Aços & Ligas | Aços e Ferros Fundidos | Aços Resistentes à Corrosão

A perda de peças metálicas por ação da corrosão tem preocupado engenheiros e metalurgistas que procuram constantemente não só aperfeiçoar ou desenvolver novos métodos de proteção, como também aperfeiçoar ou criar novas ligas que apresentem o característico de resistência à corrosão.

A corrosão pode ser considerada como um ataque gradual e contínuo de metal por parte do meio circunvizinho, que pode ser a atmosfera mais ou menos contaminada das cidades, ou em meio químico, líquido ou gasoso. Como resultado de reações químicas entre os metais e elementos não-metálicos contidos nesses meios, tem-se mudança gradual do metal num composto ou em vários compostos químicos, que são geralmente óxidos ou sais.

Admite-se que a corrosão não passa de uma forma de atividade química ou, mais precisamente, eletroquímica. A velocidade do ataque e sua extensão dependem não só da natureza do meio circunvizinho, como igualmente do tipo de metal ou liga sofrendo a ação corrosiva.

Quando um metal não corrói, admite-se que se produz alguma reação química entre ele e o meio que o circunda, com a formação de uma camada fina, a qual adere à superfície metálica e é aí mantida por forças atômicas. Se, por qualquer motivo, essa camada protetora for destruída momentaneamente, ela será instantaneamente restabelecida e a lesão do metal é, por assim dizer, automaticamente sanada.

O tipo de corrosão mais comum é atmosférica. Por outro lado, como a corrosão do ferro é a mais importante, será feito a seguir um apanhado sucinto dos fenômenos que levam à destruição, por corrosão, desse metal.

A teoria mais simples e aceita para explicar a corrosão do ferro é a eletrolítica:

- o ferro está colocado acima do hidrogênio na tabela dos potenciais eletroquímicos;

- portanto, pode deslocar os átomos de hidrogênio da água;

- tal se dá pelo envio de íons de ferro (Fe++) em solução na água, deslocando os íons de hidrogênio (H+) da água;

- logo, a camada de água circundando o objeto de ferro contém íons Fe++ e íons 2OH, ou seja, Fe(OH)2 dissociado em considerável concentração.

- se o oxigênio do ar for admitido nesta camada – por difusão através da água – forma-se Fe(OH)3;

- este é menos solúvel que o Fe(OH)2 e precipita de acordo com a reação 2Fe(OH)3 ---Fe2O3 + 3H2O como um depósito marrom;

- em resumo, o Fe(OH)3 passa gradualmente a Fe2O3, conhecido comumente com o nome de ferrugem.

Os meios corrosivos são inúmeros e a respeito dos mais comuns cabem os seguintes comentários:

1.1 - Corrosão atmosférica

Admite-se que, nas áreas urbanas, os principais agentes corrosivos existentes na atmosfera são os óxidos sulfurosos gasosos que se originam de combustíveis fósseis de veículos, indústrias e, eventualmente, usinas termo-elétricas a carvão mineral. Nas áreas costeiras, atuam como meio corrosivo as partículas de água salgada transportadas pelo ar.

A intensidade da corrosão depende, por outro lado, das condições climáticas, em face ao fato de que os climas que prevalecem no mundo, nas suas diversas regiões, incluem condições de clima seco, clima tropical chuvoso, clima úmido, clima polar, etc., que atuam de modo diferente no comportamento do material perante a ação corrosiva.

Na ausência de dados brasileiros, serão apresentados, por intermédio da Tabela 110 alguns dados americanos, que demonstram a influência das condições ambientais sobre a velocidade de corrosão de aço-carbono.

Em ambiente tropical, a Tabela 111 apresenta dados adicionais, que permitem avaliar o efeito positivo do abrigo no sentido de diminuir a velocidade de corrosão.

Tabela 110 – Velocidade de corrosão de amostras de aço-carbono em diversas localizações

Tabela 111 – Corrosão de aço-carbono em ambiente tropical

Outros dados obtidos em ensaios realizados por especialistas americanos comprovam que a corrosão atmosférica é função mais da composição do material do que da espessura dos corpos de prova utilizados. Assim, à medida que o teor de ligas introduzidas no aço é aumentado, a velocidade de corrosão em ambientes industriais e rurais decresce mais rapidamente; por exemplo, aço-carbono exige cerca de cinco anos para que a velocidade de corrosão se estabilize, ao passo que essa estabilização em aços com cobre ocorre em três anos e nos aços de baixo teor em liga e alta resistência, ela ocorre em cerca de dois anos.

Um pequeno acréscimo de cobre – de 0,01 para 0,04% - já provoca uma grande mudança do comportamento do material em relação à resistência à corrosão; do mesmo modo atua o níquel, na ausência do cobre; cromo só é eficiente na presença de cobre.

Para combater a corrosão atmosférica, os processos mais econômicos incluem não só a adição, acima citada, de pequenos teores de alguns elementos de liga, como a pintura, aplicada em peças bem limpas e protegidas com uma primeira camada de recobrimento. A galvanização é igualmente empregada como meio protetor relativamente econômico.

1.2 – Corrosão no solo

Admite-se, em estruturas enterradas, a corrosão é devida ao baixo pH, a correntes parasitas, à baixa resistividade e à ação de bactérias. Contudo, também no caso do solo, a água e o oxigênio são considerados fatores fundamentais. Alguns pesquisadores admitem que quando o pH estiver na faixa de 5 a 9, este fator não é importante no sentido de afetar a velocidade de corrosão. Nesse caso, somente a resistividade do solo e a concentração de oxigênio seriam críticos.

Do mesmo modo, a corrosão por aeração diferencial pode acelerar a corrosão. Esse tipo de diferenciação pode ocorrer, por exemplo, quando uma canalização atravessa dois solos que se distinguem pela permeabilidade ao oxigênio. Nesse caso, origina-se uma corrente galvânica da superfície da canalização com menor aeração (anódica), através do solo, em direção à superfície com maior aeração.

Os solos mais corrosivos são os que contêm grandes concentrações de sais solúveis que, pela sua presença, apresentam alta condutibilidade elétrica, ou seja, baixa resistividade.

A ação de bactérias é considerada como a responsável por mais de 50% de todas as falhas que ocorrem em metais enterrados.

Para combater a ação corrosiva em aço enterrado, considera-se que a prática mais eficiente s econômica consiste na aplicação de proteção catódica, em que se aplica corrente de retificadores e corrente de anodos, sacrificados isoladamente ou em conjunto com revestimentos orgânicos.

1.3 – Corrosão em água doce

Água doce inclui águas, poluídas ou não, de rios, lagos, represas, poços etc. Nesse meio, os fatores mais importantes no sentido de acelerar a velocidade de corrosão são representados por gases dissolvidos na água. O oxigênio age não somente por si só, como igualmente acelera a ação do dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e de outros gases sólidos dissolvidos na água. O dióxido de carbono atua porque é grandemente solúvel na água e possui grande reatividade química com esta. O sulfeto de hidrogênio é elemento corrosivo importante, mesmo na ausência de oxigênio. No ferro fundido, por exemplo, esse sulfeto produz a chamada corrosão grafítica. Em águas doces naturais, o efeito do pH entre 4,5 e 9,5 é mínimo.

Em relação aos sais dissolvidos na água, os efeitos das soluções concentradas sobre a velocidade de corrosão são menores que os de soluções diluídas, porque a maioria dos sais dissolvidos na água tendem a diminuir a solubilidade tanto do oxigênio, como do hidróxido de ferro.

Para prevenir a corrosão em água doce, os métodos mais eficientes são: galvanização, em tubos e tanques para água potável; eventualmente para aquecedores de água quente, revestimento à base de vidro, com anodos de magnésio para proteção catódica dos poros e dos dispositivos diversos do aparelho; revestimentos orgânicos, nas superfícies internas de tanques de água fria e inibidores em conjunção com fungicidas, em sistemas de resfriamento por onde circula a água.

1.4 – Corrosão em água salgada

A água salgada consiste numa solução relativamente uniforme principalmente de cloretos de sódio e magnésio em água. Esses são os principais agentes corrosivos desse meio, embora muitos outros minerais se encontrem dissolvidos na água.

As medidas preventivas mais econômicas e eficientes para atenuar a corrosão em água salgada incluem aplicação de revestimentos orgânicos, em conjunção com proteção catódica. Inibidores são igualmente utilizados.