Corrosão Segundo Alguns Autores

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CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Por : Raimundo Sampaio Sumário 1 INTRODUÇÂO ........................................................................................................................... 4 2 SUGESTÃO ............................................................................................................................... 5 3 SELEÇÃO DE MATERIAIS METÁLICOS - DR. ETTORE BRESCIANI FILHO (UNICAMP).... 11 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 CLASSIFICAÇÃO INICIALMENTE EM DOIS GRUPOS BÁSICOS: ..................................................... 11 CORROSÃO UNIFORME ......................................................................................................... 11 CORROSÃO GALVÂNICA ........................................................................................................ 11 CORROSÃO POR FRESTAS .................................................................................................... 11 CORROSÃO LOCALIZADA....................................................................................................... 11 CORROSÃO INTERGRANULAR:............................................................................................... 11 CORROSÃO SELETIVA ........................................................................................................... 12 CORROSÃO POR CORRENTES DISPERSA ................................................................................ 12 CORROSÃO EROSÃO ............................................................................................................ 12 CORROSÃO SOB TENSÃO .................................................................................................. 12 4 CORROSÃO E SEU CONTORLE – DR LALGUDI RAMANATHAN (INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES) ............................................................................. 13 4.1 CLASSIFICAÇÃO DA CORROSÃO E NOMENCLATURA.................................................. 13 4.2 AERAÇÃO DIFERENCIAL ........................................................................................................ 14 4.3 CORROSÃO INTERGRANULAR ................................................................................................ 14 4.4 CORROSÃO–EROSÃO ........................................................................................................... 14 4.4.1 Colisão ....................................................................................................................... 15 4.4.2 Cavitação ................................................................................................................... 15 4.5 CORROSÃO FADIGA ............................................................................................................. 15 5 CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO EM EQUIPAMENTOS E ESTRUTURAS METÁLICAS – DRA. ZEHBOUR PANOSSIAN (IPT) ..................................................................... 15 5.1 CORROSÃO GENERALIZADA .................................................................................................. 15 5.2 CORROSÃO POR FRESTA ...................................................................................................... 16 5.3 CORROSÃO POR PITE ........................................................................................................... 16 5.4 CORROSÃO INTERGRANULAR ................................................................................................ 16 5.5 CORROSÃO SOB TENSÃO ...................................................................................................... 17 5.6 CORROSÃO EROSÃO ............................................................................................................ 17 5.6.1 Impingimento ............................................................................................................... 17 5.6.2 Corrosão-cavitação...................................................................................................... 17 5.7 CORROSÃO SOB FADIGA ....................................................................................................... 18 6 MATERIAIS PARA EQUIPAMENTOS DE PROCESSO - PEDRO SILVA TELES................... 18 6.1 6.2 7 CORROSÃO UNIFORME ......................................................................................................... 18 CORROSÃO ALVEOLAR ......................................................................................................... 18 CORROSÃO – (PROFº VICENTE GENTIL)............................................................................ 18 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 UNIFORME ........................................................................................................................... 19 POR PLACAS ........................................................................................................................ 19 ALVEOLAR ........................................................................................................................... 19 CORROSÃO PUNTIFORME OU POR PITE .................................................................................. 19 INTERGRANULAR .................................................................................................................. 19 2 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 7.6 TRANSGRANULAR ................................................................................................................ 20 7.7 ESFOLIAÇÃO ........................................................................................................................ 20 7.8 CORROSÃO EM TRONO DO CORDÃO DE SOLDA ....................................................................... 20 7.9 CORROSÃO SOB FADIGA ....................................................................................................... 20 7.10 EROSÃO........................................................................................................................... 20 7.10.1 Cavitação ................................................................................................................. 21 7.10.2 Impigimento.............................................................................................................. 21 7.11 CORROSÃO SOB TENSÃO .................................................................................................. 21 8 PROPRIEDADES E ESTRUTURAS DOS MATERIAIS EM ENGENHARIA – ( PROF. R.A.HIGGINS) ................................................................................................................................ 21 9 CURSO DE CAUSAS DE DETERIORAÇÃO DE EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS – IBP – 1997 (PROFº JOSÉ ANTÔNIO PEREIRA CHAINHO) .................................................................. 21 9.1 CLASSIFICAÇÃO DA CORROSÃO ................................................................................... 22 9.1.1 Quanto A Forma .......................................................................................................... 22 9.1.2 Quanto a Distribuição (aplicada a alveolar e por pite).................................................. 22 9.1.3 Quanto à intensidade................................................................................................... 22 9.1.4 Quanto à extensão ...................................................................................................... 22 9.2 CORROSÃO SOB TENSÃO ..................................................................................................... 22 9.3 CSI- CORROSÃO SOB ISOLAMENTO ....................................................................................... 23 10 CAUSAS GERAIS DE DETERIORAÇÃO E AVARIA DOS EQUIPAMENTOS – IBP – GUIA Nº 6 -1974....................................................................................................................................... 23 11 TERMOS USUAIS EM INSPEÇÃO - AVARIAS, DETERIORAÇÕES E DEFEITOS EM EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS IBP-GUIA Nº2 PARTE 2- 1976................................................. 23 11.1 CORROSÃO ALVEOLAR E POR PITE .................................................................................... 23 11.1.1 Intensidade............................................................................................................... 24 11.1.2 Extensão .................................................................................................................. 24 11.2 CORROSÃO UNIFORME ..................................................................................................... 24 11.2.1 Intensidade............................................................................................................... 25 11.2.2 Extensão .................................................................................................................. 25 11.3 EROSÃO........................................................................................................................... 25 11.3.1 Intensidade............................................................................................................... 25 11.3.2 Extensão .................................................................................................................. 26 11.4 OXIDAÇÃO........................................................................................................................ 26 12 GRAUS DE CORROSÃO E TIPOS DE SUPERFÍCIES AVARIADAS E PREPARADAS – (CLASSIFICAÇÃO) - NORMA PETROBRÁS N-2260 .................................................................... 26 3 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 1 INTRODUÇÂO Se fizermos um levantamento estatístico nos relatórios de inspeção, poderemos evidenciar que a grande maioria dos relatos referem-se ao estado físico quanto à corrosão. Lá iremos encontra várias descrições: corrosão uniforme leve, corrosão uniforme generalizada de leve intensidade, corrosão alveolar de média intensidade, corrosão desprezível, oxidação generalizada, etc. O texto geralmente é compreendido no meio da inspeção, podendo no entanto gerar várias conotações, pois o que é corrosão desprezível, leve, média, severa ? Qual o parâmetro que cada inspetor utilizou para determinar a corrosão e sua intensidade? Como caracterizar uma intensidade sem os dados quantitativos da perda de espessura, ou sem possuir um padrão para tal caracterização? Este é um questionamento que já me faço há muito tempo, pois a caracterização da intensidade de uma corrosão, baseado apenas em uma análise visual, é muito subjetiva e pode variar para cada inspetor, caso não exista um padrão definido. Estes questionamentos me levaram a realizar uma pesquisa sobre corrosão, para ver o que os autores escreviam sobre o assunto. Selecionei 10 fontes de consulta, escritas por profissionais de renome conhecidos nacionalmente e/ou internacionalmente, as quais transcrevi de forma fiel para este IT. FONTE DE CONSULTA Seleção de Materiais Metálicos Corrosão e Seu Contorle Corrosão e Proteção Contra Corrosão em Equipamentos e Estruturas Metálicas Vol-I Materiais para Equipamentos de Processo Corrosão Propriedades e Estruturas dos Materiais em Engenharia Curso de Causas de Deterioração de Equipamentos Industriais– IBP – 1997 Causas Gerais de Deterioração e Avaria dos Equipamentos - 1974 Termos Usuais em Inspeção - Avarias, Deteriorações e Defeitos em Equipamentos Industriais - 1976. Graus de Corrosão e Tipos de Superfícies Avariadas e Preparadas – (classificação) AUTOR Dr. Ettore Bresciani Filho (UNICAMP) Dr. Lalgudi Ramanathan (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares) Dra. Zehbour Panossian (IPT) Pedro Silva Teles Profº Vicente Gentil Prof. R.A.Higgins José Antônio Pereira Chainho IBP – Guia nº 6 IBP- Guia nº 2 parte 2 Norma Petrobrás N-2260 Creio eu que chegamos a um nível de amadurecimento técnico e profissional, que nos dá base para discutirmos o assunto e chegarmos a um consenso, culminando na elaboração de um padrão. Se já conseguimos elaborar tantas IT´s e Estudos, tenho a certeza que nosso corpo de inspeção poderá criar uma padronização para graus de corrosão, para que possamos estar “falando a mesma linguagem”, e muito melhor, podermos otimizar nossas inspeções e relatos das mesmas. 4 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Venho lembrar que a padronização não visa “engessar”, ser algo imutável, ser inflexível, mas garantir a qualidade do que se está fazendo. Quando não há uma padronização, geralmente a mesma tarefa precisa ser discutida várias vezes porque não há um padrão de como fazê-la. A padronização visa utilizar a melhor prática para se fazer algo, e embutida na padronização está o conceito de que se deve aplicar a melhoria contínua: enxergar formas melhores ou mais efetivas de se fazer, o que quer que seja. Escrevi isto para desafiar a nossa comunidade “inspetora”, a final de contas somos uma equipe e precisamos ter consenso em nossas inspeções. Não deve ser o “achismo” de cada um, mas o que foi consensado em pleitos baseados tecnicamente. As muitas letras e estudos não estão me fazendo delirar ou elocubrar, mas refletir que devemos melhorar e simplificar. Resumindo, otimizar as nossas tarefas, visto que gastamos um tempo muito grande na elaboração e verificação de relatórios e recomendações. Não farei comentários sobre o que cada autor apresentou, prefiro indicar algumas sugestões pessoais baseado nestas e outras literaturas consultadas, em conjunto com a experiência vivida em inspeção, leitura de outros relatórios, e conversas com colegas profissionais de inspeção ou não. 2 SUGESTÃO Classificação da corrosão. 1) Quanto à forma Uniforme - caracterizada por uma perda uniforme de material; Alveolar - caracterizada por apresentar cavidades na superfície metálica, possuindo fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu diâmetro; Por Placas: a corrosão se localiza em regiões da superfície metálica e não em toda sua extensão, formado placas com escavações. Pitiforme - caracterizada por cavidades apresentando fundo em forma angular e profundidade geralmente maior que o seu diâmetro. 2) Quanto à extensão (em relação a cada área inspecionada) - Localizada - corrosão em um ponto isolado na área considerada na inspeção; - Generalizada - corrosão em toda área considerada na inspeção; - Dispersa - corrosão em vários pontos isolados na área considerada na inspeção. 3)Quanto à intensidade Desprezível Desgaste tão leve que não pode ser medido Leve a velocidade da corrosão não compromete o funcionamento do equipamento nem mesmo em longo prazo. Média quando o equipamento Definir um percentual baseado na espessura mínima PE < 0,1 % 0,1% < PE < 20% 20 % < PE < 40% 5 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Severa 2.1 atacado exigirá reparos ou substituição em médio prazo (não são urgentes) quando compromete a segurança ou o funcionamento da peça e requer reparos imediatos. 40 % < PE < 80% Situações reais no dia a dia Corrosão uniforme generalizada desprezível ? Seria necessário um close da região da bandeja ? Corrosão alveolar generalizada de leve intensidade ? 6 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 1) 2) Corrosão uniforme generalizada desprezível, 1 visão geral distante da parede da calota, 2 visão mais próxima da parede. O valor da medição de espessura serviria para caracterizar a intensidade., Vista mais afastada da parede de um vaso Vista mais próxima Qual descrição seria a mais correta ? Corrosão uniforme generalizada de leve intensidade, ou Corrosão alveolar generalizada desprezível. Ou como padrão seria melhor o escovamento da superfície para a caracterização do tipo da corrosão ? 7 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Corrosão uniforme generalizada desprezível (ambas) Corrosão por placas generalizada de média a severa intensidade Corrosão ?????? Severa???? Já foi um trecho do flange cego! 8 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Corrosão por placas de severa intensidade Espessura da aba após martelamento Que corrosão é esta ? Corrosão sob isolamento de severa intensidade ? Corrosão sob isolamento por placas de severa intensidade ? Corrosão alveolar de severa intensidade, sob isolamento ? E se fosse só esta foto que tipo de corrosão seria ? Corrosão alveolar de severa intensidade, causando um furo no equipamento ? Corrosão por placas de severa intensidade, causando um furo no equipamento ? 9 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES E esta corrosão como seria a classificação da mesma. Corrosão uniforme generalizada desprezível ? Corrosão por placas ou corrosão sob isolamento ? Ou corrosão por placas sob isolamento ? Qual seria a intensidade ? Linhas ramificadas de oxidação (“caminho de formiga”), nas extremidades da chapa do duto, característico de corrosão intercristalina (chapa inox 304)? Corrosão intergranular ? 10 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 3 SELEÇÃO DE MATERIAIS METÁLICOS - Dr. Ettore Bresciani Filho (UNICAMP) Os tipos, ou formas de manifestação, da corrosão podem ser classificados de acordo com a aparência que a peça ou material corrosivo apresenta. 3.1 Classificação inicialmente em dois grupos básicos: a) Corrosão onde apenas estão presentes mecanismos eletroquímicos (ou químicos): corrosão uniforme, galvânica, por frestas, localizada, intergranular, seletiva por ocorrentes dispersas; b) Corrosão onde além dos mecanismos eletroquímicos estão presentes ações mecânicas: corrosão erosão e corrosão sob tensão. A análise de cada tipo pode-se dar considerando a aparência da região corroída, os mecanismos eletroquímicos e mecânicos atuantes, e os procedimentos de prevenção de corrosão comumente adotados. 3.2 Corrosão uniforme Apresenta-se na forma de um ataque uniforme sobre toda a superfície de uma grande região da peça. 3.3 Corrosão galvânica ocorre quando dois materiais diferentes estão em contato e imersos num meio corrosivo. 3.4 Corrosão por frestas está presente nas regiões das peças onde se forma uma fresta como nas placas sobrepostas, encosto de parafuso e arruela, etc. A fresta deve ser suficiente para permitir a entrada de líquidos e ao mesmo tempo mantê-lo estagnado. 3.5 Corrosão localizada também denominada de corrosão por pites ou corrosão em forma de pontos, caracteriza-se por apresentar furos na superfície metálica decorrentes da ação corrosiva concentrada em alguns pontos. O processo é auto-catalítico, isto é, a reação anódica localizada dentro do pite cria condições necessárias para dar continuidade ao processo. 3.6 Corrosão intergranular: surge em condições particulares quando os contornos dos grãos metálicos, ou as regiões nas interfaces entre os cristais constituintes dos metais apresentam uma reatividade maior que a região adjacente constituída do próprio grão. A corrosão segue um processo intergranular, penetrativo e esfoliativo, conduzindo à desintegração do metal e à perda total de resistência mecânica da peça. 11 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 3.7 Corrosão seletiva corrosão onde apenas um dos elementos químicos constituintes de uma liga metálica é atacado e conduzido para a solução. 3.8 Corrosão por correntes dispersa é denominada corrosão por corrente de fuga, ou corrosão por eletrólise (eletrolítica), e decorrente da passagem de uma corrente elétrica desviada de seu percurso normal para a peça metálica; Na região de saída da corrente surge um processo corrosivo que depende da intensidade da corrente. 3.9 Corrosão erosão processo corrosivo associado à ação erosiva de um fluido em movimento numa superfície metálica; em geral o movimento é rápido e os produtos de corrosão são retirados da região atacada. A aparência da superfície atacada é caracterizada pela presença de riscos, furos arredondados, ondulações e outras marcas que normalmente se orientam na direção do escoamento do fluido. As características químicas e mecânicas superficiais da peça influenciam o nível do efeito corrosivo-erosivo: uma película de óxido e de outro produto resistente à corrosão e um metal com dureza relativamente elevada, são as condições mais adequadas. Nesse tipo de corrosão, a velocidade do fluido tem uma importância notável e o efeito de desgaste se acentua com a velocidade, a partir de um determinado nível, denominada “velocidade crítica”; contudo, em alguns casos, o efeito pode ser contrário como nos fluidos que contém inibidores ou nas condições onde o movimento do fluido remove ou evita a formação de depósitos na superfície metálica. O movimento turbulento pode acentuar o efeito corrosivo-erosivo por permitir um maior contato entre metal e o meio ambiente. Nos componentes metálicos, como cotovelos e tubulações, que recebem o impacto do fluido devido mudança de direção de movimento, ocorre comumente um ataque mais intenso. Para prevenir ou reduzir o ataque corrosivo-erosivo, na ordem de importância, são adotados os seguintes métodos: seleção de material de maior resistência à corrosão e ao efeito mecânico de desgaste erosivo, modificação do projeto da peça, alteração do meio-ambiente, aplicação de revestimentos resistentes e utilização de proteção catódica; na alteração do meioambiente convém destacar o emprego de inibidores do fluido, a desaeração do meio, a redução da temperatura de trabalho e a filtragem de partículas sólidas. A formação e o colapso de bolhas de gases ou vapores do líquido em movimento numa superfície metálica dá origem à cavitação que acentua o processo de corrosão associado à erosão; a superfície atacada assemelha-se a corrosão localizada, contudo apresenta uma rugosidade bem mais acentuada; o mecanismo principal de ataque corresponde à destruição da película protetora formada na superfície metálica pela ação mecânica de bolha rompendo. Ainda nesse caso, adota-se os mesmos métodos de prevenção associados às providências no sentido de reduzir as diferenças de pressões no fluxo líquido. 3.10 Corrosão sob tensão surge através da presença de uma fissura causada pela ação simultânea de um meio corrosivo e uma tensão de tração; em geral somente a fissura está presente, isto é, não aparecem sinais de outros tipos de corrosão. Diversas variáveis afetam o fenômeno como a temperatura, a natureza do metal (composição e microestrutura), a composição do meio líquido corrosivo e o nível da tensão mecânica. A fissura apresenta características que conduz, à fratura frágil da peça, e pode ser tanto inter com transcristalina; o seu percurso se dá comumente na direção perpendicular ao esforço de tração. Um parâmetro importante de controle do processo corrosivo é o tempo necessário para a fissura se formar e penetrar na peça para provocar sua fratura. 12 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 4 4.1 CORROSÃO E SEU CONTORLE – Dr Lalgudi Ramanathan (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares) CLASSIFICAÇÃO DA CORROSÃO E NOMENCLATURA As diferentes formas de corrosão podem ser classificadas de acordo com 1. Meio 2. Causa de ataque 3. Produto de Corrosão 4. Fatores mecânicos 5. Localização do ataque 6. Cinética 1) BASEADA NO MEIO a) Atmosférica b) Pela água do mar c) Subterrânea d) Pelo metal fundido e) Por sal fundido f) Por gases de escape de produtos de combustão g) Bacteriologia h) Termogalvânica i) Corrente extrativa j) Célula de concentração k) Sob tensão l) Por atrito m) Erosão 2) BASEADA NA CAUSA DO ATAQUE a) Por fresta b) Bimetálica c) Por colisão d) Por célula de concentração e) Formação de trincas f) Corrosão-erosão 3) BASEADA NO PRODUTO DE CORROSÃO a) Natureza do produto de corrosão a. Tubercular b. Oxidação superficial do ferro c. Escamação d. Formação de manchas por oxidação superficial e. Esfoliação b) Composição do produto de corrosão a. Óxido Oxidação b. Sulfeto Sulfuração c. Nitretos Nitretação d. Carbonetos Carbonetação 13 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES e. Haletos, boretos, nitratos, sulfatos, carbontaos, compostos complexos, etc. 4) BASEADA EM FATORES MECÂNICOS a) Corrosão sob tensão b) Corrosão sob fadiga c) Corrosão por atrito d) Corrosão-erosão 5) CLASSIFICAÇÃO PELA LOCALIZAÇÃO DO ATQUE a) Intergranular b) Transgranular c) Interdendrídica d) Uniforme e) Por pite f) Seletiva g) Interna h) Cavitação i) Fragilização Cáustica 6) CLASSIFICAÇÃO PELA CINÉTICA a) Linear b) Parabólica c) Logarítmica d) Catastrófica 4.2 Aeração Diferencial Região do metal em contato com solução contendo maiores concentrações de oxigênio geralmente tornam-se cátodo, e as regiões em contato com uma concentração mais baixa (ou zero) de oxigênio geralmente tornam-se o ânodo da célula de corrosão. Quando o pH em ambas as zonas, aeradas e não aeradas, é < 8, a velocidade de corrosão em ambas as zonas aumentam, enquanto que, se o pH for entre 8 e 10, as regiões em contato com a solução contendo maior concentração de oxigênio tornam-se passivas e atuam como um cátodo. 4.3 Corrosão intergranular forma de ataque localizado na superfície metálica, na qual um caminho estreito é corroído preferencialmente ao longo dos contornos de grãos. Ela se inicia sobre a superfície e corroe devido a células de ação local, na vizinhança imediata de um contorno de grão. 4.4 Corrosão–erosão é o aumento da velocidade de ataque do metal devido ao movimento relativo entre um fluido corrosivo e a superfície metálica. Os produtos sólidos que formam sobre a superfície são arrasados e/ou o metal é removido como íons. Frequentemente, a película sobre a superfície metálica é removida devido à ação abrasiva de fluidos (ou gases) movendo-se rapidamente, e o ataque localizado ocorre em regiões onde a película foi removida. A corrosão erosão é caracterizada morfologicamente por sulcos, superfície ondulada, buracos arredondados e valas que mostram um padrão direcional. 14 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 4.4.1 Colisão é atribuído à colisão de fluidos contra superfícies metálicas. O ataque é observado predominantemente em curvaturas nos tubos, onde o fluido é forçado a mudar de direção. O ataque é acentuado na presença de bolhas de gás e sólidos no líquido em movimento. O impacto de bolhas de ar é o provável causador de danos em películas superficiais sobre metais, o dano sendo atribuído à baixa elasticidade dos óxidos. 4.4.2 Cavitação forma de corrosão-erosão de superfícies metálicas, associada ao colapso de bolhas de vapor ou “cavidades” em líquidos em rápido movimento. Geralmente quando a água escorre rapidamente através de um tubo constrito localmente, ela torna-se leitosa nesta região e até certo ponto após a constrição, devido à formação de cavidades causadas por variações repentinas nas condições do fluxo. Estas cavidades tem uma vida muito curta, e seu colapso ocorre extremamente rápido (em microssegundo) o que produz uma aceleração muito rápida no líquido em volta das cavidades. Durante o encontro ou colisão das paredes da cavidade, uma onda de choque violenta é liberada, suficientemente alta para produzir danos sobre qualquer superfície próxima a ela. Cálculos tem mostrado que cavidades em colapso produzem ondas de choque com pressões tão altas quanto 1,5 GN/m2 4.5 Corrosão Fadiga A corrosão por fadiga freqüentemente ocorre em meios que produzem ataque por pites. Ambos, corrosão sob fadiga e pites, tem certas características comuns. Em ambas, uma grande parte do metal permanece inalterada, enquanto o ataque é altamente localizado. Trincas causadas pela CF são geralmente independentes da microestrutura do metal e são transgranulares. As trincas causadas por corrosão sob fadiga seguem as linhas de escorregamento até certa extensão e então pulam para a próxima linha, seguindo a direção geral da trinca. Outra característica da falha por corrosão sob fadiga é o grande número de trincas em adição à trinca onde ocorreu. Em sistemas em que as tensões são uniaxiais, as trincas são paralelas umas das outras e perpendiculares à direção de tensão. 5 5.1 CORROSÃO E PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO EM EQUIPAMENTOS E ESTRUTURAS METÁLICAS – Dra. Zehbour Panossian (IPT) Corrosão generalizada é caracterizada pela corrosão de toda a superfície do metal exposto a um determinado meio, resultando numa diminuição gradativa de espessura, ou seja, num afinamento da espessura do material. A corrosão generalizada de um metal, num meio específico, ocorre com conseqüência de estabelecimento de inúmeras células de ação local, aleatoriamente distribuídas pela superfície metálica. Nas áreas anódicas, o metal é removido, enquanto nas catódicas fica intacto, pois sobre esta ocorre a reação catódica. A razão do surgimento de áreas anódicas e catódicas é a existência na superfície metálica de uma grande heterogeneidade, seja por razões estruturais, seja pela presença de impurezas, incrustações ou fases distintas. Se o metal fosse um monocristal, perfeitamente homogêneo, com todos os átomos dispostos de maneira idêntica aos seus vizinhos, sem inclusões, fases, contornos, lacunas ou discordância emergentes, não haveria diferenças energéticas em pontos distintos, não existindo a possibilidade de surgimento de áreas anódicas e 15 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES catódicas. No entanto, os metais ou ligas metálicas disponíveis, mesmo os puros, apresentam heterogeneidades. Tais locais, geralmente, apresentam diferenças energéticas em relação à matriz metálica. Nos locais de maior energia ou nas inclusões ou fases menos nobres que a matriz, estabelecem-se as áreas anódicas, ocorrendo à oxidação do metal. Nos locais de menor energia, em inclusões ou fases mais nobres, estabelecem-se as regiões catódicas, com a ocorrência da reação de redução de espécie presentes no meio. É por esta razão que, quando se coloca um metal polido num meio, após o ataque generalizado, observa-se que este perde o brilho, ficando rugoso. A rugosidade dependerá da intensidade do ataque, do tamanho e da distribuição das áreas anódicas e catódicas. Nos casos em que as áreas anódica e catódicas são muito pequenas, com distribuição bastante aleatória e o ataque não é muito intenso, a rugosidade será pouca. No entanto, nos casos de áreas catódicas e anódicas de grandes dimensões e diferentes entre si que apresentam certa distribuição preferencial, com ataque intenso, a superfície metálica apresentará uma alta rugosidade, às vezes, com presença de pites largos sem, no entanto, ser caracterizada como corrosão localizada. Cabe esclarecer que alguns autores “batizam” a corrosão generalizada de corrosão uniforme. Porem, analisando o que foi exposto anteriormente, pode-se verificar que esta nomenclatura não é adequada, sendo o termo generalizada muito mais significativo e correto. Outros autores dividem a corrosão generalizada em uniforme e não-uniforme. A primeira refere-se aos casos em que a superfície corroída fica pouco rugosa e a segunda, àqueles em que a superfície apresenta uma rugosidade mais acentuada com aparecimento de pites largos ou outros tipos de ataque. A corrosão generalizada, apesar de ser a responsável pela destruição de grande parte dos metais, em termos de toneladas de metal corroído, é a menos problemática já que é um tipo de corrosão que pode ser previsível e fácil de ser identificado sendo, por esta razão, mais simples a sua prevenção. Assim se uma estrutura metálica está apresentando corrosão generalizada, um técnico de manutenção, sem formação específica em corrosão é capaz de constatar a sua ocorrência. Além disso, através de medidas e cálculos relativamente simples, é possível verificar se a estrutura está ou não comprometida, optando-se pela substituição, caso necessário. Em sistemas fechados, com tanques de armazenamento de produtos químicos ou gases, medidas de espessura de paredes, por métodos não-destrutivos, são capazes de fornecer informações sobre a intensidade da corrosão. 5.2 Corrosão por fresta é caracterizada pela ocorrência de uma intensa corrosão (generalizada ou por pites) em frestas que se formam: por fatores geométricos, como em soldas ou juntas, por contato de metal com metal ou metal com não metal, devido à deposição de areia, produtos de corrosão permeáveis, incrustações marinhas, e outros sólidos (corrosão por depósito), trincas e outros defeitos metalúrgicos. 5.3 Corrosão por pite é um tipo de corrosão localizada que se caracteriza pelo ataque de pequenas áreas de uma superfície metálica que se mantém praticamente intacta. Ocorre em metais que se passivam e/ou mantém em sua superfície uma camada uniforme de produtos de corrosão de caráter protetor. 5.4 Corrosão intergranular é uma forma de ataque localizado no qual uma faixa estreita, situada ao longo dos contornos de grão de uma liga metálica, é corroída. Este tipo de corrosão ocorre devido à formação de microcélulas de corrosão vizinhas dos contornos de grão. Estas microcélulas, por sua vez, são originadas devido: à presença de precipitados de segunda fase nos contornos de grão; à presença 16 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES de segregações em contornos de grão; ao enriquecimento de uma fina zona adjacente aos contornos por um dos elementos de liga; ao empobrecimento de uma fina zona adjacente aos contornos por um dos elementos de liga. A corrosão ocorre devido ddp de eletrodo entre os compostos presentes no contorno, na zona fina alterada presente ao longo dos contornos e o centro dos grãos. 5.5 Corrosão sob tensão é um processo destrutivo de metal ou liga resultante da ação simultânea de um meio agressivo (específico para cada metal) e de tensões de tração estáticas residuais ou aplicadas sobre o metal ou liga. 5.6 Corrosão erosão é a aceleração ou aumento da velocidade de ataque de um metal devido ao movimento relativo na interface metal/meio. Em geral, a velocidade relativa do meio em relação ao metal é muito alta, ocorrendo, no processo corrosivo, ação mecânica de desgaste. A corrosão erosão pode ser conseqüência de: forças, devido à própria turbulência do líquido em movimento, presença de partículas no líquido em movimento, existência de gases no líquido em movimento. O que caracteriza a corrosão erosão é a presença de áreas corroídas, bem lisas, sem produtos de corrosão e com bordas bem definidas, muitas vezes em forma de ferradura. Em geral, neste tipo de corrosão há formação de pites alongados na direção da velocidade do líquido. No caso particular da corrosão-cavitação, o ataque é caracterizado pela presença de um alongamento de pites, dando ao metal uma aparência rugosa e uma de suas características importantes é a deformação superficial das paredes dos pites, visível microscopicamente. 5.6.1 Impingimento muitos casos de corrosão-erosão acontecem devido a condições de escoamento turbulento localizado. Em tubulações, onde a velocidade do líquido é baixa o suficiente para não causar corrosão-erosão, pode ser verificado este tipo de ataque nas regiões onde ocorre mudança de direção, devido a curvas, redução de seção do tubo ou onde existem depósitos ou riscos na superfície metálica. Nestes locais, há turbulência localizada causando a corrosão-erosão. Nos casos de existência de curvas na tubulação, apresar da baixa velocidade do líquido, este pode ser arremessado frontalmente contra esta à parede, com nível de pressão suficiente para promover a corrosão-erosão. Este tipo de ataque é denominado impigimento. 5.6.2 Corrosão-cavitação é um tipo especial de corrosão e ocorre como conseqüência da formação e colapso de bolhas de gás no líquido em contato com o metal. O mecanismo de cavitação pode ser resumido da seguinte forma: nas regiões do líquido onde se tem pressão muito baixa, causada por turbulência, sucção ou vibração do líquido, este pode entrar em ebulição a temperatura ambiente e formar bolhas ou cavidades; estas bolhas ou cavidades tem uma vida, em geral muito curta sofrendo colapso. Diz-se que sofrem “implosão”; a implosão das bolhas produz ondas de choque de alta pressão. Em um segundo podem sofre colapso aproximadamente 2.000.000 bolhas; estas ondas de choque envolvem pressões da ordem de 15 t/cm2 e danificam as superfícies metálicas, podendo arrancar tanto partículas metálicas (cavitação), com produto de corrosão (corrosão-cavitação). As forças sobre a superfície metálica são tão fortes que podem causar deformação do metal sendo esta a razão pela qual, num metal danificado pro corrosão-cavitação, é observada deformação mecânica. 17 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 5.7 Corrosão sob fadiga pode ser definida como sendo o tipo de falha que ocorre quando um componente é submetido a tensões cíclicas, num meio que é capaz de atacar continuamente o metal; em outras palavras, quando o metal for capaz de reagir com o meio a que está exposto, na ausência de uma película de óxido ou de uma película do produto de corrosão, toma possível a falha por corrosão sob fadiga. As trincas de corrosão sob fadiga tipicamente transgranulares e, às vezes, apresentam ramificações. Existindo trincas paralelas entre si, possuem extremidades arredondadas e, normalmente, são preenchidas com produtos de corrosão. Na corrosão sob fadiga, frequentemente, mas, não necessariamente sempre, formam-se primeiro pites na superfície do metal, numa base dos quais as trincas tem origem. Um exemplo: é a ciclagem térmica em superaquecedores de caldeira onde o vapor, ao formar uma barreira entre a parede da caldeira e a água, permite que a temperatura dessa parede aumente, até que a película de vapor sofra colapso; o que possibilita o contato da água mais fria com a parede e a esfrie. O processo repete-se e determina uma flutuação térmica na parede da caldeira, criando condições de fadiga. 6 6.1 MATERIAIS PARA EQUIPAMENTOS DE PROCESSO - Pedro Silva Teles Corrosão uniforme ou generalizada é a forma de corrosão que se manifesta aproximadamente por igual em toda superfície da peça em contato com o meio corrosivo, causando uma perda mais ou menos constante da espessura. 6.2 Corrosão alveolar também chamada de corrosão por pites consiste na formação de pequenas cavidades 7 CORROSÃO – (Profº Vicente Gentil) As formas (ou tipos) de corrosão podem ser apresentadas considerando-se a aparência ou forma de ataque e as diferentes causas da corrosão e seus mecanismos. Assim, pode-se ter corrosão segundo: A morfologia: uniforme, por placas, alveolar, puntiforme ou por pite, intergranular (ou intercristalina), intragranular (ou transgranular ou transcristalina), filiforme, por esfoliação, grafítica, dezincificação, em torno do cordão de solda e empolamento pelo hidrogênio. As causa ou mecanismo: por aeração diferencial, eletrolítica ou por correntes de fuga, galvânica, associada a solicitações mecânicas (corrosão sob tensão fraturante), em torno do cordão de solda, seletiva (grafítica e dezincificação), empolamento ou fragilização pelo hidrogênio. Os fatores mecânicos: sob tensão, sob fadiga, por atrito, associa a erosão. 18 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES O meio corrosivo: atmosférica, pelo solo, induzida por microrganismos, pela água do mar, por sais fundidos, etc. A localização do ataque: por pite, uniforme, intergranular, Transgranular, etc. A caracterização segundo a morfologia auxilia bastante no esclarecimento do mecanismo e na aplicação de medidas adequada de proteção, daí serem apresentadas as características fundamentais das diferentes formas de corrosão. A ação corrosiva da atmosfera depende fundamentalmente dos fatores: - Umidade relativa, substâncias poluentes (particulados e gases), temperatura, tempo de permanência do filme de eletrólito na superfície metálica. Além destes fatores devem ser considerados os fatores climáticos, como intensidade e direção dos ventos, variações cíclicas de temperatura umidade, chuvas e insolações (radiações ultravioleta). Temperatura: se for elevada, irá diminuir a possibilidade de condensação de vapor d´agua na superfície metálica e adsorção de gases, minimizando a possibilidade de corrosão. Ventos: podem arrastar, para as superfícies metálicas, agentes poluentes e névoa salina; dependendo da velocidade e da direção dos ventos, esses poluentes podem atingir instalações posicionadas até em locais bem afastados das fontes emissoras. 7.1 Uniforme a corrosão se processa em toda a extensão da superfície, ocorrendo perda uniforme de espessura. É chamada, por alguns, de corrosão generalizada, mas essa terminologia não deve ser usada só para corrosão uniforme, pois se pode ter, também, corrosão por pite ou alveolar generalizada, isto é, em toda a extensão da superfície corroída. 7.2 Por placas a corrosão se localiza em regiões da superfície metálica e não em toda sua extensão, formado placas com escavações. 7.3 Alveolar a corrosão se processa na superfície metálica produzindo sulcos ou escavações semelhantes a alvéolos apresentando fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu diâmetro. 7.4 Corrosão puntiforme ou por pite a corrosão se processa em pontos ou em pequenas áreas localizadas na superfície metálica produzindo pites, que são cavidades que apresentam o fundo em forma angulosa e profundidade geralmente maior do que o seu diâmetro. 7.5 Intergranular a corrosão se processa entre os grãos da rede cristalina do material metálico, o qual perde as suas propriedades mecânicas e pode fraturar quando solicitado por esforços mecânicos, tendo-se então a corrosão sob tensão fraturante. 19 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 7.6 Transgranular a corrosão se processa nos grãos da rede cristalina do material metálico, o qual, perdendo sua propriedades mecânicas, poderá fraturar à menor solicitação mecânica, tendo-se também corrosão sob tensão fraturante. 7.7 Esfoliação processa-se de forma paralela à superfície metálica. Ocorre em chapas ou componentes extrudados que tiveram seu grãos alongados ou achatados, criando condições para que inclusões ou segregações, presentes no material, sejam transformadas, devido ao trabalho mecânico, em plaquetas alongadas. 7.8 Corrosão em trono do cordão de solda forma de corrosão que se observa em torno do cordão de solda. Ocorre em aços inoxidáveis não estabilizados ou com teores de carbono maiores que 0,03%, e a corrosão se processa intergranularmente. 7.9 Corrosão sob fadiga Caso um componente esteja sujeito a esforços cíclicos em um material exposto, verificam-se condições para a implantação da corrosão fadiga. Os metais que fundamentalmente estão sujeitos a esse tipo de ataque são aqueles que tem uma camada protetora, por exemplo, um óxido que produza resistência a um meio que tenderia a atacar o metal. As fraturas mecânicas sucessivas, durante a propagação da trinca de fadiga, rompem continuamente as camadas protetoras, expondo o material ativo à ação do ambiente corrosivo. O processo se caracteriza pelo desaparecimento do limite de fadiga, havendo mesmo para baixas tensões um número de ciclos que produz a fadiga. É característico deste tipo de corrosão o aparecimento de profundas escavações no material oriundas da corrosão. Observam-se fendas perpendiculares à direção de tensão e que seguem caminho mais ou menos reto e regular, de forma que é possível reconhecer a parte por onde ela se iniciou e que, frequentemente, está relacionada com pites de corrosão formados inicialmente na superfície do metal. As trincas são geralmente transgranulares, conhecendo-se no entanto casos de propagação intergranular. A corrosão sob fadiga é influenciada pela freqüência das vibrações mecânicas, ao contrário do comportamento em fadiga. Isto porque o componente de corrosão do fenômeno de pende do tempo, e um mesmo número de ciclos a diferentes freqüência representa tempos diferentes de exposição ao meio corrosivo. 7.10 Erosão é a deterioração de materiais metálicos ou não-metálicos pela ação abrasiva de fluidos em movimento, usualmente acelerada pela presença de partículas sólidas em suspensão. Ocorre intensamente em estrangulamentos ou em desvios de fluxos com cotovelos, curvas e ejetores. Como exemplo de erosão, tem-se o desgaste de palhetas de turbinas ou de hélices, em alta velocidade, sob a ação de gotículas de água, e de rotores ou impelidores de bombas. A erosão é considerada um fenômeno puramente mecânico, em que o metal é removido dou destruído mecanicamente, sofrendo somente alterações físicas. Na erosão-corrosão ocorrem fenômenos físicos e químicos, sendo caracterizada por sua aparência sob a forma de sulcos, cratera, ondulações, furos arredondados e um sentido direcional de ataque. Em razão da própria ação de erosão, a superfície fica isenta de possíveis produtos de corrosão. 20 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 7.10.1 Cavitação é a ação dinâmica, no interior de um fluido, associada à formação e ao colapso de cavidades nas regiões que ficam abaixo da pressão absoluta de vapor do líquido. Quando um fluido impinge ou tem impacto direto sobre uma superfície metálica , pode-se notar severa ação mecânica com desgaste do material. Bolhas de gás, presentes no líquido, aumentam o efeito do impigimento, observando-se que a presença de bolhas de ar agrava o ataque por impingimento. Quando cavidades ou bolhas sofrem colapso ou implosão na superfície metálica há ação mecânica conjugada a uma ação química que dá condições par que ocorra uma corrosão por cavitação. Deve-se notar que a cavitação se origina do comportamento do líquido e não do que ocorre com o metal. 7.10.2 Impigimento é a corrosão associada ao fluxo turbulento de um líquido. A turbulência ocorre quando um fluido está em movimento e passa de uma tubulação de grande diâmetro par outra de menor diâmetro. A região de turbulência aparece sempre na tubulação de menor diâmetro.As regiões de turbulência mais comuns são as que ocorrem na entrada de condensadores, nas saídas de registros, válvulas, bombas centrífugas, hélices e outros dispositivos que provoquem variações acentuadas da seção transversal do fluido ou modifiquem o seu deslocamento. 7.11 Corrosão sob tensão deterioração de materiais devido à ação combinada de tensões residuais ou aplicadas e meios corrosivos. Há uma ação sinérgica da tensão e do meio corrosivo, ocasionando fratura em um tempo mais curto do que a soma das ações isoladas de tensão e da corrosão. Diferentemente da corrosão sob fadiga, onde as solicitações mecânicas são cíclicas ou alternadas, na corrosão sob tensão tem-se solicitações estáticas. As tensões residuais que causam corrosão sob tensão são geralmente provenientes de operações de soldagem e deformações a frio, com estampagem e dobramento. As tensões aplicadas são decorrentes de condições operacionais, compor exemplo, pressurização do equipamento. Nesses casos o material fratura sob uma tensão nominal dentro da zona elástica. A característica importante da CST é quer não se observa praticamente perda de massa do material. O material permanece com bom aspecto até que ocorre a falha. O tempo necessário para ocorrer a CST fraturante de um dado material metálico depende: da tensão, concentração ou natureza do meio corrosivo, da temperatura, e da estrutura e composição do material. 8 PROPRIEDADES E ESTRUTURAS DOS MATERIAIS EM ENGENHARIA – ( Prof. R.A.Higgins) Descreve a corrosão não quanto à forma, localização ou extensão, mas detalhando quanto ao processo corrosivo propriamente dito. 9 CURSO DE CAUSAS DE DETERIORAÇÃO DE EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS – IBP – 1997 (Profº José Antônio Pereira Chainho) 21 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 9.1 CLASSIFICAÇÃO DA CORROSÃO 9.1.1 Quanto A Forma • • • Uniforme: a perda de espessura é praticamente igual em toda superfície atacada. Alveolar: o ataque é mais pronunciado em regiões chamadas alvéolos, semelhantes a crateras. Sua abertura para a superfície é maior que a profundidade. Por Pites: semelhante à corrosão alveolar porém neste caso a profundidade é da mesma ordem ou maior que a abertura para a superfície. 9.1.2 Quanto a Distribuição (aplicada a alveolar e por pite) • • Esparsa: baixa freqüência de alvéolos ou pites ao longo da superfície atacada. Concentrada: elevada freqüência de alvéolos ou pites. 9.1.3 Quanto à intensidade • • • Leve: a velocidade da corrosão não compromete o funcionamento do equipamento nem mesmo em longo prazo. Média: quando o equipamento atacado exigirá reparos ou substituição em médio prazo ( não são urgentes) Severa: quando compromete a segurança ou o funcionamento da peça e requer reparos imediatos. Na seleção de matérias para equipamentos pesado (vasos, tanques, permutadores de calor, tubulações, etc.) em geral aplica-se o seguinte critério: Taxa de corrosão (mm/ano) Menor que 0,1 Entre 0,1 e 0,5 Entre 0,5 e 1,0 Maior que 1,0 Enquadramento do Material Excelente Aceitável Ruim Péssimo Intensidade de Corrosão Leve Média Média Severa É necessário muito cuidado com o uso desta terminologia em relatórios de inspeção e outros documentos formais porque eles podem ser arrolados com provas em processos judiciais em casos de acidentes. Nestas situações poderão ser mal interpretados pois serão analisados por pessoas sem formação técnica. 9.1.4 Quanto à extensão • • 9.2 Generalizada: quando toda a superfície é atacada Localizada: a perda de material se restringe a partes da superfície atacada Corrosão Sob Tensão consiste no aparecimento de trincas no metal atacado com o resultado da ação simultânea de um meio agressivo e tensões mecânicas de tração. A probabilidade desta forma de ataque se desenvolver depende do seguintes fatores: Agressividade do meio( temperatura, composição química, estado fisco, etc.), Susceptibilidade do material ( propriedades mecânicas, composição química,condição metalúrgica, etc.), Nível de tensões ( triaxialidade, intensidade). Quando qualquer 22 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES destes três fatores principais está ausente a CST não ocorre. Quando o meio é muito agressivo, a susceptibilidade e as tensões são elevadas à peça pode fraturar totalmente em segundos. Caso este fatores sejam suaves a s trincas podem demorar muitos anos para aparecer. As trinca quase sempre se desenvolvem , sem que haja perda de espessura significativa. As últimas soldas feitas no equipamento ou reparos de solda apresentam tensões residuais muito mais elevadas que as demais pois são feitas com muito maior restrição impostas à livre contração do metal depositado. Estas regiões devem portanto receber atenção especial durante a inspeção e devem ser escolhidas preferencialmente no caos de exame por amostragem. 9.3 CSI- Corrosão sob isolamento quando a temperatura é baixa (<100ºC) e o equipamento ou tubulação é isolado termicamente, a corrosão atmosférica também pode ser intensa pela dificuldade de evaporação da água retida embaixo do isolamento. O mesmo ocorre com componentes revestidos externamente com concreto. É recomendável remover estes revestimentos em algumas regiões para inspeção. Também é conveniente manter a impermeabilização externa do revestimento, para evitar infiltração de água. Isolantes de poliuretano, lã de rocha e cortiça, oferecem maior risco de causar este problema porque além de reter a umidade também dissolve nela substâncias corrosivas na água infiltrada. Ester tipo de corrosão geralmente deixa um produto mais escuro e aderente, que causa uma falsa impressão de que o ataque não é muito profundo. É necessária uma limpeza vigorosa para remover todo o produto corrosivo para avaliar bem a intensidade do ataque. Muitas vezes se observa, depois de uma limpeza cuidadosa, que o equipamento já havia sido perfurado em vários pontos. 10 CAUSAS GERAIS DE DETERIORAÇÃO E AVARIA DOS EQUIPAMENTOS – IBP – Guia nº 6 -1974 Descreve a corrosão não detalhando quanto à forma, localização ou extensão, mas detalhando quanto ao processo corrosivo propriamente dito. Ex: Corrosão atmosférica, pelo solo, pela água, em alta temperatura, etc. 11 Termos Usuais em Inspeção - Avarias, Deteriorações e Defeitos em Equipamentos Industriais IBP-Guia nº2 Parte 2- 1976 11.1 Corrosão Alveolar e por Pite São tipos de corrosão preferencial que ocorrem em pequenas áreas. O alvéolo e o pite são definidos pelas seguintes características: Alvéolo cavidade na superfície metálica apresentando fundo arredondado e profundidade geralmente menor que o seu diâmetro. Pite 23 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES cavidade na superfície metálica apresentando o fundo em forma angular e profundidade geralmente maior que o seu diâmetro. 11.1.1 Intensidade as várias intensidades de corrosão alveolar e por pite devem ser definidas com se segue: Leve: alvéolos ou pites mensuráveis que muito perto uns dos outros podem afetar a resistência de um vaso de pressão. Média: se bastante dispersa, não é necessariamente uma fonte de perda de resistência, mas como está expressão indica um processo de desgaste que deve receber particular atenção nas inspeções futuras, sua extensão e localização devem ser claramente descritas, assim como sua profundidade. Severa: indica uma diminuição de resistência do equipamento inspecionado e clama por atenção imediata. É importante ser determinado se os alvéolos ou pites são ativos ou não ativos. Os alvéolos ou pites formados no decorrer da utilização anterior do equipamento podem ser diferenciados daqueles alvéolos ou pites progressivos que se formam em decorrência da utilização efetiva do equipamento. Esses últimos são geralmente reconhecíveis pela diferença em cor dos produtos de corrosão e pelas quinas dos alvéolos ou pites, ou, quando são encontrados borra, ou depósitos de carvão e de produtos pesados, pelo metal mais macio na base do alvéolo ou pite. 11.1.2 Extensão A extensões desses alvéolos ou pites podem ser definidas como: Localizado: em determinado pontos. Generalizado: em toda a superfície. Disperso: sobre várias áreas. Em cadeia: quando os alvéolos são orientados em uma direção preferencial, podendo afetar a resistência do equipamento quando a direção é longitudinal. Os dois extremos são, pois os alvéolos ou pites leves dispersos e alvéolos ou pites severos generalizado, de modo que as combinações possíveis de todas as expressões são: Alvéolos ou pites ativos e não ativos Leve Média Severa Localizado Generalizado Disperso Em cadeia 11.2 Corrosão Uniforme É aquela caracteriza pela perda regular de espessura. Os efeitos da corrosão podem ser combinados com os da erosão, e a menos que sua natureza particular seja bem definida a expressão desgaste deve ser aquela usada. 24 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 11.2.1 Intensidade as várias intensidades de desgaste por corrosão uniforme devem ser definidas com se segue e as expressões intermediárias devem ser evitadas: Desprezível: indica a presença de um desgaste tão leve que não pode ser medido. Leve: a menor forma de desgaste mensurável, isto é, que pode ser determinado quantitativamente. Média: um estágio intermediário entre leve e severa Severa: o desgaste que, pela medição, indica uma séria diminuição da sobre-espessura. Sugere uma condição na qual a taxa de desgaste provável indica um tempo de vida útil, curto para o equipamento inspecionado. 11.2.2 Extensão as extensões das intensidades de desgaste por corrosão uniforme, podem ser definidas como: Localizada: a importância dessa adjetivação significa que um mesmo desgaste severo localizado não limita necessariamente a resistência do equipamento. Neste caso é importante detalhar a locação de tal desgaste e, em particular, se ele é perto das juntas longitudinais. Disperso: sugere que a resistência do equipamento pode estar envolvida. Generalizado: se suficientemente severo indica que a medição desse desgaste pode ser tomada para representar a redução de espessura metálica para fins de cálculo de resistência. O desgaste desprezível é quase sempre generalizado em áreas específicas, de modo que as combinações possíveis das demais expressões são: Desgaste por corrosão uniforme Leve Média Severa Localizado Disperso Generalizado 11.3 Erosão Desgaste de metais ou outros materiais pela ação abrasiva de fluidos em movimento, usualmente acelerado pela presença de partículas sólidas ou matéria em suspensão. Quando a corrosão ocorre simultaneamente o termo erosão-corrosão deve ser usado e, a menos que sua natureza particular seja bem definida, a expressão desgaste deve ser usada. ( a partir daqui mesmo texto utilizado para corrosão uniforme) 11.3.1 Intensidade as várias intensidades de desgaste por corrosão uniforme devem ser definidas com se segue e as expressões intermediárias devem ser evitadas: Desprezível: indica a presença de um desgaste tão leve que não pode ser medido. Leve: a menor forma de desgaste mensurável, isto é, que pode ser determinado quantitativamente. 25 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Média: um estágio intermediário entre leve e severa Severa: o desgaste que, pela medição, indica uma séria diminuição da sobre-espessura. Sugere uma condição na qual a taxa de desgaste provável indica um tempo de vida útil, curto para o equipamento inspecionado. 11.3.2 Extensão as extensões das intensidades de desgaste por corrosão uniforme, podem ser definidas como: Localizada: a importância dessa adjetivação significa que um mesmo desgaste severo localizado não limita necessariamente a resistência do equipamento. Neste caso é importante detalhar a locação de tal desgaste e, em particular, se ele é perto das juntas longitudinais. Disperso: sugere que a resistência do equipamento pode estar envolvida. Generalizado: se suficientemente severo indica que a medição desse desgaste pode ser tomada para representar a redução de espessura metálica para fins de cálculo de resistência. O desgaste desprezível é quase sempre generalizado em áreas específicas, de modo que as combinações possíveis das demais expressões são: Desgaste por corrosão uniforme Leve Média Severa Localizado Disperso Generalizado 11.4 Oxidação Conversão de porções superficiais de metal ou liga metálica em seus óxidos, quando eles estão aquecidos a altas temperaturas em certos tipos de atmosfera contendo oxigênio. 12 GRAUS DE CORROSÃO E TIPOS DE SUPERFÍCIES AVARIADAS E PREPARADAS – (classificação) - Norma Petrobrás N-2260 1 OBJETIVO Esta Norma classifica graus de corrosão, tipos de avarias e preparação de superfície em instalações e estruturas submarinas de aço através de registros fotográficos. 2 NORMAS A CONSULTAR Da PETROBRAS (a) N-1793 - Inspeção Submarina - Qualificação de Pessoal; (b) N-1815 - Inspeção Submarina - Visual. 3 DEFINIÇÕES Nesta Norma se adotam as seguintes definições: 3.1 Corrosão 3.1.1 Quanto à extensão (em relação a cada área inspecionada) 26 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES - Localizada - corrosão em um ponto isolado na área considerada na inspeção; - Generalizada - corrosão em toda área considerada na inspeção; - Dispersa - corrosão em vários pontos isolados na área considerada na inspeção. 3.1.2 Quanto à forma - Uniforme - caracterizada por uma perda uniforme de material; - Alveolar - caracterizada por apresentar cavidades na superfície metálica, possuindo fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu diâmetro; - Pitiforme - caracterizada por cavidades apresentando fundo em forma angular e profundidade geralmente maior que o seu diâmetro. 3.1.3 Quanto à intensidade Considerar apenas a forma alveolar. - Leve - alvéolos que apresentam diâmetro menor que 2 mm; - Média - alvéolos que apresentam diâmetro com valor compreendido entre 2 e 4 mm; - Severa - alvéolos que apresentam diâmetro maior que 4 mm. 3.2 Incrustações Marinhas 3.2.1 Quanto à natureza - duras: incrustações animais, de consistência dura, formada por cracas, mexilhões, ostras, etc.; - moles: incrustações de consistência mole, tanto vegetais com aspecto de folhas ou flores (algas) como animais (esponjas). 3.2.2 Quanto à extensão (em relação a cada área inspecionada) - localizada; - generalizada. 3.3 Preparação de Superfície 3.3.1 Limpeza manual com raspadeira É o método empregado, em pequenas áreas, com objetivo de remover as incrustações moles localizadas e produtos grosseiros de corrosão, onde o acabamento desejado esteja conforme a Foto no 17. 3.3.2 Limpeza com escovas manuais É o método empregado para pequenas superfícies isentas de incrustações, com objetivo de remover a oxidação parcial onde é desejável um acabamento conforme a Foto no 18. 3.3.3 Limpeza com escovas rotativas É o método empregado para remover totalmente as incrustações e oxidação, de modo a se obter uma superfície com o acabamento conforme a Foto no 19. 3.3.4 Limpeza com martelete de agulhas É o método empregado para obtenção de rugosidade em superfície conforme a Foto no 20. 3.3.5 Limpeza com jato de areia É o método empregado para superfícies extensas com o objetivo de remover totalmente as incrustações e oxidação, com formação de rugosidade, de modo a se obter uma superfície com o acabamento conforme a Foto no 21. 3.3.6 Limpeza com jato de água de alta pressão É o método empregado em áreas onde se pretende remover grande quantidade de incrustações, principalmente as duras, camadas de óxido e materiais fortemente aderidos a superfície, com o acabamento conforme a Foto no 22. N-2260 3.4 Desgaste de anodos - Uniforme: caracterizado pela perda uniforme de massa; - Irregular: caracterizada pela perda localizada de massa. 4 CONDIÇÕES GERAIS 4.1 Registros Fotográficos 4.1.1 Os registros fotográficos foram obtidos a partir de filmes ISO (ASA) 64 ou 100, a cores. 4.1.2 Os registros fotográficos foram confeccionados no tamanho 10,2 x 7,5 cm. 27 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES 4.1.3 A câmera submarina empregada foi do tipo 35 mm, visor direto acompanhada de objetivas de 28, 35 e 80 mm; com ou sem sobre lente close-up, com auxílio de flash eletrônico. 4.1.4 As Fotos de 01 a 13 e 16 a 22 foram obtidas com diafragma em F22, velocidade de abertura 1/90 seg., distância 0,235 m. A Foto 14 foi obtida com diafragma em F5.6, velocidade de abertura 1/90 seg., distância 1,00 m. A Foto 15 foi obtida com diafragma em F8, velocidade de abertura 1/90 seg.,distância 1,50 m. 4.1.5 A escala utilizada foi do tipo magnética cujas divisões em cm, contém as cores amarelo e preto. 4.1.6 Abaixo dos registros fotográficos estão colocados os itens de identificação: - Numeração cronológica; - Descrição do tipo de corrosão, avaria ou preparação de superfície; - Objetiva. 4.1.7 As Fotos nos 01 a 11 - ilustram os vários tipos de corrosão em Estruturas Submarinas de Aço. As Fotos nos 12 a 16 ilustram alguns tipos de avarias em Estruturas Submarinas de Aço; e as Fotos nos 17 a 22 ilustram os tipos de preparação de superfície em Estruturas Submarinas de Aço. 5 ANEXO - Fotografias de 01 a 11 - Graus de Corrosão; - Fotografias de 12 a 16 - Tipos de Avarias; - Fotografias de 17 a 22 - Tipos de Preparação de Superfície. ______________________________________________________________ Foto no 01 - Corrosão alveolar leve generalizada - Objetiva - 35mm close-up 28 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Foto no 02 - Corrosão alveolar leve dispersa - Objetiva - 35mm close-up Foto no 03 - Corrosão alveolar média localizada - Objetiva - 80mm close-up 29 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Foto no 04 - Corrosão alveolar média generalizada - Objetiva - 80mm close-up Observação: Considerar os alvéolos maiores e indicados pelas setas Foto no 05 - Corrosão alveolar média dispersa - Objetiva - 35mm close-up Foto no 06 - Corrosão alveolar severa localizada - Objetiva - 80mm close-up Foto no 06A - Corrosão alveolar severa localizada Objetiva - 80mm close-up 30 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Foto no 07 - Corrosão alveolar severa generalizada Objetiva - 80mm close-up Foto no 08 - Corrosão alveolar severa dispersa Objetiva - 80mm close-up Foto no 09 - Corrosão uniforme leve Objetiva - 35mm close-up 31 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008 CORROSÃO SEGUNDO ALGUNS AUTORES Foto no 10 - Corrosão uniforme média Objetiva - 35mm close-up Foto no 11 – Corrosão uniforme severa Objetiva - 35mm close-up 32 Ealaboração: Raimundo Sampaio Data: 28/09/2008