Como ocorre o processo de corrosão dos metais

Como ocorre o processo de corrosão dos metais

O processo de corrosão dos metais se dá em virtude das reações de oxidorredução entres esses e outros agentes naturais como o oxigênio presente no ar. O potencial de redução desses metais costuma ser menor do que o oxigênio e por isso eles cedem seus elétrons, oxidando-se.

O que significa corrosão eletroquímica?

Esse processo se dá quando a camada protetora da superfície metálica apresenta uma falha e aos poucos começa a acumular soluções com agentes corrosivos. O metal sofre a oxidação e vai aos poucos aprofundando o pite.

Como ocorre a corrosão eletroquímica do aço?

Como e por que ocorre a corrosão do aço A corrosão é derivada de dois processos eletroquímicos: a oxidação e a redução. O primeiro deles é a retirada de elétrons livres de um átomo. O segundo ocorre quando o átomo toma elétrons livres para si.

Como ocorre a corrosão por aeração diferencial?

Quando há variações nas concentrações de oxigênio no meio eletrólito ocorre a chamada tecnicamente corrosão por aeração diferencial. ... Este tipo de corrosão ocorre frequentemente em regiões intermediárias entre dois meios, como ar e água ou ar e solo, como nas estruturas metálicas com partes subaquáticas ou no solo.

Quais são as principais causas da corrosão?

Essa corrosão ocorre, principalmente, de duas formas:

  • Corrosão atmosférica eletroquímica. Esse processo ocorre através de uma reação de oxirredução entre o material e a umidade do ar. ...
  • Corrosão atmosférica química. ...
  • Temperatura. ...
  • Radiação. ...
  • Chuvas e ventos. ...
  • Gases.

Quais os tipos de corrosão Eletroquímica na boca?

  • Tipos de corrosão eletroquímica na boca: é possível a formação de uma célula galvânica na boca quando objetos metálicos diferentes ou regiões metálicas num mesmo objeto produzem elétrons livres em taxas diferentes ao entrarem em contato com um eletrólito como a saliva.

Quais são os tipos de corrosão química?

  • Tipos de Corrosão Química Existem três tipos de corrosão, a corrosão eletrolítica, a corrosão química e a corrosão eletroquímica.

Qual a diferença entre corrosão e elétrons?

  • Corrosão Galvânica em tubo de aço carbono com válvula de latão (Cu+Zn) CORROI EEL – USP Prof. Dr. Cassius Ruchert 10/105 Para os materiais metálicos o processo de corrosão envolve normalmente uma transferência de elétrons Os átomos metálicos perdem ou cedem elétrons (

Como ocorre a corrosão de um metal?

  • No caso de um metal, o processo consiste numa rea- ção química entre o meio corrosivo e o material metálico, re- sultando na forma- ção de um produto de corrosão sobre a sua superfície. Um exemplo desse pro- cesso é a corrosão de zinco metálico em presença de ácido sulfúrico: Zn + H 2 SO 4

A corrosão metálica pode ser definida como um processo espontâneo que ocorre frequentemente na natureza por ação de muitos fatores. O termo corrosão tem origem no latim “corrodere” que significa destruir gradativamente. O fenômeno da corrosão pode ser entendido como uma deterioração do material, devido às reações químicas e/ou eletroquímicas com o meio em que interage. A corrosão está relacionada com a oxidação de um metal para a formação de um composto mais estável termodinamicamente nas condições a que está submetido. De modo mais específico, o fenômeno corrosivo representa uma situação em que duas ou mais reações eletroquímicas diferentes ocorrem simultaneamente e de forma espontânea, sendo pelo menos uma de natureza anódica e outra catódica. A reação anódica de dissolução do metal fornece elétrons à reação catódica de redução. Para que a reação de dissolução do metal tenha prosseguimento é necessário que os elétrons produzidos sejam removidos, caso contrário ocorre equilíbrio eletroquímico.

Vale destacar os processos de desgaste por atrito, por erosão ou por outros fatores mecânicos.

Um sistema de análise do processo corrosivo é composto de quatro elementos básicos:

•    Anodo: eletrodo no qual ocorre a oxidação (corrosão) e de onde a corrente (na forma de íons metálicos positivos) entra no eletrólito.

•    Eletrólito: meio condutor (geralmente líquido) que contém os íons que transportam a corrente até o catodo.

•    Catodo: eletrodo onde ocorre a redução e o local onde a corrente sai do eletrólito.

•    Circuito metálico: elo de ligação entre anodo e catodo e por onde migram os elétrons (no sentido andodo-catodo).

Uma característica importante dos processos de corrosão é que os eventos acontecem espontaneamente, ou seja, a reação eletroquímica global que descreve o processo é espontânea. Portanto, se considerados os aspectos termodinâmicos observa-se que a variação da energia livre (ΔG) é menor que zero 1. Para se quantificar a velocidade do processo mencionado considera-se os aspectos cinéticos:

Se a concentração do agente corrosivo for pequena, é possível que o processo seja controlado por transporte de massa, ou seja, pela velocidade com que a espécie agressiva chega aos sítios de ataque.

Se o ambiente ao qual o metal está exposto é um condutor pobre, o transporte de íons para compensar as cargas geradas no processo corrosivo pode ser lento e constituir um fator determinante no processo corrosivo.

Se o meio contém elevadas concentrações do agente agressivo e de íons, a velocidade  pode ser controlada pela cinética de uma ou outra reação de transferência de carga.

Exemplificando o caso no qual a velocidade do processo é controlada pela cinética da reação, pode-se empregar a equação de Tafel para estabelecer a correlação corrente-potencial para cada um dos eletrodos.

Parâmetros que afetam a velocidade de corrosão

A velocidade do processo corrosivo pode ser expressa em termos da corrente de corrosão. É possível identificar e analisar os efeitos dos parâmetros que afetam  analogamente ao procedimento para eletrocatálise e utilização de diagramas de Evans. Vale ressaltar : quanto menor for a corrente de intercâmbio, menor será a magnitude da corrente de corrosão. Quanto menor a corrente de intercâmbio da reação catódica, menor será também a magnitude da corrente de corrosão. Valores elevados do coeficiente de Tafel para a reação catódica levam a uma menor corrente de corrosão.

Outros fatores importantes que têm influência sobre a velocidade de corrosão são a concentração do agente corrosivo e a condutividade do meio ao qual o metal está exposto. Quando a concentração do agente corrosivo é pequena, a curva catódica atinge o limite difusional e a velocidade de corrosão passa a ser controlada pelo transporte do reagente ao centro de ataque no metal, sendo a corrente de corrosão tanto menor quanto menor for a concentração. Um exemplo bem conhecido onde este efeito acelera os processos de corrosão é observado em ambientes localizados perto do litoral pois, devido à alta umidade e à alta concentração iônica da atmosfera marítima, há uma maior corrosão dos metais.

Corrosão e indústria do petróleo

A corrosão se faz presente na indústria do petróleo ocasionando danos à superfície metálica dos tanques, tubulação, linhas de dutos e outros equipamentos. Problemas relacionados à corrosão podem decorrer do petróleo contendo água e gás sulfúrico, água de formação com alta salinidade, problemas na extração do óleo e gás, durante o transporte, em operações de refino e na estocagem dos produtos finais. Vale salientar que no que se refere à etapa de extração, há que se destacar a operação de acidificação (de matriz) que deve promover a estimulação dos poços de petróleo (necessária como conseqüência do deposito de substâncias sólidas que obstruem os espaços porosos e canais da matriz rochosa, diminuindo a capacidade de produção do poço).

Na acidificação de matriz, uma solução ácida é usada para dissolver parcialmente os minerais presentes na formação rochosa, recuperando ou aumentando a permeabilidade da estrutura. O ácido clorídrico entre 15 e 28% p/v é usualmente empregado quando da presença de rochas carbonáticas, sendo amistura ácido clorídrico 12% p/v e fluorídrico 3% p/v empregada em rochas contendo silicatos 2.

Ambientalmente o rompimento de qualquer oleoduto é capaz de gerar impactos ambientais sérios. Além disto, os custos causados por danos em estruturas metálicas em todo o mundo, pela indústria petrolífera, são facilmente convertidos em bilhões de dólares, o que denota a necessidade de utilização de metodologias para a proteção de estrutura metálicas.

Sabe-se que o meio aquoso que passa nas linhas de dutos contém alta concentração de cloreto e uma quantidade considerável de ânions sulfatados. Para inibir a reação da corrosão, a injeção de inibidores de corrosão através de diferentes locais do duto tem sido muito importante 3.

Várias alternativas vêm sendo estudadas e aplicadas no combate à corrosão em campos de petróleo, dentre elas as proteções catódicas, revestimentos, inibidores de corrosão etc. Os inibidores químicos são amplamente usados no controle de corrosão em tanques de armazenamento, linhas de fluxo, tubulações, etc, podendo ser inibidores inorgânicos e orgânicos.

Proteção à corrosão

Várias são as formas de proteção ou minimização dos efeitos decorrente dos processos corrosivos:

•    Recobrimento do material metálico com tintas ou várias tintas ou vários tipos de filmes de outros metais mais nobres, aplicados por eletrodeposição ou outros métodos.

•    Passivação.

•    Proteção anódica/catódica

•    Adição de inibidores de corrosão ao meio eletrolítico.

Referências bibliográficas

1. BRETT, A. M. O. ; BRETT, C. M. A. “Electroquímica: princípios, métodos e aplicações”. Coimbra: Almedina, 1996, 471 p.

2. CARDOSO, S. P. et al. “Avaliação de indicadores de uso diverso como inibidores de corrosão”. Quím. Nova. 2005, vol.28, n.5, pp. 756-760.

3. EL-ETRE AY, Abdallah M. “Natural honey as corrosion inhibitor for metals and alloys. II C-steel in high saline water”. Corros. Sc,; 42, 731-738.

Aldo Sena de Oliveira- Doutorando em Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

Anderson Luiz Machado- Graduando em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

Publicado por: Aldo Sena de Oliveira