A corrosão é um processo pelo qual o ferro é degradado pela presença de vários agentes oxidantes no meio ambiente. A corrosão assume várias formas e pode ter várias causas. Um exemplo comum é o processo de ferrugem, no qual o ferro se oxida na presença de umidade. A corrosão é um problema sério para fabricantes de edifícios, barcos, aviões, carros e outros produtos de metal. Por exemplo, quando o ferro é usado como parte de uma ponte, a integridade estrutural do ferro, que pode ser danificada pela corrosão, é crítica para a segurança das pessoas que usam a ponte. Veja a Etapa 1 abaixo para começar a aprender como proteger o ferro da ameaça de corrosão e como diminuir a taxa de corrosão.
Etapa
Método 1 de 3: Compreendendo os tipos comuns de corrosão de ferro
Como tantos tipos diferentes de ferro são usados atualmente, os construtores e fabricantes precisam se proteger contra muitos tipos de corrosão. Cada ferro possui propriedades eletroquímicas únicas que determinam a que tipo de corrosão (se houver) é suscetível. A tabela abaixo descreve alguns ferros comuns e os tipos de corrosão a que podem ser submetidos.
| Ferro | Vulnerabilidade de corrosão de ferro | Técnicas Gerais de Prevenção | Atividade Galvânica * |
|---|---|---|---|
| Aço Inoxidável (Passivo) | Ataque uniforme, galvânico, perfurado, rachado (todos principalmente na água do mar) | Limpeza, revestimento de proteção ou vedação | Baixo (formas iniciais de corrosão formam uma camada de oxidação protetora) |
| Ferro | Ataque uniforme, galvânico, rachadura | Limpeza, revestimento ou vedação de proteção, galvanização, antiferrugem | Alta |
| Latão | Ataque uniforme, deszincificação, estresse | Limpeza, revestimento protetor ou vedação (geralmente óleo ou verniz), adição de chumbo, alumínio ou arsênico às ligas | Atualmente |
| Alumínio | Galvânica, buracos, rachaduras | Limpeza, revestimento ou vedação de proteção, ânodo, galvanização, proteção catódica, isolamento elétrico | Alta (a corrosão inicial forma uma camada de resistência à oxidação) |
| Cobre | Galvânica, orifício, mancha estética | Limpeza, revestimento protetor ou vedação, adição de níquel a ligas metálicas (especialmente para salmoura) | Baixo (a corrosão inicial forma uma pátina de retenção) |
* Esteja ciente de que a coluna “Atividade Galvânica” se refere à atividade química do ferro, conforme descrito na tabela galvânica da fonte de referência. Para os fins desta tabela, “quanto maior a atividade galvânica do ferro, mais rapidamente ele sofrerá corrosão galvânica quando combinado com menos ferro ativo”.
Etapa 1. Previna a corrosão de ataque uniforme protegendo a superfície do ferro
A corrosão de ataque uniforme (às vezes abreviada para corrosão “uniforme”) é um tipo de corrosão que ocorre, portanto, de maneira uniforme em superfícies metálicas expostas. Nesse tipo de corrosão, toda a superfície do ferro é atacada pela corrosão e, assim, a corrosão prossegue de maneira uniforme. Por exemplo, se um telhado de metal desprotegido é regularmente exposto à chuva, toda a superfície do telhado estará em contato com a mesma quantidade de água e, portanto, corroerá a uma taxa uniforme. A maneira mais fácil de se proteger contra o ataque uniforme é geralmente colocar uma barreira protetora entre a baga e o agente corrosivo. Isso pode ser uma série de coisas - tinta, lacres de óleo "ou" uma solução eletroquímica, como um revestimento de zinco galvanizado.
Em situações subterrâneas ou de imersão, um escudo catódico também é uma boa opção
Etapa 2. Evite a corrosão galvânica cortando o fluxo de íons de um ferro para outro
Uma forma importante de corrosão que pode ocorrer independentemente da resistência física do ferro envolvido é a corrosão galvânica. A corrosão galvânica ocorre quando dois ferros com diferentes potenciais de eletrodo entram em contato com a presença de um eletrólito (como água salgada) que cria um caminho de condução elétrica entre eles. Quando isso acontece, os íons de ferro fluem do ferro mais ativo para o menos ativo, fazendo com que o ferro mais ativo corroa mais rapidamente e o ferro menos ativo corroa mais lentamente. Em termos práticos, isso significa que a corrosão se desenvolverá no ferro mais ativo no ponto de contato entre os dois ferros.
- Qualquer método de proteção que impeça o fluxo de íons entre os ferros pode interromper a corrosão galvânica. Dar ao ferro uma camada protetora pode ajudar a evitar que eletrólitos do ambiente criem um caminho de condução elétrica entre os dois ferros, cujos processos de blindagem eletroquímica, como galvanização e ânodo, também funcionam bem. Você também pode evitar a corrosão galvânica de áreas de ferro com isolamento elétrico em contato.
- Além disso, o uso de proteção catódica ou anódica pode proteger o ferro importante da corrosão galvânica. Veja abaixo para mais informações.
Etapa 3. Previna a corrosão por pite protegendo a superfície do ferro, evitando fontes de cloreto no ambiente e evitando cortes e arranhões
Pitting é uma forma de corrosão que ocorre em escala microscópica, mas pode ter consequências importantes. Os furos são uma grande preocupação para o ferro que deriva sua resistência à corrosão de uma fina camada de composto passivo em sua superfície, pois essa forma de corrosão pode levar à falha estrutural em situações em que um revestimento protetor normalmente o impediria. Os buracos ocorrem quando um pequeno pedaço de ferro perde sua camada protetora passiva. Quando isso ocorre, a corrosão galvânica ocorre em escala microscópica, levando à formação de minúsculos orifícios no ferro. Nesse orifício, o ambiente fica rico em ácido, o que acelera o processo. Os furos são geralmente evitados aplicando uma camada protetora na superfície do metal e / ou usando proteção catódica.
A exposição a um ambiente com alto teor de cloreto (como, por exemplo, água salgada) pode acelerar o processo de perfuração
Etapa 4. Evite rachaduras por corrosão, minimizando os espaços apertados no projeto do objeto
A corrosão por rachaduras ocorre em espaços de objetos de metal onde o acesso ao fluido circundante (ar ou líquido) é muito pobre - por exemplo, sob os parafusos, sob as arruelas, sob as cracas ou entre as juntas articuladas. A corrosão por rachaduras ocorre onde a lacuna entre as superfícies de metal é grande o suficiente para permitir a entrada do líquido, mas estreita o suficiente para que o líquido seja difícil de escapar e se torne estagnado. O ambiente neste pequeno espaço torna-se corrosivo e o ferro começa a corroer em um processo semelhante à corrosão de fissuras. A prevenção de rachaduras por corrosão é geralmente um problema de projeto. Ao minimizar a presença de lacunas estreitas na construção de objetos de metal, cobrindo essas lacunas ou fornecendo circulação, é possível minimizar a corrosão por trincas.
A corrosão por rachaduras é uma preocupação particular ao manusear ferro como o alumínio, que possui uma camada protetora externa passiva, pois os mecanismos de corrosão por rachaduras podem contribuir para a quebra desse revestimento
Etapa 5. Evite a corrosão por trinca de tensão usando apenas cargas seguras e / ou recozimento
A corrosão sob tensão (SCC) é uma forma de falha estrutural relacionada à corrosão que é uma preocupação para engenheiros que projetam estruturas de edifícios que suportam cargas críticas. Com a ocorrência do SCC, o ferro que sustenta a carga forma fissuras e fraturas abaixo do seu limite de carga - em casos graves, em menor grau. Na presença de íons corrosivos, pequenas rachaduras microscópicas no ferro causadas pela tensão de tração das cargas pesadas se espalham conforme os íons corrosivos atingem a ponta da rachadura. Isso faz com que a rachadura aumente lentamente e pode levar à falha estrutural. O SCC é particularmente perigoso porque pode ocorrer mesmo na presença de materiais que geralmente são menos corrosivos para o ferro. Isso significa que essa corrosão prejudicial ocorre enquanto o resto da superfície do ferro parece não ser afetado.
- A prevenção do SCC é parcialmente um problema de design. Por exemplo, selecionar materiais que sejam resistentes a SCC no ambiente em que o ferro irá operar e garantir que o material ferroso seja devidamente testado contra tensão pode ajudar a prevenir SCC. Além disso, o processo de reforço do ferro pode remover a tensão residual do projeto.
- Sabe-se que o SCC é exacerbado por altas temperaturas e pela presença de fluidos contendo cloreto dissolvido.
Método 2 de 3: Prevenção de corrosão com soluções caseiras
Etapa 1. Pinte a superfície do ferro
Possivelmente, o método mais comum e barato de proteger o ferro da corrosão é simplesmente cobri-lo com uma camada de tinta. O processo de corrosão envolve umidade e agentes oxidantes interagindo com a superfície do ferro. Dessa forma, se o ferro for revestido com uma barreira protetora de tinta, nem umidade nem agentes oxidantes podem entrar em contato com o próprio ferro e não ocorre corrosão.
- No entanto, a tinta em si está sujeita à degradação. Pinte novamente sempre que algo estiver lascado, gasto ou danificado. Se a pintura se degradar de forma que o ferro fique exposto, certifique-se de inspecionar se há corrosão ou danos ao ferro exposto.
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Existem muitos métodos para pintar superfícies metálicas. Os metalúrgicos costumam usar vários desses métodos para garantir que todos os objetos de metal recebam um revestimento completo. Abaixo estão alguns métodos de amostra com comentários sobre seu uso:
- Escova - usada para espaços de difícil acesso.
- Rolo - usado para cobrir grandes espaços. Fácil e barato.
- Spray de ar - usado para cobrir grandes espaços. Mais rápido, mas não tão fácil quanto um rolo (desperdício de tinta).
- Pistola airless / Pistola electrostática airless - utilizada para cobrir grandes espaços. Rápido e permite vários graus de consistência grossa / fina. Não é tão desperdício quanto água pulverizada regular. O equipamento é muito caro.
Etapa 2. Use tinta marinha para ferro exposto à água
Objetos de metal que estão regularmente (ou constantemente) em contato com a água, como barcos, requerem pintura especial para proteger contra a alta probabilidade de corrosão. Nesta situação, a corrosão "normal" na forma de ferrugem não é a única preocupação (embora seja bastante grande), pois a vida marinha (cracas, etc.) pode crescer em ferro desprotegido, que pode ser uma fonte de desgaste e corrosão adicional. Para proteger objetos de metal, como barcos e outros, certifique-se de usar uma tinta marinha epóxi de alta qualidade. Esse tipo de tinta não só protege o ferro da umidade, mas também evita o crescimento de vida marinha em sua superfície.
Etapa 3. Aplique lubrificação protetora nas peças de metal em movimento
Para superfícies de metal planas e estáticas, a tinta faz um excelente trabalho em manter a umidade afastada e prevenir a corrosão, sem afetar a usabilidade do ferro. No entanto, a tinta geralmente não é adequada para mover peças de metal. Por exemplo, se você pintar na dobradiça de uma porta, quando a tinta secar, ela irá segurar a dobradiça, bloqueando seu movimento. Se você forçar a abertura da porta, a tinta irá rachar, deixando espaço para que a umidade alcance o ferro. Uma escolha melhor para peças ferrosas, como dobradiças, juntas, eixos e assim por diante, é uma lubrificação insolúvel em água adequada. Esta camada completa de lubrificante repelirá a umidade, garantindo um movimento suave e fácil de suas peças de metal.
Como os lubrificantes não secam no local como a tinta, eles podem se degradar com o tempo e requerem reutilização regular. Periodicamente, reaplique a lubrificação nas peças de metal para garantir que permaneçam eficazes como vedação protetora
Etapa 4. Limpe a superfície de metal completamente antes de pintar ou lubrificar
Independentemente de usar tinta normal, tinta marinha ou lubrificação / vedação protetora, certifique-se de que o ferro esteja limpo e seco antes de iniciar o processo de aplicação. Certifique-se de que o ferro esteja livre de qualquer sujeira, graxa, resíduo de solda ou corrosão existente, pois isso pode desperdiçar seu esforço, contribuindo para a corrosão no futuro.
- Sujeira, óleo e outros detritos podem interferir na pintura e na lubrificação, impedindo que a tinta ou lubrificante adira diretamente à superfície do metal. Por exemplo, se você pintar em uma folha de aço com um pedaço de ferro por cima, a tinta vai secar na parte superior da moagem, deixando um espaço vazio no ferro por baixo. Se e quando o apontador cair. A parte exposta será suscetível à corrosão.
- Ao pintar ou lubrificar uma superfície de ferro com corrosão pré-existente, seu objetivo deve ser tornar a superfície o mais lisa e normal possível para garantir a melhor aderência de vedação possível ao ferro. Use uma escova de aço, lixa de papel e / ou removedor de ferrugem químico para remover o máximo possível de corrosão.
Etapa 5. Mantenha os produtos de ferro desprotegidos longe da umidade
Conforme observado acima, a maioria das formas de corrosão é exacerbada pela umidade. Se você não conseguir aplicar uma camada protetora de tinta ou lacre ao ferro, tome cuidado para não deixá-lo exposto à umidade. Fazer um esforço para manter as ferramentas de ferro desprotegidas secas pode aumentar sua utilidade e estender sua vida útil. Se o seu ferro for exposto à água ou umidade, certifique-se de limpá-lo e secá-lo imediatamente após o uso para evitar o início da corrosão.
Além de monitorar a exposição à umidade durante o uso, certifique-se de armazenar os objetos de metal dentro de casa, em local limpo e seco. Para itens grandes que não cabem em um armário ou armário, cubra-os com um pano. Isso ajuda a repelir a umidade do ar e evita que a poeira se acumule na superfície
Etapa 6. Certifique-se de que a superfície de metal esteja o mais limpa possível
Após cada utilização de um objeto de metal, independentemente de o metal ser pintado ou não, certifique-se de limpar sua superfície funcional, removendo qualquer sujeira, graxa ou poeira. O acúmulo de sujeira na superfície do metal pode contribuir para o desgaste do ferro e / ou do seu revestimento protetor, levando à corrosão com o tempo.
Método 3 de 3: Prevenção de corrosão com soluções eletroquímicas avançadas
Etapa 1. Use o processo de galvanização
O ferro galvanizado é aquele que foi revestido com uma fina camada de zinco para protegê-lo da corrosão. O zinco é mais quimicamente ativo do que o ferro subjacente, por isso oxida quando exposto ao ar. Uma vez que a camada de zinco é oxidada, ela forma uma camada protetora, evitando mais corrosão do ferro subjacente. O tipo mais comum de galvanização hoje é um processo denominado galvanização por imersão a quente, no qual uma peça de ferro (geralmente aço) é imersa em zinco fundido a quente para obter um revestimento uniforme.
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Este processo envolve o manuseio de produtos químicos industriais, alguns dos quais são perigosos à temperatura ambiente, em temperaturas muito altas e não deve ser tentada por ninguém além de um profissional treinado. Abaixo estão as etapas básicas do processo de galvanização por imersão a quente para aço:
- O aço é limpo com uma solução quente para remover sujeira, óleo, tinta, etc. e, em seguida, enxágue abundantemente.
- O aço é imerso em ácido para remover incrustações de moagem e, em seguida, enxaguado.
- Um material chamado “fluxo” é aplicado ao aço e deixado secar. Isso ajuda a camada final de zinco a aderir ao aço.
- O aço é imerso em zinco quente e pode atingir a temperatura do zinco.
- O aço é resfriado em um “tanque de resfriamento” cheio de água.
Etapa 2. Use o ânodo de sacrifício
Uma maneira de proteger objetos ferrosos da corrosão é anexar eletricamente a ele um pequeno metal reativo chamado "ânodo de sacrifício". Por causa da relação eletroquímica entre o corpo maior de ferro e o pequeno corpo reativo (que é brevemente descrito abaixo), apenas o ferro pequeno e reativo sofrerá corrosão, deixando o ferro grande e importante intacto. Quando o ânodo de sacrifício se corroe completamente, ele deve ser substituído ou o ferro maior se corroerá. Esse método de proteção contra corrosão é normalmente usado para estruturas enterradas, como tanques de armazenamento subterrâneos, ou objetos que estão em contato constante com a água, como barcos.
- O ânodo de sacrifício é feito de vários tipos diferentes de ferro reativo. Zinco, alumínio e magnésio são os três ferros mais comuns usados para essa finalidade. Por causa das propriedades químicas desses materiais, o zinco e o alumínio são comumente usados para materiais ferrosos em água salgada, enquanto o magnésio é mais adequado para fins de água doce.
- Ânodos de sacrifício podem ser usados devido ao próprio processo químico de corrosão. Quando um objeto de ferro sofre corrosão, áreas quimicamente semelhantes ao ânodo e ao cátodo de uma célula eletroquímica são formadas naturalmente. Os elétrons fluem do ânodo na superfície do ferro para o eletrólito circundante. Como o ânodo de sacrifício é muito reativo em comparação com o ferro que está sendo protegido, o próprio objeto se torna altamente catódico em comparação e, assim, os elétrons fluem para fora do ânodo de sacrifício, causando a corrosão dele, mas não o resto do ferro.
Etapa 3. Use “corrente impressa”
Como o processo eletroquímico por trás da corrosão do ferro envolve o fluxo de eletricidade na forma de elétrons saindo do ferro, é possível usar uma fonte externa de corrente elétrica para controlar o fluxo corrosivo e prevenir a corrosão. Este processo (denominado “corrente impressa”) é uma carga de ferro negativa contínua no ferro protegido. Essa carga sobrecarrega o fluxo, fazendo com que os elétrons fluam para fora do ferro, evitando a corrosão. Esse tipo de proteção é normalmente usado para estruturas de ferro enterradas, como tanques de armazenamento e tubulações.
- Esteja ciente de que o tipo de corrente elétrica usada para sistemas de proteção de corrente impressa geralmente é a corrente contínua (DC).
- Normalmente, uma corrente impressa que impede a corrosão é gerada enterrando dois ânodos de ferro no solo perto de um objeto de metal protegido. A corrente elétrica é enviada através do fio isolante no ânodo, que então flui através do solo e para o objeto de metal. A eletricidade flui através de objetos de ferro e depois retorna à fonte de eletricidade (geradores, retificadores, etc.) por meio de fios isolantes.
Etapa 4. Use anodização
A anodização é uma camada protetora de superfície especial usada para proteger o ferro da corrosão. Se você já viu um mosquetão de ferro de cor clara, viu uma superfície de ferro anodizado colorido. Em vez de envolver a aplicação física de uma camada protetora, como tinta, a anodização usa uma corrente elétrica para dar ao ferro uma camada protetora que evita quase todas as formas de corrosão.
- O processo químico por trás da anodização envolve o fato de que muitos ferros, como o alumínio, formam naturalmente produtos químicos chamados óxidos quando em contato com o oxigênio do ar. Isso faz com que o ferro normalmente tenha uma fina camada externa de óxido que protege (em vários graus, dependendo do ferro) contra corrosão futura. A corrente elétrica usada no processo de anodização geralmente cria uma camada mais espessa desse óxido na superfície do ferro do que o normal, proporcionando grande proteção contra a corrosão.
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Existem várias maneiras de doar ferro. Abaixo estão as etapas básicas de um dos processos de anodização: Consulte Como anodizar o alumínio para obter mais informações.
- O alumínio é limpo e sem óleo.
- As impurezas da superfície do alumínio são removidas com uma solução anti-fumaça.
- O alumínio é colocado em um banho de ácido com 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 introduzido no corante a 100-140 graus F (38-60 graus C).
- O alumínio é selado por imersão em água fervente por 20-30 minutos.
Etapa 5. Use ferro passivo
Como observado acima, algum ferro forma naturalmente uma camada protetora de óxido quando exposto ao ar. Parte do ferro forma essa camada de óxido de maneira tão eficaz que se torna quimicamente inativa. Dizemos que o ferro é “passivo” em referência a um processo “passivo” no qual se torna menos reativo. Dependendo do uso, objetos passivos de ferro podem não “precisar” de proteção adicional para torná-los resistentes à corrosão.
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Um exemplo bem conhecido de ferro passivo é o aço inoxidável. O aço inoxidável é uma liga comum de aço e cromo que resiste à corrosão na maioria das condições sem exigir proteção. Para a maioria dos usos diários, a corrosão geralmente não é uma preocupação com o aço inoxidável.
No entanto, é preciso dizer que, em certas condições, o aço inoxidável não é 100% resistente à corrosão - por exemplo, em água salgada. Da mesma forma, muitos ferros passivos se tornam não passivos sob condições climáticas extremas e, portanto, não são adequados para todas as aplicações
Pontas
- Esteja ciente da corrosão intergranular. Isso afeta a capacidade do ferro de ser moldado ou manipulado e reduz a resistência geral do ferro.
- O Conselho Americano de Barcos e Iates geralmente recomenda amarrar o barco. No entanto, os barcos de alumínio e aço não devem ser amarrados para evitar a corrosão do ferro.
Aviso
- Nunca deixe peças de metal severamente corroídas em veículos ou barcos. O grau de corrosão varia, mas qualquer corrosão pode indicar sérios danos estruturais. Por segurança, substitua ou remova todos os sinais de corrosão do ferro.
- Ao usar um ânodo de sacrifício, não o pinte. Isso tornaria impossível que os elétrons passassem para o ambiente, tirando seu poder de prevenção da corrosão.
