico da eros.o por impin1imento? em cur8as de tubula-.o de linhas de condensado? causada por 8apor dá1ua5 Fonte: 'entil

C$RR$S+$ %$R IM%IN'IM!NT$ •

$rote%&o: Usar li1as de cobre com cerca de  de estanho? ou lat=es de alum2nio? ou ainda li1as de cobreOn23uelO0erro/ Redu4ir a 8elocidade do 0luido/ "iminuir a 3uantidade de ar ou part2culas s@lidas/ Modi0icar a 1eometria dos e3uipamentos? e8itando cur8as acentuadas/ Usar placas de0letoras/  –

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#!N"IM!NT$ %$R &LCALI

#!N"IM!NT$ %$R &LCALI •

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P um tipo de corros.o 3ue ocorre em caldeiras  para produ-.o de 8apor 3ue apresentam Dun-=es rebitadas5 A 0im de se e8itar a corros.o do 0erro  pela á1ua? a ela se adicionam subst>ncias alcalinas? pois estas tornam o 0erro passi8o5 %ode ocorrer 3uando s.o utili4ados di1estores 3ue operam com solu-.o concentrada de hidr@ido de s@dio e temperatura ele8ada5

#!N"IM!NT$ %$R &LCALI Mecanis#o: 7 #orma-.o de hidro1ênio de8ido ao ata3ue do a-o  pela solu-.o concentrada de hidr@ido de s@dio: •

#e Q F Na$)

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Na #e$ Q ) F

F

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#!N"IM!NT$ %$R &LCALI $rote%&o: 7 Substitui-.o de rebites por soldas? se1uida de tratamento térmico para diminuir as tens=es/ 7 Adi-.o de 0os0ato de s@dio na á1ua/ 7 Re8estir as partes suDeitas ao ata3ue com n23uel ou li1as de n23uel5 •

#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$ •

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$ hidro1ênio intera1e com a maioria dos metais  por uma série de mecanismos? resultando em modi0ica-=es das propriedades mec>nicas 3ue le8am a 0raturas 0rá1eis e altamente danosas5 A presen-a de hidro1ênio em metais pode ocorrer durante o processamento de 0abrica-.o ou  posteriormente em ser8i-o5

#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$ A/risiona#ento 0e 1 no #ateria2 7 )idro1ênio 0ortemente aprisionado 7 )idro1ênio 0racamente aprisionado •

$bs: "entre os metais 3ue mais comumente incorporam ) na rede cristalina est.o o cobre? o 0erro e a prata

#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$ $ hidro1ênio pode ser absor8ido por: 7Alta solubilidade no metal em estado l23uido/ 7"ecapa1em por meios 3u2micos ou eletro3u2micos/ 7"eposi-.o eletrol2tica de metais/ 7A-.o de 1ases ricos em ) em condi-=es de T e  press.o 0a8orá8eis/ 7"ecomposi-.o térmica de hidrocarbonetos/ 7Cra3ueamento de amnia/ 7Rea-=es 1enerali4adas com á1ua5

#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$ •

Deca/age# 3ci0a: #e Q F)  #e Q ) Rea%&o entre Fe e NaO1 4conc5: #e Q FNa$)  Na #e$  Q ) Deco#/osi%&o t6r#ica 0e 7i0rocar8onetos9 e# te#/eraturas e2ea0as C)  C Q F) C )  C )  Q ) Q

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#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$

Figura ; !  Trecho de tubula-.o com empolamento pelo hidro1ênio ocasionado por 1ás sul02drico? )FS? e umidade Fonte: I!IRA

#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$ Fragi2i %resen-a de hidro1ênio compromete a estrutura mec>nica? mesmo 3ue ele seDa eliminado  posteriormente5 Fragi2i A elimina-.o do hidro1ênio antes da aplica-.o da tens.o restaura a ductibilidade do metal5 •

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#RA'ILIA*+$ %$R )I"R$'(NI$ $rote%&o: 7 !8itar a absor-.o de hidro1ênio pelo metal/ 7  Nos casos onde há 0ra1ili4a-.o re8ers28el? pode7se submeter o material ao reco4imento a uma temperatura baia/ 7 Re8estimento eletrol2tico com cádmio? impermeá8el ao hidro1ênio5 •

C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST •

A corrosão sob tensão  é o 0enmeno de deteriora-.o de materiais causada pela a-.o conDunta de tens=es mec>nicas Bresiduais ou aplicadas e meio corrosi8o5 A CST é caracteri4ada pela 0orma-.o de trincas? o 3ue 0a8orece a ruptura do material5 %or essa ra4.o? a corros.o sob tens.o é comumente chamada de corrosão sob tensão fraturante5 Acontece comumente com metais dcteis5

C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST •

Condi-=es para corros.o sob tens.o

Figura  ! Condi-=es para corros.o sob tens.o5 Fonte: '!NTIL? icente5 Corros.o5

C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST Caracter2sticas da CST: %ode ocorrer a tens=es menores 3ue as re3ueridas para tens=es de ruptura/ Re3uerem7se somente tens=es de tra-.o/ Acredita7se 3ue ocorre escoamento plástico locali4ado/ #ratura ocorre no eio perpendicular ao de tens.o/ •

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C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST Mecanismos de CST:

Figura ' ! !s3uema 1eneralista do processo de corros.o sob tens.o5 Fonte: '!NTIL? icente5 Corros.o5

C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST Mecanismos de CST:  Nos di8ersos casos de CST s.o utili4ados simultaneamente dois ou mais modelos para eplicar o 0enmeno5 Al1uns dos principais mecanismos s.o: Corros.o Sob Tens.o em Caminho Ati8o ou por "issolu-.o an@dica/ CST pela 0orma-.o de tneis de corros.o/ CST por Adsor-.o/ •

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CST por fragilização do Hidrogênio.

C$RR$S+$ S$6 T!NS+$ BCST #atores 3ue in0luenciam a CST: #atores Mec>nicos/ #atores Metalr1icos/ #atores Ambientais5 •

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