Objetivos

Grupo 6
É comum observar no nosso dia a dia a presença
de elementos que sofrem corrosão ao longo dos
anos.
 Vários são os exemplos de produtos, utensílios e
equipamentos que sofrem algum processo de
corrosão e se degradam prejudicando seu
funcionamento, e caso nenhuma manutenção
(proteção) seja realizada os equipamentos
podem falhar.
 Este trabalho tem como objetivo analisar alguns
desses exemplos de corrosão no nosso cotidiano
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Em nosso trabalho apresentaremos quatro
tipos de corrosão bem freqüentes em nossas
casas:
▪ Janela de banheiro
▪ Maquina de lavar
▪ Estante metálica
▪ Banco de bicicleta
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No caso da janela de banheiro temos a
corrosão formada por umidade.
Nossa janela tem um período de uso muito
elevado a ordem de 10 anos.
A janela é exposta ao ar e a alta umidade
advinda do vapor do chuveiro.
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Considera-se as regiões ao ar livre, dentro de centros
populacionais maiores. Essas atmosferas de cidade
contêm, normalmente, impurezas em forma de óxidos de
enxofre (S02 ), fuligem ácida e outros agentes agressivos,
tais como C02 , NOx, H2 S, SO4 etc.
O ar atmosférico é uma mistura de ar seco e vapor de
água. A quantidade de vapor de água presente no ar é
variável, mas para uma dada temperatura, tem-se um
valor máximo de vapor de água que um dado volume de ar
pode conter. Este valor máximo, denominado saturação,
varia com a temperatura, sendo maior quando esta
aumenta. A relação entre o valor de conteúdo de vapor de
água na atmosfera e o valor de saturação para uma dada
temperatura é denominada umidade relativa (U.R).
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ar seco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . U.R. até 30%;
ar normal. . . . . . . . . . . . U. R. entre 50 e 60%;
ar úmido . . . . . . . . . . . . U. R. entre 80 e 90%;
ar saturado . . . . . . . . . . . . . . . U. R. de 1 00%.
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A umidade do ar é um dos fatores mais
importantes que afetam a velocidade da
corrosão atmosférica. A simples presença de
água no ar, contudo, não causa corrosão; ar
puro, saturado e com vapor de água
determina apenas uma corrosão muito leve
em metais como, por exemplo, o ferro e o
cobre.
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Os teores de SO2 variam de cerca de 0,1 a um máximo de
cerca de 1,Oppm e são originados pela queima de
combustíveis contendo enxofre como, por exemplo, óleo
combustível. Os teores de H2S (gás sulfídrico) são
originados da ação bacteriológica de rios e represas,
sendo mais concentrados nesses locais (marginais) e
podendo atingir teores de 0,01 a cerca de l,Oppm. Os
teores de CO2 podem estar de 300 (natural de zona rural)
a 600 ppm. O SO4 é resultante basicamente da oxidação
do SO2 , principalmente em presença de amônia NH3
(gás). Forma-se um sal (sulfato de amônio (NH4 )2 SO4)
que é um sólido em suspensão, podendo depositar-se por
impactação nas superfícies das estruturas
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Como visto na equação anterior temos que
nossa janela sofreu uma perda de massa e
volume de material devido a corrosão do ar.
O enxofre presente na atmosfera se
transformou em acido sulfúrico na presença
de água e ar e fez com que o ferro fosse
corroído.
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Banheiro muito utilizado e com
maior exposição a umidade.
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Banheiro pouco utilizado e
com menor exposição a
umidade.
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Possuímos uma estante metálica em nossa
casa muito corroída devido a presença de
produtos que possuem cloro.
Esta estante tem a função de guardar
produtos de limpeza e está exposta ao
ambiente externo.
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Do mesmo modo que a janela do banheiro
temos uma corrosão devido a umidade.
Mas nesse caso o cloro é a substancia que
causará a corrosão.
O material de nossa estante é a liga AISI 1020
de aço carbono sendo um metal barato e
comumente usado nessas estantes.
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No caso da estante temos a corrosão tanto
pelo acido sulfúrico como pelo acido
clorídrico.
Sendo então uma corrosão muito mais
intensa e perigosa.
Nossa estante tem uma proteção de uma
pequena película de tinta, o que faz com que
o tempo de vida se prolongue.
Mais devido ao tempo da estante , ela já foi
muito desgastada retirando a tinta e expondo
o aço a corrosão.
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Na casa existe uma máquina de lavar roupa
que funciona em média 3 vezes por semana.
A máquina sofre corrosão por fadiga pois esta
em constante movimento cíclico e por
possuir muitos anos de funcionamento ela
possui vibrações atípicas (maiores esforços),
o que aumenta a corrosão.
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A fadiga de um material é a progressão de uma trinca a partir da
superfície até a fratura, quando o material é submetido a solicitações
mecânicas cíclicos.
A fadiga inicia-se em um imperfeição superficial que é um ponto de
concentração de tensões e progride perpendicularmente a tensão. A
progressão da trinca dá-se pela deformação plástica verificada na base
da trinca associada ao constante aumento de concentração de tensões.
Após atingir um tamanho crítico na trinca, este se rompe bruscamente
causando a falha por fadiga do equipamento.
A resistência à fadiga dos materiais é determinada através das curvas
de fadiga, nestas curvas relaciona-se a tensão aplicada como o número
de ciclos para ocorrência de fadiga. Observa-se que para os materiais
ferrosos há um limite tensão abaixo do qual por mais que se aumente o
número de ciclos não haverá fadiga, a este valor de tensão chama-se
limite da fadiga. Os metais não ferrosos de modo geral não apresentam
limite de fadiga.
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Um processo corrosivo pode ser a causa do surgimento da trinca
superficial por onde inicia-se a fadiga. A base da trinca é uma região
tensionada e encruada que age como área anódica em relação ao restante
do material, logo a presença de um eletrólito no interior da trinca
provoca corrosão e acelera a progressão da mesma.
Com a ocorrência dos dois efeitos as curvas de fadiga ficam
profundamente modificadas e mesmo para os metais ferrosos desaparece
o
limite de fadiga quando se tem corrosão fadiga.
Pode-se observar que no caso da máquina de lavar roupa, aparecem
pontos de corrosão na superfície externa. Esses pontos aparecem em
possíveis defeitos na tinta aplicada no material que o deixam
desprotegido com relação ao meio ambiente. Nestes locais onde ocorre a
corrosão, em conjunto com os esforços cíclicos, provavelmente ocorrerá
corrosão por fadiga. A união desses fatores, esforços cíclicos e
corrosão superficial, aceleram bastante o processo de degradação do
material, sendo muito mais rápido do que o efeito de cada fator
separado.
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Em nossa pesquisa em casa encontramos em
um banco de bicicleta com uma corrosão
entre o cano do banco e o quadro.
O cano do banco e o quadro apresentam
corrosão galvânica e por fresta.
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Ocorre quando dois metais de potenciais eletroquímicos diferentes se
encontram imersos em um mesmo eletrólito e mantém contato
galvânico entre si.
O mesmo processo pode realizar-se no caso de metais de igual potencial
imersos em eletrólitos diferentes ou no caso de metais diferentes em
eletrólítos diferentes.
Diversos processos são utilizados para eliminar ou reduzir a corrosão
galvânica.
Como regra geral, deve-se evitar, dentro das possibilidades do projeto e
da operação, o contato galvânico entre metais que apresentem grande
diferença de potencial eletroquímico.
Isso obtém-se pelo uso de materiais isolantes como borracha, pela
aplicação de camadas protetoras (com tintas, plásticos, etc.) e em alguns
casos por um rearranjo do projeto, etc.,
Outro sistema de medidas consiste na remoção do eletrólito, sobretudo
quando de natureza incidental (água de chuva ou de condensação,
acúmulos de agentes corrosivos, etc.)
Em algumas aplicações é necessário o uso de proteção catódica; este
processo é complexo e requer a assistência de especialistas.
No caso da junção do banco da bicicleta com o quadro,
observamos a ocorrência de dois fenômenos
simultâneos: a existência de corrosão por fresta e a
corrosão galvânica. No caso, ocorre a corrosão
galvânica entre o alumínio do quadro da bicicleta e o
zinco da cobertura do cano do banco. Primeiramente,
ocorre no sentido de corroer a camada de zinco, por
este ter maior potencial de oxidação do que o
alumínio.
Quando esta reação ocorrer o suficiente para acabar
com a camada de zinco protetora, a corrosão ocorrera
no sentido de corroer o alumínio, pois o alumínio
apresenta maior potencial de oxidação que o ferro da
liga de aço.
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A corrosão está mais presente em nosso dia a dia do
que podíamos imaginar. É possível perceber alguns
fatores que influenciam a aceleração do processo
(mais umidade e substância com cloretos) e
a importância de se fazer um projeto de engenharia
que leve em conta estes fatores (materiais mais
nobres). A ocorrência desse fenômeno não impede
que certos materiais deixem de ser utilizados mas
apenas que sejam escolhidos com critérios mais
cautelosos levando em consideração sua interação
com outros materiais e o meio em que será exposto.