Modulo 6 TAXA DE Corrosao Quimica Aplicada PDF

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ATENÇÃO NAS PROVAS DE DPs. SERÃO ABORDADOS SOMENTE OS CONTEÚDOS RELATIVOS A TAXA DE CORROSÃO, AO ESTUDO AS AVALIAÇÕES REALIZADAS ON LINE (P1, P2, SUB E O EXAME) CONTERÃO SOMENTE QUESTÕES SOBRE TAIS CONTEÚDOS. Taxa de Corrosão / Classificação dos materiais quanto a resistência à corrosão O processo corrosivo de um modo geral, é função do meio corrosivo em que está o metal, do material metálico empregado e da forma ou condições físicas em que ele está sendo utilizado. Os meios corrosivos mais freqüentemente encontrados são: a atmosfera, as águas naturais, o solo e os produtos químicos. Em menor escala encontramos os alimentos, os solventes orgânicos, mad Ensaios de Corrosão Servem para caracterizar a agressividade de um determinado meio corrosivo ou a resistência de um determinado material metálico. Podem ser feitos ensaios de laboratório ou de campo. Ensaios de Laboratório Destinam-se a: 1.

Estudar o mecanismo do processo corrosivo

2.

Indicar o material metálico mais adequado para determinado meio corrosivo

3.

Ensaios de controle na fabricação de um material metálico resistente à corrosão

4.

Verificar a eficiência de revestimentos ou inibidores, protetores à corrosão

Avaliação da corrosão Pode ser feita de diversas formas, dentre as quais: 1.

Observação visual (corrosão uniforme, localizada – com formação de pites, etc...)

2.

Alteração de massa ( perda ou ganho)

3.

Desprendimento de H2

4.

Absorção de O2

5.

Observação microscópica ( ataque intergranular, profundidade de pites, etc...)

6.

Métodos eletroquímicos ( medida da ddp )

7.

Etc...

Taxa de Corrosão A perda de massa após o ensaio das placas é função da área exposta e do tempo de exposição. As formas mais empregadas para medir a taxa de corrosão são: ·

ipy (inches penetration per year) = polegada de penetração por ano

·

mdd (milligrams per square decimeter per day) = miligramas por decímetro quadrado por dia

·

mpy (mils penetration per year) = milésimo de polegada de penetração por ano

·

mmpy (milimeters penetration per year) = milímetros de penetração por ano

·

mih (milligrams per square inches per hour) = miligramas por polegada quadrada por hora

A unidade mdd é muito usada, porém com ela é difícil visualizar a profundidade do ataque, por isso é comum transformar essa unidade em unidade que indique profundidade de penetração. Obs. As taxas nada dizem sob a forma de corrosão. Equivalem a um valor médio em corrosão uniforme num intervalo de tempo considerado.

Relação entre unidades de taxa de corrosão O confronto entre unidades somente é possível, quando as grandezas são de mesma espécie. Portanto para a transformação de uma unidade em outra: 1.

verificar se as grandezas são de mesma espécie, considerando as equações dimensionais;

2.

caso as grandezas não sejam da mesma espécie, uma delas deverá ser multiplicada por uma terceira grandeza, de forma a compatibilizá-las;

3.

determinar o fator numérico que os torne equivalentes, obtendo-se assim a relação de equivalência entre as grandezas; e

4.

a partir da relação de equivalência, obter a relação de transformação.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Callister, William D - Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais - 2ª Edição - 006 - isbn: 8521615159 Callister, William D. - Materials science and engineering: an introduction - 7th ed. New York: John Wiley – 2007 - ISBN 0471736961 Dutra, A. C. Proteção Catódica - Técnica de Combate À Corrosão - Editora Interciência Ltda - 4ª Ed. - 2006 - ISBN: 8571931550 Gentil, V. - Corrosão. 5 ed - Rio de Janeiro -: LTC - Livros Técnicos e Científicos – 2007 - ISBN 9788521615569 Tassinari C.A. e outros Química Tecnológica Editora Pioneira Learning Thomsom EXEMPLOS DE CÁLCULO 1) Uma placa metálica apresenta as seguintes dimensões: comprimento (C) = 80 mm , altura (A) = 20 mm, espessura (E) = 1,2 mm. Sua massa inicial é 14,976 g. A placa é totalmente imersa em um meio agressivo onde permanece durante 28 horas e 48 minutos. Após lavagem e secagem ao ar, a placa foi submetida a nova pesagem e apresentou massa 14,914 g. Admitindo que a corrosão seja uniforme, pede-se: a) calcule a taxa de corrosão em mdd, ipy, mpy, mmpy e mih. b) Classifique o material metálico quanto a resistência à corrosão com auxílio da tabela dada.

boa resistência Tc < 5 mpy

apropriados para partes críticas de equipamentos

5 mpy < tc < 50 mpy

média resistência metais usados no caso em que uma alta taxa de corrosão é tolerada, ex. tanques, tubulações, corpos de válvulas baixa resistência

Tc > 50 mpy

metais de uso não recomendado

RESOLUÇÃO a) Com os dados fornecidos, pode ser calculada a taxa de corrosão com base em (perda de massa) /(área x tempo) As unidades correspondentes são (MDD) = (miligramas) / (decímetro quadrado x dia) ou (MIH). = (miligramas) / (polegada quadrada x hora) Cálculo em MDD Perda de massa = 14,976 - 14,914 = 0,062 g ou 62 mg Cálculo da área total em dm2 Área = 2x(CxA + CxE + AxE) Onde: C = 80 mm ou 8 cm ou 0,8 dm A = 20 mm ou 2 cm ou 0,2 dm E = 1,2 mm ou 0,12 cm ou 0,012 dm A = 2 x (0,8x0,2 + 0,8x0,012 + 0,2x0,012) = 2 x 0,172 = 0,344 dm2 Cálculo do tempo em dias Tempo = 28 h + 48 min Como 60 min equivale a 1 h, 48 min equivalem a 0,8 h, assim: Tempo = 28 h + 0,8 h = 28,8 h Como 24 h equivale a 1 dia, 28,8 h equivale a 1,2 dia. Desta forma, Tempo = 1,2 dia MDD = 62 / (0,344 x 1,2) = 150,2 mdd

Cálculo em IPY Pode ser aplicada a fórmula de conversão ipy = mdd / (696 x d), onde d é a densidade do material Cálculo da densidade do material Densidade = massa/ volume = 14,976 / (8 x 2 x 1,2) = 7,8 g/cm3 IPY

= 150,2 / (696 x 7,8)

= 0,0277 ipy

Cálculo em MPY Pode ser aplicada a fórmula de conversão mpy = 1000 x ipy MPY = 1000 x 0,0277 = 27,7 mpy

Cálculo em MMPY Pode ser aplicada a fórmula de conversão mmpy = 25,4 x ipy MMPY = 25,4 x 0,0277 = 0,703 mmpy

Cálculo em MIH Pode ser aplicada a fórmula de conversão mih = 1,87x d x ipy MIH = 1,87 x 7,8 x 0,0277 = 0,404 mih

b) Sendo a taxa de corrosão 27,7 mpy, conforme a tabela dada, o material apresenta média resistência à corrosão.

.

2) Tambores metálicos com 60 cm de diâmetro e 97,5 cm de altura, são utilizados para armazenamento de um produto liquido. Os tambores são usados deitados. Para armazenamento, é utilizado s se que o tambor não mais pode ser utilizado para a finalidade quando qualquer das espessuras ficar reduzida a 0,9 mm. Admitindo que a corrosão seja uniforme, pergunta-se: a) qual o tempo de vida útil do tambor? b) decorrido o tempo de vida útil, quais as espessuras da parede lateral, e do tampo? Dados: material metálico da parte cilíndrica: tc = 20 mdd e d = 7,6 g/cm3 material metálico dos tampos: tc = 10,60 x 10-2mih e d = 7,2 g/cm3 Resolução a) Convertendo as unidades dadas para mmpy tem-se: mmpy = 25,4 x mdd / (696 x d) = 25,4 x 20 / (696 x 7,5) = 0,097 mmpy mmpy = 25,4 x mih / (1,87x d)

= 25,4 x 10,60 x 10 -2 / (1,87 x 7,2) = 0,2 mmpy

redução máxima na parede cilíndrica = 1,8 - 0,9 = 0,9 mm redução máxima nos tampos = 2,3 - 0,9 = 1,4 mm tempo de vida útil da parede cilíndrica 0,097 mm penetração

em

1 ano

0,900 mm penetração

em

X anos

X = 0,900 x 1 / 0,097 = 9,3 anos tempo de vida útil dos tampos 0,2 mm penetração

em

1 ano

1,4 mm penetração

em

Y anos

Y = 1,4 x 1 / 0,2 = 7 anos O tempo de vida útil do tambor será 7 anos b) Decorrido o tempo de vida útil, a espessura dos tampos será a mínima permitida 0,9 mm. Cálculo da espessura da parede cilíndrica: 0,097 mm penetração Z mm penetração

em

1 ano

em

7 anos

Z = 7 x 0,097 / 1 = 0,68 mm penetração A espessura da parede cilíndrica será: espessura = 1,8 - 0,68 = 1,12 mm

Exercício 1: Classificar quanto a resistência a corrosão um material metálico que apresenta em certo meio MDD igual a 60 e densidade 7,2 g/cm3. Dados: mdd = 696 x d x ipy Tc ≤ 5 mpy – boa resistência

mih = 1,87x d x ipy

mpy=1000 x ipy

5 mpy...