5 maneiras de evitar a corrosão galvânica

As medidas utilizadas para prevenir a corrosão galvânica visam eliminar os elementos responsáveis ​​pela sua formação. Essas contramedidas, no entanto, são mais eficazes quando implementadas logo no início dos estágios de design do projeto.

A corrosão galvânica (também chamada de corrosão bimetálica ou corrosão de metal dissimilar) é um processo de deterioração eletroquímica que ocorre quando dois metais diferentes estão em contato um com o outro na presença de um eletrólito. Este tipo de corrosão é caracterizado pela corrosão acelerada de um metal, enquanto o outro é praticamente inalterado. Em outras palavras, um metal torna-se o ânodo e preferencialmente corrói, sacrificando-se enquanto protege o outro metal, o cátodo.

A corrosão galvânica é relativamente agressiva, causando milhões de dólares em danos anualmente. Contramedidas para evitar sua formação devem ser consideradas nos estágios conceituais ou iniciais do processo de design. (Discutido com mais detalhes em Considerações de controle de corrosão no processo de projeto de equipamentos). As causas da corrosão galvânica variam amplamente e podem consistir em vários tipos diferentes de reações químicas. Portanto, é essencial ter uma boa compreensão dos mecanismos e fatores subjacentes que afetam o desenvolvimento desse tipo de corrosão.

As causas da corrosão galvânica

A principal força motriz na corrosão galvânica é uma propriedade conhecida como diferença de potencial. Quando um metal é imerso em um eletrólito, ele assume um potencial de eletrodo. O valor do potencial de eletrodo para vários metais é representado em uma tabela conhecida como série galvânica. A diferença de potencial entre os dois metais é, portanto, a diferença entre seus respectivos potenciais de eletrodo definidos na série galvânica.

Quando dois metais estão em contato um com o outro na presença de um eletrólito, a diferença de potencial entre eles faz com que os elétrons sejam transferidos do ânodo (o metal mais eletronegativo) para o cátodo (o metal mais eletropositivo). Essa transferência de elétrons resulta em uma série de reações de oxidação e redução, que causam a corrosão galvânica do ânodo. (Mais discussões estão disponíveis no artigo Por que dois metais diferentes causam corrosão?)

Formas de evitar a corrosão galvânica

As medidas destinadas a prevenir a corrosão galvânica baseiam-se geralmente na eliminação dos elementos fundamentais que provocam a sua formação. Isso inclui principalmente a obstrução do caminho elétrico nas partes metálicas ou eletrolíticas do sistema, a remoção de oxigênio do eletrólito e a introdução de inibidores de corrosão.

1. Isolamento

Uma das maneiras mais eficazes de interromper o caminho elétrico na célula eletroquímica é colocar um material não condutor entre os pontos de contato dos metais correspondentes. A corrosão galvânica ocorre porque os elétrons podem fluir do ânodo para o cátodo, produzindo uma corrente galvânica no sistema. O material isolante bloqueia o fluxo de elétrons, evitando assim a ocorrência de reações de oxidação e redução.

Na prática, o isolamento é geralmente obtido através do uso de buchas, arruelas, gaxetas e revestimentos à base de polímero ou elastômero. Por exemplo, na indústria de petróleo e gás, juntas não condutoras de epóxi reforçado com fibra de vidro (GRE) são normalmente colocadas entre flanges de tubos de conexão para quebrar a condutividade elétrica entre tubos adjacentes. (O uso de juntas é discutido em Como Novos Métodos de Extração e Transporte de Petróleo e Gás Afetam a Corrosão de Oleodutos.)

Figura 2. Uma junta isolante colocada entre os flanges do tubo de conexão para atuar como um isolante elétrico.

2. Isolamento de Eletrólitos

Um dos principais elementos necessários para que ocorra a corrosão galvânica é um eletrólito, que contém íons que facilitam as reações de oxidação e redução na célula galvânica. Portanto, medidas que envolvam o isolamento dos metais em contato e do eletrólito podem ser eficazes na prevenção da corrosão galvânica. Isso é conseguido através do uso de compostos hidrorrepelentes que atuam como barreiras entre o substrato metálico e a solução eletrolítica. Tintas, revestimentos, óleos e graxas têm sido usados ​​em várias indústrias com grande efeito.

3. Seleção de metais de contato apropriados

A corrosão galvânica também pode ser evitada minimizando a diferença de potencial entre os metais. Como mencionado acima, os elétrons fluem do ânodo para o cátodo devido à diferença de potencial, que atua como força motriz. Quanto maior a diferença de potencial, maior a corrente galvânica induzida e mais severa a taxa de corrosão.

O oposto é verdadeiro para metais com uma baixa diferença de potencial entre eles. O objetivo é selecionar metais em contato com potenciais de eletrodo semelhantes, ou seja, metais próximos entre si na série galvânica, para reduzir a possibilidade de corrosão galvânica. (Você pode encontrar um diagrama da série galvânica no artigo Introdução à série galvânica: corrosão e compatibilidade galvânica.)

4. Inibidores de corrosão

Os inibidores de corrosão são compostos (geralmente líquidos) que são adicionados ao eletrólito para suprimir as reações químicas que causam a corrosão galvânica. Os inibidores funcionam de várias maneiras, a maioria envolvendo processos químicos complexos. No entanto, os inibidores mais eficazes contra a corrosão galvânica são aqueles que removem o oxigênio dissolvido da solução eletrolítica. A remoção de oxigênio reduz a possibilidade de esgotamento ocorrendo no ânodo. Como as reações catódicas dependem das reações anódicas, o processo galvânico para.

5. Minimize a proporção de área

Vários estudos determinaram que a taxa e a severidade da corrosão galvânica são afetadas pela razão entre a área do cátodo e a área do ânodo. Quanto maior a área do cátodo em relação ao ânodo (ou seja, quanto maior a proporção cátodo-ânodo), maior a taxa de redução no ânodo, portanto, mais severa será a corrosão galvânica resultante. Por outro lado, quanto menor for a área do cátodo para o ânodo, menos prejudicial será a deterioração resultante.

Durante as etapas preliminares do projeto, vale a pena garantir que a área do metal mais anódico seja a maior possível em relação ao cátodo. Por exemplo, fixadores de aço em chapa de alumínio produzirão melhores resultados do que fixadores de alumínio em chapa de aço.

Conclusão

A prevenção da corrosão galvânica geralmente envolve a aplicação de contramedidas muito cedo na fase de projeto de um projeto. Compreender os mecanismos envolvidos nesta reação eletroquímica é fundamental para selecionar as medidas preventivas adequadas e mais eficazes para uma determinada situação. Também é importante observar que vários métodos de proteção podem ser implementados simultaneamente para melhorar a proteção e aumentar os níveis de eficiência.

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