Quando se trata de durabilidade e versatilidade, poucos materiais se comparam ao aço. No entanto, para tirar o máximo proveito deste material de construção é essencial ter um bom conhecimento dos processos envolvidos na corrosão do aço.
O aço é um dos materiais mais utilizados na construção civil. A sua resistência e durabilidade conferem-lhe uma versatilidade incomparável que permite a sua utilização em inúmeras aplicações. Este material também está em alta demanda no mercado, com custos anuais de produção de cerca de US$ 1,87 bilhão e resultados projetados saudáveis.
Ao contrário da crença popular, o aço não é um elemento metálico natural. Em vez disso, é uma liga de ferro e carbono. Em outras palavras, é uma mistura desses dois elementos independentes. Mesmo a menor flutuação no teor de carbono pode afetar a composição e o desempenho do aço resultante.
Apesar de seu amplo uso e popularidade, engenheiros e empreiteiros se beneficiarão de uma compreensão completa da corrosão do aço para garantir que o material seja usado em todo o seu potencial. No restante deste artigo, abordaremos alguns fatos interessantes sobre a corrosão do aço que todos que trabalham com esse material devem conhecer.
1. O aço não é naturalmente resistente à corrosão
Embora o aço seja um material de construção comprovado, durável e eficiente, geralmente não é selecionado por sua resistência à corrosão. O principal componente do aço, o ferro, é muito suscetível à corrosão. Quando exposto à atmosfera, o componente de ferro do aço reage com o ar e a umidade para produzir:
- Óxidos de ferro(III) hidratados: Fe2QUALQUER3·N.H2QUALQUER
- Hidróxido de óxido de ferro(III): FeO(OH), Fe(OH)3
comumente conhecidas como ferrugem.
Ao contrário de alguns metais e ligas cujos produtos de corrosão formam uma camada externa naturalmente protetora, a ferrugem é quebradiça e não oferece proteção. A ferrugem corrói o aço e depois se desprende para expor mais do material subjacente. Este processo continua até que o componente de aço seja completamente consumido.
2. O aço pode ser ligado a outros metais para melhorar sua resistência à corrosão.
O aço inoxidável é uma das ligas de aço mais populares. Este material é feito combinando aço com cromo e pequenas quantidades de outros metais, como manganês, silício, níquel e molibdênio. O cromo, o principal componente do aço inoxidável, normalmente representa mais de 12% da liga.
Quando exposto à atmosfera, o cromo reage com o ar e a umidade para formar um filme de óxido fino, quimicamente estável e de longa duração. Esta camada protege o aço inoxidável de uma maior interação com a atmosfera, evitando assim a corrosão. Se o filme de óxido for arranhado ou danificado, o substrato exposto reage com o oxigênio para restaurar o filme, reparando-se.
Embora o aço inoxidável seja considerado resistente à corrosão, ele pode sofrer corrosão em condições muito específicas em ambientes agressivos. (Para saber mais sobre este tópico, leia Por que o aço inoxidável é resistente à corrosão?)
3. Aços não funcionam bem na presença de cloretos
As ligas de aço inoxidável não são adequadas para ambientes com altas concentrações de cloretos. Estudos mostram que os cloretos afetam negativamente a capacidade do aço de formar uma camada externa protetora de óxido. Os íons cloreto em soluções aquosas tendem a competir com o hidrogênio e o oxigênio durante o processo de adsorção. Como resultado, a passivação é reduzida, levando a corrosão por pites, sulcos e corrosão uniforme. Os aços são, portanto, frequentemente revestidos com revestimentos protetores para minimizar os efeitos prejudiciais de ambientes ricos em cloreto. Da mesma forma, o aço inoxidável 316, que apresenta resistência à corrosão em ambientes com teor de cloreto de até 1000 mg/L, também pode ser considerado para aplicações com alto teor de cloreto.
4. Juntas de aço soldadas são mais propensas a serem afetadas pela corrosão
Quando juntas de aço inoxidável são soldadas, áreas vulneráveis à corrosão podem se desenvolver. O aço inoxidável austenítico, por exemplo, é suscetível a um tipo de corrosão sob tensão conhecido como caminho ativo de dissolução. (Mais informações no artigo 12 coisas a saber sobre o aço inoxidável austenítico.)
Durante este fenômeno, o calor pode fazer com que os carbonetos de cromo se afastem dos contornos de grão. Como resultado, os contornos de grão tornam-se mais difíceis de passivar devido ao teor reduzido de cromo, levando à corrosão intergranular e microfissuras. (Leitura relacionada: O papel do cromo na corrosão intergranular.) As tensões de tração induzidas pelo resfriamento da solda servem para abrir ainda mais as trincas, permitindo uma difusão mais fácil dos produtos de corrosão para longe da ponta.
5. O contato com o ferro comum pode promover corrosão no aço inoxidável
Embora o material base do aço seja o ferro, o ferro puro e os aços não revestidos não funcionam bem juntos. Durante o processamento, mesmo a menor quantidade de detritos pode afetar a resistência à corrosão de uma peça de aço inoxidável. A contaminação por ferro puro pode dificultar a formação da camada protetora de óxido no aço inoxidável, comprometendo sua resistência à corrosão.
Ao contrário da corrosão bimetálica (causada pelo contato entre dois metais diferentes), esse tipo de corrosão pode ocorrer mesmo se os dois metais estiverem em breve contato um com o outro. Esse problema também pode surgir se resíduos de ferro permanecerem nas ferramentas de usinagem. Portanto, é crucial limpar completamente todos os equipamentos antes de usá-los para processar peças e componentes de aço inoxidável.
6. A corrosão uniforme em estruturas de aço pode não ser tão ruim quanto parece
Apesar de sua aparência, a corrosão uniforme geralmente não indica falha iminente. A corrosão uniforme, também conhecida como corrosão geral, é definida como a perda de material em toda a superfície do material. Ao contrário do pitting, a corrosão uniforme não é considerada crítica. A deterioração desse tipo de corrosão geralmente progride lentamente na superfície, dando aos gerentes de ativos bastante tempo para avaliar a estrutura e tomar medidas imediatas para interromper o processo.
Figura 1. Corrosão uniforme em uma ponte ferroviária de aço.
7. O aço é muito receptivo a vários sistemas de proteção contra corrosão
Não faltam sistemas de proteção contra corrosão para o aço. Tintas/revestimentos, proteção catódica e ligas são apenas alguns dos métodos comuns usados para prevenir a corrosão e aumentar a vida útil das estruturas de aço.
Um dos métodos de proteção contra corrosão mais populares, a galvanização só pode ser feita em metais ferrosos, como o aço. O ferro é necessário para que ocorra a reação do zinco; portanto, outros metais, como cobre ou alumínio, não desenvolverão um revestimento galvanizado.
pensamentos finais
Em geral, o aço é bastante versátil e adequado para uma variedade de aplicações. No entanto, como a maioria dos materiais, o aço tem suas vantagens e limitações. Ao ter uma apreciação e compreensão mais profundas da corrosão do aço, você pode estar mais bem equipado para tomar decisões críticas sobre a seleção de materiais para o seu projeto.