CAPÍTULO 6 – ENSAIOS DE CORROSÃO
6.1- Motivação
Apresentar algumas técnicas utilizadas para monitorar a
corrosão visando o aumento da vida útil do equipamento e a
integridade, resistência ao meio e segurança.
6.2-Introdução
Complexidade dos processos de corrosão
Grande número de ensaios de corrosão
Padronização (normas )
Comparação de resultados
O monitoramento da corrosão é tipicamente usado
nas seguintes situações:
1- Onde os riscos são altos – pressões altas, temperaturas
elevadas, processos inflamáveis, explosivos e tóxicos;
2- Onde os picos do processo podem causar alta corrosividade;
3- Onde mudanças nas condições de operação podem causar
mudanças significativas na taxa de corrosão;
4- Onde são usados inibidores de corrosão
5- Onde constituintes são concentrados devido à repetição de
ciclos;
6- Onde a vazão do processo é modificada;
7- Onde a saída da planta ou os parâmetros operacionais são
mudados por especificações designadas;
8- Na evolução da corrosão em ligas;
9- Onde potencial induzido é usado para proteger sistemas e/ou
estruturas;
10- Onde o produto de contaminação gerado pela corrosão é
uma preocupação vital.
6.2.1 Objetivos/ Razões
1)- Determinação da qualidade do material.
2)- Comparação do comportamento de diversos materiais a
um meio específico Seleção de materiais.
3)- Comportamento de um novo material.
4)- Determinação do meio em que um material tem
comportamento satisfatório.
5)- Investigação de método de proteção.
6)- Determinação de contaminação de um meio por corrosão
do material.
7)- Estudo do mecanismo de corrosão.
6.3- Métodos de ensaio
1- Ensaio de laboratório.
2- Ensaio de campo.
3- Ensaio de serviço
.
6.3.1- Ensaio de laboratório.
 Preparação especial da amostra executando testes sob
condições controlada.
1- Aceleração.
2-Temperatura.
3- Tensões
4- Umidade
5- Composição do meio
6- Composição do material
7- Condições superfíciais
8- Estrutura e revestimentos e etc.
6.3.2- Ensaio de campo.
Amostras expostas ao meio quase idêntica ao de serviço.
1- Longa duração.
2-Resultados mais precisos
6.3.3- Ensaio de serviço
Amostras colocadas na instalação real.
_Não práticas.
_Caros.
_Longo tempo de exposição.
6.5- Amostras para ensaios de corrosão
6.5.1- Preparação
Condição real
A variação da quantidade de óxidos
A variação dos Contaminantes
A variação da Rugosidade
.
Condição prática
Padronização

Bordas arredondadas
Lixa 120
Maior relação Área /Massa
Decapagem
Desengraxe
Passivação química (aço-inox)
6.5.2- Identificação da amostra
_marcação/ estampagem de no. e letras
_entalhes nas extremidades (materiais frágeis)
_furos de posicionamento
6.5.3- Número de amostra
Maior número de amostra Maior precisão
6.5.4- Duração do teste
Depende do parâmetro avaliado
**Ensaio de laboratório  Mais rápido
“Ensaio de intervalo planejado”
Efeito do t sobre a Vcor
“Ensaio Atmosférico” ~4 anos
Painéis rurais >4 anos
“Ensaio de campo em água e solo” >4 anos
6.5.5- Tamanho e forma da amostra
_Forma
_Asuperficiais/ Aquinas >>>>>
_Pites (amostras grandes devido ao fator de probabilidade)
_Especificação do material
*Composição
*Fabricação
*Metalurgia
6.6- Métodos de monitoramento e controle





Cupons de corrosão
Carretéis de teste
Sensores de hidrogênio
Sonda de resistência elétrica
Sonda de polarização linear
6.6.1- Cupons de corrosão
CARACTERÍSTICAS



São amostras de materiais
instalados em um determinado
meio corrosivo, para avaliação de
seu comportamento
Instalados em by-pass pois
devem poder ser retirados a
qualquer hora sem necessidade
de parada do processo
Sobre eles deve agir o mesmo
meio corrosivo que esta agindo no
equipamento em estudo
VANTAGENS E DESVANTAGENS






Meio barato e eficaz
Longos tempos de exposição
Dificuldade de correlação entre
variáveis do processo corrosivo e
variáveis do processo
O resultado vem em termo de
taxa de corrosão por período
Teste de meios de prevenção à
corrosão como inibidores e
neutralizantes
Teste de resistência de materiais
à corrosão
Figura - Diversas formas de cupons.
Cupons de corrosão

Taxas de corrosão
Tc 
87600mi  m f

  At
onde:
Tc = taxa de corrosão (mm/ano)
mi = massa inicial do cupom (g)
mf = massa final do cupom (g)
 = massa específica do material do cupom (g/cm3)
6.6.2- Carretéis de teste
CARACTERÍSTICAS


Recurso de pesquisa que permite
o teste simultâneo de grande
número
de
materiais
em
condições reais de serviço
Consiste de um certo número de
cupons de diferentes materiais,
isolados eletricamente entre si e
fixados numa armação que é
colocada dentro de equipamentos
VANTAGENS E DESVANTAGENS



Normalmente só é possível
colocar os carretéis com o
equipamento fora de operação
Pode ser necessária a colocação
de mais de um carretel no mesmo
equipamento, como por exemplo
abaixo do nível da região de
variação de nível e na fase vapor
É interessante colocar mais de um
cupom de cada material para se
obter melhor representatividade
de processo corrosivo.
UTILIZAÇÃO: Nas refinarias seu uso tem se restringido a internos de torres,
vasos de pressão, tubulações e permutadores.
6.6.3- Sensores de hidrogênio
CARACTERÍSTICAS



São
instrumentos
que
permitem medir a geração de
hidrogênio atômico decorrente
das reações químicas de
corrosão do aço
Sua importância decorre da
presença de enxofre no
processamento do petróleo
Os sensores de hidrogênio
podem operar através de
sensores de pressão, de
volume
e
por
células
eletrolíticas
Equações estequiométricas para Ferro,
enxofre e cianeto:
Fe + H2S  FeS + 2H0
FeS  6CN   FeCN 6
4
Fe  2H  6CN   FeCN 6
4
S2
 2H
• Nesta reação há geração de hidrogênio
na superfície metálica, sendo que parte
deste hidrogênio penetra no metal e
difunde-se causando sérios danos. Ao sair
do material na superfície externa, combinase novamente em hidrogênio molecular.
Sensores por pressão e volume
CARACTERÍSTICAS




Os sensores de hidrogênio consistem
de tubos de aço carbono com uma
das extremidades fechadas
Esta extremidade será inserida no
meio corrosivo e à outra extremidade
válvulas de pressão ou volume são
conectadas
O hidrogênio atômico que se difunde
através do sensor volta a hidrogênio
molecular no espaço interno causando
variações de pressão e volume
Esta pressão ou volume é quantificada
e fornece informações sobre o
processo corrosivo
VANTAGENS E DESVANTAGENS



dificuldades de instalação
dificuldade de correlação de variáveis
interferência da pressão atmosférica
Sensores de hidrogênio por células eletrolíticas

Este tipo de sensor destina-se a medir a evolução da
geração de hidrogênio para avaliar taxas de corrosão.
Seu funcionamento dá-se principalmente pela variação
de corrente elétrica causada pela redução de
hidrogênio. Além das facilidades de instalação, este tipo
de sensor ainda permite ligação para medida on-line.
6.6.4- Resistência elétrica
CARACTERÍSITCAS
 Medição da taxa de corrosão a
partir de sensores que detectam
redução de área transversal
quando corroídos
 A variação desta área provoca
alterações na resistência elétrica
no sensor, permitindo que se faça
monitoramento da taxa de
corrosão em tempo real
 Este tipo de medição favorece o
estudo das influencias dos
parâmetros do processo nos
parâmetros da corrosão

A equação segundo a qual a taxa de
corrosão pode ser medida encontrase abaixo:
1
R 
A
onde,
 R = resistência ()
 1 = comprimento (cm)
 A = seção de área transversal (cm2)
  = resistividade (.cm)
Resistência elétrica x cupons
CUPONS

Este método fornece como resultados taxas de
corrosão que não levam em conta qualquer
modificação de velocidade no processo
corrosivo ao longo do tempo medido
RESISTÊNCIA ELÉTRICA

fornece medições em tempo real que facilitam
a observação de variações de velocidade no
processo corrosivo, fornecendo resultados para
análises de correlação entre as variáveis do
processo com as variáveis de corrosão
6.6.5- Polarização Linear
CARACTERÍSTICAS
 O funcionamento deste método é
baseado na medição de corrente
entre eletrodos polarizados por
uma tensão constante advinda do
próprio processo de corrosão
 No processo de corrosão há
transferência de elétrons entre
áreas anódicas e catódicas devido
a dissolução iônica do metal
sujeito a corrosão
 A aplicação de uma diferença de
potencial de polarização entre
eletrodos que se corroem resulta
em uma densidade de corrente
medida, que está relacionada com
a densidade de corrente de
corrosão e o potencial de
corrosão
VANTAGENS E DESVANTAGENS
 Seu uso é limitado a meios
corrosivos de alta condutividade
elétrica e corrosão uniforme
 Filmes de produtos de corrosão
ou de depósito sobre seus
eletrodos também apresentam
interferências sobre as medidas
 Este método propicia medidas
instantâneas de taxas de corrosão
Esta técnica tem sido usada com sucesso na maioria dos meios
corrosivos aquosos. Algumas das aplicações mais comuns são:
·
** Sistemas de resfriamento de água;
·
** Tratamento de água potável e sistema de distribuição;
·
** Adoçamento de amina;
·
** Sistemas de extração mineral;
·
** Manufatura de papel e celulose e
**
*
** Produção de hidrocarbonetos livre de água.