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CAPÍTULO 6 – ENSAIOS DE CORROSÃO 6.1- Motivação Apresentar algumas técnicas utilizadas para monitorar a corrosão visando o aumento da vida útil do equipamento.

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1 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

2 O monitoramento da corrosão é tipicamente usado nas seguintes situações 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;

3 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.

4 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.

5 6.3- Métodos de ensaio 1- Ensaio de laboratório. 2- Ensaio de campo. 3- Ensaio de serviço.

6 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..

7 Ensaio de campo. Amostras expostas ao meio quase idêntica ao de serviço. 1- Longa duração. 2-Resultados mais precisos

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9 Ensaio de serviço Amostras colocadas na instalação real. _Não práticas. _Caros. _Longo tempo de exposição.

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12 6.5- Amostras para ensaios de corrosão Preparação Condição real A variação da quantidade de óxidos A variação dos Contaminantes A variação da Rugosidade.

13 Condição prática Padronização Bordas arredondadas Lixa 120 Maior relação Área /Massa Decapagem Desengraxe Passivação química (aço-inox)

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15 Identificação da amostra _marcação/ estampagem de no. e letras _entalhes nas extremidades (materiais frágeis) _furos de posicionamento Número de amostra Maior número de amostra Maior precisão

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17 Duração do teste Depende do parâmetro avaliado 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

18 Tamanho e forma da amostra_Forma _Asuperficiais/ Aquinas >>>>> _Pites (amostras grandes devido ao fator de probabilidade) _Especificação do material *Composição*Fabricação*Metalurgia

19 6.6- Métodos de monitoramento e controle Cupons de corrosão Carretéis de teste Sensores de hidrogênio Sonda de resistência elétrica Sonda de polarização linear

20 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

21 Figura - Diversas formas de cupons.

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23 Cupons de corrosão Taxas de corrosão 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/cm 3 )

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26 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.

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28 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 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, combina- se novamente em hidrogênio molecular.

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31 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

32 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.

33 Resistência elétrica CARACTER Í SITCAS Medi ç ão da taxa de corrosão a partir de sensores que detectam redu ç ão de á rea transversal quando corro í dos A varia ç ão desta á rea provoca altera ç ões na resistência el é trica no sensor, permitindo que se fa ç a monitoramento da taxa de corrosão em tempo real Este tipo de medi ç ão 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 encontra- se abaixo: onde, R = resistência ( ) 1 = comprimento (cm) A = seção de área transversal (cm 2 ) = resistividade (.cm)

34 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

35 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

36 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. *


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