A corrosão é um processo natural que ocorre com todos os metais, mas pode ser bastante retardado com alguns tratamentos diferentes
É causada pela presença de agentes oxidantes no meio ambiente, como água ou ar. Pode ser um grande problema para aqueles envolvidos em projetos de construção em grande escala usando materiais metálicos, o que inclui edifícios, carros, pontes, aeronaves e muito mais. Mas mesmo os pequenos produtos de metal ficarão corroídos e perderão sua força ou beleza. Felizmente, você pode evitar que esse processo aconteça tão rapidamente como faria normalmente com materiais encontrados em casa ou com técnicas avançadas para um efeito mais forte.
Passos
Método 1 de 3: Compreendendo os tipos comuns de corrosão de metal
Como tantos tipos diferentes de metal são usados atualmente, os construtores e fabricantes precisam se proteger contra muitos tipos diferentes de corrosão. Cada metal tem suas próprias propriedades eletroquímicas únicas que determinam a quais tipos de corrosão (se houver) o metal é vulnerável. A tabela abaixo detalha uma seleção de metais comuns e os tipos de corrosão a que podem ser submetidos.
| Metal | Vulnerabilidade (s) de corrosão do metal | Técnicas Preventivas Comuns | Atividade Galvânica * |
|---|---|---|---|
| Aço Inoxidável (Passivo) | Ataque uniforme, galvânico, corrosão, fenda (todos especialmente em água salgada) | Limpeza, revestimento protetor ou selante | Baixo (corrosão inicial forma camada de óxido resistente) |
| Ferro | Ataque uniforme, galvânico, fenda | Limpeza, revestimento protetor ou selante, galvanização, soluções anti-ferrugem | Alto |
| Latão | Ataque uniforme, deszincificação, estresse | Limpeza, revestimento protetor ou selante (geralmente óleo ou laca), adição de estanho, alumínio ou arsênico à liga | Médio |
| Alumínio | Galvânica, corrosão, fenda | Limpeza, revestimento protetor ou selante, anodização, galvanização, proteção catódica, isolamento elétrico | Alta (corrosão inicial forma camada de óxido resistente) |
| Cobre | Galvânica, corrosão, mancha estética | Limpeza, revestimento protetor ou selante, adição de níquel à liga (especialmente para água salgada) | Baixo (a corrosão inicial forma uma pátina resistente) |
* Observe que a coluna "Atividade galvânica" se refere à atividade química relativa do metal, conforme descrito nas tabelas de séries galvânicas de fontes de referência. Para efeitos desta tabela, quanto maior a atividade galvânica do metal, mais rapidamente ele sofrerá corrosão galvânica quando unido a um metal menos ativo.
Etapa 1. Previna a corrosão de ataque uniforme protegendo a superfície de metal
A corrosão de ataque uniforme (às vezes abreviada para corrosão "uniforme") é um tipo de corrosão que ocorre, apropriadamente, de maneira uniforme sobre uma superfície metálica exposta. Nesse tipo de corrosão, toda a superfície do metal está sob ataque da corrosão e, portanto, a corrosão prossegue de forma uniforme. Por exemplo, se um telhado de ferro desprotegido é regularmente exposto à chuva, toda a superfície do telhado entrará em contato com aproximadamente a mesma quantidade de água e, portanto, sofrerá corrosão em uma taxa uniforme. A maneira mais fácil de se proteger contra a corrosão de ataque uniforme é geralmente colocar uma barreira protetora entre o metal e os agentes corrosivos. Isso pode ser uma grande variedade de coisas - tinta, um selante de óleo ou uma solução eletroquímica como um revestimento de zinco galvanizado.
Em situações subterrâneas ou de imersão, a proteção catódica também é uma boa escolha
Etapa 2. Evite a corrosão galvânica interrompendo o fluxo de íons de um metal para outro
Uma forma importante de corrosão que pode ocorrer independentemente da resistência física dos metais envolvidos é a corrosão galvânica. A corrosão galvânica ocorre quando dois metais com potenciais de eletrodo diferentes estão em contato um com o outro na presença de um eletrólito (como água salgada) que cria um caminho de condução elétrica entre os dois. Quando isso acontece, os íons metálicos fluem do metal mais ativo para o metal menos ativo, fazendo com que o metal mais ativo corra em uma taxa acelerada e o metal menos ativo corra em uma taxa mais lenta. Em termos práticos, isso significa que a corrosão se desenvolverá no metal mais ativo no ponto de contato entre os dois metais.
- Qualquer método de proteção que impeça o fluxo de íons entre os metais pode potencialmente interromper a corrosão galvânica. Dar aos metais um revestimento protetor pode ajudar a evitar que eletrólitos do ambiente criem um caminho de condução elétrica entre os dois metais, enquanto processos de proteção eletroquímica como galvanização e anodização também funcionam bem. Também é possível impedir a corrosão galvânica isolando eletricamente as áreas dos metais que entram em contato uns com os outros.
- Além disso, o uso de proteção catódica ou ânodo de sacrifício pode proteger metais importantes da corrosão galvânica. Veja abaixo para mais informações.
Etapa 3. Previna a corrosão por pite protegendo a superfície do metal, evitando fontes de cloreto ambientais e evitando cortes e arranhões
Pitting é uma forma de corrosão que ocorre em escala microscópica, mas pode ter consequências em larga escala. A corrosão é uma grande preocupação para metais que derivam sua resistência à corrosão de uma fina camada de compostos passivos em sua superfície, pois essa forma de corrosão pode levar a falhas estruturais em situações em que a camada protetora normalmente as impediria. A corrosão ocorre quando uma pequena parte do metal perde sua camada passiva protetora. Quando isso acontece, a corrosão galvânica ocorre em escala microscópica, levando à formação de um minúsculo orifício no metal. Dentro desse buraco, o ambiente local torna-se altamente ácido, o que acelera o processo. A corrosão é geralmente evitada pela aplicação de uma camada protetora na superfície do metal e / ou usando proteção catódica.
A exposição a um ambiente rico em cloretos (como, por exemplo, água salgada) é conhecida por acelerar o processo de pite
Etapa 4. Evite a corrosão em fendas, minimizando os espaços apertados no projeto do objeto
A corrosão em fendas ocorre em espaços de um objeto de metal onde o acesso ao fluido circundante (ar ou líquido) é deficiente - por exemplo, sob os parafusos, sob as arruelas, sob as cracas ou entre as juntas de uma dobradiça. A corrosão em fendas ocorre onde a lacuna perto de uma superfície de metal é grande o suficiente para permitir a entrada do fluido, mas estreita o suficiente para que o fluido tenha dificuldade de sair e se torne estagnado. O ambiente local nesses pequenos espaços se torna corrosivo e o metal começa a corroer em um processo semelhante à corrosão por pite. A prevenção da corrosão em fendas geralmente é um problema de design. Ao minimizar a ocorrência de lacunas apertadas na construção de um objeto de metal, fechando essas lacunas ou permitindo a circulação, é possível minimizar a corrosão em fendas.
A corrosão em frestas é uma preocupação especial quando se lida com metais como o alumínio, que têm uma camada externa passiva protetora, pois o mecanismo de corrosão em frestas pode contribuir para a quebra dessa camada
Etapa 5. Evite rachaduras por corrosão sob tensão usando apenas cargas seguras e / ou recozimento
A corrosão sob tensão (SCC) é uma forma rara de falha estrutural relacionada à corrosão que é de preocupação particular para engenheiros encarregados de construir estruturas destinadas a suportar cargas importantes. No caso de SCC, um metal de suporte de carga forma rachaduras e fraturas abaixo de seu limite de carga especificado - em casos graves, em uma fração do limite. Na presença de íons corrosivos, minúsculas rachaduras microscópicas no metal causadas por tensão de tração de uma carga pesada se propagam conforme os íons corrosivos atingem a ponta da rachadura. Isso faz com que a rachadura cresça gradualmente e potencialmente cause uma eventual falha estrutural. O SCC é especialmente perigoso porque pode ocorrer mesmo na presença de substâncias que são naturalmente apenas levemente corrosivas para o metal. Isso significa que a corrosão perigosa ocorre enquanto o resto da superfície do metal parece superficialmente não afetado.
- A prevenção do SCC é parcialmente uma questão de design. Por exemplo, ao escolher um material que seja resistente a SCC no ambiente em que o metal irá operar e garantir que o material de metal seja devidamente testado contra tensões pode ajudar a prevenir SCC. Além disso, o processo de recozimento de um metal pode eliminar tensões residuais de sua fabricação.
- O SCC é conhecido por ser exacerbado por altas temperaturas e pela presença de líquidos contendo cloretos dissolvidos.
Método 2 de 3: Prevenção de corrosão com soluções caseiras
Etapa 1. Pinte a superfície de metal
Talvez o método mais comum e acessível de proteger o metal da corrosão seja simplesmente cobri-lo com uma camada de tinta. O processo de corrosão envolve umidade e um agente oxidante interagindo com a superfície do metal. Assim, quando o metal é revestido com uma barreira protetora de tinta, nem umidade nem agentes oxidantes podem entrar em contato com o próprio metal e nenhuma corrosão ocorre.
- No entanto, a tinta em si é vulnerável à degradação. Reaplique a tinta sempre que estiver lascada, desgastada ou danificada. Se a pintura se degradar a ponto de o metal subjacente ficar exposto, certifique-se de inspecionar se há corrosão ou danos no metal exposto.
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Existem vários métodos de aplicação de tinta em superfícies metálicas. Os metalúrgicos costumam usar vários desses métodos em conjunto para garantir que todo o objeto de metal receba um revestimento completo. Abaixo está uma amostra de métodos com comentários sobre seus usos:
- Pincel - usado para espaços de difícil acesso.
- Rolo - utilizado para cobrir grandes áreas. Barato e conveniente.
- Spray de ar - usado para cobrir grandes áreas. Mais rápido, mas menos eficiente do que os rolos (o desperdício de tinta é alto).
- Pistola airless / Pistola electrostática airless - utilizada para a cobertura de grandes áreas. Rápido e permite níveis variáveis de consistência grossa / fina. Menos desperdício do que o spray de ar comum. O equipamento é caro.
Etapa 2. Use tinta marinha para metal exposto à água
Objetos de metal que regularmente (ou constantemente) entram em contato com a água, como barcos, requerem tintas especiais para proteger contra o aumento da possibilidade de corrosão. Nessas situações, a corrosão "normal" na forma de ferrugem não é a única preocupação (embora seja importante), pois a vida marinha (cracas, etc.) que pode crescer em metal desprotegido pode se tornar uma fonte adicional de desgaste e corrosão. Para proteger objetos de metal como barcos e assim por diante, certifique-se de usar uma tinta epóxi marinha de alta qualidade. Esses tipos de tinta não apenas protegem o metal subjacente da umidade, mas também desencorajam o crescimento de vida marinha em sua superfície.
Etapa 3. Aplique lubrificantes de proteção nas peças de metal em movimento
Para superfícies de metal planas e estáticas, a tinta faz um ótimo trabalho em manter a umidade e prevenir a corrosão sem afetar a utilidade do metal. No entanto, a tinta geralmente não é adequada para mover peças de metal. Por exemplo, se você pintar sobre a dobradiça de uma porta, quando a tinta secar, ela irá segurar a dobradiça no lugar, dificultando seu movimento. Se você forçar a abertura da porta, a tinta irá rachar, deixando buracos para que a umidade alcance o metal. Uma escolha melhor para peças de metal como dobradiças, juntas, rolamentos e assim por diante é um lubrificante insolúvel em água adequado. Uma camada completa desse tipo de lubrificante repelirá naturalmente a umidade e, ao mesmo tempo, garantirá o movimento suave e fácil de sua peça de metal.
Como os lubrificantes não secam no local como as tintas, eles se degradam com o tempo e exigem reaplicação ocasional. Reaplique lubrificantes nas peças de metal periodicamente para garantir que permaneçam eficazes como selantes de proteção
Etapa 4. Limpe as superfícies de metal completamente antes de pintar ou lubrificar
Esteja você usando tinta normal, tinta marinha ou um lubrificante / selante de proteção, você desejará garantir que seu metal esteja limpo e seco antes de iniciar o processo de aplicação. Tome cuidado para garantir que o metal esteja totalmente livre de sujeira, graxa, detritos residuais de soldagem ou corrosão existente, pois isso pode prejudicar seus esforços, contribuindo para a corrosão futura.
- Sujeira, fuligem e outros detritos interferem na pintura e nos lubrificantes, impedindo que a tinta ou o lubrificante adiram diretamente à superfície metálica. Por exemplo, se você pintar sobre uma folha de aço com algumas aparas de metal perdidas, a tinta se fixará nas aparas, deixando espaços em branco no metal subjacente. Se e quando as aparas caírem, o ponto exposto ficará vulnerável à corrosão.
- Ao pintar ou lubrificar uma superfície de metal com alguma corrosão existente, seu objetivo deve ser tornar a superfície o mais lisa e regular possível para garantir a melhor aderência possível do selante ao metal. Use uma escova de aço, lixa e / ou removedores de ferrugem químicos para remover o máximo possível de corrosão solta.
Etapa 5. Mantenha os produtos de metal desprotegidos longe da umidade
Conforme observado acima, a maioria das formas de corrosão é exacerbada pela umidade. Se você não consegue dar ao seu metal uma camada protetora de tinta ou selante, você deve tomar cuidado para garantir que ele não seja exposto à umidade. Fazer um esforço para manter as ferramentas de metal desprotegidas secas pode melhorar sua utilidade e prolongar sua vida útil. Se seus itens de metal forem expostos à água ou umidade, certifique-se de limpá-los e secá-los imediatamente após o uso para evitar o início da corrosão.
Além de observar a exposição à umidade durante o uso, certifique-se de armazenar os itens de metal em um local limpo e seco. Para objetos grandes que não cabem em um armário ou armário, cubra o objeto com uma lona ou pano. Isso ajuda a manter a entrada de umidade do ar e evita que a poeira se acumule na superfície
Etapa 6. Mantenha as superfícies de metal o mais limpas possível
Após cada uso de um item de metal, seja o metal pintado ou não, certifique-se de limpar suas superfícies funcionais, removendo qualquer sujeira, fuligem ou poeira. O acúmulo de sujeira e detritos na superfície do metal pode contribuir para o desgaste e o desgaste do metal e / ou seu revestimento protetor, levando à corrosão ao longo do tempo.
Método 3 de 3: Prevenção de corrosão com soluções eletroquímicas avançadas
Etapa 1. Use um processo de galvanização
Metal galvanizado é o metal que foi revestido com uma fina camada de zinco para protegê-lo da corrosão. O zinco é mais quimicamente ativo do que o metal subjacente, por isso oxida quando exposto ao ar. Uma vez que a camada de zinco oxida, ela forma uma camada protetora, evitando a corrosão do metal por baixo. O tipo mais comum de galvanização hoje é um processo denominado galvanização por imersão a quente, no qual as peças de metal (geralmente aço) são submersas em uma cuba de zinco fundido quente para obter um revestimento uniforme.
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Este processo envolve o manuseio de produtos químicos industriais, alguns dos quais perigosos à temperatura ambiente, em temperaturas extremamente altas e, portanto, não deve ser tentado por ninguém além de profissionais treinados. Abaixo estão as etapas básicas do processo de galvanização por imersão a quente para aço:
- O aço é limpo com uma solução cáustica para remover sujeira, graxa, tinta, etc. e, em seguida, é bem enxaguado.
- O aço é decapado em ácido para remover incrustações de moagem e, em seguida, enxaguado.
- Um material chamado fluxo é aplicado ao aço e deixado secar. Isso ajuda o revestimento de zinco final a aderir ao aço.
- O aço é mergulhado em uma cuba de zinco fundido e aquecido até a temperatura do zinco.
- O aço é resfriado em um "tanque de resfriamento" contendo água.
Etapa 2. Use um ânodo de sacrifício
Uma maneira de proteger um objeto de metal da corrosão é anexar eletricamente a ele uma pequena peça de metal reativa chamada ânodo de sacrifício. Por causa da relação eletroquímica entre o objeto de metal maior e o pequeno objeto reativo (explicado brevemente abaixo), apenas a pequena peça de metal reativa sofrerá corrosão, deixando o objeto de metal grande e importante intacto. Quando o ânodo de sacrifício corroer completamente, ele deve ser substituído ou o objeto de metal maior começará a corroer. Este método de proteção contra corrosão é freqüentemente usado para estruturas enterradas, como tanques de armazenamento subterrâneos, ou objetos em contato constante com a água, como barcos.
- Os ânodos de sacrifício são feitos de vários tipos diferentes de metal reativo. Zinco, alumínio e magnésio são três dos metais mais comuns usados para essa finalidade. Devido às propriedades químicas desses materiais, o zinco e o alumínio são frequentemente usados para objetos de metal em água salgada, enquanto o magnésio é mais adequado para fins de água doce.
- A razão pela qual um ânodo de sacrifício funciona tem a ver com a química do próprio processo de corrosão. Quando um objeto de metal sofre corrosão, áreas que se assemelham quimicamente aos ânodos e cátodos de uma célula eletroquímica se formam naturalmente. Os elétrons fluem das partes mais anódicas da superfície do metal para os eletrólitos circundantes. Uma vez que os ânodos de sacrifício são muito reativos em comparação com o metal do objeto que está sendo protegido, o próprio objeto se torna muito catódico em comparação e, assim, os elétrons fluem para fora do ânodo de sacrifício, causando sua corrosão, mas poupando o resto do metal.
Etapa 3. Use corrente impressa
Como o processo químico por trás da corrosão do metal envolve corrente elétrica na forma de elétrons fluindo para fora do metal, é possível usar uma fonte externa de corrente elétrica para superar a corrente corrosiva e prevenir a corrosão. Essencialmente, esse processo (chamado de corrente impressa) confere uma carga elétrica negativa contínua ao metal que está sendo protegido. Essa carga supera a corrente, fazendo com que os elétrons fluam para fora do metal, interrompendo a corrosão. Este tipo de proteção é freqüentemente usado para estruturas metálicas enterradas, como tanques de armazenamento e oleodutos.
- Observe que o tipo de corrente usada para sistemas de proteção de corrente impressa é geralmente corrente contínua (DC).
- Normalmente, a corrente impressa para prevenção da corrosão é gerada enterrando dois ânodos de metal no solo perto do objeto de metal a ser protegido. A corrente é enviada através de um fio isolado para os ânodos, que então flui através do solo e para o objeto de metal. A corrente passa pelo objeto de metal e retorna à fonte da corrente (gerador, retificador, etc.) por meio de um fio isolado.
Etapa 4. Use anodização
A anodização é um tipo especial de revestimento de superfície de proteção usado para proteger o metal da corrosão e também para aplicar em matrizes e assim por diante. Se você já viu um mosquetão de metal de cores vivas, viu uma superfície de metal anodizada tingida. Em vez de envolver a aplicação física de uma camada protetora, como ocorre com a pintura, a anodização usa uma corrente elétrica para dar ao metal uma camada protetora que evita quase todas as formas de corrosão.
- O processo químico por trás da anodização envolve o fato de que muitos metais, como o alumínio, formam naturalmente produtos químicos chamados óxidos quando entram em contato com o oxigênio do ar. Isso resulta no metal normalmente tendo uma fina camada externa de óxido que protege (em graus variáveis, dependendo do metal) contra corrosão adicional. A corrente elétrica usada no processo de anodização basicamente cria um acúmulo muito mais espesso desse óxido na superfície do metal do que normalmente ocorreria, proporcionando grande proteção contra a corrosão.
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Existem várias maneiras de anodizar metais. Abaixo estão as etapas básicas de um processo de anodização. Consulte Como anodizar o alumínio para obter mais informações.
- O alumínio é limpo e desengordurado.
- As impurezas da superfície do alumínio são removidas com uma solução anti-fumaça.
- O alumínio é colocado em um banho de ácido a uma corrente e temperatura constantes (por exemplo, 12 amperes / pés quadrados e 70-72 graus F (21-22 graus C).
- O alumínio é removido e enxaguado.
- O alumínio é opcionalmente submerso em corante a 100-140 graus F (38-60 graus C).
- O alumínio é selado colocando-o em água fervente por 20-30 minutos.
Etapa 5. Use um metal que exiba passivação
Como observado acima, alguns metais formam naturalmente um revestimento protetor de óxido quando expostos ao ar. Alguns metais formam esse revestimento de óxido de forma tão eficaz que eventualmente se tornam relativamente inativos quimicamente. Dizemos que esses metais são passivos em referência ao processo de passivação pelo qual se tornam menos reativos. Dependendo do uso desejado, um objeto de metal passivo pode não precisar necessariamente de qualquer proteção extra para torná-lo resistente à corrosão.
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Um exemplo bem conhecido de metal que exibe passivação é o aço inoxidável. O aço inoxidável é uma liga de aço comum e cromo que é efetivamente à prova de corrosão na maioria das condições, sem exigir qualquer outra proteção. Para a maioria dos usos do dia a dia, a corrosão geralmente não é uma preocupação com o aço inoxidável.
No entanto, é importante mencionar que, em certas condições, o aço inoxidável não é 100% à prova de corrosão - principalmente em água salgada. Da mesma forma, muitos metais passivos se tornam não passivos sob certas condições extremas e, portanto, podem não ser adequados para todos os usos
