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1. 2e amp Mg 2 37 1 065 Bri l 2e amp 2Br 1 065 2 37 Y 36 Y 2 37 1 229 0 4H 4e amp 2H 0 1 229 2 25 4H e SH 2 25 1 33 Cr207 14H 6e amp 2Cr 7H 0 1 33 2 08 Sc 3e amp Sc 2 08 1 360 Cl 2e amp 2CI 1 360 2 07 Pu 3e amp Pu 2 07 1 50 AU 3e amp Au 1 50 1 85 Be 2e amp Be 1 85 1 5 HO H e H202 1 5 1 80 U 3e amp U 1 80 1 51 MnO4 8H 5e amp Mn 4H 07 1 51 1 66 A 3e amp Al 1 66 1 63 HCIO H e amp 4 Cl H2O 1 63 1 63 T 2e O Ti 1 63 1 7 Au e lt gt Au 1 7 1 53 Zr 4e amp Zr 1 53 1 77 H20 2H 2e amp 2H20 1 77 1 18 Mn 2e amp Mn 1 18 1 82 Co e gt Co 1 82 1 1 Nb 3e amp Nb 1 1 1 9 FeO 8H 3e amp Fe 4H 0 1 9 0 89 TIO 2H 4eSTIO H20 0 89 1 98 Ag e amp Ag 1 98 0 81 Ta205 10H 10e 2Ta 5H 0 0 81 2 07 O 2H 2e amp Oz H2O 2 07 0 763 Zn 2e amp Zn 0 763 2 65 Fe 2e amp 2Fe 2 65 0 74 Cr 3e amp Cr 0 74 2 8 oH H e amp H20 2 8 0 65 Nb205 10H 10e amp 2Nb 5H 0 0 65 3 00 F2 2H 2e amp 2HF aquoso 3 00 0 53 Ga 3e amp Ga 0 53 0 440 Fel 2e Fe 0 440 Solu o aquosa b sica 0 41 Cr e o cr 0 41 0 403 Cd 2e Cd 0 403 2 69 Mg OH 2e amp Mg 20H 2 69 0 37 T e Ti 0 37 2 35 HaAIOs H20 3e amp Al 40H 2 35 0 342 In 3e amp In 0 342 1 70 SiOs 3H 0 4e amp Si 60H 1 7
2. Exemplificando com a rea o 1 Fe Zn gt Fe Zn 2 qual seria o sentido em que a rea o se processaria espontaneamente Pelo que foi dito anteriormente como o zinco ocupa posi o superior do ferro o sentido da rea o o sentido 2 GENTIL 2008 Pode se relacionar a espontaneidade de uma rea o com o sinal da diferen a de potencial entre os eletrodos Para encontrar essa rela o procede se da seguinte forma admite se inicialmente que a rea o se processe num determinado sentido GENTIL 2008 Admitindo que a rea o se processe no sentido 1 tem se 1 a equa o parcial de oxida o do ferro e respectivo potencial de eletrodo com o sinal trocado potencial de oxida o Fe gt Fe 2e 0 440V 2 a equa o parcial de redu o do Zn e respectivo potencial de eletrodo com o sinal existente na tabela potencial de redu o Zn 2e gt Zn 0 763V 3 a soma das duas equa es parciais para se ter a equa o total 56 Metal Rea o do eletrodo Potencial volt L tio Li gt L e 3 05 Pot ssio K gt K e 2 93 C lcio Ca gt Ca 2e 2 87 S dio Na gt Na e 2 71 Magn sio Mg gt Mg 2e 2 37 Ber lio Be gt Be 20 1 85 Ur nio U gt su 3e 1 80 Alum nio Al gt AS 3e 1 66 Tit nio Ti gt Ti 3e 1 63 Zirc nio Zr gt Z4 4e 153 Manga
3. Os valores apresentados nesse estudo permitem concluir que quanto mais avan ado tecnologicamente for um pa s mais elevado o seu gasto com corros o da concluir se que a corros o avan a paralelamente ao desenvolvimento tecnol gico e por isso as medidas para sua preven o e combate n o podem ser relegadas a segundo plano GENTIL 2008 No Brasil n o h estudos que possam orientar a determina o do custo anual da corros o Utilizando se entretanto o ndice de Hoar ou seja 3 5 do PIB este custo estaria na faixa 80 bilh es de reais por ano NUNES 2007 As aplica es dos m todos de prote o tem um custo relativamente baixo se comparado com os benef cios de sua aplica o NUNES 2007 Este custo pode se constituir de um custo inicial da instala o como o caso de prote o cat dica de prote o an dica uso de inibidores ou da aplica o inicial como caso de revestimentos e de um custo de manuten o para qualquer caso NUNES 2007 A apropria o destes custos o inicial e o acumulado ao longo do tempo vai se constituir no custo de prote o anticorrosiva NUNES 2007 Alguns custos iniciais apresentam valores insignificantes se 21 comparados com o custo global da instala o como por exemplo a aplica o de prote o cat dica situa se na faixa de 0 5 a 1 5 do custo da instala o e o custo da pintura varia na faixa de 2 a 8 do custo total da instala o NUN
4. es s o realizadas geralmente offshore em mar na pr pria localiza o Essas inspe es interferem na produ o por exemplo os tanques de leo devem ser esvaziados e s o dif ceis de executar as paredes devem ser bem limpas A inspe o de toda a unidade um processo demorado e caro O uso de mergulhadores para inspecionar visualmente a parte externa do casco pode n o garantir que toda a superf cie foi examinada FPSOs normalmente deve permanecer por mais de 20 anos na localiza o operando em um ambiente complexo Algumas propriedades da gua como salinidade temperatura ndice de oxig nio n vel de pH e composi o qu mica podem variar de acordo com a localiza o e profundidade de gua Tamb m a superf cie interna do casco est exposta a um ambiente agressivo devido a detritos como borra e areia que se depositam no interior dos tanques de carga 161 ANEXO 5 FL2 7 Inspe o submarina perspectivas e avan os Rev Tecnol Fortaleza v 30 n 2 p 198 209 dez 2009 Antonio Alves Carvalho Marcelo Cavalcante Pereira Nad ge Bouchonneau Jos Alexandre Barbosa Farias e Jorge Luiz Farias Brito Ambientes marinhos s o reconhecidos por serem extremamente corrosivos para a os de m dia e baixa liga Por raz es econ micas tais a os ainda s o os materiais preferidos para estruturas da engenharia tais como cascos de navios e estruturas offshore Estat sticas para cascos de navio mostram que em torn
5. superf cie havendo portanto um ac mulo de cargas negativas no eletrodo e isto acarretam a mudan a do seu potencial Neste particular a polariza o denominada sobrevoltagem ou sobretens o do hidrog nio que tamb m mportante no mecanismo da prote o cat dica b Polariza o por concentra o Na polariza o por concentra o as rea es de eletrodo s o retardadas por raz es l gadas concentra o das esp cies reagentes o caso das esp cies a serem reduzidas como os ons de hidrog nio os quais s o reduzidas na superf cie cat dica em cuja vizinhan a t m sua concentra o diminu da Os ons que se acham mais afastados dentro da solu o levam um certo tempo para por difus o no eletr lito alcan arem a superf cie do eletrodo Enquanto isso no anodo ocorre um ac mulo de ons positivos no eletr lito retardando a entrada de novos ons e fazendo com que o potencial varie no sentido positivo 60 c Polariza o hmica A polariza o hmica consequ ncia da resist ncia el trica oferecida pela presen a de uma pel cula de produtos sobre a superf cie do eletrodo a qual diminui o fluxo de el trons para a interface onde se d o as rea es com o meio Este fen meno tamb m muito importante no mecanismo da prote o cat dica 1 5 2 Ensaios de Polariza o A determina o experimental da curva de polariza o de um certo material num dado eletr lit
6. d por ltimo verificar qualquer condi o at pica da gua do mar tal como presen a de gua doce ou gua contaminada Nota 1 por se tratar de potenciais negativos 150mV representa uma situa o de sobreprote o enquanto que 350mV configura uma situa o de subprote o 2 Pequenas altera es de valores s o esperadas em virtude da mudan a de velocidade da embarca o 3 Quando a embarca o estiver navegando em gua doce haver o desarme do sistema devidos a potenciais de casco baixo 4 Se a embarca o tiver atracado em cais protegido n o haver necessidade de desligar o sistema caso haja necessidade o navio deve ser aterrado ao cais 5 Embarca o protegida ao lado de embarca o desprotegida a embarca o sem prote o deve ser aterrada a embarca o protegida e 6 Um sistema chamado SLIP RING usado para aterramento dos eixos dos h lices e dos lemes 136 7 O Sistema nas condi es da embarca o atracada em P er Cais ou Contra Bordo com outras embarca es Recomendamos que para as condi es da embarca o atracada em p er em cais ou contra bordo com outras embarca es que o sistema de prote o cat dica por corrente impressa seja desligada e que anodos galv nicos provis rios sejam lan ados na gua do mar garantindo a prote o contra a corros o nestas condi es citadas Ressaltamos que para a efici ncia dos anodos galv nicos contra a corros o
7. o ao potencial de eletrodo padr o de hidrog nio En e pH s o representados para os v rios equil brios em coordenadas cartesianas tendo E como ordenada e pH como abscissa GENTIL 2008 As rea es que s dependem do pH s o representadas por um conjunto de retas paralelas ao eixo das ordenadas GENTIL 2008 As rea es que s dependem do potencial E s o representadas por um conjunto de paralelas ao eixo das abscissas GENTIL 2008 As rea es que dependem do pH e do potencial s o representadas por um conjunto de retas inclinadas As equa es dessas retas decorrem da aplica o da equa o de Nernst s rea es em quest o GENTIL 2008 Quando n o h subst ncias gasosas ou subst ncias dissolvidas e h somente ons H em solu o a fam lia de retas paralelas inclinadas em rela o ao eixo das abscissas tem coeficiente angular igual 0 0591 V pH veja equa o de Nernst GENTIL 2008 Os diagramas de Pourbaix representam os v rios equil brios qu micos e eletroqu micos que podem existir entre o metal e o eletr lito l quido Como representam condi es de equil brio n o podem ser usados para prever a velocidade de rea es de corros o GENTIL 2008 A Figura 1 3 representa o diagrama de equil brios eletroqu micos 40 E pH relativo ao caso do ferro em presen a de solu es aquosas dilu das a 25 C GENTIL 2008 As duas linhas paralelas a e b de inclina o
8. o mais positivo s indica que haver maior libera o de energia quando o metal for oxidado e n o que a oxida o ocorrer mais rapidamente Esse tipo de confus o muito comum e a origem est nas muitas coincid ncias como por exemplo no caso dos metais s dio Na ferro Fe cobre Cu prata Ag e ouro Au que t m potenciais padr o de oxida o respectivamente 2 714 V 0 44 V 0 337 V 0 799 Ve 1 5 V permitindo portanto prever o que ocorre na realidade a facilidade e a rapidez de oxida o desses metais decrescem no sentido do s dio para o ouro Assim e o s dio rapidamente oxidado em presen a de gua formando 35 Potencial Potencial Potencial Potencial de Rea o do eletrodo de de Rea o do eletrodo de oxida o Redu o oxida o Redu o E V E V E v E v Solu o aquosa cida Solu o aquosa cida continua o 3 09 32N e amp Ny 3 09 0 564 MnO4 e amp MnO 0 564 3 045 Li e SLi 3 045 0 682 O 2H 28 H207 0 682 2 925 K e SK 2 925 0 72 H20 H e lt gt OH H20 0 72 2 925 Rb e o Rb 2 925 0 771 Fe e o Fe 0 771 2 89 Sr 2e Sr 2 89 0 789 Hg2 2e amp 2Hg 0 789 2 87 Ca e amp Ca 2 87 0 799 Ag e gt Ag 0 799 2 714 Nat e o Na 2 714 0 8 Rh 3e Rh 7 0 8 2 52 La 3e O La 2 52 0 920 2Hg 2e O Hg 0 920 2 48 Ce 3e amp Ce 2 48 0 987 Pd 2e amp Pd 0 987 2 37 Mg
9. 0 32 0 88 HO H20 2e amp 30H 0 88 0337 Cu 2e gt Cu 0 337 0 89 CIO H20 2e amp CI 20H 0 89 0 45 H250 4H 4e amp S 3H20 0 45 0 9 Fe0O4 2H 0 3e amp FeOy 40H 0 9 0 521 Cut e Cu 0 521 1 24 O H20 2e amp O 20H 1 24 0 536 l 2e amp 27 0 536 2 0 OH e o OH 2 0 Tabela 1 1 Potencial de eletrodo Diagrama de Pourbaix GENTIL 2008 hidr xido de s dio e Na H20 gt NaOH Hz liberando hidrog nio que se inflama 36 o ferro se oxida mais facilmente do que cobre prata e ouro formando xidos de ferro O2 Fe gt FeO Fe203 Fes04 o cobre se oxida mais rapidamente do que prata e ouro formando xidos de cobre O2 Cu gt Cu20 CuO O e a prata se oxida formando xido de prata Ag gt Ag20 O ouro n o se oxida em contato com oxig nio A informa o associada medida de potencial termodin mica e n o cin tica GENTIL 2008 A tabela de potenciais foi estabelecida para condi es padronizadas isto maia pilha ou eletrodo sempre constitu do de um metal em contato com a solu o 1M de seus ons a 298K e 1 atm Logo se essas condi es mudarem os valores de potenciais ser o alterados podendo mudar assim a posi o relativa dos elementos da tabela GENTIL 2008 Tomando se por exemplo o par M M 1 M tem se o equil brio 2 Este equil brio influenciado pela concentra o princ pio Le
10. 37 Chatelier dos ons M na solu o podendo se ter os casos a a concentra o de M maior do que aquela correspondente ao equil brio isto maior do que um molar 1M neste caso o equil brio deslocado no sentido 1 logo a tend ncia de o eletrodo met lico ceder el trons diminui e consequentemente o potencial de redu o maior que o potencial do eletrodo em equil brio b a concentra o de M menor que 1M neste caso o equil brio deslocado no sentido 2 logo a tend ncia de o eletrodo met lico ceder el trons aumenta e consequentemente o potencial de redu o menor que o potencial de eletrodo em equil brio A tabela 1 2 mostra a influ ncia da concentra o do eletr lito no potencial do eletrodo GENTIL 2008 1 4 3 1 Equa o de Nerst Na pr tica n o sempre poss vel nem de interesse ter se s concentra es i nicas das esp cies presentes iguais a 1 M ou atividade unit ria Assim sendo t m se valores de potenciais diferentes dos apresentados na tabela de potenciais padr o Tabela 1 1 Para a determina o desses novos potenciais emprega se a equa o desenvolvida por Nernst E E RT nF In agstrea a Estox OU E EH RT nF n agst red A Esto E potencial observado E potencial padr o R constante dos gases perfeitos T temperatura em graus Kelvin 38 n n mero de el trons envolvidos modifica o de oxida o das esp cies qu micas
11. Figura 3 4 Concentra o de anodos galv nicos para a prote o cat dica eficiente de regi o do h lice e do leme IEC 1981 3 2 1 Dimensionamento de sistemas galv nicos No dimensionamento de sistemas galv nicos uma vez determinada 112 a corrente necess ria a prote o vide item 3 1 6 2 segue o roteiro abaixo para estruturas submersas Primeiramente necess rio escolher se o material dos anodos que dever ser adequado ao eletr lito onde estiver contida a estrutura ou que estiver contido na estrutura A efici ncia eletroqu mica dos anodos de magn sio muito baixa O seu valor usado em projeto de apenas 50 Considerando o alto custo deste material hoje ele n o mais usado na prote o de estruturas mar timas porque tornou se antiecon mico Restam portanto duas op es anodos de zinco ou anodos de alum nio As ligas de alum nio s o mais recentes havendo ligas de alto desempenho e que indubitavelmente apresentam vantagens sobre a tradicional liga de Zinco entretanto a escolha de uma delas deve ser feita mediante uma an lise t cnica e econ mica criteriosa Do ponto de vista econ mico deve se considerar o custo final de energia liberada isto o custo de amp re hora acrescidos dos demais custos tais como tranporte e instala o Tecnicamente deve se ter em mente que o potencial das boas ligas de alum nio ligeiramente mais negativo que as de zinco por m a diferen a
12. Nb platinizado Ampla faixa desprez vel Tabela 3 6 Anodos inertes para Sistemas de Corente Impressa O desgaste indicado na tabela o esperado para a faixa de 131 densidade de corrente recomendada devendo se portanto verificar se ela atendida O uso de densidade acima do limite superior pode provocar desgaste mais acelerado e abaixo torna o leito de anodos anti econ mico A escolha do tipo de anodos feita em fun o das caracter sticas do sistema de prote o e das propriedades do material do anodo Dentre essas propriedades destaca se a taxa de desgaste a qual influi no c lculo da massa necess ria que calculada pela f rmula M dxtxI f Sendo M Massa do anodo em kg d desgaste do material do anodo kg A ano t tempo de vida til desejada para o leito em anos e f fator de utiliza o que de acordo com os crit rios do projetista pode variar de 0 5 a 0 85 Determinada a massa estabelece se o n mero m nimo de anodos a partir da massa de cada de cada um Este n mero o m nimo para garantir a vida do sistema durante o tempo t Para os anodos com di metro de 75mm e comprimento de 1 5m rea externa 0 36 m que s o os mais usados t m se as massas indicadas na Tabela 3 7 Material de anodo Massa kg anodo Fe Si Cr 52 Pb Sb Ag 72 Tabela 3 7 Massa unit ria de anodos 132 3 3 6 Escolha do arranjo e disposi o do anodo Escolhido o equipame
13. PROBLEMA ASSOCIADO CORROS O 1 1 PROBLEMAS ASSOCIADOS AO CUSTO DA CORROS O Com o avan o tecnol gico mundialmente alcan ado os custos da corros o evidentemente se elevam tomando se um fator de grande import ncia a ser considerado j na fase de projeto de grandes instala es industriais para evitar ou minimizar futuros processos corrosivos Fontana j em 1986 afirmava que cerca de 30 bilh es de d lares poderiam ser economizados se todas as medidas economicamente vi veis fossem usadas para preven o contra corros o Esta import ncia pode ser considerada sob alguns aspectos b sicos destacando se como o primeiro deles o econ mico traduzido pelo custo da corros o que envolve cifras astron micas e pelos custos que envolvem a conserva o das reservas minerais e consumo energ tico A import ncia do estudo da corros o est em se evitar os danos causados pelos processos corrosivos que podem estar relacionados a Perda de materiais que s o danificados e consequentemente substitu dos Paradas operacionais programadas ou n o que ocasionam lucros cessantes Vazamentos e derramamentos de produtos com consequente perda de tais produtos acidentes com inc ndios no caso de inflam veis e danos ao meio ambiente Consumo das reservas de min rios e de energia para produ o de materiais que ir o substituir os danificados por corros o 16 comum classificar estes custos em diretos e indire
14. Se a estrutura ainda est em projeto S o normalmente feitos os seguintes levantamentos Resistividade el trica atrav s da resistividade el trica do eletr lito t m se uma indica o de sua corrosividade podendo se relacion la com a densidade de corrente a ser utilizada em projeto A resistividade m dia do eletr lito ainda fator decisivo na escolha do sistema de prote o a ser 103 utilizado Pesquisa de locais para instala o de leitos de anodos e ou retificadores b 2 Estrutura existente Se a estrutura ja est constru da al m dos levantamentos citados em b 1 usual procurar se obter tamb m os seguintes dados Levantamento de potenciais este levantamento contribui para a determina o de macropilhas de corros o Teste de efici ncia de revestimento e determina o da corrente necess ria a prote o atrav s destes testes pode se por meio de uma instala o provis ria aquilatar a efici ncia do revestimento protetor e a necessidade real de corrente para prote o da estrutura Al m destes podem ser feitos tamb m eventualmente os seguintes levantamentos Determina o do pH da gua Pesquisa de corros o por bact rias Teste do isolamento da estrutura a proteger de outras estruturas 3 1 6 1 Sele o do tipo de prote o A escolha do tipo de prote o cat dica depende essencialmente de uma an lise t cnico econ mica Nesta defini o devem ser an
15. as companhias de pe tr leo podem ter grandes preju zos financeiros causados pela corros o A British Petroleum por exemplo no primei ro trimestre do ano passado apresentou queda de 17 no seu lucro na compara o com o primeiro trimestre de 2006 por causa da suspens o da explora o no campo de Prudhoe no Alasca ap s derramamentos ocorridos devido a problemas de corros o Com a intensifica o dos estudos sobre o assunto a cada ano t m surgido novas t cnicas para prever e evi tar seus danos Cientistas da Universidade do Arizona con 10 BE maca oFFsHOoRE clu ram uma pesquisa que procura criar m todos para dar maior precis o e rapidez s estimativas sobre os riscos da corros o em certos tipos de ligas met licas Assim poss vel desenvolver t cnicas para se predizer por quanto tempo e sob quais condi es essas ligas met licas resistir o Essas t cnicas permitem a cria o de uma esp cie de prazo de validade das estruturas um per odo al m do qual elas dever o ser avaliadas com muito maior cuidado ou no caso de opera es muito cr ticas como em usinas nucleares simplesmente substitu das Hoje s o usados diversos m todos para prevenir a cor ros o quase todos baseados em a es pr ticas da enge nharia como o controle do Ph das estruturas a utiliza o de revestimentos protetores de materiais e o isolamento el trico J existe tecnologia para fazer esse strabalho
16. assim uma fonte geradora de corrente uma pilha eletroqu mica GENTIL 2008 1 4 2 Potencial de eletrodo padr o Para se determinar o potencial fixou se uma concentra o dos ons para todas as medidas pois o potencial varia com a concentra o A concentra o fixada como padr o 1 molal 1 m usando se para fins pr ticos contudo uma solu o 1 molar M isto porque em solu es dilu das a molalidade praticamente igual a molaridade 1 litro de solu o contendo 10 05 g de NaCl 0 172 molar e 0 174 molal GENTIL 2008 O potencial medido em volt desenvolvido em um metal imerso em uma solu o 1 M de seus ons chamado de potencial padr o ou potencial normal Um eletrodo ou meia pilha constitu da do elemento em contato com uma solu o 1 M de seus ons chama se eletrodo padr o meia pilha padr o ou par padr o e representa se por exemplo no caso do eletrodo de zinco 30 Zn Zn 1 M ou Zn Zn 1 M De uma maneira geral tem se para um metal M qualquer a representa o M M 1 M ou M Mn 1M Pode se medir o potencial de um eletrodo ligando o a um volt metro e tomando um segundo eletrodo como refer ncia Assim valores relativos de potenciais podem ser determinados experimentalmente usando se o eletrodo padr o ou normal de hidrog nio que foi escolhido como refer ncia e arbitrariamente fixado como tendo potencial zero GENTIL 2008 O potencial de eletrodo pad
17. o quer seja pa ses estados cidades durante um per odo determinado m s trimestre ano etc O PIB um dos indicadores mais utilizados na macroeconomia com o objetivo de mensurar a atividade econ mica de uma regi o Na contagem do PIB considera se apenas bens e servi os finais excluindo da conta todos os bens de consumo de intermedi rio insumos Isso feito com o intuito de evitar o problema da dupla contagem quando valores gerados na cadeia de produ o aparecem contados duas vezes na soma do PIB Produto O PNB uma express o monet ria dos bens e Nacional Bruto servi os produzidos por fatores de produ o nacionais independentemente do territ rio econ mico A metodologia utilizada pelo Banco Mundial para medir o PNB dos pa ses baseada no m todo de convers o monet ria Atlas que atenua as flutua es cambiais ao utilizar uma m dia dos ltimos 3 anos Renda L quida Enviada ao Exterior Renda L quida Recebida do Exterior 154 A RLEE diz respeito diferen a entre o pagamento pelo uso de fatores de produ o estrangeiros utilizados internamente e o pagamento recebido pelo uso de fatores nacionais no exterior De maneira simplificada tem se que Renda L quida Enviada ao Exterior Renda Enviada ao Exterior Renda Recebida do Exterior Na pr tica pa ses cujas empresas apresentam alto grau de internacionaliza o e pouca presen a de empresas estrangeiras em seu territ ri
18. o cat dica por corrente impressa de embarca es Procedimento 10p ABNT NBR 9244 1986 Inspe o de anodos inertes para prote o cat dica Procedimento 5p ABNT NBR 10742 1989 Inspe o de anodos galv nicos para prote o cat dica Procedimento 8p ABNT NBR 10475 1988 Eletrodo de refer ncia de cobre sulfato de cobre para prote o cat dica instala o permanene Padroniza o 2p AKIMOV G V Th orie et M thodes d Essais de la Corrosion des M taux Dunod Paris 1957 ALVAREZ ILDELFONSO Aspectos Economics del control de la Corrosion Buenos Aires A P 1978 CIAA 117 010 Sistema de Prote o Cat dica e Degaussing Centro de Instru o Almirante Alexandrino Rio de Janeiro 2002 Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States Materials Performance July 2002 Supplemen DUTRA A C amp NUNES L P Prote o Cat dica T cnica de Combate Corros o Rio de Janeiro JR Editora T cnica 1987 FERREIRA Prof Everaldo Disciplina de Ci ncia e Tecnologia dos Materiais FONTANA M G Corrosion Engineering 3rd ed McGraw Hill Ny 1986 GENTIL Vicente Corros o 5 Ed Rio de Janeiro LTC 2007 151 IEC Prote o Cat dica 2 Ed Rio de Janeiro 1981 LOROSA Marco Antonio Como Produzir uma monografia Passo a Passo Siga o mapa da mina 7 Ed Rio de Janeiro Wak 2008 NUNES Laerce de Paula Fundamentos de resist
19. 0 0591 V pH representam as condi es de equil brio das rea es eletroqu micas 2H 2e gt H2 ou 2H20 2e gt H2 20H7 linha a 2H 0 gt O 4H 4e linha b Abaixo da linha a correspondendo a Puno 1 atm a gua tende a se decompor por redu o gerando H2 Acima da linha b correspondendo a pos 1 atm a gua tende a se decompor por oxida o gerando Os 2H 0 gt O 4H 4e A regi o compreendida entre as linhas a e b o dom nio da estabilidade termodin mica da gua GENTIL 2008 As linhas tracejadas 1 2 3 4 representam os limites de predomin ncia relativa dos corpos dissolvidos Por exemplo a linha 4 representa as condi es de igualdade de atividade das esp cies Fe e Fe na rea o Fe e gt Fe Onde as condi es de equil brio s o E 0 771 0 0591 log Fe Fe Abaixo desta linha o on ferroso Fe predomina e acima desta os ons f rricos Fe s o predominantes GENTIL 2008 As linhas 13 e 17 separam os dom nios de estabilidade relativa dos corpos s lidos considerados Fe Fes04 e Fe20 Finalmente as fam lias de 41 linhas 20 28 26 e 23 representam as condi es de equil brio entre corpos s lidos e corpos dissolvidos para log M O 2 4 e 6 Essas linhas s o conhecidas como linhas de solubilidade do composto considerado GENTIL 2008 O diagrama potencial pH define regi es onde o ferro est dissolvido principalmente sob a forma d
20. 9 A gua do mar em virtude da presen a acentuada de sais um 84 eletr lito por excel ncia Outros constituintes como gases dissolvidos podem acelerar os processos corrosivos A corros o pela gua nos processos corrosivos observados em estruturas em contato com meios aquosos tais como estacas de piers tubula es submersas embarca es instala es de gua de refrigera o instala es de gera o de vapor e instala es de tratamento e distribui o de gua As estruturas submersas em gua salgada est o sempre sujeitas a grandes taxas de corros o que poder o ainda ser aumentadas pela presen a de poluentes Outros fatores influentes na corrosividade das guas s o Velocidade e temperatura as taxas de corros o de modo geral crescem com o aumento da velocidade da gua e com o aumento da temperatura Presen a de bact rias as bact rias de certas fam lias em determinadas condi es podem desencadear processos de corros o ou acelerar os j iniciados Grau de aera o quanto maior o teor de oxig nio maiores ser o as taxas de corros o Sais Fundidos Corros o de metais devido a o de vapores de sais fundidos Ex Instala es de tratamento t rmico de metais onde o aquecimento e feito atrav s de sais fundidos Subst ncia G subst ncia G subst ncia G Cloreto 18 9799 Sulfato 2 6486 bicarbonato 0 1397 Brometo 0 0646 Fluoreto 0 0013 cido b ri
21. Como se classificam os processos de corros o 1 3 1 Como se Processa a corros o eletroqu mica 1 3 2 Processos da corros o qu mica ao 1 4 Como se define o potencial do eletrodo sesssssssssssssrns 1 4 1 Comportamento de um metal em solu es eletrol ticas 1 4 2 Potencial do Eletrodo Padr o o 1 4 2 1 Eletrodo de Refer ncia ER 1 4 2 2 Sinal de potencial Tabela de potenciais de eletrodo 1 4 3 Limita es no uso da Tabela de Potenciais 1 4 3 1 Equa o de Nerst ea 1 4 4 Diagramas de Pourbax 1 4 5 Potenciais de eletrodos irrevers veis 146 labes Pr CaS ps uid asi psi Sara etaa a A t no aei ah 1 4 7 Espontaneidade das rea es de corros o 1 4 8 Previs o de rea es de oxirredu o 1 7 POlATIZA O eoe tiara crer pipa nda cida Saia CE US aaa a ra 1 5 1 Causas de polariza o eee 1 5 2 Ensaios de polariza o rena 1 6 O que s o pilhas eletroqu micas 1 6 1 Considera es gerais iiientsenenssnasasestesnatenteanas 16 2 Tipos de PII asS reret ei ne Lisa baga ere a dah foi nata unia 1 6 2 1 Pilhas de eletrodos met
22. INTRANET TOTAL A PAGAR CONSIDERANDO DESCONTO INTEGRAL DA FR170 CONFORME CIRCULAR 15 2005 DA SGM M O DE OBRA OR ADA C SERVI OS EM Total a pagar R 97 647 95 HOR RIO NORMAL E IHT DE 69 50 Or amentista Enc do Or amento Gerente Francisco de A R DA Alberto Ponce Ricardo da Silva Reis Autorizo do Cliente Satisfeito de Cliente Data Data R001 MINUTA DE OS Cliente Embarca o Projeto 0S 11 91530 0104 6 Per odo de Manuten o 01 2010 Servi o Sistema de Servi o 010201 Acess rios do casco externo Protocolo Solicita de Servi o 5144 2009 tarefa Atividade AMRJ HH Descri o Oficina delincada 100 Inspe o dos anodos 101 2341 80 Efetuar inpe o dos anodos de zinco emiss o de laudo dos AM s 04 e 2114 102 24121 80 Auxiliar acompanhando as inspe es dos anodos 103 24121 60 Auxiliar com servi os de ventila o e luz provis ria 200 Substitui o dos anodos de zinco reprovados na inspe o visual 201 24121 160 Substituir anodos de zinco reprovados na inspe o visual 202 24142 48 Efetuar fabrica o das garras dos anodos 203 24132 24 Auxiliar com servi os de ma arico 204 24131 32 Auxiliar com servi os de soldagem 205 24422 32 Contratar servi os de galvaniza o 206 24252 32 Efetuar servi os de moldagem fundir e dar acabamento aos anodos de zinco 207 24421 8 Efetuar limp
23. Manuten o Preditiva e Corretiva 3 3 12 Conclus o A corros o um dos problemas que mais preocupa a ind stria metalmec nica pois ela altera as propriedades dos metais de forma que isso pode se tornar um grande problema em certas aplica es de produtos met licos como por exemplo vazamento em tubula es enterradas Com o intuito de proteger os metais desse dist rbio qu mico a prote o cat dica com o mesmo princ pio da eletroqu mica transforma a estrutura met lica que se deseja proteger em uma pilha artificial evitando assim a deteriora o dos metais fazendo com que estruturas met licas possam trabalhar com 139 seguran a Sendo que para embarca es maiores ou embarca es grandes o sistema por corrente impressa tem sido o mais utilizado ultimamente em fun o da maior economia que proporciona ao longo dos anos 140 3 4 COMPARATIVO ENTRE A PROTE O CAT DICA GALV NICA E POR CORRENTE IMPRESSA EM RELA O A EFICI NCIA E CUSTO A tabela 3 8 compara as principais caracter sticas de cada um dos sistemas de prote o cat dica normalmente utilizados para a prote o dos cascos dos navios IEC 1981 Na realidade o custo real de um dado problema de corros o s pode ser determinado mediante minuciosa an lise de todos as seus componentes as quais incluem o material deteriorado o novo material que vai ser usado e a m o de obra necess ria execu o do reparo Al m destes
24. Na Cl Corrente el trica Na 1e gt Na redu o CI gt Clo 1e oxida o A pilha ou c lula eletrol tica que tem import ncia no estudo de corros o aquela em que um dos eletrodos funciona como anodo ativo isto perdendo el trons e portanto oxidando se Supondo se uma pilha eletrol tica com eletrodos de ferro imersos em um eletr lito solu o aquosa dilu da de NaCl t m se as rea es 76 anodo Fe gt Fe 2e catodo 2H 0 2e gt H2 20H meio n o aerado ou H20 O 2e gt 20H meio aerado Em geral a massa de metal oxidado ou corro do na rea an dica pode ser calculada usando se a rela o quantitativa que existe entre a quantidade de corrente que passa atrav s de um eletr lito e a massa do material que oxidado ou reduzido nos eletrodos Esta rela o quantitativa objeto da lei de Faraday e pode ser expressa por M KIt onde M massa do metal que reage K equivalente eletroqu mico intensidade da corrente em amp re t tempo em segundos Assim pode se calcular a massa de um metal consumido anodicamente pela passagem de um amp re durante um ano Seja por exemplo o ferro e n mero de faradays F 1 F 96 500 coulombs mol 1 coulomb 1Axs 1A x 1 ano 24 x 60 x 60 x 365 31 536 000 coulombs 31 536 000 96 500 326 8 F 77 massa de ferro consumida 1F 55 85 2 equivalente eletroqu mico 326 8F x x 9 125 kg Procedendo ao mesmo
25. a PCG feita a instala o de um nodo galv nico e para a PCCI a estrutura met lica ligada a um retificador de corrente el trica No decorrer da vida da estrutura como o revestimento externo perde efici ncia por causa da intera o com o eletr lito torna se necess rio aumentar a intensidade da corrente de prote o produzida pelo retificador Os per odos de revis o manuten o da estrutura e do sistema de prote o s o estimados em 20 anos para corrente impressa e cinco anos para prote o galv nica 2 1 5 Prote o an dica um m todo de controle de corros o que consiste em se impor superf cie que se deseja proteger um potencial an dico dentro do dom nio de passividade do metal no meio em causa A Figura 2 1 mostra numa curva de an dica a faixa aproximada de potenciais que se pode adotar para prote o an dica O potencial adequado depende de cada sistema especifico A prote o an dica s pode ser empregada para sistemas que apresentem a transi o ativo passivo tendo no dom nio de passividade uma corrente extremamente baixa Um exemplo t pico o sistema a o inoxid vel austen tico cido sulf rico O seu emprego encontra maior interesse para eletr litos de alta agressividade eletr litos fortes como por exemplo um tanque met lico para armazenar cidos A prote o an dica n o s propicia a forma o da pel cula protetora 89 mas principalmente mant m a esta
26. coletores resultar o em valor es mais alto s de potencial Esta s medi o es s o mais confi vel eis quando o s eixo s gira am em regime s normal is de velocidade Potenciais de testes Desempenham um papel fundamental no procedimento de manuten o do sistema pois permitem que seja monitorada a diferen a de potencial entre a estrutura a ser protegida e o meio eletr lito atrav s destes pontos que por meio de T cnicas Especiais de Inspe o pode se garantir a Efici ncia Operacional do sistema implementando se corre es e ou ajustes necess rios Medi o da corrente e da tens o nos Anodos Em uma condi o ideal de bom revestimento do casco a embarca o estar ao largo ou em navega o e a estrutura submersa ser homog nea a tens o e corrente nos anodos ser o praticamente iguais com uma diferen a de aproximadamente 10 de diferen a de um para outro Como nem sempre estas condi es s o atendidas e que se explica os diferentes valores de medi o nos anodos 138 Exemplo de verifica o EMBARCA O o FOLHA DE CONTROLE DA PROTE O CATODICA M S REF DIA LOCAL POT EL REF EL REF ANODO 1 ANODO 2 ANODO 3 ANODO 4 ANODO 5 ANODO 6 REF BE BB BE BB BE BB BE BB OBS mV mV MV A mV A mV A mV A mV A mV A mV PORTO RJ 860 220 520 2 5 3 5 2 6 3 4 2 5 3 2 5 3 2 5 3 2 5 3 PORTO RJ 3 3 11
27. componentes diretos podem existir parcelas indiretas resultantes de perdas de produtos por vazamentos e at acidentes muitas vezes catastr ficos com perdas materiais humanas e ecol gicas de grande vulto de dif cil tradu o em n meros De posse do custo real aproximado de um certo problema de corros o o especialista pode fazer uma an lise comparativa do custo do problema com o custo dos v rios m todos de controle que poder o ser utilizados para a solu o do mesmo Dentre estes m todos onde aplic vel encontra se a prote o cat dica a qual pode ser utilizada isoladamente ou em combina o com um sistema de revestimento Em ambos os casos a prote o cat dica elimina completamente a corros o Assim de modo simplificado uma an lise econ mica preliminar consistiria na compara o entre o custo do problema e o investimento requerido para sua elimina o muito evidente a a o imediata da prote o cat dica quando aplicada corretamente pela completa paralisa o dos processos de corros o a um custo relativamente baixo situado na faixa de 0 5 a 1 5 do custo do empreendimento No que diz respeito mais de perto prote o cat dica uma an lise econ mica levaria a v rias considera es dentre as quais se destacam as mencionadas nos t picos seguintes 141 Sistema Galv nico Corrente Impressa 1 Fonte de corrente pr pria externa 2 Instala o mais simp
28. da IUPAC Potenciais de Redu o GENTIL 2008 evidente que o potencial do eletrodo n o o nico crit rio a considerar na an lise da eventualidade de um processo corrosivo preciso levar em conta em qualquer caso a curva de polariza o associada ao eletrodo pois esta pode dar informa oes completas sobre a cin tica dos processos que podem ocorrer num determinado sistema GENTIL 2008 1 5 POLARIZA O Utilizando se um eletrodo de refer ncia ER pode se medir o potencial de cada metal nas suas condi es de equil brio e depois durante o processo de corros o que se estabelece na pilha galv nica ver Figura 1 5 NUNES 2007 A experi ncia mostra que com a passagem da corrente el trica tanto o potencial do zinco como o do ferro se modificam Percebe se que o escoamento dos el trons que estavam acumulados no zinco tende a diminuir de quantidade consequentemente o potencial do zinco fica menos negativo 58 isto ele varia no sentido positivo Analogamente verifica se que h um aumento da quantidade de el trons no ferro tornando o seu potencial mais negativo isto ele varia no sentido negativo NUNES 2007 Figura 1 5 Medi o do potencial de ambos os metais com a pilha de corros o em funcionamento NUNES 2007 Assim denomina se polariza o a varia o do potencial de um eletrodo causada pela passagem de uma corrente el trica A medida da polariza
29. de maneira mais integrada e eficiente E o Brasil na dianteira da explora o de petr leo no mar pioneiro nessa tecno logia tendo desenvolvido no mbito da Petrobras um software que n o existe em nenhum outro lugar do mundo Esse software capaz de mapear plataformas e navios em 4D e de se antecipar corros o prevendo a necessidade de reparos E como em tudo que envolve tecno logia a tend ncia que seu uso em larga escala transcenda a aplica o original para outros seto res fortemente afetados pela corros o como par ques industriais e se tra duza na diminui o dos custos em geral associa dos ao problema Duperron Marangon CEO e fundador da PhDsoft Engenheiro naval formado pela Universidade de S o Paulo USP mestre em engenharia oce nica pela COPPE UFRJ e com MBA em E Business pela COPPEAD UFRJ ele foi professor da Escola Poli t cnica da UFRJ durante 18 anos ministrando as cadei ras de Manuten o Constru o Naval e Comp sitos e Soldagem Du rante anos prestou consultoria para empresas como Petrobras Vale e American Bureau of Shipping ABS entre outras al m da Marinha do Brasil 159 ANEXO 4 AVALIA O DA PROTE O CAT DICA DE ESTRUTURAS MET LICAS POR SIMULA O NUM RICA Jos Claudio de Faria Telles 1 Jos Antonio Fontes Santiago 1 Simone Louise Delarue Cezar Brasil 2 Henrique Os rio Santos 3 1 Programa de Engenharia Civil COPP
30. de 1 600 C Fe203 3C gt 2Fe 300 Fe203 3CO gt 2Fe 3CO2 Como resultado do pr prio processo de obten o sabe se que os metais nas suas formas refinadas encontram se num n vel energ tico superior ao do composto que Ihes deu origem Excetuam se apenas os metais nobres que s o encontrados na natureza na forma met lica Esta portanto a raz o termodin mica da espontaneidade das rea es de corros o que transformam os metais novamente em compostos num processo inverso ao sider gico A energia liberada nessa transforma o perdida para o meio ambiente GENTIL 2008 Por outro lado para manter os metais protegidos contra a corros o h necessidade de uma parcela adicional de energia a qual pode ser aplicada de diversas formas dependendo logicamente das condi es de emprego do metal Essa energia adicional pode ser representada por revestimentos protetores inibidores de corros o prote o cat dica ou prote o an dica A prote o cat dica um m todo que permite a medi o precisa da quantidade de energia necess ria prote o integral de uma pe a met lica sujeita a corros o num eletr lito GENTIL 2008 Al m disso mais energia consumida na produ o adicional dos metais destinados a reposi o dos materiais e equipamentos deteriorados pela corros o GENTIL 2008 Diante deste panorama e considerando que a energia uma entidade cada vez mais dif cil nos tempos modernos s o d
31. do Sistema de Prote o Cat dica 3 4 5 Influ ncia das Condi es de opera o do sistema de prote o cat dica sobre as condi es de revestimento 145 CONCLUS O sapiat one ci qe GER a E EA pi 148 BIBLUOCRARIA rsss cre Sd ea O a r Sb nan 150 GLOSS RIO ari coidenio sds anita ernidniada e iron dado dar ces iai end ir raia pagan 152 ANEXO Sianna a Re gra dal Sinal raias IL LDO R saga isa la 155 170 FOLHA DE AVALIA O Nome da Institui o UNIVERSIDADE C NDIDO MENDES INSTITUTO A VEZ DO MESTRE T tulo da monografia ANALISAR A RELA O DE EFICI NCIA E CUSTO DO SISTEMA DE PROTE O CAT DICA EM EMBARCA ES COM CASCO DE A O Autor Victor Manoel Rodrigues de Figueiredo Data da entrega de de 2011 Avaliado por Conceito
32. e o potencial da estrutura polarizada ao potencial m nimo de prote o Para anodos de liga de zinco e de ligas de alum nio o potencial considerado de 1 05V em rela o ao eletrodo de Ag AgCl Para anodos de liga de magn sio considera se 1 50V O potencial m nimo de prote o da estrutura de a o na gua do mar de 0 8V em rela o ao citado eletrodo Ent o a for a eletromotriz dispon vel no primeiro caso de 0 25V e no segundo caso de 0 70V A outra grandeza a ser determinada a resist ncia do circuito A componente principal da resist ncia do circuito de prote o cat dica representada pela resist ncia do contato anodo eletr lito As demais componentes s o muito pequenas em rela o aquela Por essa raz o n o s o 118 consideradas no c lculo da corrente liberada por um anodo na gua do mar A resist ncia de contato de um anodo eletr lito fun o da resistividade do meio e da forma do anodo Quando os anodos tem forma de placa como os utilizados em embarca o utiliza se a f rmula de Lloyds R p 2Le Onde R resist ncia de contacto anodo gua em Ohm p resistividade el trica do eletr lito em ohm cm A rea do anodo exposta ao eletr lito em cm 3 2 2 Distribui o e Fixa o dos Anodos Galv nicos S o fatores importantes para a estrutura a que se quer proteger e A boa distribui o de corrente e A facilidade ou dificuldade de instala o e O
33. emanadas pela IMO esta NORMAM tem como prop sito estabelecer procedimentos referentes ao controle do uso de Sistemas Antiincrustantes danosos ao meio ambiente marinho ou sa de humana de car ter obrigat rio para as embarca es brasileiras cujas obras vivas necessitam ser pintadas com Sistemas Antiincrustantes e para as embarca es estrangeiras que docarem no Brasil para pintura das obras vivas ou que forem afretadas em regime de AIT Atestado de Inscri o Tempor ria medida em que novos m todos para Vistoria Inspe o e An lise forem desenvolvidos assim como novos Sistemas Antiincrustantes nocivos ao meio ambiente marinho forem identificados esta NORMAM ser complementada e aperfei oada a fim de atender s novas situa es 158 ANEXO 3 Danos a Corros o BO Articulado Os danos da corros o om o pre o do barril de petr leo rompendo bar reiras um dia ap s o outro torna se cada vez mais vi vel a explora o em lugares antes consi derados invi veis do ponto de vista econ mico A maior parte desses lugares encontra se em guas profun das como as do P lo Norte e os campos que a Petrobras vem encontrando abaixo das camadas de sal O problema que a explora o de petr leo no mar sempre foi vista como de alto potencial de degrada o do meio ambiente Por esse motivo ela tabu mesmo nos EUA situa o que o governo Bush vem tentando reverter em seu final de mandato Na origem da preocu
34. evitar o seu aparecimento apenas nas imedia es dos mesmos n o atuando nas incrustra es do restante do casco uma vez que o cloro se dissolve na gua do mar Por esta raz o o revestimento antifouling normalmente utilizado n o pode ser dispensado para os cascos mesmo com prote o cat dica IEC 1981 3 4 5 Influ ncia das condi es de opera o do sistema de prote o cat dica sobre as condi es do revestimento As experi ncias demonstram que para o caso das superf cies do casco potenciais de superprote o causam efeitos indesej veis no 146 revestimento e por isso mesmo devem ser evitados IEC 1981 A libera o do hidrog nio na superf cie do metal ao atingir determinados valores que podem ser controlados pelos potenciais casco gua provocam empolamento e eventual remo o da pel cula de tinta IEC 1981 Assim sendo tanto os sistemas galv nicos quanto os sistemas por corrente impressa devem ser dimensionados e ou controlados de tal maneira que os potenciais de superprote o n o sejam atingidos IEC 1981 Os valores desses potenciais dependem do tipo de revestimento utilizado recomenda se para o caso das embarca es que os potenciais da Tabela 3 9 n o sejam alcan ados IEC 1981 Revestimento Volts Ag AgCl A leo 0 8 a 1 0 Alum nio betuminoso 1 1 Borracha clorada 1 1 Vinil 1 1 a 1 2 Coal tar ep xi 1 6 Ep xi 2 0 Tabela 3 9 Potencia
35. faz se um coment rio geral do funcionamento o item 3 2 faz se uma an lise da prote o cat dica galv nica o item 3 3 faz se uma an lise da prote o cat dica por corrente impressa e no item 3 4 faz se um comparativo entre a prote o cat dica galv nica e por corrente impressa em rela o efici ncia e custo incluindo se a a a o do revestimento item 3 4 1 no uso da prote o cat dica e a a o da prote o cat dica em caso de mal dimensionamento item 3 4 2 no revestimento Figura 1 1 Figura 1 2 Figura 1 3 Figura 1 4 Figura 1 5 Figura 1 6 Figura 1 7 Figura 1 8 Figura 1 9 Figura1 10 Figura 2 1 Figura 3 1 Figura 3 2 Figura 3 3 Figura 3 4 Figura 3 5 Figura 3 6 Figura 3 7 Figura 3 8 Figura 3 9 Figura 3 10 Eletrodo de refer ncia LISTA DE FIGURAS Ciclo JOS METAIS 02120 ado fado de eae ELSE o O E La Eletrodos de Calomelano prata cloreto de prata e cobre sultato de Diagrama de Pourbaix para o ferro equil brio potencial pH para o sistema Fe H20 a 25 Casas eai cad sa ma TE e aa SO O dE DE senna Diagrama simplificado de potencial e pH para o sistema Fe Medi o do potencial de ambos os metais com a pilha de corros o em TUNCIONAMENTo suada Eu pus ea asas dear ea ida RAS sina Sa dam dra Esquema do dispositivo para realiza o de ensaio de polariza o INIGNSIOSIALICAL AEE E cabia cn EEE aeee aan da Aspecto geral das curvas de polariza o an dica e cat dica Potencial x EC
36. fluxo de el trons que proporciona a transforma o qu mica do a o fazendo com que o mesmo retorne a sua forma primitiva ou seja ao min rio de ferro xido de ferro hidratado IEC 1981 Todo material ferroso composto por v rias subst ncias devido s impurezas Quando uma chapa de metal ferroso como o a o imerso em gua salgada eletr lito criam se na superf cie do metal muitas pequenas reas cat dicas e consequentemente muitas pequena reas an dicas O aparecimento de reas cat dicas e reas an dicas em uma superf cie met lica constitui a Pilha de Corros o Este processo an logo ao princ pio de funcionamento da pilha prim ria que baseado tamb m no processo de rea o eletroqu mica O aparecimento dessas reas cat dicas e an dicas deve se s impurezas do metal Para que a corros o eletroqu mica se processe necess ria presen a de dois elementos a saber um catodo e um anodo Anodo o eletrodo negativo todo e qualquer ponto por onde a corrente de el trons deixa a superf cie do metal para o meio eletrol tico Catodo o eletrodo positivo todo e qualquer ponto onde a corrente de el trons retorna para o metal vindo do eletr lito Logo a dire o da corrente de corros o no sentido do anodo para o catodo A migra o de ONS met licos seguindo o curso da corrente provoca a destrui o do eletrodo menos nobre que o anodo Nota no process
37. grande uso desses anodos para prote o cat dica com anodos de sacrif cio em cascos de embarca es tanques de armazenamento de petr leo ou tanques de embarca es que apresentam lastro de gua salgada estacas de plataformas mar timas etc GENTIL 2008 A liga o entre materiais met licos diferentes deve ser precedida de consulta tabela de potenciais de eletrodos padr o tabela 1 1 ou a tabela pr tica tabela 1 4 a fim de se prever a possibilidade de caracteriza o do anodo e do catodo da pilha possivelmente resultante GENTIL 2008 Pode se considerar como exemplos particulares de pilhas de eletrodos met licos diferentes as chamadas pilhas ativa passiva e de a o local GENTIL 2008 a Pilha Ativa passiva Alguns metais e ligas tendem a tornar se passivos devido forma o de uma pel cula fina e aderente de xido ou outro composto insol vel nas suas superf cies Entre esses metais e ligas t m se alum nio cnumbo a o inoxid vel tit nio ferro e cromo A passiva o faz com que esses materiais funcionem como reas cat dicas Entretanto o on cloreto e em menor escala o brometo e o iodeto destroem em alguns casos essa passiva o ou impedem sua forma o Os ons cloretos penetram atrav s de poros ou falhas na rede cristalina da pel cula passivadora ou dispersam sob forma coloidal a pel cula aumentando sua permeabilidade Da o ataque a a os inoxid veis por meios corrosivos
38. independente do revestimento sendo que ambos associados prote o cat dica e revestimento diminue se a quantidade de corrente necess ria para devida prote o como existem dois processos pelos quais se pode aplicar prote o cat dica ambos fundamentados no mesmo princ pio ou seja inje o de uma corrente el trica na estrutura atrav s do eletr lito e como na constru o naval o meio eletroqu mico usado neste estudo a gua salgada ou gua do mar e como segundo o relat rio Hoar de 1970 discutiu algumas estrat gicas preventivas na redu o do custo da corros o incluindo a melhor dissemina o da existencia de informa o de controle da corros o educa o e treinamento investiga o e desenvolvimento procurou se identificar no primeiro cap tulo o problema associado corros o onde falou se do custo do que consiste da classifica o dos processos e das principais formas da polariza o e das pilhas eletroqu micas como se processa a eletroqu mica estudo e previs o de alguns processos corrosivos atrav s de diagrama de POURBAIX J no segundo cap tulo descreveu se os m todos de combate corros o citando os revestimentos os inibidores as t cnicas de modifica o do meio corrosivo a prote o cat dica a prote o an dica e controle de corros o na fase de projeto e no terceiro cap tulo enfocou se a divis o em quatro subitens relativos ao funcionamento da prote o cat dica o item 3 1
39. longa dura o Dos estudos listados acima em particular os desenvolvidos por Hoar da Universidade de Cambridge na Inglaterra 1970 e pelo Laborat rio Batelle amp National Bureau of Standards dos Estados Unidos 1978 os custos da corros o foram atribu dos a 3 5 do PNB para o primeiro e 4 2 para o segundo Recente estudo tamb m realizado nos Estados Unidos e publicado em 2002 mostra que o custo direto estimado para a corros o seria em torno de US 276 bilh es aproximadamente de 3 1 do PNB e 552 bih es o custo indireto NUNES 2007 Neste estudo verificou se um disp ndio da ordem de U 121 4 bilh es com as t cnicas de prote o assim distribu dos Revestimento e pintura US 108 6 bilh es Materiais resistentes corros o US 7 7 bilh es Inibidores de corros o US 1 1 bilh o Pl sticos de engenharia e Pol meros US 1 8 bilh o Prote o an dica e cat dica US 1 0 bilh o Servi os de controle da corros o US 1 2 bilh o 137 9 bilh es de d lares em cinco maiores setores U 47 9 em utilidades suprimento de g s gua eletricidade e telecomunica es 19 U 29 7 em transportes ve culos automotivos avi es trens e navios U 22 6 em infra estrutura pontes a o e concreto tubula es g s e l quidos vias naveg veis portos ferrovias e tanques de armaz
40. ncia corros o Rio de Janeiro Interci ncia IBP ABRACO 2007 Pintura industrial com tintas l quidas WEG Apostila TL DT POURBAIX M Atlas d quilibre lectrochimics Gauthier Villars Paris 1963 POURBAIX M Le ons em Corrosion Electroquimique CEBELCOR Bruxelas 1975 TOMASHOVY n d Theory of Corrosion and Protection of Metals The Macmillan Company New York 1966 wuw macaeoffshore com br revista index asp Adsorvido Custos Efici ncia Embarca o Lit gios 152 GLOSS RIO 0 espec fica e empregado na separa o de misturas ou tomos unem se superf cie do adsorvente atrav s da forma o de liga es qu micas geralmente covalentes e tendem a se acomodarem em s tios que propiciem o maior n mero de coordena o poss vel com o substrato Uma mol cula quimicamente adsorvida pode ser decomposta em virtude de for as de val ncia dos tomos da superf cie e a exist ncia de fragmentos moleculares adsorvidos que responde em parte pelo efeito catal tico custos diretos s o aqueles facilmente relacion veis s unidades produzidas custos indiretos s o os gastos que n o podem ser alocados objetivamente aos produtos ou atividade operacional a sua apropria o depende da aplica o de crit rios de rateio custos diretos intang veis A efici ncia representa uma medida segundo a qual os recursos s o convertidos em resultados de forma mais econ m
41. o gases industriais poeira etc O eletr lito constitui se da gua que condensa na superf cie met lica na presen a de sais ou gases presentes no ambiente Outros constituintes como poeira e poluentes diversos podem acelerar o processo corrosivo b Pelo solo Os solos cont m umidade sais minerais e bact rias Alguns solos apresentam tamb m caracter sticas cidas ou b sicas O eletr lito constitui se principalmente da gua com sais dissolvidos c Biol gica Geral Corros o microbiol gica refere se a corros o e perda de metal causada por microorganismos caracterizada por pequenas col nias dispersas Ex corros o da h lice de barcos quando microorganismos a ela se agregam liberando ou absorvendo oxig nio Este fen meno particularmente observado em ind strias de conservas aliment cias d Pelas guas naturais rios lagos e do subsolo Estas guas podem conter sais minerais eventualmente cidas ou bases res duos industriais bact rias poluentes diversos e gases dissolvidos O eletr lito constitui se principalmente de gua com sais dissolvidos Os outros constituintes podem acelerar o processo corrosivo Nas estruturas submersas em gua doce as taxas de corros o dependem da quantidade de sais cidos ou bases dissolvidos e Pela gua do mar Estas guas cont m uma quantidade apreci vel de sais Podemos observar uma an lise m dia da gua do mar em gramas por litro de gua na tabela 1
42. o est veis ao passo que os metais colocados abaixo do hidrog nio s o menos ativos e mais est veis e seus ons s o facilmente reduzidos ao estado elementar 54 c a forma reduzida de um eletrodo que ocupe posi o mais elevada na tabela pode reduzir a forma oxidada de outro eletrodo que ocupe posi o inferior na tabela d a forma oxidada do eletrodo que ocupe posi o inferior na tabela pode oxidar a forma reduzida do eletrodo que ocupe posi o superior Deste modo as rea es que se seguem s o espont neas no sentido abaixo indicado Fe NZ gt FeZ Ni Zn 2H gt Zn H Zn Fe gt Fe Zn Cu H gt Cu 2H e quanto mais afastadas estiverem as formas oxidadas e formas reduzidas maior a probabilidade de a rea o entre elas se processar f o potencial de um eletrodo M corresponde diferen a de potencial da pilha eletroqu mica constitu da por esse eletrodo M e o eletrodo padr o de hidrog nio onde o eletrodo da esquerda o eletrodo padr o de hidrog nio Pt H2 H Mn M o que implica a seguinte equa o da pilha eletroqu mica n2H M 25 nH M De acordo com a posi o de M na tabela em rela o ao hidrog nio 55 aplica se o item c ou d para estabelecer o sentido da rea o espont nea GENTIL 2008 Dessa forma pode se usar a tabela de potenciais de oxida o para prever a possibilidade de uma determinada rea o processar se espontaneamente GENTIL 2008
43. o imperfeita a corros o ocorrer nos pontos fracos do filme passivante e haver ent o um ataque localizado A prote o por passiva o pode ser extremamente perigosa em meios contendo ons agressivos como CI pois a corros o localizada tem controle e diagn stico mais dif ceis do que a corros o generalizada O diagrama de Pourbaix normalmente simplificado Figura 1 4 representando as regi es de corros o imunidade e passividade Esse diagrama simplificado mostra de forma sum ria o comportamento previsto para um metal puro imerso em gua pura GENTIL 2008 E V Passividade Fe OH 0 8 Fe OH Fe O 0 0 HFeO e Corros o 0 8 0 8 14 pH Figura 1 4 Diagrama simplificado de potencial e pH para o sistema Fe H O GENTIL 2008 Os diagramas de equil brios eletroqu micos potencial e pH s o extremamente teis no estudo da corros o e da prote o contra a corros o dos metais em meio aquoso Entretanto por si s n o s o suficientes para explicar todos os fen menos qu micos e eletroqu micos ocorrendo na interface metal meio necess rio tamb m que se fa a um estudo cin tico das rea es ocorrendo na superf cie do eletrodo assim como an lises dos 44 produtos de corros o e observa es da superf cie corro da GENTIL 2008 1 4 5 Potenciais de eletrodos irrevers veis Em eletroqu mica os potenciais de eletrodos revers veis s o aqueles que correspondem ao
44. ou n mero recebidos pelo agente oxidante ou cedidos redutor F constante de Faraday a EstRea atividade do estado reduzido da esp cie a estox atividade do estado oxidado da esp cie Para fins pr ticos usam se os valores R 8 314jK mol T 298 K 25 C a temperatura mais usada para medida eletroqu micas F 96 500 coulombs Transformando se o logaritmo neperiano em logaritmo decimal introduzindo se o fator 2 303 pode se escrever a equa o de Nernst da seguinte forma E E 0 0591 n log a Est Red a Est Oxi Concentra o 1 0 0 1 0 01 0 001 10 10 Molaridade Potencial Volt Fe Fe 0 440 0 4698 0 4994 0 5289 0 6177 0 7064 Cd Cd 0 403 0 4309 0 4605 0 4900 0 5788 0 6675 Tabela 1 2 Influ ncia da concentra o no potencial GENTIL 2008 1 4 4 Diagramas de Pourbaix Pourbaix desenvolveu um m todo gr fico relacionando potencial e pH que apresenta uma possibilidade para se prever as condi es sob as quais 39 pode se ter corros o imunidade ou possibilidade de passiva o GENTIL 2008 As representa es gr ficas das rea es poss veis a 25 C e sob press o de 1 atm entre os metais e a gua para valores usuais de pH e diferentes valores do potencial de eletrodo s o conhecidas como diagramas de Pourbaix nos quais os par metros de potencial de eletrodo em rela
45. s H2 g 1 atm Um valor positivo para E ou um valor negativo para AG significa que a rea o espont nea GENTIL 2008 52 Corros o Tipo Corros o Tipo Hidrog nio Oxig nio PH2 1 atm Poz 0 21 atm Metal Produto E AG E AG s lido volt cal mol volt cal mol Mg Mg OH 1 823 84 000 3 042 140 000 Al AI OH s 1 48 102 600 2 70 180 700 Mn Mn OH gt 0 60 27 600 1 81 83 200 Mn OH 0 256 17 700 1 50 100 000 MnO 0 14 12 700 1 11 101 000 Cr Cr OH 0 47 32 500 1 69 117 000 Zn Zn OH 0 417 19 200 1 636 75 200 Fe Fe3O0 0 082 5 000 1 30 80 000 Fe OH 0 049 2 300 1 27 58 500 Fe OH 0 07 4 700 1 15 80 000 Cd Cd 0H 0 013 600 1 1206 55 600 Co Co 0OH 0 098 4 500 1 12 51 700 Ni Ni OH 0 17 7 800 1 05 48 500 Pb PbO 0 250 11 500 0 97 44 600 Cu CuO 0 413 9 500 0 80 18 600 CU OH 0 604 27 800 0 615 28 300 CuO 0 537 24 800 0 680 31 500 Hg HgO 0 926 42 600 0 293 13 600 HgO 0 951 21 970 0 268 6 200 Ag Ag20 1 172 27 000 0 047 1 100 Tabela 1 6 Espontaneidade das rea es de corros o GENTIL 2008 b os dados apresentados em corros o tipo oxig nio s o para as M s H20 1 4 O g 0 21 atm rea es do tipo M s 4 O g 0 21 atm gt MO s
46. se ligam dois eletrodos atrav s de um circuito met lico externo e em presen a de eletr lito obt m se uma pilha eletroqu mica As pilhas eletroqu micas s o dispositivos que permitem a transforma o de energia qu mica liberada pelas rea es redox que ocorrem nos eletrodos em energia el trica de energia el trica fornecida por fonte de corrente el trica em energia qu mica provocando rea es redox nos eletrodos No primeiro caso tem se um processo espont neo e no segundo h necessidade de uma fonte externa de energia no caso el trica caracterizando um processo n o espont neo Este ltimo tipo tamb m 33 chamado de pilha eletrol tica GENTIL 2008 Um eletrodo denominado anodo quando nele ocorre uma rea o de oxida o e denominado catodo quando ocorre uma rea o de redu o no eletr lito que o envolve No anodo h uma tend ncia de aumentar o n mero de el trons livres na fase met lica aumentar a concentra o dos ons do metal na solu o em torno dele an lito aumentar o n mero de ons em estado de oxida o mais elevado na solu o em torno dele diminuir a massa do eletrodo corros o No catodo h uma tend ncia de diminuir o n mero de el trons na fase met lica diminuir a concentra o de ons do metal na solu o em torno dele cat lito aumentar o n mero de ons em estado de oxida o menos elevado
47. solu o pode depender de v rios fatores citando se entre eles a magnitude das correntes para os poss veis equil brios 46 b n mero de rea es poss veis que podem ocorrer nos eletrodos c forma o de pel cula d forma o de ons complexos e impurezas na solu o f temperatura Na maioria das rea es de corros o mais de um desses fatores podem ocorrer simultaneamente da o potencial real ser resultante de dois ou mais processos nos eletrodos Esse potencial comumente chamado potencial de corros o A Tabela 1 3 retirada de Akimov d os potenciais de eletrodos de alguns metais em solu es aquosas a 3 de NaCl e solu es aquosas contendo 3 de NaCl e 0 de H202 usando como refer ncia o eletrodo de hidrog nio GENTIL 2008 1 4 6 Tabelas pr ticas As limita es da tabela de potenciais padr o e o fato das ligas n o serem inclu das nesta tabela sugerem o uso de tabelas pr ticas nas quais os metais e ligas est o distribu dos de acordo com seus potenciais medidos em um dado meio corrosivo GENTIL 2008 Uma tabela de grande utilidade a chamada tabela pr tica em gua do mar Tabela 1 4 na qual os principais metais e as ligas mais usadas est o dispostos seguindo sua maior ou menor tend ncia a sofrer corros o GENTIL 2008 Pode se notar que embora com pequenas altera es as posi es relativas dos metais na tabela de potenciais de eletrodos padr o s o ma
48. superf cies a serem protegidas e mais econ mico fica o sistema de prote o cat dica em fun o da menor quantidade de corrente requerida para a obten o dos potenciais m nimos de polariza o Com o aux lio de um sistema de prote o cat dica bem dimensionado consegue se prote o integral do a o mesmo sem a aplica o de qualquer revestimento mas a condi o de maior economia obtida mediante a aplica o de um bom esquema de revestimento complementado com prote o cat dica Entende se como um bom esquema de revestimento para o caso dos cascos de embarca es a aplica o de tintas de boa qualidade as tintas base de ep xi est o sendo muito utilizadas com excelentes resultados nos ltimos anos de forma correta sendo que o preparo da superf cie influi grandemente nos resultados obtidos IEC 1981 Assim sendo a aplica o de um bom revestimento no casco 200 um de tinta base de ep xi e 75 um de tinta antifouling permite diminuir a densidade de corrente necess ria para a prote o cat dica desde valores t o altos quanto 250mA m2 a o nu at valores t o baixos quanto 1 8mA m2 revestimento novo bem aplicado IEC 1981 Com rela o as incrustra es de organismos marinhos na superf cie do casco extremamente prejudiciais s condi es de opera o do navio devido ao atrito a que introduzem as experi ncias mostram que o cloro gerado nas superf cies dos anodos suficiente para
49. total 1 l I 24422 Contrata o de servi os de kg 72 ter ceiros para galvaniza o 5 92 das garras dos anodos de 429 84 zinco Valor Total Servi os de Terceiros 429 84 Obs Esta estimativa de custo uma mostra de como deve se proceder na docagem 121 3 3 AN LISE DE PROTE O CAT DICA POR CORRENTE IMPRESSA Os sistemas de corrente impressa t m sido muito utilizados nos ltimos anos para a prote o externa dos cascos de embarca es principalmente os de m dio e grande porte incluindo ainda em muitos casos a prote o interna dos sistemas de resfriamento de gua e outros equipamentos navais IEC 1981 O sistema por corrente impressa consiste normalmente das seguintes partes principais conforme mostrado na Figura 3 5 e 3 9 IEC 1981 a Um ou mais Transformadores Retificadores alimentados pelo pr prio circuito el trico da embarca o diretamente no caso da embarca o dispor de alimenta o em corrente alternada ou atrav s de um alternador para as embarca es que somente disp em de circuitos de corrente cont nua ALIMENTA O TRANSFORMADOR RETIFICADOR EM C C a ALTERNADOR ALIMENTA O EM C A LIGA O DO CASCO AO LEME PARA A PROTE O DO MESMO r LIGA O DO CASCO AO HELICE PARA PROTE O DO MESMO ELETRODO DE REFER NCIA CAIXA DE LIGA O Figura 3 5 Esquema de um sistema de prote o cat dica por
50. trica e de natureza qu mica por isso denominada de diferen a de potencial eletroqu mica GENTIL 2008 O eletrodo o sistema formado pelo metal e pela solu o eletrol tica vizinha ao metal GENTIL 2008 O eletrodo constitu do por um metal puro imerso numa solu o que cont m os ons deste metal num estado de oxida o bem definido classificado como eletrodo de primeira esp cie e representado por M M A barra vertical simboliza a interface entre o metal M e a solu o contendo ons M Quando necess rio indica se entre par nteses a concentra o e os outros ons presentes s o separados por v rgulas GENTIL 2008 M M 0 02 M CI S047 A v rgula entre os ons indica que eles est o na mesma fase e numa regi o de mesmo potencial el trico A concentra o para fins pr ticos expressa em termos de molaridade ver item 1 4 2 O sistema constitu do pelo metal e pela solu o tende a evoluir espontaneamente de modo a atingir um estado de equil brio que normalmente representado por M solu o ne metal M metal e se estabelece uma diferen a de potencial entre as camadas de cargas el tricas de sinais contr rios que existem na interface metal solu o GENTIL 2008 A Teoria sobre camada el trica de Grahame admite que num 28 determinado momento o metal pode apresentar uma carga el trica numa regi o de sua superf cie que apresente defici ncia ou excesso
51. utilizado Os elementos apresentam pontos denominados n s funcionais para os quais ser o determinados os valores de densidade de corrente e de potencial O sistema de equa es atrav s do qual s o determinados os par metros do sistema tem sua solu o vinculada aplica o de condi es de contorno apropriadas que podem ser potencial prescrito densidade de corrente prescrita ou ainda uma rela o linear ou n olinear entre potencial e densidade de corrente A an lise de sistemas n o lineares requer a aplica o da curva de polariza o como condi o de contorno Para que haja uma boa simula o do caso pr tico as curvas de polariza o devem simular da melhor forma poss vel as condi es ambientais do meio onde a estrutura se encontra Estudos comparativos entre resultados experimentais e num ricos obtidos atrav s da aplica o do MEC t m sido efetuados em diversos sistemas de prote o cat dica envolvendo an lise bi ou tridimensional sendo observada uma boa correla o entre os resultados 160 ANEXO 5 FL1 7 Inspe o submarina perspectivas e avan os Rev Tecnol Fortaleza v 30 n 2 p 198 209 dez 2009 Antonio Alves Carvalho Marcelo Cavalcante Pereira Nad ge Bouchonneau Jos Alexandre Barbosa Farias e Jorge Luiz Farias Brito Resumo O objetivo do presente artigo apresentar as poss veis alternativas para inspe o de cascos de navios do tipo FPSOs do ingl s Floating Productio
52. vel a explora o por meio de seres humanos Por isso equipamentos que operem remotamente sem necessidade de mergulhadores como ROVs Remotely Operated Vehicle conectados e controlados de uma embarca o ou de uma plataforma atrav s de um cabo chamado de umbilical v m sendo cada vez mais utilizados em opera es submarinas executando importantes tarefas na inspe o de equipamentos tubula es e cabos submarinos Com o aumento da profundidade a explora o feita por mergulhadores tornou se imposs vel devido grande press o em seu corpo acima do normal que comprometia sua sa de podendo causar a morte pois com esta coluna d gua imposs vel a utiliza o de mergulhadores O surgimento do ROV se deu a partir da necessidade de explorar o fundo do mar e n o h nenhum modo pr tico seguro e economicamente poss vel sem a utiliza o dessas ferramentas Por outro lado em um per odo de apenas 10 anos o petr leo em mar brasileiro saiu de uma profundidade de 124m guas rasas para uma profundidade de 2000m de coluna d gua guas ultraprofundas Dessa forma o uso de ferramentas autom ticas para operar nestas profundidades como ROVs tornou se imprescind vel Inicialmente esse tipo de equipamento foi produzido para o desenvolvimento e crescimento da explora o de leo e g s em guas profundas Posteriormente se viu necess rio em reas como oceanografia pesca engenharia civil seguran a entre outras fazendo co
53. 0 0 3363 Tt e Ti 0 3363 1 3 Cr OH 3e amp Cr 30H 1 3 0 277 Co 2e amp Co 0 277 1 245 Zn OH 2e amp Zn 40H 1 245 0 255 v e vV 0 255 1 216 ZnO 2H 0 2e amp Zn 40H 1 216 0 250 N 2e amp Ni 0 250 1 05 MoO4 4H20 6e amp Mo 80H7 1 05 0 2 Mo 3e lt gt Mo 0 2 1 0 In OH 3e amp In 30H 1 0 0 136 Sn 2e amp Sn 0 136 0 90 Sn OH e 2e lt gt H2SnO7 H 0 30H 0 90 0 13 O2 H e o HO 0 13 0 877 Fe OH 2e lt gt Fe 20H 0 877 0 126 Pb 2e amp Pb 0 126 0 828 2H 0 2e amp Hz 20H 0 828 0 09 WO 6H 6e lt gt W 3H 0 0 09 0 56 Fe OH e amp Fe OH OH 0 56 0 000 2H 2e amp H2 0 000 0 56 Oz e SO 0 56 0 1 Tio 2H e o Ti H20 0 1 0 54 HPbO H20 2e lt gt Pb 3H0 0 54 0 102 Si 4H 4e O SiH 0 102 0 48 S 2e amp S7 0 48 0 13 C 4H 4e amp CH 0 13 0 24 HO H20 e lt gt OH 2H0 0 24 0 141 S 2H 2e O H2S 0 141 0 13 CrO4 4H 0 38 Cr OH s 50H 0 13 0 15 Sn 2e amp Sn 0 15 0 12 Cu NH3 2 e lt gt Cu 2H3 0 12 0 152 Sb 03 6H 6e lt gt 2Sb 3H 0 0 152 0 076 O H20 2e SH20 OH 0 076 0 153 Cu e amp Cu 0 153 0 017 AgCN e amp Ag CN 0 017 0 16 BiOCI 2H 3e Bi H20 CI 0 16 0 4 O7 H20 e amp OH HO 0 4 0 222 AgCI e lt gt Ag CI 0 222 0 401 O 2H 0 4e amp 40H 0 401 0 32 BiO 2H 3e amp Bi H20
54. 008 b Corros o por placas A corros o se localiza em regi es da superf cie met lica e n o em toda a sua extens o formando placas com escava es GENTIL 2008 c Corros o alveolar A corros o se processa na superf cie met lica produzindo sulcos ou escava es semelhantes a alv olos apresentando fundo arredondado e profundidade geralmente menor do que o seu di metro d Corros o puntiforme ou por pite Corros o extremamente localizada caracterizada por aparecimento de pequenas depress es sobre a superf cie met lica A corros o por pontos observada sobre superf cies com pouca ou nenhuma corros o generalizada Nota Em publica es estrangeiras corros o alveolar e de pite n o s o representadas e Intergranular ou intercristalina Corros o que ocorre quando a velocidade de corros o das reas de contorno de gr os metal rgicos de uma liga excede quela do interior do gr o Este fen meno ocasiona a migra o de elementos em dire o aos contornos de gr os e o consequente empobrecimento da matriz metal rgica f Intragranular ou transgranular ou transcristalina A corros o se manifesta sob a forma de trincas que se propagam pelo interior dos gr os dos materiais como no caso da corros o sob tens o de a os inoxid veis austen ticos 9 Filiforme Ocorre em superf cies pintadas com um delgado filme de tinta base org nica tipicamente 0 1mm de espessura caracterizado pela a
55. 1970 Hoar Jap o 1974 Austr lia 1982 Kwait 1987 Alemanha 1967 Finlandia e Su cia 1965 India 1960 e China 1980 O comit e as organiza es industriais inglesas listaram 16 fatores que poderiam reduzir o custo de corros o Os fatores em ordem de prioridade assinaladas pela opini o combinada de especialistas s o mostradas abaixo 1 Melhor divulga o de informa es existentes de controle da corros o 2 Melhores tratamentos de prote o contra a corros o 3 Maior controle sobre a aplica o das atuais medidas de prote o 4 Projetos aperfei oados com os materiais existentes 5 Uma maior consci ncia dos riscos da corros o pelos usu rios 6 Uso de novos materiais 7 custo efic cia na an lise de materiais e lideran a tratamentos de prote o contra a corros o nos contratos com base nos custos totais de ciclo de vida 8 coment rios anteriores sobre a performance de servi o 9 especifica es aperfei oadas para tratamento de prote o contra corros o 10 investiga oes fundamentais sobre o mecanismo da corros o 11 melhoria de comunica es entre os departamentos governamentais 12 Melhorias da instala oes de armazenamento 18 13 Informa es sobre a sensibilidade corros o de equipamentos 14 melhores t cnicas de testes n o destrutivos 15 padroniza es dos componentes 16 Per odos de manuten o mais frequente ou de
56. 6 2 3 Pilha de temperaturas diferentes Pilha constitu da de eletrodos de um mesmo material met lico por m os eletrodos est o em diferentes temperaturas chamada tamb m de pilha termogalv nica e respons vel pela corros o termogalv nica GENTIL 2008 Esse tipo costuma ocorrer quando se tem o material met lico imerso em eletr lito que apresenta reas diferentemente aquecidas J que a eleva o de temperatura aumenta a velocidade das rea es eletroqu micas bem como a 74 velocidade de difus o pode se ent o admitir que a eleva o de temperatura torna mais r pido o processo corrosivo Entretanto outros fatos devem ser considerados para explicar os casos nos quais a velocidade do processo corrosivo diminui com a eleva o de temperatura Um deles o da influ ncia da eleva o de temperatura na elimina o de gases dissolvidos como por exemplo oxig nio diminuindo consequentemente o processo corrosivo Outro fato a ser considerado o da influ ncia da eleva o de temperatura sobre as pel culas protetoras formadas sobre os materiais met licos Se as propriedades como porosidade volatilidade e plasticidade dessas pel culas variarem com a temperatura pode se atribuir a esse fato a varia o da velocidade de corros o GENTIL 2008 Alguns dados experimentais para algumas pilhas mostram que a em solu o de CuSO o eletrodo de cobre em temperatura mais elevada o catodo e o eletrodo de
57. 7 Hidrog nio H por hidrog nio com aquecimento 18 Cobre Cu A 19 Ars nico As Fes04 4H gt 3Fe 4H20 20 Bismuto Bi 9 Os xidos dos metais abaixo do hidrog nio s o PAN a facilmente reduzidos por hidrog nio 21 Antim nio Sb A 22 Merc rio Hg CuO H gt Cu H 23 Prata Ag 24 Platina Pt 25 Ouro Au Tabela 1 5 Rea es entre metais e gua e metais e cidos n o oxidantes e entre xidos met licos e hidrog nio GENTIL 2008 Sendo n n mero de el trons envolvidos na rea o do eletrodo F Faraday 96 500 coulombs E potencial do eletrodo em volt 50 Com essas unidades a varia o de energia livre expressa em joules por mol Para obter AG em quilocalorias por mol emprega se a express o G nFE 4 18 cal mol 23 060 nE cal mol Quando os eletrodos estiverem a 25 C e 1 atm de press o tem se a varia o de energia livre de Gibbs padr o AG nFE e por meio dessa equa o pode se prever a possibilidade de ocorrer determinadas rea es Assim para E lt 0 gt AG gt 0 rea o n o espont nea E gt 0 gt AG lt 0 rea o espont nea Deve se levar em considera o por m que um valor negativo de AG mede somente a espontaneidade de uma rea o e n o a velocidade dessa rea o Assim um valor de AG muito negativo pode ou n o ser acompanhado de uma velocidade elevada de rea o podendo esta ser r pida ou lenta dependendo de v rios fatores En
58. E UFRJ 2 Escola de Qu mica UFRJ 3 SACOR Siderot cnica S A 20 Congresso Brasileiro de P amp D em Petr leo amp G s Resumo A corros o representa um elevado custo na ind stria do petr leo Os processos corrosivos devem ser combatidos de forma a se manter a integridade destas estruturas e neste sentido a prote o cat dica desempenha um papel relevante Esta t cnica amplamente utilizada no combate corros o de estruturas met licas submersas e enterradas tais como dutos plataformas offshore e rvores de natal molhadas Atualmente projetos de sistemas de prote o cat dica contam com o aux lio de simula o computacional que devido sua generalidade e precis o muito contribui para o aumento da confiabilidade e redu o de custos A t cnica computacional utilizada permite a an lise de problemas bidimensionais axissim tricos e tridimensionais que s o matematicamente descritos pela equa o de Laplace atrav s do c lculo da distribui o de potencial eletroqu mico e densidade de corrente sobre a interface estrutura met lica eletr lito Isto permite definir a configura o mais apropriada para os sistemas de prote o cat dica incluindo posicionamento de anodos e corrente necess ria para manter o potencial em n vel de prote o ao longo de toda a estrutura bem como definir as reas cr ticas para inspe o no caso de estruturas j em uso Neste trabalho s o apresentados em forma gr fica os r
59. ES 2007 Quanto ao disp ndio das empresas em revestimento por tintas muito frequentemente relacion lo ao faturamento bruto sendo usual adotar o valor de 0 05 a 0 1 do faturamento como gasto com prote o por tintas As empresas que promovem a execu o de revestimentos com qualidade gastam o m nimo ou abaixo e aquelas que n o d o uma abordagem adequada gastam o m ximo ou acima NUNES 2007 O mais importante comparar estes custos com benef cios de n o se ter os processos corrosivos Porque os custos de reparos de paradas operacionais s o muitos elevados e muito mais elevados s o os custos de acidentes derramamento de produtos e os danos ecol gicos ocasionados por vazamento de fluidos devido a problemas de corros o NUNES 2007 Pode se dizer ent o que a utiliza o adequada dos m todos de prote o anticorrosiva amplia a resist ncia a corros o e aumenta a confiabilidade dos equipamentos e instala es o que do ponto de vista industrial extremamente interessante NUNES 2007 1 1 1 Conserva o das reservas minerais Outro aspecto da import ncia da corros o relaciona se com a conserva o das reservas de min rios Tendo em vista a permanente destrui o dos materiais met licos pela corros o h necessidade de uma produ o adicional desses materiais para repor o que foi deteriorado e esta parcela muito significativa A literatura mais antiga reporta que 25 da produ o mundial
60. Equivalente Figura 3 1 Corrente de Corros o l4 3 1 4 Corrente de prote o cat dica Os sistemas de prote o cat dica criam uma corrente igual ou ligeiramente maior que a corrente de corros o por m de sentido contr rio A corrente de prote o a corrente que circula dos anodos de prote o cat dica para o elemento a ser protegido A corrente de prote o tem valor igual ou ligeiramente maior que a corrente de corros o ver figura 3 2 Malha A Ea Ra l Rc l2 Rc Ec 0 Ea Ra Rc l2 Re Ec 0 l Ra Rc Ec Ea l2 Rc 0 Obs Para anular a de corros o l4 0 0 Ec Ea l2 Rc 98 l2 Rc Ec Ea l2 Ec Ea Rc Malha B l4 Rc l2 Rc Ec E 0 Re 4 l2 Ec E 0 l4 l2 Ec E5 Re l2 Ec Es Rc Onde corrente de corros o l2 corrente de prote o cat dica Ra resist ncia entre o anodo e o eletr lito Rc resist ncia entre o catodo e o eletr lito Ec Potencial do catodo Ea Potencial do anodo CASC Fonte Externa Figura 3 2 Corrente de Prote o cat dica l2 Pela equa o verificamos que quando existe a diferen a de 99 potencial Ec Ea sobre a superf cie de uma estrutura submersa e quando a resist ncia R possui um valor finito a corrente de corros
61. S eletrodo de calomelano saturado Esquema do sistema para o ensaio potenciost tico Aspecto de curva de polariza o an dica obtida pelo m todo potenciost tico para um metal que apresenta transi o alNO PASSIVO ceara aparare dese a a A Sead epa ap acatada nc reas an dica e cat dica na pilha Zn Fe seeen Potencial de prote o an dica mostrado em curva de polariza o an dica Comente de Corros o ly ccestsdsnssiprras alta saddaadB encara sa sab La al el rninn ninne Corrente de Prote o cat dica 15 Zonas de corros o de prote o e de superprote o do a o na gua Concentra o de anodos galv nicos para a prote o cat dica eficiente de regi o do h lice e do leme n Esquema de um sistema de prote o cat dica por corrente impressa para o casco de navios een Aterramento do eixo do h lice e eeeerereeenea Dispositivo de aterramento da m quina do Leme Penetra o do cabo el trico do anodo na chapa do casco Sistema de Corrente Impressa cessar FIGURAS MAROON e a bossa is E E De Figura 3 12 Circuito B sico de prote o cat dica de embarca es 29 39 40 54 56 57 57 58 64 84 91 92 94 Gr fico 3 1 LISTA DE GR FICOS Varia o de densidade de corrente de prote o com a resistivida
62. UNIVERSIDADE C NDIDO MENDES INSTITUTO A VEZ DO MESTRE POS GRADUA O LATO SENSU ANALISAR A RELA O DE EFICI NCIA E CUSTO DO SISTEMA DE PROTE O CAT DICA EM EMBARCA ES COM CASCO DE A O AUTOR Victor Manoel Rodrigues de Figueiredo ORIENTADOR Prof Dr Nelsom Jos Veiga de Magalh es RIO DE JANEIRO 2010 UNIVERSIDADE C NDIDO MENDES INSTITUTO A VEZ DO MESTRE POS GRADUA O LATO SENSU ANALISAR A RELA O DE EFICI NCIA E CUSTO DO SISTEMA DE PROTE O CAT DICA EM EMBARCA ES COM CASCO DE A O Monografia apresentada Universidade Candido Mendes Instituto a Vez do Mestre como requisito parcial para a conclus o do curso de P s Gradua o Lato Sensu em Engenharia de Produ o Por Victor Manoel R de Figueiredo O nico lugar onde o sucesso vem antes do trabalho no dicion rio Albert Einstein Agrade o primeiramente a Deus por estar sempre presente em todas as circunst ncias da minha vida Agrade o a minha esposa Joseane e a meus filhos Diego e Daiane pela paci ncia colabora o apoio e incentivo sem os quais n o conseguiria concluir este trabalho Agrade o aos professores e colegas de turma entre eles Fernando Jorge Chaves Jorge Coutinho Pereira Serginho Zilmar e especialmente as incont veis horas de trabalho com o Paulo Zuza Agrade o pela paci ncia e inestim vel colabora o do orientador Prof Dr Ne
63. a es Qualidade do Efici ncia Revestimento Inicial Final Excelente 95 90 Bom 90 80 Regular 80 50 Ruim 50 0 Tabela 3 2 Efici ncia de revestimento utilizado em prote o cat dica A efici ncia do revestimento pode tamb m ser determinada no campo atrav s de testes espec ficos 105 na estimativa da efici ncia do revestimento que se estabelece o maior ou menor coeficiente de seguran a que se adotar no dimensionamento de um sistema de prote o cat dica E E E o o 9 o gt E ed Densidade de Corrente m m Gr fico 3 1 Varia o da densidade de corrente de prote o com a resistividade do eletr lito Neste particular a experi ncia do projetista fator fundamental para um perfeito dimensionamento da corrente de prote o Fator de corre o da velocidade F um coeficiente adotado quando existe movimento relativo entre estrutura e eletr lito Este coeficiente pode ser obtido atrav s do Gr fico 3 2 A corrente total necess ria a prote o ent o dada pela f rmula A Dc F 1 E Onde corrente el trica em mA 106 A rea a ser protegida em m Dc densidade de corrente el trica em mA m F fator de corre o da velocidade E efici ncia do revestimento e o o E S E o E E Gr fico 3 2 fator de corre
64. a gua do mar na parte submersa do casco no sistema de refrigera o com gua salgada nos tanques de lastro nos tanques de petr leo e derivados no fundo e a um metro das laterais 93 e Corros o pelo vapor do produto no teto e parte superior das laterais dos tanques Corros o por produtos qu micos nos tanques destinados ao transporte ou armazenamento daqueles produtos Corros o pela gua doce no sistema de refrigera es dos motores Os m todos de controle de corros o frequentemente utilizados s o Revestimento por pintura no casco conv s superestrutura partes internas de tanque de lastro e de produtos qu micos fundo e um metro das laterais teto e um metro das laterais nos tanques de petr leo e de derivados etc Aplica o de prote o cat dica no casco tanque de lastro parte interna do fundo dos tanques e laterais em contato com a agua salgada nas caixas de mar etc Uso de inibidores e desaera o na gua de refrigera o e gera o de vapor Sele o de materiais resistentes corrosao para tubos de feixe de permutadores h lice etc 2 1 7 Conclus o Este cap tulo Il descreveu se os m todos de combate a corros o 94 CAP TULO III PROTE O CAT DICA DE EMBARCA ES 3 1 Generalidades O presente cap tulo descreve e OS princ pios b sicos da prote o cat dica nas superf cies dos cascos das embarca es e as orienta es para a utiliza o
65. a eletroqu mica apresenta os seguintes componentes a anodo eletrodo em que h oxida o corros o e onde a 07 corrente el trica na forma de ons met licos positivos entra no eletr lito b eletr lito condutor usualmente um l quido contendo ons que transportam a corrente el trica do anodo para o catodo catodo eletrodo onde a corrente el trica sai do eletr lito ou o eletrodo no qual as cargas negativas el trons provocam rea es de redu o circuito met lico liga o met lica entre o anodo e o catodo por onde escoam os el trons no sentido anodo catodo Retirando se um desses componentes elimina se a pilha e consequentemente diminui a possibilidade de corros o Evidentemente pode se retirar o catodo a liga o met lica ou o eletr lito O anodo sendo a pr pria estrutura met lica que se deseja proteger n o pode ser retirado ent o aplica se nele revestimento protetor e ou prote o cat dica Observa o O sentido de corrente el trica convencional estabelecido quando n o se tinha conhecimento aprofundado da estrutura at mica admitia que as cargas positivas se deslocavam atrav s dos 64 condutores Posteriormente verificou se que na realidade eram as cargas negativas isto os el trons que se deslocavam da a exist ncia de sinais diferenciados para anodo e catodo GENTIL 2007 Essa observa o importante para quando se disser em prote
66. aa 52 Consumo an dico de metal eee 73 Constituintes em grama por litro de gua do mar 79 Potenciais de prote o para cascos de a o medidos em rela o a diferentes tipos de eletrodos de refer ncia 94 Efici ncia de revestimento utilizado em prote o cat dica 97 Compara o entre as diferentes ligas de anodos galv nicos 102 Densidades de corrente recomendadas para a prote o galv nica das superf cies externas do casco iremos 103 Tabela comparativa entre anodos de sacrif cio fabricados no 106 Brasil Anodos inertes para Sistemas de Corente Impressa 121 Massa unit ria de anddoS asc quis pira Lao Li sad og da aids Ea air eba gn 122 Compara o das principais caracter sticas de cada um dos sistemas de prote o dos cascos das embarca es 125 Potenciais casco gua a partir dos quais come am a aparecer problemas de empolamento no revestimento 130 FHWA FMI IUPAC NACE PMG PIB PNB NBS RLEE RLRE 10 LISTA DE SIGLAS U S Federal Highway Administrator administra as rodovias norte americanas Fundo Monet rio Internacional Uni o Internacional de Qu mica Pura e Aplicada ONG internacional National Association of Corrosion Engineers Plano de Manuten o Geral Produto Interno Bruto Produto Nacional Bruto National Bureau of stand
67. ada b Pilha de aera o diferencial a pilha constitu da de eletrodos de um s material met lico em contato com um mesmo eletr lito mas apresentando regi es com diferentes teores de gases dissolvidos Como ocorre com mais frequ ncia em regi es diferentemente aeradas conhecida com o nome de pilha de aera o diferencial ou de oxigena o diferencial A diferen a de concentra o do oxig nio origina uma diferen a de potencial funcionando o eletrodo mais aerado como catodo e o menos aerado como anodo GENTIL 2008 Como normalmente h uma tend ncia quase natural de alguns admitirem que o eletrodo mais aerado que deveria ser o anodo e portanto corro do de toda necessidade determinar os potenciais desses eletrodos a fim de comprovar a localiza o das reas an dicas e cat dicas GENTIL 2008 Admitindo se que as press es parciais de oxig nio sejam diferentes 72 para os eletrodos respectivamente menos aerados e mais aerados e supondo se que o eletrodo menos aerado seja o anodo e o mais aerado o catodo tem se para a for a eletromotriz da pilha Epilha Ecatodo E anodo Em condi es ideais a equa o de equil brio do eletrodo de oxig nio em solu es neutras ou alcalinas 2H20 O2 4e gt 407 Eq e o seu potencial padr o de redu o E 0 401 V Os potenciais dos eletrodos podem ser obtidos desde que se considerem as atividades das fases gasosas como iguai
68. alisadas as vantagens e desvantagens de cada sistema o custo e a viabilidade t cnica de se empregar um sistema galv nico ou outro por corrente impressa 3 1 6 2 C lculo da corrente de prote o A corrente necess ria a prote o de determinada estrutura independe do tipo de sistema que se utiliza seja galv nico ou por corrente 104 impressa Pode se calcular esta corrente em fun o das seguintes informa es rea da estrutura a ser protegida A esta rea obtida a partir da forma geom trica da estrutura devendo ser considerada somente a rea que estiver em contato com o eletr lito sendo expressa em m Densidade de corrente Dc as densidades de corrente utilizadas s o obtidas em fun o da resistividade el trica do eletr lito e referem se estrutura sem revestimento sendo expressas em mA m Pode se relacionar a resistividade do eletr lito com a densidade de corrente atrav s da seguinte f rmula Dc 13 35 log 10 2 Dc mA m2 q ohm cm A determina o da densidade de corrente poder tamb m ser efetuada atrav s do gr fico 3 1 Efici ncia do Revestimento E naturalmente uma estrutura revestida necessitar para sua prote o de uma quantidade de corrente menor do que seria necess ria se a estrutura estivesse sem revestimento A tabela 3 2 indica alguns valores de efici ncia de revestimento utilizados em projetos de prote o cat dica de Embarc
69. ards Renda L quida Enviada ao Exterior quando as rendas enviadas superam as recebidas Renda L quida Recebida do Exterior quando as rendas recebidas superam as enviadas CO H2S O OH S MBOLOS Di xido de carbono cido Sulf drico Oxig nio Hidroxila Enxofre 11 12 METODOLOGIA O estudo que ora se apresenta foi levado a efeito a partir do m todo da pesquisa bibliogr fica em que se buscou o conhecimento em diversos tipos de publica es tais como livros revistas trabalhos t cnicos da ABRACO manuais e sites da internet Os principais autores utilizados neste estudo foram Aldo Correia Dutra Vicente Gentil Laerce de Paula Nunes Presidente da ABRACO Ph Dr Joe H Pauer amp Ph Dr Gerhausdus H Koch Relat rios dos anos de 1949 Uligh USA 1961 India 1965 Finl ndia e Su cia 1967 W Germany 1970 Hoar UK 1974 Japan CCP 1978 The Battele NBS USA 1983 CDST ANCCPC Austr lia 1995 Kuwait sobre o custo da corros o metodologia de estimativa de custo da corros o teve como base relat rio editado na gest o do Ministro de Tecnologia Ingl s T P Hoar ano de 1970 Nesta metodologia descreveu se 16 fatores de refer ncia sob o custo onde os 3 tr s mais importantes afirmou ser 1 a necessidade de uma melhor divulga o das informa es sobre a prote o contra a corros o 2 a necessidade de mais educa o em corros o e
70. as vantagens mencionadas o sistema proposto tem a vantagem de ter uma plataforma praticamente livre para a adapta o de acess rios devido a n o utiliza o de equipamentos necess rios propuls o e estabilidade comuns na maioria dos ve culos existentes A for a do empuxo dada numa plataforma est vel permite ao sistema realizar com maior precis o trabalhos que exigem maior for a como a limpeza do casco 2 7 Ve culo de inspe o com roda magn tica da COPPE UFRJ Este sistema de inspe o composto por um ve culo com oito rodas magn ticas para se fixar ao casco da embarca o e um aparato de ultrassom para realizar a avalia o da integridade do casco A principal fun o deste ve culo deslocar um conjunto de sensores ultrass nicos sobre o casco do navio com o objetivo de localizar defeitos na rea inspecionada Este sistema foi projetado para operar em profundidade m xima de 40m e controlado por um cabo umbilical conectado ao computador Seu peso aproximadamente 170kg no ar e na gua o peso equilibrado pelo empuxo O ve culo tem dimens es de 1 7m de comprimento Im de largura e 0 5m de altura O sistema possui um chassis em alum nio oferecendo suficiente flexibilidade para transpor irregularidades da superf cie em inspe o tais como cord es de solda Oito rodas magn ticas mant m o sistema aderente ao casco durante a inspe o e sua for a de atra o foi testada experimentalmente O ve culo movim
71. ato met lico entre essas regi es A ocorr ncia dessas reas de potenciais diferentes ao longo de uma tubula o de a o ou de uma chapa met lica mergulhada em um eletr lito como o solo ou a gua tem sua explica o nas varia es de composi o qu mica do metal na presen a de inclus es n o met licas nas tens es internas diferentes causadas pelos pro cessos de conforma o e soldagem do material met lico etc GENTIL 2008 Pela natureza eletroqu mica da corros o verifica se que h um fluxo de corrente atrav s do eletr lito e do metal de tal maneira que os c tions saem do anodo para a solu o ao mesmo tempo em que os el trons se dirigem do anodo para o catodo seguindo o circuito met lico A taxa de corros o depende ent o da intensidade da corrente que flui no sistema dependendo essa intensidade da for a eletromotriz total da pilha formada e das v rias resist ncias hmicas e n o hmicas do circuito Proteger catodicamente uma estrutura significa eliminar por processo artificial as reas an dicas da superf cie do metal fazendo com que toda a estrutura adquira comportamento cat dico Como consequ ncia o fluxo de corrente el trica anodo catodo deixa de existir e a corros o totalmente eliminada GENTIL 2008 150 BIBLIOGRAFIA ABNT NBR 6181 1980 Classifica o de meios corrosivos com vistas sele o de sistemas de pintura Classifica o 7p ABNT NBR 8478 1984 Prote
72. bar DFC 707 como fundo e intermedi rio Ambos os produtos podem ser usados para todo o barco Esses revestimentos inibem o processo de corros o e garantem prote o eficaz por mais tempo diz Riva Para barcos de madeira acima da linha d gua a indica o o produto Rekomar PSD 510 Para abaixo da linha d gua como fundo o Rekotar DHS 220 garante a prote o Recomenda se ainda a aplica o de um selador como o Revran TTF 527 ou Rekotar DVI 288 Para acabamento aplicar o Rekomar FBR 600 e o Rethane DHG 652 que formam uma camada extra de prote o com perfeito acabamento Os anti incrustantes Rekomar AF Tropical e Supermarine AF IONEX 094 tamb m s o destaque da Renner Al m de escolher os produtos ideais s o necess rios cuidados espec ficos na aplica o O clima tamb m pode prejudicar a apar ncia do barco e at mesmo o trabalho do profissional Se a umidade estiver acima de 85 durante a aplica o e a secagem da tinta pode se ter fosqueamento que interfere na ader ncia da tinta aplicada O especialista destaca ainda os problemas com a mudan a de temperatura Se a temperatura da superf cie estiver acima de 50 C pode se ter dificuldade de aplica o bolhas pobre alastramento no acabamento overspray dentre outros defeitos de pintura que podem alterar a apar ncia do revestimento No caso de temperaturas ambientes abaixo de 15 C a cura de tintas ep xi fica comprometida pois quanto menor a temperat
73. barca o passando pela gua para chegar ao negativo Neste processo o casco da embarca o funciona como anodo ativo de cuba eletrol tica Se o trabalho for demorado pode at perfurar o casco e naufrag lo Para evitar se este grave problema deve se ou levar a m quina de solda para a embarca o ou ent o levar para l o seu condutor negativo c Galv nica Corros o que ocorre quando metais ou ligas com potenciais eletro qu micos diferentes s o acoplados um ao outro Ex corros o do parafuso de ferro na antena de TV que fabricada de alum nio d Associada a solicita es mec nicas corros o sob tens o fraturante ver item 1 7 3 e Corros o em torno do cord o de solda Forma de corros o que 82 se observa em torno do cord o Ocorre em a os inoxid veis n o estabilizados ou com teores de carbono maiores que 0 03 e a corros o se processa intergranularmente 1 7 3 Os fatores mec nicos a Sob tens o Na corros o sob tens o tem se a deteriora o de materiais devido a o combinada de tens es residuais ou aplicadas a meios corrosivos Quando se observa a fratura dos materiais ela chamada de corros o sob tens o fraturante b Fadiga o resultado de a es combinadas de tens es c clicas c Eros o Remo o do material superficial pela a o de v rios impactos de part culas s lidas ou l quidas d Cavita o O fen meno cavita o ocorre e reas com altas vel
74. bilidade desta pel cula O emprego da prote o an dica ainda muito restrito no Brasil por m em outros pa ses ela tem sido aplicada na industria qu mica e petroqu mica XA APROXIMADA POTENCIAL DE OTE O AN DICA POTENCIAL Volt x ECS gt 2 5 4 3 1 Logi A cm DENSIDADE DE CORRENTE Figura 2 1 Potencial de prote o an dica mostrado em curva de polariza o an dica 2 1 6 Controle de corros o na fase de projeto O aumento da resist ncia corros o atrav s de pr ticas de prote o anticorrosiva adotadas na fase de projeto uma das mais importantes formas de controle de corros o NUNES 2007 Este aumento de resist ncia pode ser obtido de duas formas a primeira adotando pr ticas que minimizem os problemas de corros o e a segunda utilizando as t cnicas de prote o anticorrosiva NUNES 2007 Consiste na utiliza o de pr ticas reconhecidas como eficazes na prote o anticorrosiva de equipamentos e instala es industriais 90 especialmente na fase de projeto do equipamento ou instala o NUNES 2007 Todas essas pr ticas visam de modo geral evitar o aparecimento de pilhas de corros o bem como assegurar um adequado controle da corros o nos casos em que se torna absolutamente inevit vel a sua exist ncia NUNES 2007 2 1 6 1 Pr ticas de Projeto Consiste na utiliza o de pr ticas r
75. ca s o por vezes denominadas corros o ou oxida o em altas temperaturas Estes processos s o menos frequentes na natureza envolvendo opera es onde as temperaturas s o elevadas Tais processos corrosivos se caracterizam basicamente por aus ncia da gua l quida temperaturas em geral elevadas sempre acima do ponto de orvalho da gua intera o direta entre o metal e o meio corrosivo Como na corros o qu mica n o se necessita de gua l quida ela tamb m denominada em meio n o aquoso ou corros o seca Obs Este processo n o ser enfocado 1 4 COMO SE DEFINE O POTENCIAL DO ELETRODO Quando os metais reagem t m tend ncia a perder el trons sofrendo oxida o e consequentemente corros o Verifica se experimentalmente que os metais apresentam diferentes tend ncias oxida o Assim em presen a de ar e umidade nota se que o ferro tem maior tend ncia a se oxidar do que o n quel e que o ouro n o se oxida portanto de grande ajuda para o estudo ou previs o de alguns processos corrosivos dispor os metais em uma tabela que indique a ordem preferencial de cess o de el trons GENTIL 2008 27 1 4 1 Comportamento de um metal em solu es eletrol ticas A imers o de um metal nas solu es eletrol ticas determina o estabelecimento de uma diferen a de potencial entre as duas fases a s lida e a l quida Esta diferen a de potencial simultaneamente de natureza el
76. chamam de pilha de a o local Quando em um sistema existe a tend ncia a desenvolver se esse tipo de processo in meras pilhas de a o local podem ser observadas sobre a mesma superf cie GENTIL 2008 1 6 2 2 Pilhas de concentra o Existem casos em que se t m materiais met licos de mesma natureza mas que podem originar uma diferen a de potencial ocasionando processos de corros o Isto ocorre quando se tem um mesmo material met lico em contato com diferentes concentra es de um mesmo eletr lito ou em contato com o mesmo eletr lito por m em locais em que os teores de gases dissolvidos s o diferentes Tem se no primeiro caso a pilha de concentra o i nica e no segundo caso a pilha de aera o diferencial GENTIL 2008 71 a Pilha de concentra o i nica Formada por material met lico de mesma natureza em contato com suas solu es de diferentes concentra es De acordo com a equa o de equil brio para um eletrodo met lico 2 M ne gt M PE 1 Pode se verificar que diminuindo se a concentra o dos ons M o equil brio tende a deslocar se no sentido 1 aumentando a tend ncia perda de el trons Pelo mesmo racioc nio verifica se que o aumento da concentra o diminuiria essa tend ncia Pode se fixar ent o a natureza el trica dos eletrodos Anodo aquele que estiver imerso na solu o mais dilu da catodo aquele que estiver imerso na solu o mais concentr
77. cia do zinco em ceder el trons podendo 68 se ent o esquematizar a representa o desta pilha como mostra a Figura 1 10 e an dica Zn gt Zn 2e cat dica H20 1 2 O2 2e gt 20H A raz o do aparecimento da colora o r seo avermelhada em tomo do ferro se deve ao meio alcalino OH em presen a de fenolftale na e o res duo esbranqui ado em torno do eletrodo de zinco resulta do hidr xido de zinco formado de acordo com a equa o Zn 20H gt Zn 0H ou do ferricianeto de zinco 3Z2n 2Fe CN e gt Zns Fe CN l gt Figura 1 10 reas an dica e cat dica na pilha Zn Fe GENTIL 2008 Neste caso n o houve corros o do ferro pois em caso afirmativo haveria a oxida o do mesmo a Fe que reagiria com o ferricianeto adicionado ao eletr lito dando o produto Fes Fe CN el gt azul Com a experi ncia 1 1 pode se comprovar a relatividade dos termos anodo e catodo o ferro funciona como anodo se corr i quando acoplado ao eletrodo de cobre mas permanece protegido acoplado ao eletrodo de zinco porque este ltimo que funciona como anodo GENTIL 2008 Pode se concluir da experi ncia que o metal que funciona como catodo fica protegido isto n o sofre corros o Esta conclus o explica o 69 mecanismo da prote o cat dica com anodos de sacrif cio ou galv nica bem como a raz o de serem usados magn sio alum nio e zinco como anodos para a prote o do ferro da o
78. co 0 0260 S dio 10 5561 magn sio 1 2720 C lcio 0 4001 Pot ssio 0 3800 Estr ncio 0 0133 Tabela 1 9 Constituintes em grama por litro de gua do mar 85 1 7 5 Localiza o do ataque a Por pite Ver item 1 3 9 3 b Uniforme Ver item 1 3 1 1 c Intergranular Ver item 1 5 1 6 d Transgranular Ver item 1 5 1 6 1 8 Conclus o Este primeiro cap tulo composto de 2 duas subdivis es a Custo da Corros o item 1 1 b Estudo da Corros o enfatizando a corros o no a o ou ferro na gua do mar item 1 2 a 1 7 86 CAP TULO Il M TODOS DE COMBATE A CORROS O 2 1 M TODOS QUE MELHORAM A RESIST NCIA CORROS O Alguns materiais de elevado uso industrial possuem baixa resist ncia a corros o na maioria dos meios Esta resist ncia pode ser melhorada ampliada ou at mesmo obtida no seu mais elevado grau utilizando t cnicas ou m todos de prote o anticorrosiva que promovem a passiva o ou a polariza o do material Dentre essas t cnicas ou m todos podem ser citados os revestimentos os inibidores de corros o as t cnicas de modifica o do meio a prote o cat dica e an dica e ainda o controle pelo projeto NUNES 2007 2 1 1 Revestimentos Os revestimentos constituem se em pel culas interpostas entre o metal e o meio corrosivo ampliando a resist ncia corros o do material met lico Esta pel cula pode dar ao material um comportamento
79. cobre em temperatura mais baixa o anodo b o chumbo em contato com seus sais age da maneira acima c a prata tem polaridade inversa aos exemplos anteriores d ferro imerso em solu es dilu das e aeradas de NaCl tem como anodo parte mais aquecida mas ap s algumas horas dependendo da aera o e da agita o a polaridade pode inverter se 1 6 2 4 Pilha eletrol tica Nos tipos de pilhas vistos anteriormente verificou se que a diferen a de potencial entre os eletrodos devida somente aos potenciais diferentes desses eletrodos e origin ria de processo espont neo Podem ocorrer entretanto casos em que a diferen a de potencial proveniente de uma fonte de energia externa n o sendo necess rio que os eletrodos sejam diferentes em sua natureza qu mica GENTIL 2008 Esquematizando tem se 75 A B gt A B A gt A ne B ne gt B e processo n o espont neo processo eletrol tico isto decomposi o de uma subst ncia por corrente el trica A B gt A B Corrente el trica A ne gt A B 5 B ne como exemplo tem se o cloreto de s dio cuja forma o por processo espont neo resultante da rea o direta entre s dio e cloro Na Clo gt Na CI Na gt Na 1e oxida o Ya Clo 1e gt CI redu o e cuja decomposi o por eletr lise processo n o espont neo isto necessita de energia externa sob forma de energia el trica NaCl gt
80. com o qual forma o res duo azul 67 de Fes Fe CN elz Em um b cher de 250ml colocar 200ml de solu o aquosa a 3 de cloreto de s dio 1ml de solu o aquosa alco lica a 1 de fenolftale na e 2ml de solu o aquosa N normal de ferricianeto de pot ssio Imergir 2 eletrodos met licos sendo um de zinco e outro de ferro ligando os por meio de um fio de cobre ou outro condutor Observar ap s alguns minutos que em torno do eletrodo de ferro h o aparecimento de colora o r seo avermelhada e em torno do eletrodo de zinco vai se formando um res duo esbranqui ado Experi ncia 1 1 GENTIL 2008 b no catodo ocorre a rea o HO 40 2e gt 20H e verifica se que conforme a rea o vai se processando acentua se o meio b sico isto forma o de ons hidroxila OH que identificado pela fenolftale na dando a caracter stica colora o r seo avermelhada GENTIL 2008 Confirma se portanto nesta experi ncia que o zinco o anodo e o ferro o catodo ficando portanto protegido e n o sofrendo corros o Estas observa es podem ser confirmadas por consulta tabela de potenciais de eletrodos padr o que d os seguintes valores para os eletrodos de zinco e de ferro respectivamente Zn 2e gt Zn 0 763V Fe 2e gt Fe 0 44V Calculando se o potencial da pilha verifica se que o processo espont neo Epilha Ec Ea 0 44 0 763 0 323 V Observa se a maior tend n
81. contendo cloretos GENTIL 2008 A destrui o da passividade pelo on cloreto n o ocorre em toda a extens o da pel cula e sim em pontos talvez determinados por pequenas varia es na estrutura e na espessura da pel cula Formam se ent o pequenos pontos de metal ativo anodos circundados por grandes reas de metal passivado catodos dando lugar a uma diferen a de potencial entre 70 essas reas da ordem de 0 5 V A pilha resultante que se costuma chamar pilha ativa passiva GENTIL 2008 A destrui o da passividade tamb m pode ocorrer por meio de riscos na camada de xido expondo superf cie met lica ativa que funcionaria como anodo caso de corros o em tubos rosqueados onde se observa ataque mais acentuado nas partes rosqueadas GENTIL 2008 b Pilha de a o local Observa se experimentalmente que o zinco de alta pureza resiste mais a o de cido sulf rico dilu do que o zinco comercial Aparentemente o ataque feito uniformemente sobre toda a superf cie do zinco comercial mas se observado sob uma lente de aumento verifica se que o desprendimento do hidrog nio gasoso ocorre somente em determinados pontos da superf cie do zinco As impurezas ferro carbono cobre normalmente presentes no zinco funcionam como microcatodos funcionando o zinco como anodo GENTIL 2008 Quando os anodos e os catodos est o em contato direto em presen a de um eletr lito formam o que alguns autores
82. corrente impressa para o casco de navios IEC 1981 b Anodos Especiais ou inertes normalmente de tit nio platinizado ou de chumbo antim nio prata montados no casco com o objetivo de distribuir a corrente de prote o ao longo da superf cie submersa do casco IEC 1981 c Eletrodos de Refer ncias Especiais normalmente de zinco segundo a especifica o MIL A 18001H com o objetivo de controlar 122 automaticamente em fun o dos potenciais alcan ados pelo casco a quantidade de corrente fornecida pelo retificador atrav s dos anodos Os eletrodos de refer ncia tal como os anodos s o montados na superf cie do casco completamente isolados do a o e com o seu aux lio o tranformador retificador ajusta automaticamente a corrente cont nua de sa da de tal modo a manter os potenciais ao longo do casco da embarca o dentro dos menores valores poss veis de prote o com o objetivo de n o prejudicar o revestimento protetor das superf cies submersas A outra finalidade do eletrodo de refer ncia medir o potencial do casco com a embarca o parada ou em movimento sendo que a leitura pode ser observada no milivolt metro apropriado instalado no painel do transformador retificador com a embarca o parada as leituras podem ser feitas tamb m com um eletrodo de Ag AgCl e um volt metro port til especial com alta resist ncia interna IEC 1981 Figura 3 6 Aterramento do eixo do h lice
83. d Um dispositivo para a Liga o El trica Eficiente do Casco com o H lice do Navio mediante escovas especiais permanentemente em contacto com o eixo e eletricamente conectadas ao casco da embarca o Com a 123 instala o desse dispositivo garante se a eficiente prote o ao h lice evitando problemas de corros o e cavita o s suas superf cies A diferen a de potencial entre o casco e o h lice deve ser mantida abaixo de 20mV IEC 1981 e Um dispositivo para a liga o el trica eficiente do casco com a estrutura met lica do leme Essa liga o feita por interm dio de um cabo el trico robusto entre o casco e o leme costado cabo el trico de se o 70 mm2 madre do leme Figura 3 7 Dispositivo de aterramento da m quina do Leme f Blindagens para os Anodos Com o objetivo de evitar danos a pintura do casco nas imedia es dos anodos cada anodo inerte instalado sobre uma blindagem Normalmente um revestimento espesso de poliester fibra de vidro ou a base de ep xi Essa blindagem se estende a aproximadamente a aproximadamente 80 cm a partir do per metro do anodo dependendo do sistema empregado para cada embarca o IEC 1981 g Dispositivos para a Montagem dos Anodos e dos Eletrodos de Refer ncia Os cabos el tricos que ligam o transformador retificador aos anodos e aos eletrodos de refer ncia caminham dentro de eletrodutos na parte interna do casco Para a liga o d
84. de causar rea es indesej veis na superf cie Isto impulsionou o desenvolvimento de t cnicas num ricas para an lise e otimiza o de projetos de prote o cat dica em estruturas enterradas levando em considera o as varia es das condi es do sistema Os tr s m todos num ricos mais utilizados neste tipo de an lise s o M todo das Diferen as Finitas M todo dos Elementos Finitos e M todo dos Elementos de Contorno Os M todos das Diferen as Finitas e Elementos Finitos requerem a modelagem do volume do eletr lito para determina o da distribui o do potencial no meio Levando em considera o que a distribui o do potencial na superf cie o objetivo prim rio e que a determina o de par metros no eletr lito somente faz aumentar tempo e custo da an lise bem como o arquivo de dados implementados esta uma desvantagem do uso destes m todos em sistemas de prote o cat dica Desta forma o M todo dos Elementos de Contorno quando comparado aos demais m todos visto como o mais adequado na an lise de sistemas de prote o cat dica j que somente o contorno do eletr lito discretizado De fato a an lise de sistemas de prote o cat dica visa a obten o da distribui o de potencial e de densidade de corrente na superf cie met lica da estrutura Para an lise num rica de um determinado sistema este deve ser dividido em elementos de tamanhos e formas variadas em fun o da geometria e do m todo
85. de do eletr lito e eeeeeereeee eres Gr fico 3 2 Fator de corre o da corrente do eletr lito ii Akimov G V Graham Thomas Gibbs osiah Willard Le Chatelier Henri Louis Hoar T P Nerst Walther Hermann LISTA DE PERSONALIDADES Nasceu em 23 04 1901 e faleceu em 23 01 1953 maior cientista no campo da corros o e metalurgia sovi tica Nasceu em Glasgow em 21 12 1805 e faleceu em 16 09 1869 foi um qu mico brit nico conhecido por suas pesquisas na difus o de gases e l quidos na qu mica dos col ides No campo da qu mica dos col ides foi o primeiro a distinguir entre estes e os cristal ides Descobriu o m todo da di lise para separar os col ides de uma s rie de solu es Nasceu nos EUA em 11 01 1839 e faleceu em 28 04 1903 era um te rico Americano f sico qu mico e matem tico Sua grande contribui o foi a aplica o para Segunda Lei da Thermodin mica pelas exaustivas discuss es da rela o entre a qu mica el trica e energia t rmica e capacidade para trabalho externo devido a isto recebeu em 1901 a Medalha Copley da Sociedade Real de Londres Royal Society of London nasceu em 8 10 1850 e faleceu em 17 06 1936 foi um qu mico e metalurgista franc s Contribuiu significativamente para o desenvolvimento da termodin mica conhecido pela descoberta da lei do equil brio qu mico princ pio de Le Ch telier estabelece que Se for impos
86. de el trons A regi o da interface que pertence solu o cont m mol culas do eletr lito que apresentam dipolos Estes dipolos se orientam na interface de acordo com o sinal da carga existente na superf cie met lica e nela ficam adsorvidos Na superf cie met lica ficam tamb m adsorvidos alguns ons existentes na solu o seja do metal ou do solvente Alguns ons do metal existentes na solu o que n o est o adsorvidos ficam solvatados isto ficam envolvidos pelas mol culas polares do solvente e se situam em regi es mais afastadas da superf cie met lica O arranjo ordenado de cargas el tricas na interface metal solu o o que constitui a dupla camada el trica Analisando em detalhe chega se s conclus es descritas a seguir GENTIL 2008 Primeiro quando o potencial dos ons met licos na rede cristalina do metal for maior que o potencial dos ons met licos em solu o haver a tend ncia espont nea de aqueles ons passarem para a solu o e a l mina met lica ficar com um excesso de carga el trica negativa pois os el trons n o podem existir livres na solu o e permanecem no metal O potencial el trico da l mina por isso decresce e a passagem de ons met licos para a solu o torna se mais dif cil A transfer ncia desses ons prosseguir at que o potencial da l mina atinja um equil brio com potencial da solu o nestas circunst ncias a l mina met lica ter adquirido um potenc
87. diferentes tipos de a o foram desenvolvidos para atender a in meras finalidades e sua resist ncia corros o tem sido uma preocupa o constante contudo insuficiente para tornar estes materiais imunes sua a o destruidora As medidas visando proteger os materiais met licos contra a corros o tamb m s o antigas Cada m todo e cada t cnica t m suas vantagens e desvantagens al m das suas limita es E os m todos de que se disp e para isto constituem hoje ramos altamente especializados na moderna tecnologia Dentre os m todos de combate corros o lugar de destaque ocupado pela PROTE O CAT DICA que dentro do seu campo de aplica o elimina por completo os processos de corros o consequentemente tornando o material met lico imune ao seu ataque gra as prote o cat dica que os milh es de quil metros de tubula es enterradas para a condu o de gua combust veis l quidos e gasosos min rios e produtos qu micos al m das monstruosas instala es portu rias e das embarca es constru das com a o operam com seguran a dentro de n veis econ micos para o conforto do homem de hoje A prote o cat dica a t cnica que consiste na transforma o da estrutura met lica que se deseja proteger no catodo de uma pilha artificial de modo a tornar as rea es de corros o termodinamicamente imposs veis e consequentemente evitar deteriora o do material 15 CAP TULO
88. do a o tem esta finalidade Relat rio publicado pelo NBS em 22 1965 indica que nos EUA esta produ o adicional de 40 Com rela o ex URSS Tomashov reporta que 1 3 da produ o do a o tem essa finalidade Acrescenta ainda que desta parcela cerca de 2 3 ou seja 22 retornam as usinas sob a forma de sucata sendo o restante cerca de 10 totalmente destru do pela corros o GENTIL 2008 A reposi o de min rios faz com que as reservas naturais de alguns metais tendam ao esgotamento e al m disso h uma agress o ao meio ambiente pois reas de min rios antes montanhosas ficam reduzidas a vales com acentuadas profundidades Portanto al m da perda de reservas naturais tem se grande influ ncia no meio ambiente causa de grandes debates entre mineradoras e ambientalistas NUNES 2007 1 1 2 Considera es energ ticas Uma importante considera o que n o pode deixar de ser feita refere se ao aspecto energ tico Sabe se que a obten o de um metal se faz custa de uma certa quantidade de energia a qual cedida por interm dio dos processos metal rgicos como se v na cl ssica express o metalurgia Composto energia ce Metal corros o Como exemplo caracter stico desse consumo energ tico pode ser citado redu o t rmica de min rio de ferro que exige consumo de carbono sob a forma de carv o e de combust vel para se alcan ar 23 temperatura de redu o de cerca
89. dos por um amplificador de controle e circuitos de disparo que alterando o trem de pulsos de um sistema de thyristores regulam a corrente de sa da para os anodos Al m da fun o 127 b sica de controle das correntes de prote o o sistema disp e de um sistema de alarmes ativados pelos seguintes eventos a potencial excessivamente alto captado pelos eletrodos b potencial excessivamente baixo captado pelos eletrodos c corrente excessiva em rela o ao valor pr ajustado e d temperatura excessiva detectada por termostatos nos dissipadores da ponte de thyristores e diodos retificadores 3 3 3 Instala es t picas do Sistema 3 3 3 1 Equipamento de controle S o constitu dos basicamente por uma ou mais unidades de energia transformador retificador O modelo e a nomenclatura muda de embarca o para embarca o Eletrodos de refer ncia sensores S o os equipamentos instalados junto ao casco da embarca o cuja fun o detectar o potencial do casco da embarca o e envi lo para o equipamento eletrodo de refer ncia epoxi isolador a o doce cabo el trico Figura 3 10 eletrodo de refer ncia 128 Anodos inertes permanentes S o os componentes que recebem a corrente de prote o proveniente da Unidade de Controle Autom tica e a remete no sentido do casco da embarca o a material de confec o platina e tit neo platinizado b quan
90. dos tipos de prote o empregados galv nica ou por corrente impressa e dados comparativos sobre os dois sistemas e considera es importantes sobre o desempenho dos esquemas de revestimento normalmente utilizados em fun o das condi es de opera o do sistema de prote o cat dica e vice versa A corros o destr i as partes met licas da embarca o imersas em gua salgada gua do mar O sistema de prote o cat dica todo e qualquer meio criado com a finalidade de proteger metais ferrosos contra corros o A bordo de embarca es o Sistema de Prote o Cat dica est voltado para as obras vivas isto para a parte submersa da embarca o A finalidade do Sistema de Prote o Cat dica prover os meios flutuantes embarca es de um sistema capaz de evitar ou atenuar a corros o causada devido a uma rea o eletroqu mica Com a utiliza o da prote o cat dica consegue se manter essas instala es met licas livres de corros o por tempo indeterminado A corros o dos cascos das embarca es a destrui o eletroqu mica do a o provocada pela rea o com a gua do mar eletr lito Essa destrui o respons vel por grandes preju zos seja pela 95 necessidade da substitui o de chapas de a o ou pelo aumento da rugosidade das superf cies do casco com consequente aumento no consumo de combust vel utilizado para o deslocamento da embarca o ocasionada sempre por um
91. e ons Fe Fe e HFeOy e regi es onde o metal est vel sob a forma de uma fase s lida tal como o metal puro ou um de seus xidos Se o pH e o potencial de eletrodo na interface metal solu o s o tais que correspondem regi o onde os ons Fe s o est veis o ferro se dissolver at que a solu o atinja a concentra o de equil brio indicada pelo diagrama Tal dissolu o nada mais do que a corros o do metal Se as condi es correspondem a uma regi o onde o metal est vel dentro da regi o inferior do diagrama o metal n o se corroer e ser imune contra a corros o Finalmente se as condi es de interface correspondem a uma regi o de estabilidade de um xido por exemplo Fe 03 e se este suficientemente aderente superf cie e compacto formar na superf cie do metal uma barreira contra a a o corrosiva da solu o Tal situa o chamada de passiva o GENTIL 2008 O diagrama da Figura 1 3 permite estabelecer as seguintes considera es O ferro em presen a de solu es aquosas isenta de oxig nio ou de outros oxidantes tem um potencial de eletrodo que se situa abaixo da linha a o que implica a possibilidade de desprendimento de hidrog nio A pH cidos e a pH fortemente alcalinos o ferro se corr i com redu o de H A pH compreendido entre aproximadamente 9 5 e aproximadamente 12 5 o ferro tende a se transformar em FesO com desprendimento de hidrog nio a prese
92. e tubula es cheias de leo para prote o contra corros o Os propulsores s o respons veis pela movimenta o do ROV C mera de v deo luzes e manipuladores s o posicionados na parte frontal do ROV eventualmente na parte traseira para ajudar em alguma manobra Esse equipamento muito utilizado na ind stria de petr leo para realizar entre outras atividades a supervis o da montagem de equipamentos de explora o e produ o em grandes profundidades Dentre algumas fun es do ROV podemos citar a realiza o de tarefas t picas de grande 166 ANEXO 5 FL7 7 Inspe o submarina perspectivas e avan os Rev Tecnol Fortaleza v 30 n 2 p 198 209 dez 2009 Antonio Alves Carvalho Marcelo Cavalcante Pereira Nad ge Bouchonneau Jos Alexandre Barbosa Farias e Jorge Luiz Farias Brito destreza tais como soldagem posicionamento de um sensor de ensaios n o destrutivospara inspe o de soldas em estruturas offshore reparos nas soldas com defeito etc Tais tarefas s o realizadas com grande dificuldade por mergulhadores A utiliza o de um sistema autom tico facilita a execu o destas tarefas al m de ser absolutamente necess rio para opera es em guas profundas e ultraprofundas onde n o poss vel a presen a de mergulhadores Mas recentemente este equipamento vem sendo avaliado na inspe o de casco de navios FPSOs Embora j existam empresas no mundo que fornecem servi os de ROVs no Brasil pesquisas pa
93. e prote o anticorrosiva na Fase de Projeto 92 27 e CONCUSSA On 2 0 ideas asc nia si ade n A da aaa NI e 93 CAP TULO III 94 PROTE O CAT DICA DE EMBARCA ES 94 31 Generalidades tirasse aa doses Sons E aba pda SRS a na dada 94 3 1 1 Rea es an dicas e eeeeeereaeanea 96 3 1 2 Rea es CALOCICAS usas saias sabe t eso nais Da le Sana sanada 96 3 1 3 Corrente de COMOS O causam sais acosnbsilLssSsbsspadabncesas a naatLlig 96 3 1 4 Corrente de prote o cat dica o 97 3 1 5 M todos de prote o cat dica 99 3 1 6 Considera es sobre o dimensionamento do sistema de 101 prote o cat dica 3 1 6 1 Sele o do tipo de prote o o 103 3 1 6 2 C lculo da corrente de prote o 103 Sold INSUMOS EE Sd LE Eid one a es 106 3 1 8 Aplica es dos Sistemas de Prote o Vat dica no Brasil 108 3 2 An lise de Prote o Cat dica Galv nica 109 3 2 1 Dimensionamento de sistemas galv nicos 111 3 2 2 Distribui o e fixa o dos anodos galv nicos 118 3 2 3 Exemplo de Discrimina o de Servi o 118 3 3 An lise de Prote o Cat dica por corrente impressa 121 33 Generalidades e css capa iga siste seia no aonde tan sie sa r IRA S Saida 125 3 3 2 Descr
94. e suma import ncia a preven o e o combate corros o como forma de poupar energia GENTIL 2008 A corros o al m dos problemas associados com deteriora o ou destrui o de materiais apresenta sob determinado ponto de vista n o s esse lado negativo mas tamb m um lado positivo Assim pode se citar como 24 um caso ben fico de corros o de grande import ncia industrial prote o cat dica com anodos de sacrif cio ou galv nicos para prote o de a o carbono usado em instala es submersas ou enterradas forma o de pilha galv nica na qual o catodo o material a ser protegido no caso o a o carbono e o anodo material a ser corro do pode ser zinco alum nio ou magn sio Observa se que em troca da corros o desses metais tem se a prote o do casco da embarca o GENTIL 2008 1 2 EM QUE CONSISTE A CORROS O A corros o consiste na deteriora o dos materiais pela a o qu mica ou eletroqu mica do meio podendo estar ou n o estar associada a esfor os mec nicos Ao se considerar o emprego de materiais na constru o de equipamentos ou instala es necess rio que estes resistam a o do meio corrosivo al m de apresentar propriedades mec nicas suficientes e caracter sticas de fabrica o adequadas A corros o pode incidir sobre diversos tipos de materiais sejam met licos como os a os ou as ligas de cobre por exemplo ou n o met licos como pl sticos cer micas o
95. econhecidas como eficazes na prote o anticorrosiva de equipamentos e instala es industriais especialmente na fase de projeto do equipamento ou instala o NUNES 2007 As pr ticas podem ser de dois tipos a Pr ticas a serem evitadas b Pr ticas que devem ser previstas a Pr ticas a serem evitadas Evitar metais dissimilares desta forma evita se o aparecimento de ilhas galv nicas e Evitar frestas desta forma evita se aparecimento de pilhas de aera o diferencial e concentra o diferencial As frestas devem ser eliminadas por emassamento ou por passe de solda de veda o Evitar grande rela o entre rea cat dica e rea an dica quando existirem areas an dicas e cat dicas as reas an dicas devem ser substancialmente maiores que as cat dicas a fim de assegurar um desgaste 91 menor e mais uniforme nas areas an dicas Evitar cantos vivos os cantos vivos s o regi es onde os revestimentos e pel culas protetoras s o mais facilmente danific veis sendo portanto boa pr tica evit los arredondando se os cantos internos e externos Evitar mudan as bruscas de dire o no transporte de fluidos contendo s lidos em suspens o fluidos contendo s lidos em suspens o provocam eros o em regi es onde haja mudan as bruscas de dire o O desgaste do material pode ser ainda mais acelerado quando o processo erosivo acompanhado de corros o Evitar o escoamento de fluidos co
96. em a os inoxid veis n o estabilizados ou com teores de carbono maiores que 0 03 e a corros o se processa intergranularmente GENTIL 2008 1 7 2 Causas ou mecanismos a Por aera o diferencial Tem se aera o diferencial quando um material met lico est imerso em regi es diferentemente aeradas constituindo tipo frequente de heterogeneidade que conduz forma o de uma pilha de 81 aera o diferencial uma corros o localizada e portanto produz ataque acentuado em determinadas regi es ocorrendo a forma o de pites ou alv olos ver itens 1 7 1 Na jun o de pe as met licas por rebites ou parafusos podem existir frestas e como nessas frestas a aera o pequena resulta uma baixa concentra o de oxig nio no eletr lito que se encontra em contato com o metal fora das frestas b Eletrol tica ou Corrente de Fuga Corros o causada por fuga de corrente el trica cont nua devido a um aterramento el trico mal executado Deteriora o da superf cie de um metal for ada a funcionar como anodo ativo de uma cuba ou pilha eletrol tica Um caso frequente de interfer ncia e corros o eletrol tica acontece quando se faz solda el trica numa embarca o atracada num cais mantendo se a m quina de solda em terra e levando apenas o positivo para a execu o da solda Ao se fazer o aterramento da m quina de solda em estruturas met licas ao lado do cais obriga se a corrente a retornar da em
97. em tarefas de limpeza inspe o e manuten o em constru es e estruturas tais como cascos de navios e plataformas mar timas de explora o de petr leo Dentre estes principais sistemas pode se citar 2 1 Sistema Lamp Ray O sistema Lamp Ray pertence Imetrix Imetrix uma empresa americana especializada na fabrica o e aplica o de sistemas avan ados de inspe o e posicionamento submarino Seus principais desenvolvimentos s o o sistema de inspe o de casco de navios Lamp Ray um ve culo de opera o remota Talon um sistema de posicionamento de ve culos de opera o remota com princ pio ac stico e Ambientes marinhos s o reconhecidos por serem extremamente corrosivos para a os de m dia e baixa liga Por raz es econ micas tais a os ainda s o os materiais preferidos para estruturas da 162 ANEXO 5 FL3 7 Inspe o submarina perspectivas e avan os Rev Tecnol Fortaleza v 30 n 2 p 198 209 dez 2009 Antonio Alves Carvalho Marcelo Cavalcante Pereira Nad ge Bouchonneau Jos Alexandre Barbosa Farias e Jorge Luiz Farias Brito um simulador inteligente para treinamento de operadores de ve culo de opera o remota O Lamp Ray um sistema autosuportado facilmente transport vel at o local onde se encontra ancorada a embarca o Ambientes marinhos s o reconhecidos por serem extremamente corrosivos para a os de m dia e baixa liga Por raz es econ micas tais a os ainda s o os materiais prefe
98. enamento de materiais perigosos U 20 1 em governo defesa equipamentos militares e armazenamento de despejos nucleares U 17 6 em produ o explora o e produ o de g s e leo refino de petr leo fabrica o de produtos qu micos petroqu micos e farmac uticos papel e celulose agricultura reposi o de m quinas e equipamentos gastos por corros o processamento de alimentos minera o e equipamentos dom sticos Considerando o setor de infra estrutura foram apresentados os seguintes dados sobre n mero de pontes 583 000 pontes 200 000 de a o 235 000 de concreto armado 108 000 de concreto protendido 40 000 de outros materiais Dessas pontes 15 tem defici ncias estruturais corros o do a o e da armadura do concreto custos diretos anuais US 8 3 bilh es US 3 8 substitui o de pontes deficientes pr ximos 10 anos US 2 0 manuten o de pisos US 2 0 subestruturas de concreto US 0 5 pintura de manuten o de pontes de a o 20 e custos indiretos 10 vezes o valor do custo direto cerca de 780 000 km de tubula es para transporte de g s e l quidos a m dia anual de custo relacionado com corros o foi estimada em US 7 bilh es para monitora o substitui o e manuten o O custo direto relacionado com corros o em refinarias de petr leo foi de US 3 7 bilh es manuten o US 1 8 vasos US 1 4 e fouling US 1 4 GENTIL 2008
99. entado sobre o casco do navio por dois motores controlados eletronicamente cada um para quatro rodas C meras foram tamb m instaladas no ve culo para auxiliar o operador durante a inspe o Al m de controlar o movimento do sistema de inspe o o computador tamb m 165 ANEXO 5 FL6 7 Inspe o submarina perspectivas e avan os Rev Tecnol Fortaleza v 30 n 2 p 198 209 dez 2009 Antonio Alves Carvalho Marcelo Cavalcante Pereira Nad ge Bouchonneau Jos Alexandre Barbosa Farias e Jorge Luiz Farias Brito respons vel pela aquisi o dos dados Todos os sinais ultrass nicos s o registrados on line no computador no formato A Scan para uma poss vel checagem com imagens C scan formadas pelo programa de controle O m todo por ultrassom baseado na medida do tempo de propaga o de uma onda ac stica emitida por um transdutor que percorre um meio l quido e reflete quando a onda encontra a superf cie interna ou externa da chapa em inspe o A dist ncia entre o transdutor e a chapa pode ser obtida a partir sinal refletido pela parede interna da chapa e usada para avaliar a corros o interna O tempo de v o entre os ecos da parede externa e interna da chapa est relacionado espessura da chapa e permite uma avalia o da corros o externa 2 8 ROV Devido ao grande avan o tecnol gico no campo da ind stria naval e consequentemente aumento da profundidade de trabalho em ambientes subaqu ticos tornou se invi
100. entes a pilha de concentra o b e c pilha de temperaturas diferentes d No caso de processo n o espont neo devem ser destacadas as pilhas eletrol ticas GENTIL 2008 1 6 2 1 Pilhas de eletrodos met licos diferentes o tipo de pilha de corros o que ocorre quando dois metais ou ligas diferentes est o em contato e imersos num mesmo eletr lito a chamada pilha galv nica Sabe se que o metal mais ativo na tabela de potencial de eletrodo que funciona como anodo da pilha isto cede el trons sendo portanto corro do GENTIL 2008 de fundamental import ncia no estudo da corros o caracterizar a regi o an dica anodo e a regi o cat dica catodo interessante a apresenta o de experi ncias que permitam de maneira simples e bem definida esta caracteriza o Estas experi ncias comprovam embora se esteja agora falando em potenciais irrevers veis que a posi o relativa dos eletrodos na tabela de potenciais Tabela 1 1 se mant m em alguns casos possibilitando a previs o de processos corrosivos GENTIL 2008 A explica o das colora es observadas e da raz o da adi o ao meio corrosivo das subst ncias fenolftale na e ferricianeto de pot ssio se faz a seguir a no anodo tem se a corros o do ferro de acordo com a rea o Fe gt Fe 2e e como seria dif cil esta observa o em pouco tempo adiciona se KsFe CN s que um reagente bem sens vel para Fe e
101. ento tem limites a partir dos quais j n o compensa aument lo Se por um lado ele permite diminui o na resist ncia do leito por outro ele implica em maior investimento tanto em material quanto em instala o Nos itens anteriores foram abordados os aspectos econ micos relacionados com o projeto e instala o dos sistemas de prote o cat dica Al m destes imprescind vel a considera o dos seguintes t picos 3 4 1 Custo de Opera o Nos sistemas galv nicos o custo de opera o est impl cito no disp ndio com o material tendo em vista que a energia liberada resulta da dissolu o eletroqu mica do anodo Nos sistemas de corrente impressa deve se considerar o consumo de energia el trica que alimenta os retificadores ou o combust vel consumido para gerar a energia necess ria 3 4 2 Custo de Inspe o O custo de inspe o nos sistemas galv nicos extremamente reduzido e limita se praticamente a medi o de potencial Excetua se o caso de anodos instalados em estruturas mar timas particularmente as plataformas de produ o de petr leo no mar trabalho este que muito dispendioso 144 principalmente por requerer atividades de mergulho e usa de instrumental sofisticado tais como circuito fechado de televis o e ve culos submarinos de controle remoto Quando se trata de sistemas de corrente impressa a inspe o limita se a uma vistoria peri dica dos equipamentos para a v
102. equil brio entre o metal e os ons desse mesmo metal que est o em solu o Para cada valor de potencial revers vel existe um estado bem definido de equil brio entre o metal e os ons correspondentes que pode ser expresso como j visto por M ne M Os potenciais de eletrodo que se estabelecem sobre uma superf cie met lica em contato com um eletr lito s o de import ncia primordial para os processos de corros o Tr s aspectos diferentes relativos aos potenciais devem ser considerados a conhecimento da natureza e da grandeza dos potenciais iniciais que apresentam os diferentes metais nos diversos casos de corros o sob a influ ncia de toda a sorte de fatores b Conhecimento de como os potenciais iniciais se distribuem sobre a superf cie met lica c Conhecimento da varia o dos potenciais dos eletrodos durante o processo corrosivo isto ap s o contato do metal com o eletr lito O aspecto mais importante a determina o das diferen as de potenciais que se estabelecem quando se atinge um estado estacion rio isto os potenciais de eletrodos que se modificaram sob a influ ncia da polariza o e outros fatores Essas diferen as de potenciais v o influenciar as intensidades de correntes de corros o e consequentemente a dissolu o das reas an dicas isto a corros o do metal GENTIL 2008 No estudo dos fen menos de corros o ocorre mais frequentemente o caso de o metal
103. er ncia Para cada valor do potencial imposto o sistema demanda uma certa corrente que suprida pelo pr prio potenciost tico ver figura 1 8 NUNES 2007 A curva de polariza o cat dica que se obt m por este m todo que apresentam a transi o ativo passivo tem aspecto completamente diferente semelhante obtida pelo m todo intensiost tico por m a curva 62 an dica para metais como se v na Figura 1 9 NUNES 2007 POTE NCIOSTATOS FLETR LITO Figura 1 8 Esquema do sistema para o ensaio potenciost tico NUNES 2007 Os fen menos de polariza o assumem grande import ncia na cin tica dos processos de corros o eletroqu mica e muito particularmente para a prote o cat dica a qual consiste essencialmente na polariza o cat dica da estrutura a proteger NUNES 2007 m POTENCIAL Volt P PASSIVIDADE RAMO ATIVO gt Logi ma cm Figura 1 9 Aspecto de curva de polariza o an dica obtida pelo m todo potenciost tico para um metal que apresenta transi o ativo passivo NUNES 2007 tamb m muito importante para a t cnica da prote o an dica porque neste caso o que se faz aplicar estrutura que se deseja proteger 63 um potencial an dico dentro do campo de passividade de sua curva an dica NUNES 2007 1 6 O QUE S O PILHAS ELETROQU MICAS 1 6 1 Considera es gerais Basicamente uma pilh
104. erifica o de suas condi es gerais Normalmente esta inspe o feita por ocasi o das medi es de potencial o que feito de forma rotineira para o controle das condi es de prote o das estruturas Assim o seu custo consiste na apropria o dos respectivos gastos 3 4 3 Custo de Manuten o O custo de manuten o dos sistemas galv nicos geralmente muito baixo incidindo praticamente no caso de defici ncias de projeto ou de material ou ainda ap s o seu esperado consumo quando se torna necess ria instala o de novos anodos Quanto aos sistemas de corrente impressa os disp ndios de manuten o incidem principalmente nos retificadores como resultado da deteriora o de fus veis das colunas retificadoras e outros dispositivos Al m disso h possibilidade de deteriora o ou mesmo danos no isolamento dos cabos positivos o que provoca a sua degola em curto prazo Em geral o custo de manuten o destes itens pequeno e somente em casos excepcionais pode ocorrer despesas ponder veis 3 4 4 Influ ncia das condi es do revestimento do casco sobre as condi es de opera o do sistema de prote o cat dica As condi es de prote o cat dica do casco do navio s o extremamente influenciadas pela qualidade e condi es do revestimento protetor aplicado sabendo se que quanto melhor as suas caracter sticas protetoras 145 mais f cil se torna a distribui o da corrente nas
105. ertencente a uma terceira empresa norueguesa chamada ARGUS RTM Trata se de um ve culo offshore operado remotamente para inspe o submarina da parte inferior dos cascos de navios de grande porte Esse sistema permitiria realizar medi es com rendimento de at Im s O sistema em desenvolvimento trabalha com uma nova metodologia de inspe o conhecida como medida de espessura por resson ncia do ingl s Ressonance Thickness Measurement RTM O princ pio b sico desse novo m todo de medi o conhecido como resson ncia de meia onda j era conhecido h mais de 40 anos No entanto s teve a utiliza o 163 ANEXO 5 FL4 7 Inspe o submarina perspectivas e avan os Rev Tecnol Fortaleza v 30 n 2 p 198 209 dez 2009 Antonio Alves Carvalho Marcelo Cavalcante Pereira Nad ge Bouchonneau Jos Alexandre Barbosa Farias e Jorge Luiz Farias Brito possibilitada nos dias atuais depois que um m todo inovador de an lise de espectros de frequ ncia ac stica foi desenvolvido em conjunto pela empresa norueguesa DNV Det Norske Veritas e Kongsberg Defence amp Aerospace Devido aos princ pios f sicos do m todo n o existe necessidade de remo o de produtos de corros o ou de incrusta es marinhas para realizar a inspe o Os resultados das medi es de espessura s o apresentados em tempo real em gr ficos 3D 2D e podem ser transferidos para outros softwares de an lise como o Nauticus da DNV transmitindo e recebe
106. estar em contato com uma solu o contendo ons met licos 45 diferentes dos seus como por exemplo ferro ou alum nio em solu o de NaCl Nesses casos no in cio do processo corrosivo a solu o cont m ons Na CI OH e H e n o Fe ou AI Para o caso do ferro pode se admitir inicialmente a rea o de oxida o do ferro Fe gt Fe 2e que n o chega a formar um eletrodo revers vel n o atingindo portanto um equil brio que evidentemente faria com que cessasse o processo de oxida o do metal Isto n o ocorre e o ferro vai se oxidando ou corroendo porque ocorre tamb m a rea o de redu o H20 4 O2 2e gt 20H e este OH vai reagir com os ons Fe formando produtos insol veis Fe OH gt ou Fe OH s Fe 20H gt Fe 0H 2Fe OH 2 O2 H20 gt 2Fe OH s n o deixando portanto que haja Fe em solu o para atingir o equil brio Esses potenciais s o chamados de potenciais de eletrodos irrevers veis isto potenciais dos sistemas para os quais as condi es conhecidas n o permitem definir a natureza do fen meno revers vel A equa o de Nernst pode ser aplicada somente nos casos em que um potencial irrevers vel puder ser definido em fun o de uma rea o revers vel Para os casos de eletrodos irrevers veis que s o os mais frequentes em corros o s o ent o estabelecidos valores experimentais GENTIL 2008 O potencial real de um metal em uma dada
107. esultados de simula es de regi es bidimensionais e a simula o tridimensional de um navio plataforma Seguindo a tend ncia mundial observada em diversos campos da engenharia a aplica o de programas computacionais na an lise de sistemas de prote o cat dica tem sido cada vez mais frequente Atualmente existem diversos programas computacionais de diferentes graus de complexidade utilizados como ferramenta til no estudo de sistemas de prote o cat dica Al m das aplica es tradicionais de aquisi o e armazenamento de dados o uso de computadores na avalia o de sistemas de prote o cat dica pode reduzir custos atrav s da otimiza o de projetos e determina o de reas cr ticas para inspe o A grande aplica o de programas computacionais neste tipo de problema se baseia na determina o da distribui o do potencial e da densidade de corrente na superf cie de estruturas tais como plataformas offshore tubula es enterradas tanques de armazenamento navios entre outros Esta uma grande vantagem da simula o num rica em rela o aos m todos usuais de projeto que consistem na aplica o de uma s rie de f rmulas emp ricas que n o consideram as irregularidades geom tricas do sistema e as varia es da densidade de corrente e do potencial ao Esta limita o provoca em certos casos a superprote o de algumas regi es para garantir a prote o de outras o que al m de elevar o custo do processo po
108. eta prote o das superf cies nuas O que poderia ser poupado no custo da prote o cat dica como consequ ncia do uso de um revestimento uma parcela geralmente pequena do valor deste Ressalta se entretanto que por outras 142 raz es t cnicas as tubula es submarinas s o geralmente revestidas Entretanto deve se fazer uma avalia o econ mica quanto ao emprego de sistema galv nico comparado com o sistema de corrente impressa A op o pelo sistema de corrente impressa requer um estudo econ mico envolvendo o seu dimensionamento quanto ao tipo de anodo n mero deles bitola de cabos e capacidade dos equipamentos de impress o de corrente isto dos retificadores necess rio ter se em mente que nem sempre o sistema mais econ mico o de mais baixo custo e neste particular a seguran a operacional e a padroniza o dos equipamentos s o fatores importantes Por exemplo em instala es de grande porte mais conveniente ter se maior n mero de retificadores de menor capacidade do que um n mero pequeno de retificadores de grande capacidade Na primeira hip tese perfeitamente vi vel n o haver comprometimento da prote o com a paralisa o de um retificador Na segunda hip tese fatalmente o n vel da prote o seria afetado pela parada de um destes equipamentos Quando a op o recair no sistema galv nico necess rio avaliar qual o tipo de anodo mais econ mico isto qual o tipo de a
109. etr lito Potencial de Prote o em Agua do Mar com Refer ncia Resistividade El trica de 20 ohm cm a 20 C Ag AgCI gua do Mar 0 80V Cu CuSO4 Solu o saturada de 0 85V CuSO4 Zinco MIL A 18001H gua do Mar 0 24V Tabela 3 1 Potenciais de prote o para cascos de a o medidos em rela o a diferentes tipos de eletrodos de refer ncia IEC 1981 A Figura 3 3 compara os diferentes potenciais fornecidos pelos 101 eletrodos utilizados na pr tica e fornece uma id ia das zonas de corros o de prote o cat dica e de super prote o sendo essa ltima prejudicial ao revestimento do casco do navio conforme ser visto mais adiante IEC 1981 A mudan a do potencial do casco da embarca o por interm dio de um sistema de prote o cat dica conseguida atrav s da inje o de corrente cont nua em toda a superf cie de a o abaixo da linha d agua Essa corrente normalmente fornecida ao casco com o aux lio de uma das duas fontes largamente utilizadas anodos galv nicos placas de zinco ou alum nio que possuem potencial mais negativo que o a o fixadas e distribu das ao longo do do casco ou corrente impressa retificador de corrente que sendo uma fonte de for a eletromotriz externa distribui a corrente na superficie a ser protegida com o aux lio de anodos inertes normalmente de chumbo antim nio prata ou de tit nio com revestimento de platina IEC 1981 o so ANS ASR o
110. eza quimica nas garras dos anodos de zinco Total HH Delineadas 652 T cnico Alcrim Valen a Sampaio Nota Engenheiro Jana na Scopioni 120 R002 LISTA DE MATERIAL Cliente Embarca o Projeto OS 11 91530 0104 6 Per odo de Manuten o 01 2010 Servi o Inspe o e substitui o de anodos de zinco Servi o n o padr o Item AMRJ Simbolo Planej Descri o do Material UF Qtde Delin Oficina Tarefa RM Informa es complementares Valor or ado Atividade RST Valor total 1 24142 47 c 2120 010 4 P Chapa de a o carbono estrutural fina KG 72 naval comum n o aparada ASTM A 3 83 131 GRAU A larg 1500mm x compr 6000mm x esp 3 0mm LDC 678 VER 275 76 A peso aprox por chapa 226 kg 200 202 N comprasnet BR 0348846 2 24252 47 Z 2001 007 6 zinco em lingote materia ASTM B6 70 KG 840 00 grau elevado LDC0611 comprasnet 20 00 BR0003158 nina 200 206 N 16 800 00 Valor Total da LM R 17 075 76 R003 Servi os de Terceiros Cliente Embarca o Projeto OS 11 91530 0104 6 Per odo de Manuten o 01 2010 Servi o Inspe o e substitui o dos anodos de zinco Servi o n o padr o Sistema de Servi o 010201 Acess rios do casco externo Protocolo Solicita de Servi o 5144 2009 tarefa Atividade AMRJ HH Descri o do Servi o UF Quant Oficina delineada Valor or Valor
111. gt M OH s ou O valor de 0 21 atmosfera para a press o do oxig nio deve se ao fato de ser essa a press o parcial do oxig nio no ar seco estando o ar sob press o total de 1 atmosfera GENTIL 2008 evidente que se pode calcular o potencial do eletrodo conhecendo o valor da energia livre Essa possibilidade usada quando n o se pode medir diretamente o potencial GENTIL 2008 53 Exemplo Qual o valor do potencial da rea o Zn 2H20 1 gt Zn OH s Ho g Como o Zn passa de Zn para Zn tem se n 2 AG 23 060 x n x E E AG 23 060 x n Consultando a tabela verifica se que para o zinco AG 19 200 cal mol E 19 200 23 060 x 2 O 416 V Valor este que est pr ximo do constante da tab 1 6 1 4 8 Previs o de Rea es de Oxirredu o A partir da tabela de potenciais de eletrodos podem ser feitas algumas generaliza es qualitativas que s o de grande interesse para se prever a possibilidade de uma rea o redox processar se espontaneamente pode se ter de forma resumida a tabela de potenciais de oxida o Tabela 1 7 de grande utilidade na previs o de rea es de oxirredu o e de casos de corros o galv nica GENTIL 2008 a quanto mais elevada for a posi o do metal na tabela 1 7 maior sua tend ncia a ser oxidado isto a perder el trons b metais da parte superior da tabela s o fortes agentes redutores e seus ons s
112. i o do Sistema de prote o cat dica por corrente 126 IMPRESSA asso EE dando a LAG E A ale Da a a RGE 3 3 3 Instala es t picas do sistema nnar n enneren 127 3 3 3 1 Equipamentos de controle rnern 127 3 3 4 C lculos utilizados para sistemas de prote o cat dica por 129 corrente impressae aeea on e dada Dara da aa ia RBS a aeae 3 3 5 A sele o dos anodos inertes ne 130 3 3 6 Escolha do arranjo e disposi o do anodo 132 3 3 7 C lculo de vida dos anodos inertes 132 3 3 8 Distribui o e Fixa o dos Reificadores Anodos Inertes 132 3 3 9 Localiza o dos eletrodos de refer ncia 132 3 3 10 Instru es de Opera o do Sistema c 134 3 3 10 1 Monitora o de potenciais o 136 3 3 11 Manuten o Preditiva e Corretiva i is 138 3 9 12 CONCIS O ess da a iaaea IA od ca ua 138 3 4 Comparativo entre a Prote o Cat dica Galv nica e por Corrente Impressa sua Efici ncia e Custo ii 140 3 4 1 Custo de Opera o e eeeseseerrreeenaa 143 3 4 2 Custo de INSDE O suis ssnanis BATA AS Luar O Ra 143 3 4 3 Custo de Manuten o e eseereeeeeanea 144 3 4 4 Influ ncia das condi es do revestimento do casco sobre as 144 condi es de opera o
113. ial el trico negativo em rela o solu o GENTIL 2008 Em segundo lugar quando ao contr rio do caso anterior o potencial dos ons met licos em solu o for maior que o dos ons na rede met lica ocorre a rea o inversa os ons em solu o passam para a l mina que fica com um excesso de carga positiva e com o potencial el trico mais elevado A transfer ncia de ons prosseguir at que se tenha novamente atingido o equil brio com a igualdade de potencial entre o metal e a solu o neste 29 estado o potencial el trico da l mina positivo em rela o solu o GENTIL 2008 Finalmente se o potencial da l mina for desde o in cio do processo igual ao da solu o n o haver transfer ncia de ons de uma fase para a outra e o potencial el trico da l mina ser o mesmo da solu o GENTIL 2008 Exceto neste ltimo caso haver sempre o estabelecimento de igualdade do potencial eletroqu mico entre o metal e a solu o custa do estabelecimento de uma diferen a de potencial el trico entre uma fase e a outra Portanto se duas l minas de metais diferentes estiverem imersas numa mesma solu o poss vel que seus potenciais el tricos sejam diferentes se elas forem ligadas por um condutor met lico haver a passagem espont nea de el trons atrav s do condutor no sentido da l mina em que a densidade de el trons for maior para aquela em que a densidade for menor Forma se
114. ica Qualquer constru o que se destina navega o mar tima fluvial ou lacustre A embarca o um navio barco ou qualquer flutuante destinado navega o Sujeita inscri o no rg o de autoriza o mar tima e suscet vel ou n o de se locomover na gua por meios pr prios ou n o transportando e ou abrigando pessoas e ou cargas Incluem se nesta defini o as plataformas habitadas constitu das de instala o ou estrutura fixa ou m vel Defini o dada no site WWww portossempapel gov vr sep gloss rio termo92 portal de Informa es portu rias s o as pend ncias pertinentes a uma a o S o as discord ncias entre as partes autor e r u que comp em um processo judicial Normalmente se discutem lit gios nas reas de direito do trabalho e direito civil 153 Lucros s o preju zos causados pela interrup o de qualquer cessantes das atividades de uma empresa Por exemplo n o vender um produto por falta no estoque uma m quina que deixa de produzir um acidente na linha de produ o etc obras vivas parte submersa do casco de uma embarca o Solvatado envolvido no caso da gua hidratada Superestrutura Constru o feita sobre o conv s principal estendendo se ou n o de um a outro bordo e cuja cobertura em geral ainda um conv s Produto O PIB representa a soma em valores monet rios de Interno Bruto todos os bens e servi os finais produzidos numa determinada regi
115. is casco gua a partir dos quais come am a aparecer problemas de empolamento no revestimento IEC 1981 Pelo que foi exposto conclui se que a prote o cat dica aplicada em complementa o aos revestimentos protetores constitui se no nico meio eficiente para a garantia das condi es de prote o contra a corros o dos cascos das embarca es IEC 1981 Para o caso espec fico das superf cies externas do casco a prote o cat dica bem controlada al m de garantir a aus ncia de corros o contribui para a manuten o de superf cies lisas sem rugosidades nas chapas e no revestimento permitindo o melhor desempenho do navio com o m nimo consumo de combust vel IEC 1981 Todas essas instala es representam investimentos vultosos que 147 exigem durabilidade e resist ncia corros o que justifiquem os valores investidos e evitem acidentes com danos materiais incalcul veis ou danos pessoais irrepar veis 148 CONCLUS O Com a utiliza o da prote o cat dica consegue se manter essas instala es met licas completamente livres da corros o por tempo indeterminado mesmo que n o seja aplicado sobre suas superf cies nenhum tipo de revestimento e que as condi es agressivas do meio solo gua ou outro eletr lito sejam extremamente severas A grande virtude dessa t cnica permitir o controle seguro da corros o em instala es que por estarem enterradas ou imersas n o podem ser inspeci
116. les menos simples 3 Penetra es no casco n o necess rio necess rio 4 Soldas no casco Necess rio necess rio 5 Isolamento el trico n o deve existir necess rio entre o anodo e o casco 6 Cabos el tricos n o necess rio necess rio 7 Blindagem el trica somente necess rio necess rio dos anodos para o caso de anodos de magn sio 8 Peso dos anodos grande pequeno 9 N mero de anodos grande pequeno 10 Uso em gua doce limitado sem problemas com anodos de tit nio platinizado 11 Manuten o dos requer substitui o vida bastante longa do sistemas peri dica dos anodos sistema 12 Opera o do sistema normalmente sem problemas durante a vida til dos anodos requer que o retificador permane a sempre ligado 13 custo inicial do sistema Relativamente baixo principalmente para pequenos navios econ mico para m dios e grandes navios 14 custo inicial do sistema o custo aumenta devido a necessidade peri dica de substitui o dos anodos econ mico comparado com 2 ou 3 substitui es dos anodos galv nicos Tabela 3 8 Compara o das principais caracter sticas de cada um dos sistemas de prote o dos cascos das embarca es IEC 1981 IEC 1981 Em se tratando de estruturas mar timas bvio que n o se justifica o emprego de revestimento protetor nas partes enterradas e submersas tendo em vista o baixo consumo de energia para se proporcionar compl
117. licos diferentes 1 6 2 2 Pilha de concentra o rn rnnrrenreenn 1 6 2 3 Pilhas de Temperatura Diferente 1 6 2 4 Pilha Eletrolitica sr acra insaaniia do a tratadas 1 7 Principais formas de corros o ea q RT Ag ES fel gie fo o BRR aa DR DR ee ee inada EP 1 7 2 Causas ou Mecanismos eee 1 7 3 Os Falores MecaNICOS usas aacansdas dal RAS aaa aaa di a 1 7 4 Meios COITOSIVOS su imueliaco iecnineniia fado quado ndo Davi da Cad dad ad aa 167 168 1 7 5 Localiza o do ataque enem 85 T CONCINS O sata asas a a STENT 85 CAP TULO saias ensopado bl a Rc 86 M TODOS DE COMBATE CORROS O 86 2 1 M todos que melhoram a resist ncia a corros o 86 21 1 Revestimentos ateus neto a antas ad EA E E neta nan renas 86 2 1 2 Inibidores de COMOSaO pussiasiargarass cas pate pass VAN REAd a ita 86 2 1 3 T cnicas de modifica o do meio corrosivo 87 2 1 4 Prote o Cat dica e ttnn rererennnnnn nnen nnn 87 2 1 5 Prote o An dica eeeseeeeeerrnerrr nt rtttrttrrnrnnrnnnrn rn rrrrennren 88 2 1 6 Controle de corros o na Fase de Projeto 89 2 1 6 1 Pr ticas de projetos sisesaaiasirasrssanidontas ass tEaD ias fios u dendased 90 2 1 6 2 M todos d
118. lsom Jos Veiga de Magalh es Este trabalho dedicado a Jos In Memoriam e Preciosa In Memoriam Meus preciosos Pais pela educa o e forma o moral que v m me permitindo superar todos os desafios da vida RESUMO Um quinto da produ o mundial de a o destinada a repor perdas causadas pela corros o em geral e nas grandes estruturas navais inclu dos a as embarca es A corros o uma das principais respons veis pelos desastres ambientais sendo assim esta an lise em rela o efici ncia e custo do Sistema de Prote o Cat dica oportuna sobre o foco ambiental em fun o de evitar que uma estrutura o casco da embarca o receba uma prote o deficiente n o adequada podendo ocasionar por fragilidade de suas chapas de a o um poss vel desastre ao meio ambiente alguns materiais de elevado uso industrial possuem baixa resist ncia a corros o na maioria dos meios esta resist ncia pode ser melhorada ampliada ou at mesmo obtida no seu mais elevado grau utilizando as t cnicas ou m todos de prote o anticorrosiva que promovem a passiva o ou polariza o do material Dentre essas t cnicas ou m todos podem ser citados os revestimentos os inibidores de corros o as t cnicas de modifica o do meio a prote o cat dica e an dica e ainda o controle pelo projeto concentrou se este estudo na prote o cat dica devido a sua efici ncia e constata se tamb m no custo praticamente
119. m joystick Ao se deslocar ele pode limpar uma regi o de 40 cm de largura usando um jato de gua de alta press o em torno de 2500bar no bico e alimentado por uma bomba de alta press o realizando essa limpeza Ele tamb m pode utilizar um pacote de v cuo para separa o dos res duos pintura de gua evitando a polui o sobre a rea inspecionada Este sistema pode cobrir mais de 150m h quando utilizado para remo o de incrusta o ou 90m h quando 164 ANEXO 5 FL5 7 Inspe o submarina perspectivas e avan os Rev Tecnol Fortaleza v 30 n 2 p 198 209 dez 2009 Antonio Alves Carvalho Marcelo Cavalcante Pereira Nad ge Bouchonneau Jos Alexandre Barbosa Farias e Jorge Luiz Farias Brito utilizado para remover pintura Suas medidas s o 1 1m de comprimento 0 56m de largura e 0 46m de altura e pesa 75kg O sistema incorpora dois motores el tricos que proporcionam uma velocidade m xima linear de 0 3m s A rota programada pelo Octopus considera o estado de tinta e quantidade de incrusta es marinhas no casco No Brasil ainda n o existe nenhum sistema de inspe o automatizada de estruturas offshore No entanto existem alguns trabalhos de pesquisa em algumas universidades e centros de pesquisas com financiamentos principalmente da PETROBRAS e da financiadora de projeto FINEP Entre estas principais pesquisas pode se citar 2 6 Veiculo de Empuxo Tracionado VET O VET um desenvolvimento do centro de pesqui
120. m que surgissem v rios modelos formas e tamanhos ROVs ve culos subaqu ticos remotamente operados o nome mais comum e aceito para um rob que trabalha debaixo d gua Eles s o amarrados ligados a um navio atrav s de um cabo umbilical pelo qual o rob recebe energia e comandos do operador que se encontra em um cont iner no conv s de um navio e transmite para o operador informa es coletadas Basicamente os ROVs s o equipados com c meras de v deo e lumin rias dependendo da sua utiliza o ele pode possuir sonares hidrofones magnet metros e muitos sensores para medir vari veis tais como temperatura classifica o da gua n vel de correnteza al m de m quinas fotogr ficas manipuladores e bra o cortante ou perfurador A maioria dos ROV s s o projetados para desempenhar uma fun o espec fica determinando assim suas caracter sticas f sicas e estruturais Os ROVs s o constitu dos de um m dulo de flutuabilidade na parte superior e um chassi de liga met lica na parte inferior promovendo assim a flutua o do equipamento Esse m dulo de flutuabilidade feito de material de baixa densidade O material de ilumina o e os sensores s o colocados na parte superior e os componentes pesados na parte inferior de tal forma que toda a carga seja bem distribu da obedecendo ao centro de flutua o e ao centro de gravidade fazendo com que haja uma boa estabilidade e equil brio Os cabos s o colocados dentro d
121. maior ou menor custo do sistema Como orienta o geral os anodos podem ser fixados das seguintes maneiras com solda cadweld solda el trica aux lio de parafusos com aux lio de rosca no pr prio anodo 3 2 3 Exemplo de Descrimina o de Servi o Cliente EMPRESA T tulo Inspe o e substitui o de anodos de zinco Discrimina o de Servi o Inspe o de anodos Substitui o dos anodos de zinco reprovados na inspe o visual Observa es do servi o 1 este or amento refere se ao m s base julho 2010 estando sujeito altera o por varia o do valor da m o de obra Est or ado neste or amento a fabrica o e substitui o de todos os anodos da embarca o 119 Refer ncia de Execu o 5144 2009 Informante Delineador xxxxxxxxxxx Supervisor XXXXXXXXX COMPOSI O DE CUSTOS FR 171 172 FR 170 Mat Direto 25 160 00 M O Direta 44 240 22 Serv Terc Direto 600 00 M O Indireta 130 951 05 STD MOD Engepron SME 32 687 60 Total FR 170 221 266 57 Cust Mat IND CMTI 15 289 90 Percentual de 4 MODA MTD STDE SME 27 63 Custo de Servi o de Terceiros 16 253 34 taxas MODA TOTAL TXT OP Mat e Serv TOMS 4 499 54 A COMPOSI O DE CUSTOS E PRE O FINAL FORAM Taxa Contr Ope TCO 3 157 57 FEITOS DE ACORDO COM O MEOFAM EM VIGOR PARA Total FR 171 172 R 97 647 95 MOIORES DETALHES VER PAGINA DO AMRJ NA
122. mais nobre como o caso das pel culas met licas mais cat dicas que o metal de base ou proteg lo por a o galv nica ou ainda se constituem numa barreira entre o metal e o meio NUNES 2007 Os revestimentos podem ser met licos n o met licos inorg nicos ou org nicos e a sua utiliza o pode ser no aumento da resist ncia corros o atmosf rica na imers o e na corros o pelo solo NUNES 2007 2 1 2 Inibidores de corros o O aumento da resist ncia corros o pelo uso dos inibidores de corros o constitui se em uma t cnica muito utilizada especialmente quando o meio corrosivo l quido 87 Os inibidores s o compostos qu micos adicionados ao meio que promovem polariza o an dica ou cat dica ou s o formadores de pel cula que aumentam a resist ncia de contato das reas an dicas e cat dicas NUNES 2007 2 1 3 T cnicas de Modifica o do Meio Corrosivo Al m dos inibidores que agem atrav s do meio corrosivo h outras t cnicas importantes de modifica o do meio dentre elas vale destacar a desaera o e o controle do pH NUNES 2007 A desaera o consiste na retirada de oxig nio do meio sendo o oxig nio um agente despolarizante com a sua retirada favorece se a polariza o cat dica com a consequente diminui o da intensidade do processo corrosivo NUNES 2007 O controle de pH visa favorecer a passiva o dos metais que se tornam passivos com o pH ligeiramen
123. mais profunda refere se a massa necess ria prote o de uma dada estrutura Este fato se deve s seguintes raz es As rea es de dissolu o an dica s o Zn gt Zn 2e Al gt AM 3e massa at mica do zinco 65 enquanto a do alum nio 27 Como consequ ncia do acima exposto o equivalente grama do anodo de zinco de 32 79 e de anodo de alum nio de 9 g Disto resulta que as ligas de alum nio produzem mais corrente por 113 unidade de massa que as de zinco e consequentemente a massa total de anodos de alum nio para um dado sistema em igualdade de condi es ser sensivelmente menor Por outro lado a massa espec fica ver tabela 3 5 da liga de zinco 7 2 g em enquanto que a liga de alum nio aproximadamente 2 8g cm Assim para uma dada massa o volume do anodo de alum nio muito maior que o de zinco acarretando as seguintes vantagens menor resist ncia de contato anodo eletr lito aumentando a libera o de corrente por receber maior impulso da gua no caso de instala es mar timas ter se menor carga imposta pelos anodos anodos estrutura Outro par metro que deve ser definido a prior a vida til desejada para os anodos Conforme mencionado anteriormente o anodo galv nico representa uma certa quantidade de energia acumulada a qual vai sendo liberada medida que a liga se dissolve ao longo do tempo Desse modo necess rio do
124. n Storage and Offloading para garantir a integridade da estrutura evitando danos materiais desastres ambientais e at perda de vidas humanas mostrando poss veis m todos existentes no mundo para realiza o dessas an lises Uma vez que a maior parte dos sistemas de inspe o de estruturas submarinas pertence a empresas multinacionais as pesquisas de desenvolvimento de sistemas nacionais s o apresentadas nesse trabalho Palavras chave Inspe o submarina Sistemas automatizados ROV FPSOs Hoje a Bacia de Campos a maior regi o produtora de petr leo em guas profundas do mundo e do pa s Perfura es na Bacia de Campos confirmaram a exist ncia de acumula es de leo em guas ultraprofundas exigindo a reavalia o dos sistemas de produ o atualmente utilizados a fim de atender as novas exig ncias impostas pelas condi es ambientais e caracter sticas dos hidrocarbonetos encontrados Impulsionada a partir de 1970 pelas descobertas de campos gigantes em guas profundas e gra as aos enormes avan os atingidos a partir de programas tecnol gicos como Procap 1000 2000 3000 promovidos pela PETROBRAS com o objetivo de desenvolver tecnologia para a produ o de petr leo em guas profundas at 1000 metros e ultraprofundas a empresa posicionou se como l der mundial na tecnologia de produ o de petr leo atingindo o patamar de produ o de mais de 1 5 milh es de barris de petr leo por dia ao final de 2002 Por
125. n a de oxig nio dentro da solu o tem por efeito elevar o potencial do ferro A pH inferior a aproximadamente 8 a eleva o do potencial ser insuficiente para provocar a passiva o do ferro 42 a pH superior a aproximadamente 8 o oxig nio provoca a passiva o do ferro com forma o de um filme de xido que ser geralmente protetor em solu es isentas de CI Corros o a Ai L DL e s AI Corros o Imunidade h 1 6 Ll I 1 g 1 2 3 4 5 E Dessas L e 1 6 7 Figura 1 3 Diagrama de Pourbaix para o ferro equil brio potencial pH para o sistema Fe H20 a 25 C GENTIL 2008 a prote o cat dica do ferro por anodo de sacrif cio ou por corrente impressa corresponde no diagrama E pH a abaixar o potencial do metal para um valor dentro do dom nio de imunidade do ferro A utiliza o do diagrama E pH para este fim assegurar ao engenheiro a prote o da estrutura contra a corros o e um consumo racional de energia pois basta manter o potencial da estrutura abaixo das linhas 23 13 ou 24 do diagrama segundo o pH do meio no caso da prote o por passiva o prote o an dica o metal ser recoberto por um filme de xido est vel Fes04 ou Fe 03 segundo as circunst ncias de potencial ou de pH a prote o ser 43 perfeita ou imperfeita dependendo do filme de xido que pode isolar perfeitamente ou imperfeitamente o metal do meio No caso de prote
126. n s Mn gt Mn 2e 118 Zinco Zn gt Zn 2e 0 763 Cromo Cr gt Cr 3e 0 74 Ferro Fe gt Fe 20 0 440 C dmio Cd gt Cd 20 0 403 Cobalto Co gt Co 2e 0 277 N quel Ni gt N 20 0 250 Molibd nio Mo gt Mo 3 02 Estanho Sn gt Sn 20 0 136 Chumbo Pb gt Pb 20 0 126 Hidrog nio H2 gt 2H 2e 0 000 Cobre Cu gt Cu 2e 0 337 Merc rio 2Hg gt Hg 2e 0 789 Prata Ag gt Ag e 0 800 Platina Pt gt P 2e 1 2 Ouro Au gt Auf 3e 1 50 Tabela 1 7 Potenciais de oxida o GENTIL 2008 Fe Zn gt Fe Zn Cujo potencial igual soma alg brica dos potenciais 0 440 0 763 0 323 V Como o sentido de espontaneidade o sentido 2 conclui se que valores negativos da diferen a de potencial indicam que a rea o n o espont nea no sentido 1 admitido inicialmente GENTIL 2008 Procedendo se da mesma forma para o sentido 2 tem se Zn gt Zn 2e 0 763V 57 Fe 20 gt Fe 0 440V Somando se Zn Fe gt Zn Fe 0 323V Logo como a rea o espont nea no sentido 2 conclui se que valores positivos da diferen a de potencial indicam que a rea o espont nea no sentido indicado pois AG lt O GENTIL 2008 Pode se determinar o potencial padr o de uma rea o redox ou da pilha resultante de um processo corrosivo usando se a express o j conhecida Epilha Ec Ea GENTIL 2008 Esse m todo se aplica conven o
127. na solu o em torno dele aumentar a massa do catodo Toda pilha se caracteriza por uma diferen a de potencial entre seus eletrodos em circuito aberto que a sua for a eletromotriz fem Ela segundo a conven o de sinais recomendada pela IUPAC igual a Epilha Ecatodo Eanodo OU Epilha E Ea onde Ecatodo Eanodo S O OS potenciais de redu o dos eletrodos No caso da pilha Zn Zn 1 M H 1 M H2 Pt os el trons se dirigem espontaneamente do eletrodo de zinco para o de hidrog nio No 34 entanto na pilha Cu Cu 1 M H 1 M H2 Pt ocorre o inverso isto os el trons se dirigem do eletrodo de hidrog nio para o eletrodo de cobre GENTIL 2008 A IUPAC na sua XVII Confer ncia adotou a seguinte conven o de sinais escrevendo se a rea o do eletrodo como sendo a de redu o isto M ne M tendo se os valores de potenciais para os casos de zinco e de cobre Zn 2e gt Zn 0 763V Cu 2e Cu 0 337V Os potenciais de eletrodos de v rios metais foram medidos diretamente ou calculados a partir de dados termodin micos e relacionados sob a forma de potenciais Tabela 1 1 GENTIL 2008 1 4 3 Limita es no uso da tabela de potenciais A tabela de potenciais nos d a possibilidade de uma rea o processar se mas n o diz nada quanto velocidade da rea o isto quanto cin tica da rea o GENTIL 2008 Um valor de potencial de oxida
128. ndo sinal O sistema de posicionamento do ve culo ac stico e conhecido como SWAPS Shallow Water Acoustic Positioning System e o de controle baseado em realidade virtual conhecido como MIMIC Modular Integrated Manmachine Interaction and Control que foi desenvolvido pela empresa Oceaneering tradicional fabricante de Ve culos de Opera o Remota ROV da Noruega O ve culo em desenvolvimento permite varredura da parte submersa do casco de FPSOs durante opera o offshore ou na etapa de convers o resultando em redu o da necessidade de docagem seco 2 4 Rob hex pode Os rob s hex podes com seis patas escaladores de superf cies ferromagn ticas s o projetados principalmente para locomo o em superf cies com qualquer ngulo de inclina o inclusive de ponta cabe a O que determina a aplica o do mesmo s o os sensores que nesse caso ser o exclusivos para inspe o de cascos de navios podendo estender se a plataformas mar timas tanques de armazenamento com superf cies de a o etc A Robotic Crust Crawler Design amp Development e Lynxmotion Inc s o empresas Norte Americanas que desenvolvem rob s hex podes escaladores de superf cies ferromagn ticas Existem algumas formas poss veis de se fixar um corpo em superf cies ferromagn ticas por m estudando as caracter sticas de cada uma e tamb m as possibilidades vi veis e funcionais para o fim desejado escalar cascos de navios e plataformas de explora
129. no seu combate e 3 A necessidade de uma maior consci ncia dos riscos da corros o com este princ pio que este estudo ora se desenvolveu no primeiro cap tulo fez se um estudo em rela o ao custo total e descreveu se a corros o no segundo cap tulo inseriu se os m todos de combate a corros o e no terceiro cap tulo estudou se a prote o cat dica Com esta metodologia procurou se divulgar educar e conscientizar dos riscos da corros o e mostrar atrav s de trechos de revistas em anexos novas t cnicas para um mais eficiente combate a corros o 13 SUM RIO INTRODU O aa dia a DC AE NS VE TO ETIE NE a a RR E gn SR a 14 CAP TULO I PROBLEMA ASSOCIADO CORROS O 15 CAP TULO II M TODOS DE COMBATE A CORROS O nn nn aaae naan 86 CAP TULO III PROTE O CAT DICA DE EMBARCA ES ado Joia UR ant oia q a E S 94 CONCLUS O asso acaso nadas dar sea dO er paca 13 anna a ca ROLO RR 2 a ca Dae no 148 BIBLIOGRAFIA een 150 ANEXOS asseio rasas soro pi rara tangas ep aaa DIS do Sa MGE aaee anti 155 14 INTRODU O Desde os prim rdios da hist ria quando o homem come ou a utilizar os metais extra dos da natureza a partir de min rios a corros o tem sido a mais importante causa que conduz deteriora o destes materiais Com a chegada do desenvolvimento industrial o homem entrou plenamente na era do a o sobre o qual est montada a civiliza o de hoje Milhares de
130. nodo que produz energia de mais baixo custo Isto significa averiguar qual dos materiais dispon veis ap s computados todos os custos produz um ampe re hora mais barato Os fatores adicionais que devem ser considerados s o a vida til dos anodos e o custo da sua reposi o quando tiverem sido consumidos Em sistemas galv nicos a an lise econ mica ditar que forma de instala o ser mais vantajosa Os anodos podem ser instalados individualmente ao longo da estrutura ou reunidos em grupos formando leitos Neste caso indispens vel considerar se a resist ncia dos cabos utilizados Em sistemas de corrente impressa deve se levar em conta que a resistividade do solo sendo muito mais alta do que a resistividade da gua do mar a resist ncia total do circuito de prote o assume valor consider vel Em 143 consequ ncia disto indispens vel o estudo de cada instala o de modo a se ter o circuito de resist ncia mais conveniente Isto implica no n mero de anodos e no seu espa amento e na bitola dos cabos Quanto maior a resist ncia do circuito de prote o maior a quantidade de energia consumida para se injetar corrente de uma determinada intensidade Quando se projetam leitos uma vari vel importante o espa amento entre anodo Quanto maior o espa amento menor ser a interfer ncia de uns sobre os outros e consequentemente mais baixa ser a resist ncia total Do ponto de vista econ mico o espa am
131. ntendo ons mais cat dicos que materiais met licos das tubula es e de equipamentos da instala o Observa o Nas situa es em que as frestas e cantos n o possam ser evitadas como flanges parafusos e apoios de tubula es devem ser previstas medidas adequadas de prote o b Pr ticas que devem ser previstas Prever sobre espessura de corros o os equipamentos devem ser projetados prevendo se uma sobre espessura de material a ser consumida durante a vida til do equipamento em virtude dos processos corrosivos A sobre espessura de corros o importante quando o equiipamento ou instala o sofre um processo corrosivo uniforme e generalizado Quando a corros o se processa de forma localizada a sobre espessura perde totalmente o significado n o oferecendo qualquer garantia de funcionamento ao equipamento Prever f cil acesso as reas suscet veis corros o para inspe o e manuten o O equipamento ou instala o deve possuir acesso as regi es sujeitas corrosao a fim de que possa ser inspecionado periodicamente e realizados os trabalhos de manuten o necess rios Prever soldas bem acabadas as soldas com falta de penetra o e outros 92 defeitos superficiais poder o propiciar o ac mulo de fluidos dep sitos de s lidos al m de contribuirem para o aparecimento de concentra o de tens es Como se sabe as soldas s o regi es mais propensas corros o por dois aspectos principai
132. ntidas evidenciando assim a sua import ncia no estudo de corros o galv nica GENTIL 2008 47 Potencial em solu o Metal 3 de NaCl 3 de NaCI 0 1 de H202 frisa inicial Final inicial final Ag 0 24 0 20 0 23 0 23 0 80 Cu 0 02 0 05 0 20 0 05 0 34 Bi 0 15 0 18 0 28 Sb 0 12 0 19 0 25 Sn 0 25 0 25 0 08 0 1 0 1 Pb 0 39 0 26 0 35 0 24 0 12 Ni 0 13 0 02 0 2 0 05 0 22 Co 0 17 0 45 0 29 Cd 0 58 0 52 0 50 0 50 0 40 Fe 0 34 0 50 0 25 0 50 0 43 Cr 0 02 0 23 0 40 0 60 0 557 Zn 0 83 0 83 0 77 0 77 0 76 Mn 1 05 0 91 1 04 Al 0 63 0 63 0 52 0 52 1 34 Mg 1 45 1 4 1 55 Tabela 1 3 Potenciais de eletrodos volt GENTIL 2008 Algumas diverg ncias entre as posi es ocupadas na tabela de potenciais de eletrodos padr o e na tabela pr tica podem ser facilmente explicadas e a posi o das ligas de alum nio abaixo de zinco o alum nio tem grande tend ncia a se oxidar formando uma camada protetora de xido de alum nio e modificando assim seu comportamento tomando o passivo e impedindo o prosseguimento do processo de oxida o e a posi o do tit nio nesta tabela ele aparece pr ximo de materiais met licos mais nobres ou menos sujeitos oxida o em meios oxidantes mais freq entes Isto devido tamb m forma o de xido de tit nio TiO2 que tem ca
133. nto de impress o de corrente e determinado o n mero m nimo de anodos em termos de massa deve se estabelecer o arranjo mais apropriado para o conjunto de anodos Este arranjo n o s envolve o posicionamento dos anodos em rela o estrutura como tamb m a sua disposi ao na horizontal ou vertical O arranjo e a disposi o dependem do tipo de estrutura da resistividade do meio e da disponibilidade de espa o til A experi ncia do projetista fundamental no estabelecimento de um arranjo e disposi o convenientes 3 3 7 C lculo de Vida dos Anodos Inertes Os anodos inertes ou por corrente impressa sofrem desgaste com o passar do tempo em fun o das densidades da corrente aplicadas em sua superf cie que precisam ser mantidas dentro de determinados limites e podemos calcular atrav s da express o 3 3 8 Distribui o e Fixa o dos Retificadores Anodos Inertes A distribui o e os m todos de instala o dos retificadores e anodos inertes dependem basicamente da experi ncia do bom senso do projetista sem precisar obedecer a regras definidas DUTRA 1987 3 3 9 Localiza o dos eletrodos de refer ncia Os Eletrodos de Refer ncias s o respons veis pela gera o do sinal que serve como base para o funcionamento do Retificador de Controle Estes s o fabricados em zinco com grau de pureza de 99 995 e o n vel de tens o gerado em corrente cont nua Os valores de medi o do potencial do ca
134. o I flui com o aparecimento do processo corrosivo na rea an dica Proteger catodicamente a estrutura significa evitar que a corrente continue fluindo fazendo com que a diferen a de potencial entre as reas an dica e cat dica seja nula IEC 1981 Outra maneira de anular se a corrente de corros o consiste em aumentar infinitamente o valor da resist ncia R o que pode ser conseguido mediante aplica o de um revestimento perfeito sobre a superf cie da estrutura solu o n o utilizada na pr tica uma vez que tal revestimento econ micamente invi vel Para a prote o da estrutura com a m xima economia s o usados ent o com muita frequ ncia os esquemas mistos de prote o anticorrosiva utilizando de um revestimento de custo vantajoso com boas quantidades isolantes completado com a instala o de um sistema de prote o cat dica de custo bastante baixo j que a corrente de prote o a ser aplicada agora pode ser de intensidade muito inferior IEC 1981 3 1 5 M todos de Prote o Cat dica Uma vez que a corros o principalmente causada pela exist ncia de uma corrente el trica os m todos de prote o s o direcionados no sentido de evitar ou reduzir o estabelecimento dessas correntes correntes de corros o Os m todos de prote o s o a por meio de anodos de sacrif cio b por meio de corrente impressa Para a elimina o da corros o nessas circunst ncias u
135. o cat dica por corrente impressa ou for ada para ligar a estrutura a ser protegida no p lo negativo afirmar que se trata do sentido convencional de corrente el trica e portanto no catodo e n o no sentido real que seria inverso e portanto no anodo o que ocasionaria corros o severa da estrutura Considerando o sentido convencional o catodo o eletrodo negativo e o anodo positivo no sentido real os sinais s o contr rios isto anodo e catodo GENTIL 2008 A pilha caracterizada por uma diferen a de potencial entre seus eletrodos em circuito aberto a sua for a eletromotriz Ela segundo a conven o de sinais usada pela IUPAC igual a Epilha Ecatodo E anodo onde Ecatodo Eanodo S O OS potenciais de redu o dos eletrodos Na representa o da pilha usa se colocar o anodo esquerda e o catodo direita e a barra dupla no meio representa a ponte salina que faz com que se elimine praticamente o potencial de jun o l quida que a diferen a de potencial el trico que existe na interface formada por duas solu es eletrol ticas distintas Com o uso da ponte salina o potencial de jun o l quida substitu do por dois outros que atuam em sentidos opostos e com valores pr ximos de zero GENTIL 2008 Assim a pilha formada pelos eletrodos de Fe Fe2 IM e Cu Cu2 I M tem a representa o Fe Fe IM Cu IM Cu 65 e sua for a eletromotriz pode
136. o pode ser feita por dois m todos distintos a m todo galvanost tico O m todo mais simples e tamb m o mais antigo o galvanost tico ou intensiost tico que caracterizado pelo fato de ter como vari vel de controle a intensidade da corrente que circula no sistema a qual variada por meio de uma resist ncia ver Figura 1 6 ELETROLITO Figura 1 6 Esquema do dispositivo para realiza o de ensaio de polariza o intensiost tica NUNES 2007 61 O aspecto das curvas de polariza o an dica e cat dica apresentado na Figura 1 7 NUNES 2007 Volt POTENCI Logi mA cnf Figura 1 7 Aspecto geral das curvas de polariza o an dica e cat dica Potencial x ECS eletrodo de calomelano saturado NUNES 2007 O outro m todo de que se disp e para a realiza o de ensaio de polariza o o m todo potenciost tico o qual apresenta como variante o m todo potenciocin tico Este m todo caracterizado pelo fato de ter como vari vel de controle o potencial e n o a intensidade da corrente como no m todo galvanost tico A c lula de polariza o semelhante anterior por m a aparelhagem requerida diferente Para variar o potencial aplicado ao corpo de prova em estudo necess rio um potenciostato que um aparelho bem mais complexo Por meio do potenciostato variasse no sentido an dico ou no cat dico o potencial do metal em rela o ao eletrodo de ref
137. o 0 05 Max de Cu 1 05 V 1 050 Grau A Magn sio de 0 02 de Cu 1 05 V 1 230 Alta Pureza 0 002 Max de Ni Magn sio 0 50 1 3 de Mn 1 70 V 1 230 Liga Especial Pantenteado pela Dow Chemical Company Tabela 3 3 Compara o entre as diferentes ligas de anodos galv nicos IEC 1981 Com rela o a Tabela 3 3 temos a registrar as seguintes considera es importantes As ligas de magn sio devido ao seu elevado potencial em circuito aberto n o s o usadas de um modo geral para a prote o de cascos de 111 embarca es IEC 1981 Os anodos de zinco segundo a especifica o MIL A 18001H s o os mais largamente utilizados para a prote o cat dica galv nica de embarca es Nos ltimos anos entretanto com o desenvolvimento das ligas de alum nio com boas propriedades para prote o cat dica esse tipo de material tem sido muito bem aceito devido ao seu baixo peso e pre o mais atraente por amp re produzido quando comparado com o zinco IEC 1981 A tabela 3 4 apresenta as densidades de corrente recomendadas para a prote o galv nica dos cascos de navios Caracter sticas da Superf cie Externa do Densidade de Corrente Casco mA m2 Navios com revestimento a base de ep xi 10 15 Navios com pintura convencional 20 25 Tabela 3 4 Densidades de corrente recomendadas para a prote o galv nica das superf cies externas do casco IEC 1981 25 000 DWT
138. o da corrente em fun o do eletr lito 3 1 7 Instrumentos Instrumentos adequados para medi es de campo e o sistema em plenas condi es de funcionamento s o fundamentais para o xito no combate a corros o em estruturas met licas DUTRA 1987 Os instrumentos mais indicados e utilizados nas tarefas s o a Dispositivo de Medi es de Resistividade El trica de Solos Vibrogound Geohm Nilsson Utilzam o m todo verner ou dos 4 pinos Servem para medi es em profundidades diferentes entre 1 5m 3m 4 5m e 6m do n vel do solo e fornecem leituras com boa precis o excelentes para trabalhos de prote o cat dica b Megger Utiliza os mesmos princ pios do m todo anterior por m cont m um gerador pr prio acionado por manivela ou circuito eletr nico e 107 mede resistividades el tricas mas mais utilizado em medi es de resist ncias de aterramento em leitos de anodos e malhas de aterramento el trico c Dispositivo para Medi es de Resistividades El tricas de Eletr litos L quidos Utiliza se uma caixa padr o constru da de material isolante com duas faces opostas met licas onde s o conectados os terminais de um ohm metro A resist ncia el trica pode ser convertida facilmente em resistividade el trica pela raz o entre a rea de uma das placas met licas e a separa o existente entre elas d Volt metros S o os instrumentos mais utilizados nas aplica es de prote o cat dica pa
139. o de 90 das falhas em navios s o atribu das corros o incluindo corros o por fadiga Para navios petroleiros e navios cargueiros j ocorreram in meros afundamentos e desastres ambientais atribu dos falta de inspe es e cascos altamente corro dos A inspe o uma parte importante no processo da ger ncia da integridade como um meio de monitorar o desempenho da estrutura e assegurar sua seguran a Nos ltimos anos ocorreram significantes desenvolvimentos na rea de confiabilidade baseados em planos de inspe o para estruturas complexas tais como estruturas offshore As consequ ncias de falhas em estruturas offshore podem resultar em perda de vida humana tempor ria perda da produ o impacto ambiental negativo ou at mesmo catastr fico colapso da estrutura O uso de avan adas t cnicas para a otimiza o das inspe es por ensaios n o destrutivos s o particularmente ben ficas dadas as consequ ncias de poss veis falhas nessas estruturas Esse artigo apresenta um estudo das poss veis alternativas para inspe o automatizada de estruturas submarinas tais como cascos de navio FPSO assim como tamb m as pesquisas e projetos nesta linha de desenvolvimento 2 Inspe o de um FPSO As unidades flutuantes de produ o e armazenagem de petr leo s o sujeitas a inspe es peri dicas a cada 60 meses determinadas por sociedades classificadoras Nestas inspe es o navio docado em um estaleiro onde realizada
140. o de corros o eletroqu mica o ANODO o elemento que sempre destru do A rea an dica destru da 96 3 1 1 Rea es an dicas Nas reas an dicas chegam os ONS negativos nion que se combinam com os ONS positivos c tions vindo a formar o hidr xido ferroso Fe OH 2 e o hidr xido de ferro Fe OH s conhecido como ferrugem 3 1 2 Rea es cat dicas Nas reas cat dicas os el trons se combinam com o oxig nio para dar origem aos IONS negativos de hidr xido OH subst ncia alcalina que se transforma em uma incrusta o branca conhecida como GIZ CAT DICO Esta subst ncia quando em pequena quantidade ben fica auxiliando na prote o do casco da embarca o quando em grande quantidade prejudicial provocando a destrui o da pel cula protetora pintura do casco 3 1 3 Corrente de corros o a corrente que circula do anodo para o catodo ou das reas an dicas para as reas cat dicas servindo se do meio condutor e corroendo o anodo A corrente surge em fun o da rea o eletroqu mica que se processa na pilha de corros o imersa na gua do mar ver figura 3 1 Ra l Rc Ec Ea 0 Ra Rc Ec Ea O Ra Rc Ec Ea l Ec Ea Ra Rc Onde corrente de corros o Ra resist ncia entre o anodo e o eletr lito 97 Rc resist ncia entre o catodo e o eletr lito Ec Potencial do catodo Ea Potencial do anodo Corros o Circ
141. o ou magn sio Ao inv s do casco da embarca o sofrer corros o os anodos que s o consumidos Como o zinco tem potencial el trico maior que o de ferro a corrente de el trons circular sempre do zinco para o ferro A estrutura a ser protegida ligada a diversos eletrodos com potencial de oxida o maior do que o metal que constitui a estrutura Estes eletrodos s o chamados Eletrodos de sacrif cio j que s o eles quem ir o sofrer os efeitos da corros o para o caso de estruturas de ferro emprega se eletrodos de zinco Desnecess rio dizer que t m que ser trocados de tempos 110 em tempos Este um dos principais m todos de prote o de uma embarca o Os engenheiros calculam quantos e de que tamanho devem ser estes eletrodos bem como a dist ncia de espa amento entre eles Os anodos galv nicos s o muito utilizados para a prote o dos cascos de embarca es pequenas e m dias A tabela 3 3 apresenta uma compara o entre as diferentes ligas de anodos galv nicos normalmente utilizadas para aplica es na gua do mar Liga Caracter sticas Potencial em Capacidade de Circuito Aberto Corrente Ag AgCl Amp hr kg Aprox Aprox Zinco 99 99 de zinco 1 05 V 740 especifica o 0 005 max de Fe Americana 0 006 max de Pb MIL A 18001H 0 005 max de Cu Alum nio 4 4 de Zn 1 07 V 2 420 0 1 de Sn com tratamento t rmico Alum nio 0 04 de Hg 1 05 V 2 830 Magn si
142. o petrol fera algumas solu es s o descart veis pela complexidade de implementa o ou ent o pela inefici ncia Entre os sistemas utilizados atualmente em rob s escaladores um dos mais empregados em m quinas para inspe o de dutos de ar condicionado por exemplo s o ventosas de borracha com acionamento por eletroim s A Robotic Crust Crawler oferece o modelo HexCrawler HDATS Heavy Duty all Terrain System este consiste em um rob com tr s graus de liberdade fabricado em alum nio A Lynxmotion possui o modelo Extreme Hexpod 3 o qual tamb m um rob com tr s graus de liberdade por m de policarbonato S o modelos bastante parecidos que possuem caracter sticas muito semelhantes Os servo motores s o os mesmos para os dois modelos Em rela o ao peso o HexCrawler pesa 2 608kg o Lynxmotion 3 234kg Quanto ao tamanho para o HexCrawler e o Lynxmotion as medidas do rob s o 50 6 x 30 48 x 15 24cm e 43 18 x 40 64 x 17 78cm respectivamente 2 5 Octopus da empresa Cybernetix Cybernetix uma empresa Francesa especialista em rob tica a qual desenvolveu um sistema de inspe o subaqu tica automatizado para limpeza e inspe o de casco de navio O Octopus um ve culo com rodas capaz de inspecionar superf cies verticais horizontais e inclinadas de a o por meio de seus potentes m s conforme Figura 12 O sistema pode ser programado para seguir um caminho pr determinado ou ser controlado remotamente utilizando u
143. o tem como origem o potencial de repouso do eletrodo em causa Se a varia o do potencial d se no sentido positivo diz se que a polariza o an dica e se esta varia o for no sentido negativo diz se que a polariza o cat dica A experi ncia mostra portanto que a polariza o est associada intensidade e ao sentido da corrente el trica que circula no sistema NUNES 2007 O estudo da polariza o faz parte do dom nio da cin tica eletroqu mica pois estando o fen meno associado intensidade da corrente el trica no sistema est diretamente ligado massa met lica corro da portanto velocidade da corros o por meio das leis de Faraday NUNES 2007 A polariza o na realidade traduz uma relut ncia da natureza em oposi o s causas que rompem o equil brio do sistema Ela imp e uma 59 redu o na intensidade da corrente que circula entre anodo e catodo por meio do condutor met lico diminuindo assim a intensidade da corros o NUNES 2007 1 5 1 Causas da Polariza o S o tr s as causas que produzem a polariza o a b c a Polariza o por ativa o A polariza o por ativa o causada pelo retardamento das rea es ou de fases das rea es na superf cie de um eletrodo como por exemplo o retardamento na evolu o de hidrog nio sobre uma superf cie met lica Ent o a velocidade desta rea o menor do que a velocidade com que os el trons chegam
144. o tendem a ter resultado negativo na Renda L quida Enviada ao Exterior uma vez que em princ pio esses pa ses recebem mais renda do exterior do que enviam Por outro lado pa ses com elevada presen a de empresas estrangeiras e cujas companhias nacionais s o pouco internacionalizadas tendem a ser exportadoras de renda tendo resultado da RLEE positivo A Renda L quida Enviada ao Exterior inclu da no c lculo do Produto Nacional Bruto uma vez que esse o resultado de todas as riquezas produzidas pelos fatores de produ o nacionais independente de onde est o localizados A RLRE a Renda L quida Recebida do Exterior quando as rendas recebidas superam as enviadas PIB RLRE PIB RLEE PIB total de rendas recebidas do exterior total de rendas enviadas ao exterior 155 ANEXOS INDICES DOS ANEXOS Anexo 1 Manuten o em dia pode prevenir preju zos em embarca es Anexo 2 Norman 23 DPC Anexo 3 Danos a Corros o Anexo 4 Avalia o da prote o cat dica de estruturas Met licas por simula o num rica Anexo 5 Inspe o submarina perspectivas e avan os 156 ANEXO 1 Manuten o em dia pode prevenir preju zos em embarca es Com 83 anos de mercado a Renner Protective Coatings possui uma linha extensa de produtos para o segmento naval A corros o um processo capaz de gerar s rios preju zos e no caso de embarca es pode inclusive colocar em risco a vida das pess
145. oas porque al m do casco outras pe as podem sofrer a a o da maresia preciso estar sempre atento e escolher os produtos adequados para combater a deprecia o De acordo com especialistas o custo de manuten o preventiva de uma embarca o pode representar menos de 10 do valor de reparos maiores H produtos no mercado que possibilitam prolongar a vida til de todos os tipos de barcos e embarca es reduzindo custos com m o de obra e materiais O Gerente T cnico amp Produtos da Renner Protective Coatings Adauto Riva indica a manuten o da pintura para barcos de pequeno porte em duas situa es abaixo e acima da linha d gua Abaixo da linha d gua deve se considerar o grau de atividade da embarca o e se existe muito dano mec nico Quanto maior a quantidade de dias em atividade do barco menor o risco de incrusta es de flora e fauna marinhas e se o n vel de dano mec nico por arraste for pequeno pode se ter um per odo de at 2 anos de intervalo de repintura Se a situa o real n o esta ent o o intervalo reduzido para 6 meses Para acima da linha d gua a repintura deve acontecer em m dia a cada dois anos preciso muita aten o na escolha do produto Cada superf cie tem suas peculiaridades que devem ser respeitadas Para fibra de vidro o especialista da Renner Protective Coatings sugere o uso do produto Revran PAA 540 como fundo Para barcos de a o a sugest o a utiliza o do Oxi
146. ocidades de fluxos e r pidas mudan as de press es Isto causa colapso de bolhas de g s ou vapor projetando for as poderosas na superf cie met lica removendo a camada de passiva o e desta forma potencializando a corros o e Corros o por turbul ncia ataque por impingimento a corros o associada ao fluxo turbulento de um l quido A turbul ncia ocorre quando um fluido est em movimento e passa de uma tubula o de grande di metro para outra de menor di metro f Atrito Se duas superf cies em contato e sob carga das quais pelo menos uma met lica foram submetidas a pequenos deslizamentos relativos originados comumente por vibra es observa se frequentemente um tipo de corros o por interface denominado corros o sob atrito sob fric o ou ainda por fric o ou corros o por atrito oscilante 9 Fragiliza o por Metal L quido Degrada o corrosiva de metais em presen a de certos metais l quidos como merc rio zinco chumbo e c dmio Esta a o corrosiva pode provocar dissolu o qu mica metal metal amalgama o fragiliza o e quebra 83 1 7 4 Meios corrosivos Os meios corrosivos em corros o eletroqu mica s o respons veis pelo aparecimento do eletr lito O eletr lito uma solu o eletricamente condutora constitu da de gua contendo sais cidos ou bases Pincipais meios corrosivos e respectivos eletr litos a Atmosf rica O ar cont m umidade sais em suspens
147. onadas ou revestidas periodicamente como acontece com as estruturas met licas a reas GENTIL 2008 Embora a prote o cat dica possa ser utilizada com efici ncia para a prote o de estruturas met licas completamente nuas sua aplica o toma se extremamente econ mica e mais simples quando as superf cies a proteger s o previamente revestidas Sua finalidade nesses casos consiste em complementar a a o protetora dos revestimentos que por melhores e mais bem aplicados que sejam sempre cont m poros falhas e se tornam deficientes com o passar do tempo A prote o cat dica e o revestimento s o assim aliados importantes que de maneira econ mica e segura garantem ao longo dos anos a integridade das estruturas met licas ou submersas que representam um patrim nio valioso GENTIL 2008 O mecanismo de funcionamento da prote o cat dica extremamente simples embora a sua aplica o na pr tica exija bastante experi ncia por parte do projetista e do instalador do sistema GENTIL 2008 O processo corrosivo de uma estrutura met lica enterrada ou submersa se caracteriza sempre pelo aparecimento de reas an dicas e cat dicas na superf cie do material met lico com a consequente ocorr ncia de um fluxo de corrente el trica no sentido convencional das reas an dicas para 149 as reas cat dicas atrav s do eletr lito sendo o retorno dessa corrente el trica realizado por interm dio do cont
148. os adutoras cascos de embarca es etc 1 7 QUAIS S O AS PRINCIPAIS FORMAS DE CORROS O Os processos de corros o s o considerados rea es quimicas heterog neas ou rea es eletroqu micas que passam geralmente na superf cie de separa o entre o metal e o meio corrosivo GENTIL 2008 Considerando se como oxida o redu o todas as rea es qu micas que consistem em ceder ou receber el trons podem se considerar os processos de corros o como rea es de oxida o dos metais isto o metal age como redutor cedendo el trons que s o recebidos por uma subst ncia o oxidante existente no meio corrosivo Logo a corros o um modo de destrui o do metal progredindo atrav s de sua superf cie GENTIL 2008 A corros o pode ocorrer sob diferentes formas de ataque e o conhecimento das mesmas muito importante no estudo dos processos corrosivos GENTIL 2008 As formas ou tipos de corros o podem ser apresentadas considerando se a apar ncia ou forma de ataque e as diferentes causas de corros o e seus mecanismos Assim pode se ter corros o segundo 1 7 1 a morfologia 1 7 2 causas ou mecanismos 1 7 3 os fatores mec nicos 1 7 4 o meio corrosivo 1 7 5 a localiza o do ataque 79 1 7 1 Morfologia a Corros o Uniforme Ataque corrosivo caracterizado por uma diminui o da espessura do material devido uma perda regular de metal da superf cie corro da GENTIL 2
149. os anodos e dos eletrodos de refer ncia aos cabos el tricos s o utilizadas caixas apropriadas Cofferdams aprovadas 124 pelas Sociedades Classificadoras e na parte interna do casco de tal modo a obter se um conjunto completamente estanque conforme mostrado na Fig 3 8 IEC 1981 A quantidade de corrente necess ria para a prote o do casco em qualquer momento automaticamente escolhida pelo dispositivo de controle do sistema por corrente impressa Assim compete ao projetista do sistema apenas dimensionar a corrente m xima capaz de ser fornecida pelo sistema a ser instalado e em fun o disso escolher as caracter sticas do transformador retificador tipo e quantidade de anodos etc sendo que para tal dimensionamento comum considerar se o valor de 40 50mA m como a densidade m dia de corrente poss vel de ser obtida para as condi es m ximas de sa da do transformador retificador dependendo das caracter stica dimens es e tipo do revestimento a ser empregado de cada embarca o em particular IEC 1981 JUNTA DE NEOPRENE CAIXA COFFERDAM VEDA O A PROVA D A GUA CHAPA DE A O CHAPA DO CASCO SIE CABO PARA O ANODO ANODO Figura 3 8 Penetra o do cabo el trico do anodo na chapa do casco IEC 1981 Este sistema emprega anodos conhecidos por anodos inertes ou permanentes Atrav s desses anodos a corrente de prote o aplicada ao casco da embarca o em sen
150. os necess rios Anodos Capacidade de Potencial Peso Espec fico Corrente Zinco 740 1 10 7 2 Alum nio 1 870 1 10 2 8 Magn sio 1 200 1 70 1 8 Tabela 3 5 Tabela comparativa entre anodos de sacrif cio fabricados no Brasil A massa dos anodos pode ser calculada a partir da seguinte express o Onde M 8 760 x V x1 Cx0 85 M Massa total de anodos kg V tempo de vida do sistema ano corrente necess ria a prote o A C Capacidade de corrente do anodo Ah kg 115 F 0 85 fator de utiliza o do anodo 8 760 n de horas do ano O fator de utiliza o F traduz o percentual de massa do anodo que consumido proporcionando a prote o desejada Quando o anodo est prestes a extinguir se ele j n o tem capacidade de produzir corrente suficiente para prote o da estrutura Desse fato nasceu o conceito de fator de utiliza o Geralmente adota se para esse fator um valor de 0 85 isto admite se que at 85 do anodo consumido liberando corrente capaz de manter a estrutura protegida Quando os anodos apresentam formas alongadas o fator de utiliza o pode ser elevado para 0 90 A etapa seguinte no dimensionamento do sistema consiste no estabelecimento do n mero de anodos de modo a se obter no m nimo a corrente requerida total a qual dever ser distribu da da forma mais uniforme poss vel ao longo de toda superf cie a proteger Esta fa
151. pa o est o os vazamentos de petr leo que s o na maioria dos casos causados pela corros o Um quinto da produ o mundial de a o destinada a repor perdas causadas pela corros o E essa apenas a ponta de um iceberg que representa o impacto desse problema na economia Desde 1949 os EUA estudam esse problema por uma tica econ mica Mas foi apenas com o in cio do movimento ecol gico nos anos 1970 que essa come ou a ser uma preocupa o mundial Em 2001 a CC Technologies Laboratories a Nace Interna tional conhecida como a Sociedade da Corros o e o Federal Highway FHWA que administra as rodovias norte america nas conduziram um estudo mais completo sobre o impacto da corros o na economia dos EUA A conclus o s refor ou a suspeita de que a corros o um dos maiores problemas en frentados pela ind stria S naquele pa s os gastos associados corros o consumiam h dez anos cerca de 3 PIB algo pr ximo de US 400 bilh es em valores atuais De uma forma geral os estudos em diferentes pa ses t m chegado a conclus es parecidas estimando custos va ri veis entre 1 e 5 do PIB No Brasil os gastos podem chegar a cerca de US 10 bilh es grande parte na ind stria petrol fera Quando n o s o causados por falha h mana os desastres ambientais que s o os derramamehtos de petr leo nos oceanos s o fatalmente obra de estruturas comprometidas pela corros o Al m do componente ambiental
152. par ncia de finos filamentos em dire es semi aleat rias de uma ou mais 80 fontes h Corros o por esfolia o Corros o que se processa de forma paralela superf cie met lica Ocorre em chapas ou componentes extrudados que tiveram seus gr os alongados e achatados criando condi es para que inclus es ou segrega es presentes no material sejam transformadas devido ao trabalho mec nico em plaquetas alongadas GENTIL 2008 i Corros o graf tica Corros o que se processa no ferro fundido cinzento em temperatura ambiente e o ferro met lico convertido em produtos de corros o restando a grafite intacta GENTIL 2008 j Corros o por dezincifica o Corros o que ocorre em ligas de cobre zinco lat es observando se o aparecimento de regi es com colora o avermelhada constratando com a caracter stica colora o dos lat es Admite se que ocorre uma corros o preferencial do zinco restando o cobre com caracter stica cor avermelhada GENTIL 2008 k Empolamento pelo hidrog nio O hidrog nio at mico penetra no material met lico e como tem pequeno volume at mico difunde se rapidamente em regi es com descontinuidades como inclus es e vazios ele se transforma em hidrog nio molecular H2 exercendo press o e originando a forma de bolhas da o nome de empolamento GENTIL 2008 I Corros o em torno do cord o de solda Forma de corros o que se observa em torno do cord o Ocorre
153. por corrente impressa na pr tica o mais comum o uso dos transformadores retificadores que transformam a corrente alternada em cont nua de voltagem conveniente 130 Esta sele o obedece a algumas premissas b sicas dentre as quais citam se O n mero de pontos de inje o de corrente deve ataender ao princ pio da instala o mais econ mica aliada a melhor distribui o de corrente poss vel Deve se evitar tanto quanto poss vel instala es com pot ncia superior a 10kVA O limite mais recomend vel da voltagem de C C dos retificadores de 20Vcc para instala oes em gua do mar e As esta es de inje o de corrente isto os leitos de anodos devem situar se em pontos de baixa a m dia resistividade onde haja energia el trica na pot ncia desejada e f cil acesso para inspe o Baseados nas premissas acima comum utilizar se retificadores de 24Vcc 150 a 500A a alimenta o trif sica em 440V para embarca es e jaquetas de plataformas de petr leo 3 3 5 A sele o dos anodos inertes A sele o dos anodos em sistema por corrente impressa consiste na escolha do material e do tipo de anodo a ser utilizado Os anodos inertes mais comumente empregados s o apresentados na Tabela 3 6 Material do anodo Densidade de Desgaste kg A ano corrente no anodo Alm Fe Si Cr 10a 15 0 4 Pb Sb Ag 50 a 100 0 1 Ti platinizado Ampla faixa desprez vel
154. potenciais ao seu redor e em reas restritas sendo por isso recomend vel pelo menos uma vez por ano proceder a avalia o dos n veis de potencial ao longo do navio com o aux lio de um eletrodo de refer ncia port til de prata cloreto de prata Ag AgCI ou cobre sulfato de cobre CuSO As leituras de potencial do casco podem variar ligeiramente ao longo da embarca o Leituras de valores mais altos devem ser esperados nas proximidades dosanodos enquanto valores mais baixos se situam a maior dist ncia destes Usando um eletrodo port til de Ag AgCl ser normal encontrar valores de 0 75V a 0 85V enquanto que no eletrodo de Cu CuSO esses valores passam a ser cerca de 0 8 a 0 9V correspondendo esses n veis de potencial respectivamente a cerca de 300mV a 200mV quando usando um eletrodo de zinco Se durante a tomada de leituras de potenciais forem detectadas valores anormais pode ser recomend vel alterar o potencial de refer ncia pr ajustado no equipamento por m antes de qualquer decis o er tomada nesse sentido 135 deve ser verificado o seguinte calibrado a se o mult metro usado nas leituras do eletrodo port til est b se o eletrodo de refer ncia port til est funcionando corretamente Para isso tomar leitura junto aos eletrodos fixos de refer ncia c se a liga o do mult metro ao casco da embarca o oferece confian a isto se foi feita em regi o limpa n o pintada nem oxidada e
155. r o de um elemento a diferen a de potencial expressa em volt entre o elemento e uma solu o 1 M de seus ons em rela o ao eletrodo normal de hidrog nio GENTIL 2008 Para determinar o potencial de qualquer eletrodo deve se lig lo ao volt metro junto ao eletrodo normal de hidrog nio No caso do eletrodo de zinco a voltagem registrada no voltimetro de 0 763 V e indica a diferen a de potencial entre os eletrodos de zinco e de hidrog nio Como foi estabelecido valor zero para o potencial de hidrog nio o valor encontrado 0 763 V corresponde ao valor do potencial de eletrodo padr o do zinco 1 4 2 1 Eletrodos de Refer ncia ER Al m do eletrodo de hidrog nio podem ser usados outros eletrodos de refer ncia como por exemplo calomelano prata cloreto de prata e cobre sulfato de cobre ver figura 1 2 GENTIL 2008 O eletrodo de calomelano consiste em merc rio em contato com cloreto mercuroso Hg gt Cl gt e uma solu o de cloreto de pot ssio KCI Esse eletrodo que representado por Hg Hg2Cl2 s KCI aqg apresenta a seguinte rea o de equil brio Hg Cl s 2e 2Hg 2Cl 31 O eletrodo de prata cloreto de prata consiste em um fio de platina revestido de prata que por sua vez convertido parcialmente em AgCI imergindo o em solu o de cido clor drico dilu do O eletrodo ent o imerso em solu o de cloreto Esse eletrodo que representado por Ag AgCI s KCI aqg ap
156. ra as medi es Devem ser previamente selecionados para n o comprometerem nas medi es com erros grosseiros ter alta resist ncia interna ser robustos e de boa precis o O valor m nimo exigido para resist ncia interna de 50 000 ohm V S o utilizados potenciom tricos para medi es de resistividade el trica muito alta e registradores para o estudo de sistemas influenciados por correntes de fuga descarregando as informa es de tens es no computador e Amper metros Usados para medi es da corrente el trica de um retificador cama de anodos galv nicos dispositivos de drenagem etc f Volt ohm miliamper metros S o instrumentos muito utilizados para manuten o de retificadores Combinam em um s instrumento determina o de valores de potenciais pequenas correntes e resist ncias el tricas 9 Eletrodos de Refer ncia Tamb m chamados de meia c lulas ou semi c lulas Em conjunto com os volt metros s o os acess rios mais importantes para trabalhos de prote o cat dica Permitem o fechamento do circuito estrutura volt metro eletr lito estrutura necess rio para a realiza o das leituras A quantidade de corrente necess ria para a prote o cat dica 108 eficiente das estruturas de a o superf cies do casco das embarca esdepende de v rios fatores sendo os mais importantes as reas a proteger a resistividade el trica da gua influenciada pela salinidade e temperatura a
157. ra desenvolvimento de ROVs assunto muito novo e se restringe a projetos financiados em algumas universidades Entre esses projetos podemos citar A COPPE UFRJ desenvolve um ROV para realizar inspe es em ambientes subaqu ticos e para operar em profundidade de at 40 metros Batizado pelo nome de LUMA testes j est o sendo realizados com este sistema A UFBA construiu com muita criatividade utilizando tubos de PVC um prot tipo de ROV de baixo custo para operar em uma profundidade m xima de 30m Desenvolvido pela Rede de Tecnologias Limpas TECLIM UFBA o prot tipo conhecido pelo nome GALATEA e tem a fun o de realizar monitoramento subaqu tico Em busca de uma solu o vi vel para os problemas de avalia o da integridade de estruturas mar timas como casco de FPSOs e para preserva o do meio ambiente aqu tico a Universidade de Fortaleza UNIFOR em parceria com a empresa ARMTEC tecnologia em rob tica e financiamento da FINEP e BNB est desenvolvendo um projeto de um Mini ROV equipado com um bra o rob tico para operar em uma profundidade de 100m Um primeiro prot tipo j foi montado e os resultados s o muito promissores 3 Coment rios finais Estima se que vazamentos em casco de navios petroleiros acontecem em grande parte por problema de corros o causando diversos impactos ambientais o qual demora muito tempo para a natureza reparar esse problema Tamb m de conhecimento que a maioria destes acidentes ocor
158. racter sticas protetoras e OS a os inoxid veis passivos AISI 410 430 304 e 316 esta posi o devida a passiva o desses a os geralmente por causa da forma o do xido de cromo Cr203 que protetor 48 A tabela 1 5 que tamb m pode ter valor pr tico em corros o apresenta poss veis rea es entre metais e gua e metais e cidos n o oxidantes bem como entre xidos met licos e hidrog nio GENTIL 2008 Extremidade an dica corros o 1 Magn sio 23 Lat o Amarelo 2 Ligas de Magn sio 24 Lat o Almirantado 3 Zinco 25 Lat o Alum nio 4 Alclad 38 26 Lat o Vermelho 5 Alum nio 3S 27 Cobre 6 Alum nio 61S 28 Bronze 7 Alum nio 63S 29 Cupro N quel 90 10 8 Alum nio 52 30 Cupro N quel 70 30 baixo teor de ferro 9 C dmio 31 Cupro N quel 70 30 alto teor de ferro 10 A o doce 32 N quel passivo 11 A o baixo teor liga 33 Inconel passivo 12 A o liga 34 Monel 13 Ferro fundido 35 Hastelloy C 14 A o AISI 410 ativo 15 A o AISI 430 ativo 36 A o AISI 410 16 A o AISI 304 ativo 37 A o AISI 430 38 A o AISI 304 passivo passivo passivo x n Ni e pe pe pm pm 17 A o AISI 316 ativo 39 A o AISI 316 passivo 18 Chumbo 40 Tit nio 19 Estanho 41 Prata 20 N quel ativo 42 Grafite 21 Inconel ativo 43 Ouro 22 Metal Muntz 44 Platina Extremidade cat dica prote o Tabela 1 4 Tabela pr
159. realizada por t cnicos treinados para ajustar o sistema para este tipo de situa o para que n o v gerar danos a pintura descolamento cat dico ou ao casco corros o Em fun o do exposto temos instala es com eletrodos de refer ncia que s o montados pr ximos aos anodos onde temos que ajustar os potenciais nestes em valores diferentes do que teoricamente especificado ou seja normal averiguarmos valores entre 40 e 150 mV para que possamos conseguir valores de potencial contra a corros o em locais distantes da instala o dos eletrodos de refer ncia Nestes pontos distantes e que 134 iremos medir os valores teoricamente descritos se utilizando de eletrodos de refer ncia port teis 3 3 10 Instru es de Opera o do Sistema Em condi es normais o sistema de prote o cat dica deve operar continuamente quer a embarca o esteja navegando ou fundeado exceto nos casos citados na nota 7 abaixo Para evitar a corros o as obras vivas da embarca o devem ser mantidas a um potencial negativo de 200mV a 300mV em rela o aos eletrodos de zinco Se a diferen a de potencial for inferior a 300mvV inicia se o processo de corros o e se esse potencial for superior a 200mV ocorrer forma es alcalinas e de hidrog nio que podem danificar a pintura empolamento do casco da embarca o Como os eletrodos ocupam posi es fixas no casco as leituras obtidas por seu interm dio referem se aos
160. rem por falta de inspe o nos cascos ou por manuten o prec ria A inspe o mais utilizada nos dias atuais ainda a realizada por amostragem utilizando megulhadores o que n o garante confiabilidade nos resultados A docagem da unidade em um estaleiro tamb m n o uma alternativa vi vel uma vez que interfere diretamente no processo produtivo A busca por um sistema de inspe o automatizado para casco de navios FPSOs com a unidade em opera o tem motivado engenheiros e pesquisadores de v rios pa ses Algumas empresas no mundo j desenvolveram sistemas para presta o de servi o de inspe o de cascos de FPSOs no entanto estes t m um alto custo e ainda n o est o dispon veis no Brasil principalmente devido grande demanda Para suprir esta car ncia a PETROBRAS e ag ncias de fomento pesquisa como o CNPq e a FINEP t m realizado investimentos em algumas universidades com objetivo de desenvolver uma tecnologia nacional que seja capaz de realizar a inspe o de cascos de navio com o m ximo de confiabilidade e o m nimo de interfer ncia no processo produtivo NDICE CAP TULO PROBLEMA ASSOCIADO A CORROS O eeememereees 1 1 Problemas associados ao custo da corros o 1 1 1 Conserva o de reservas minerais iiiino 1 1 2 Considera es energ ticas 1 2 Em que consiste a corros o ea 1 3
161. resenta a rea o de equil brio Solu o de cloreto de pot ssio CulCusSo Figura 1 2 Eletrodos de Calomelano prata cloreto de prata e cobre sultato de cobre NUNES 2007 AgCl s re Ag CI O eletrodo de cobre sulfato de cobre consiste em cobre met lico imerso em solu o saturada de sulfato de cobre Cu CuS0 sat Cu A rea o de equil brio deste eletrodo Cu 20 Cu Obs Embora esse eletrodo cobre sulfato de cobre n o seja t o preciso quanto os anteriores muito usado devido a ser mais resistente a choques e tamb m menos sujeito a 32 erros devidos polariza o Pode se tamb m acoplar o eletrodo em quest o a um eletrodo cujo potencial em rela o ao de hidrog nio seja conhecido Por exemplo o potencial de um eletrodo de calomelano em rela o ao eletrodo normal de hidrog nio 0 280V e quando um determinado eletrodo tem a diferen a de potencial de 0 482V em rela o ao calomelano conclui se que o valor do potencial do eletrodo em rela o ao eletrodo normal de hidrog nio 0 762V GENTIL 2008 1 4 2 2 Sinal do Potencial Tabela de Potenciais de Eletrodo Quando se tem um eletrodo constitu do por um metal imerso em solu o de seus ons pode se considerar o potencial do eletrodo como sendo E Este potencial ser igual diferen a entre o potencial do metal Emeta O potencial da solu o Esolu o E Emeta Esolu o Quando
162. ridos para estruturas da que ter seu casco inspecionado Os principais componentes do sistema Lamp Ray s o ve culo de controle remoto com dispositivos de inspe o visual potencial eletroqu mico medi o de espessura de revestimento e de chapa sistema de posicionamento e navega o que instalado nos bordos da embarca o para fornecer as coordenadas espaciais necess rias sua opera o sistema de lan amento e recolhimento do ve culo que consiste de um guincho el trico apoiado em uma estrutura tubular sistema de energia esta o de controle que consiste de computadores monitores e manipulador gravadores de v deo que suportam a opera o do ve culo a configura o das ferramentas de inspe o e o armazenamento dos resultados Os dados adquiridos na inspe o s o manipulados por programas de computador especialmente desenvolvidos para essa aplica o e que permitem a visualiza o global dos dados processados e consolidados na forma gr fica Entre os aspectos positivos deste sistema pode se citar o ve culo de f cil opera o e possui excelente manobrabilidade as c meras de v deo do sistema apresentam uma excelente resolu o suficiente para atender aos requisitos necess rios a uma inspe o visual remota detalhada a quantidade de dados obtidos excede o m nimo exigido pelas Sociedades Classificadoras e as quantidades recomendadas nos procedimentos utilizados atualmente pela PETROBRAS Os aspectos nega
163. rmanentes ou inertes A diferen a de potencial DDP entre os 126 eletrodos de refer ncia usada para prover um sinal que enviado para o circuito de controle Este circuito ajusta automaticamente a corrente de prote o cat dica de modo a manter um n vel pr determinado necess rio prote o do casco As embarca es empregam o m todo de prote o cat dica por corrente impressa denominada INITRON inibidor eletr nico Este sistema protege as obras vivas do casco da embarca o incluindo h lices e lemes A varia o da corrente de prote o ocorrer em fun o de tr s elementos a serem considerados que s o a mudan a de velocidade do navio b mudan a de salinidade da gua e c temperatura da gua Este sistema de prote o utiliza um equipamento de controle transformador retificador eletrodos de refer ncia e anodos permanentes para o controle autom tico de corrente para os anodos 3 3 2 Descri o do Sistema de Prote o Cat dica por Corrente Impressa O sistema deve ser concebido para que a corrente fornecida por um conjunto de anodos instalados nas obras vivas seja automaticamente ajustada de tal forma que o potencial existente entre os eletrodos de refer ncia e o casco da embarca o permane a constante e igual ao valor de protencial pr ajustado e gerado no equipamento Diferen as entre o potencial pr ajustado e o captado pelos eletrodos s o processa
164. s emiss rios submarinos Os emiss rios submarinos de esgotos das cidades de Santos SP e Fortaleza CE constru dos em a o est o tamb m 109 protegidos com sistema de prote o cat dica por corrente impressa plataformas de petr leo Todas as plataformas de prospec o e produ o de petr leo no mar atualmente em opera o no Brasil s o protegidas catodicamente Para essas instala es os sistemas galv nicos com anodos de alum nio s o os mais utilizados tanques de armazenamento A maioria dos parques de tanques de armazenamento de petr leo lcool e derivados de petr leo existentes no Brasil est o protegidos com sistemas de prote o cat dica por corrente impressa A prote o cat dica nesses casos destina se a combater a corros o nas superf cies externas em contato com o solo ou base de concreto das chapas dos fundos dos tanques Os tanques que operam com lastro de gua salgada possuem tamb m prote o interna om anodos galv nicos embarca es As embarca es constru dos em a o em opera o no Brasil est o protegidos com sistema galv nico ou por corrente impressa dependendo das caracter sticas de cada um 3 2 AN LISE DE PROTE O CAT DICA GALV NICA Consiste em empregar intencionalmente um metal de maior potencial el trico que o metal que se deseja proteger No caso das embarca es utilizam se blocos de metais presos ao casco anodos de ligas de zinco alum ni
165. s s respectivas press es parciais Eletrodo menos aerado anodo Eanodo 0 401 0 0591 4 log af OH pos Eletrodo mais aerado catodo E catodo 0 401 0 0591 4 log a OH7 pos sendo po e po as press es parciais do oxig nio no anodo e catodo respectivamente GENTIL 2008 Para facilitar a representa o gr fica a 0H a Substituindo os valores tem se Epiha 0 401 0 0591 4 log a pO2 0 401 0 0591 4 log af pos Epiha 0 0591 4 log p02 9 p0 O valor Epina S ser positivo se pO gt pO logo o anodo o eletrodo menos aerado e o catodo o eletrodo mais aerado Admitindo que as 73 press es parciais do oxig nio sejam 0 1 e 1 atm as rea es que se processam s o Rea o do anodo 40H gt 2H 0 O2 0 1 atm 4e Rea o do catodo 2H O gt 1atm 4e gt 40H e Rea o da pilha O2 1 atm gt O0 1 atm o que mostra que a press o parcial do oxig nio no catodo inicialmente igual a 1 atm vai decrescendo e a press o parcial do oxig nio no anodo inicialmente a 0 1 atm vai crescendo Assim Epiha 0 0591 4 log 1 0 1 0 0591 4 log 10 Epilha 0 01477 Nos casos pr ticos as pilhas de aera o diferencial n o se formam com metais inertes mas sim com metais ativos como ferro zinco alum nio a os inoxid veis etc Nesses casos a rea o an dica no compartimento menos aerado a oxida o do pr prio metal GENTIL 2008 1
166. s em primeiro lugar o metal de adi o possui quase sempre caracter sticas diferentes do metal de base e em segundo lugar as tens es introduzidas pela soldagem junto ao cord o de solda bem como as altera es na microestrutura do material tornam essa regi o mais propensa a corros o Prever drenagem de guas s guas pluviais ou de qualquer outra origem quando retidas em contato com a superf cie met lica aceleram os processos corrosivos A fim de evitar a presen a de gua deve se prever declividade nas chaparias planas e perf s posicionar corretamente os perf s a fim de n o coletarem gua prever furos para escoamento da gua etc 2 1 6 2 M todos de prote o anticorrosiva na fase de projeto A previs o de todos as m todos de prote o adequados a cada equipmento e instala o depende do conhecimento dos processos corrosivos e da aplicabilidade dos m todos De modo a facilitar a utiliza o destes m todos de prote o ser abordado aqui os Navios e embarca es e Plataformas Semi submersiveis bem como os mais importantes processos corrosivos e as correspondentes meios de prote o conforme a seguir Os navios embarca es e plataformas semi submers veis de perfura o e produ o de petr leo de modo geral est o expostos aos seguintes processos corrosivos Corros o atmosf rica na regi o do casco acima da linha d agua no conv s nas superestrutura etc Corros o pel
167. sa da PETROBRAS CENPES e consiste de um equipamento para inspe o de baixo custo de aquisi o baixa complexidade operativa e de baixa manuten o devido simplicidade do sistema proposto Figura 13 Foram retiradas do ve culo todas as complexidades el tricas hidr ulicas e eletr nicas necess rias ao sistema de propuls o assim como os dispositivos remotos e substitu do por cabos acionados por guinchos port teis instalados nos dois bordos no conv s da embarca o diminuindo assim o custo a complexidade da opera o e da manuten o Para a ader ncia ao casco substituiu se os sistemas motores ou magn ticos por empuxo utilizando um tanque de ar instalado Um sistema de lastro possibilita a locomo o com certa facilidade sobre as incrusta es marinhas possibilitando a realiza o da maior parte das vistorias solicitadas pelas Sociedades Classificadoras sem a necessidade de limpeza pr via do casco importante lembrar que os ve culos submarinos de controle remoto n o podem substituir o mergulhador em servi os de maior complexidade como limpeza de caixas de mar manuten o em turret em locais de dif cil acesso ou de geometria complexa etc Nestes casos indispens vel a utiliza o do mergulhador a n o ser que os dispositivos tenham projetos espec ficos para este uso A utiliza o do ve culo se dar na inspe odas regi es dos tanques de carga at a popa ou seja regi es de geometria simples Al m d
168. sco 133 feita pelos Eletrodos de Refer ncia quando apresentam tens es na faixa de 0 150 Vcc e 0 300 Vcc indicam que o casco da embarca o est protegido contra a corros o Valores menores que 0 150 Vcc indicam sobreprote o contra a corros o podendo danificar a pintura do casco Valores maiores que 0 300 Vcc indicam subprote o ocorrendo o processo de corros o no casco Os valores acima especificados s o te ricos e em fun o do posicionamento de instala o dos eletrodos de refer ncia em compara o com os locais de instala o dos anodos estes valores podem mudar Os posicionamentos ideais para instala o dos eletrodos de refer ncia seriam o mais distante poss vel dos anodos pois neste local e que as correntes dos anodos teriam mais dificuldade em alcan ar Se neste local os potenciais de leitura nos eletrodos de refer ncia forem satisfat rios e sinal que os outros pontos da embarca o estar o bons Se esta situa o de instala o for conseguida no projeto da embarca o seria o ideal mas nem sempre isto poss vel em fun o de tanques de lastro exig ncias das empresas classificadoras e etc Para o caso de se conseguir a instala o remota dos eletrodos de refer ncia o mais distante poss vel dos anodos na regulagem se dever medir os potenciais com eletrodo de refer ncia port til pr ximo aos anodos para se evitar o problema de descolamento cat dico Esta regulagem
169. se requer experi ncia e habilidade do projetista a fim de que n o haja excesso de prote o em umas zonas e defici ncias em outras Para se chegar ao n mero de anodos parte se dos tamanhos dispon veis no mercado dentre os quais se elege um dado tipo cujas caracter sticas tais como forma dimens es peso l quido peso de liga s o dadas nos cat logos comerciais Como orienta o comum adotar se para determina o do n mero de anodos a regra pr tica pela qual um anodo capaz de proteger de 30 a 60m2 da estrutura Tendo se a massa total requerida e a massa unit ria do tipo de anodo escolhido calcula se o n mero de anodos pela express o N M m Onde N n mero de anodos M massa total requerida m massa unit ria do tipo de anodo selecionado exclu da a alma 116 em kg A escolha do anodo depende do tipo de estrutura a proteger Para o casco de embarca es usa se anodos de se o transversal delgada e perfil longitudinal com forma hidrodin mica a fim de que n o introduzam resist ncia ao deslocamento O problema n o termina nesse ponto necess ria a verifica o da corrente liberada pelos N anodos a que se chegou no item anterior Se o cat logo fornecer a corrente liberada pelo tipo de anodo escolhido o c lculo fica simplificado Basta multiplicar se o n mero N pela corrente de cada anodo isto Nxi Onde Corrente total liberada em A N n mero de anodos i Corren
170. ser necess rio que as outras estruturas estranhas a embarca o utilize o mesmo processo de utiliza o de anodos galv nicos Os sistemas de prote o cat dica por corrente impressa se interagem gerando a passiva o dos anodos galv nicos e criando reas de desprotec o contra a corros o 8 importante ressaltar que a anota o di ria no Livro de Registro de Funcionamento pode esclarecer eventuais defeitos e as condi es de pintura no casco ou seja se pequenas correntes forem drenadas na faixa de at 20 da corrente m xima para cada anodo sinal que a pintura est em bom estado A pintura estar deficiente caso sejam drenadas grandes correntes na faixa de 80 da corrente m xima para cada anodo 3 3 10 1 Monitora o de potenciais figura 3 8 Atrav s do milivolt metro digital deve ser poss vel monitorar os seguintes potenciais a Potencial de refer ncia Este potencial tem polaridade positiva e gerado no pr prio equipamento de controle b Potenciais dos eletrodos este potencial tem polaridade negativa d 137 e representam os n veis de potenciais cat dicos em ambos os bordos da embarca o Por se tratar de potenciais negativos o valor numericamente mais alto corresponde ao n vel mais baixo de prote o e vice versa Potencial ais de h lice s T m a fun o de monitorar o aterramento dos h lices Resist ncia de contatos elevados entre as escovas e an is
171. ser calculada do seguinte modo E 0 337 0 44 0 777 V 1 6 2 Tipos de pilhas Considerando a rea o qu mica que ocorre e uma pilha como aA bB gt cC dD a sua for a eletromotriz E dada pela equa o de Nernst E E 0 0591 n log ac av aa ae ou E E 0 0591 n log ac anf an aB onde aa e ap s o as atividades das subst ncias A e B que est o no estado oxidado e ac e ap s o as atividades das subst ncias C e D que est o no estado reduzido GENTIL 2008 Pela equa o de Nernst observa se que aparece uma diferen a de potencial entre dois eletrodos quando a os eletrodos s o constitu dos de diferentes subst ncias e possuem portanto diferentes potenciais b os eletrodos s o da mesma subst ncia mas as solu es cont m atividades diferentes c os eletrodos s o da mesma subst ncia e as solu es cont m atividades iguais mas os eletrodos est o submetidos a diferentes press es parciais de subst ncias gasosas d os eletrodos est o a temperaturas diferentes a diferen a de temperatura altera o fator 0 0591 que s v lido para a temperatura de 298 K De acordo com essas observa es pode se dizer que nos processos de corros o devem ser destacados os principais tipos de pilhas 66 eletroqu micas nas quais se verifica que as rea es em a o criam espontaneamente uma for a eletromotriz pilha de eletrodos met licos difer
172. so 0 45 a gt pe ZONA IDEAL D PROT Ro p A o 25 o so ces ES L LL Ls S ae ES A VOLTS Cu Cu S04 o o Ea sos ES SE SO SS SO Ne ZONA DE SUPERPROTE O N N NN Su EE AO REVESTIMENTO X SS S SN IN L 88 N M o Figura 3 3 Zonas de corros o de prote o e de superprote o do a o na gua do mar IEC 1981 VOLTS ZINCO L VOLTS Ag Ag CI 3 1 6 Considera es sobre o dimensionamento de sistemas de prote o cat dica Um projeto de prote o cat dica para ser bem executado deve ser baseado num cuidadoso levantamento de dados Podemos dividir a coleta destas informa es em dois tipos a Levantamentos de Dados da Estrutura 102 b Levantamentos de Campo a Levantamento de dados da estrutura O levantamento da estrutura consiste basicamento na reuni o de informa es que podemos obter sobre os seguintes pontos rea a ser efetivamente protegida Material da estrutura Material de revestimento utilizado Liga es com outras estruturas de fundamental import ncia um mapeamento da regi o onde ser instalada a estrutura a proteger com as seguintes informa es Localiza o da estrutura Localiza o de estruturas estranhas ao sistema a proteger Outros sistemas de Prote o Cat dica b Levantamento de campo Para a realiza o dos levantamentos de campo apresentam se duas situa es distintas b 1 Estrutura em projeto
173. ta uma altera o de concentra es ou de temperatura a um sistema qu mico em equil brio a composi o do sistema deslocar se no sentido de contrariar a altera o a que foi sujeito nasceu em 8 10 1907 em Rochester na Inglaterra e faleceu em 17 06 1978 nasceu em Wabrzezno Pr ssia em 25 06 1864 e faleceu em Lus cia em 18 11 1941 foi um f sico qu mico alem o Formulou a conhecida Equa o de Nerst cuja rela o quantitativa permite calcular a for a eletromotriz de uma pilha para concentra es de ons diferentes de uma unidade Tamb m usado para c lculos em titula o de oxi redu o Tabela 1 1 Tabela 1 2 Tabela 1 3 Tabela 1 4 Tabela 1 5 Tabela 1 6 Tabela 1 7 Tabela 1 8 Tabela 1 9 Tabela 3 1 Tabela 3 2 Tabela 3 3 Tabela 3 4 Tabela 3 5 Tabela 3 6 Tabela 3 7 Tabela 3 8 Tabela 3 9 LISTA DE TABELAS Potencial de eletrodo Diagrama de Pourbaix 34 Influ ncia da concentra o no potencial iiiiii 36 Potenciais de eletrodos volt ssciisiiissiemenenaeenasenatassarasenastrani o 44 Tabela pr tica em gua do mar eee 45 Rea es entre metais e gua e metais e cidos n o oxidantes e entre xidos met licos e hidrog nio etereseeraseneereerer 46 Espontaneidade das rea es de corros o iis 48 Potenciais de OXIDA O recrei eec nine aqua cana paia ES FD DU ae
174. tanto com base nos n meros atuais podemos afirmar que a produ o de petr leo no Brasil pelo menos na pr xima d cada ser governada por uma forte atividade alto mar O uso de unidades flutuantes tais como os FPSOs Figural e FSO do ingl s Floating Storage and Offloading para produ o de leo em guas profundas tem aumentado consideravelmente em volta do mundo principalmente devido as suas caracter sticas t cnicas e econ micas S na Bacia de Campos existem quatorze unidades em opera o atualmente e planos para instala o de outras em breve Atualmente h mais de 100 FPSOs em funcionamento ou em constru o no mundo Esta a unidade de produ o flutuante dominante e corresponde a cerca de 60 de todos os sistemas flutuantes de produ o Geralmente um FPSO FSO um navio petroleiro de casco simples que foi adequadamente convertido a fim de armazenar e produzir o leo como uma unidade de flutua o estacion ria Depois que a opera o iniciada o cont nuo carregamento e descarregamento as cargas de ondas vari veis o ambiente marinho salino e outros efeitos fazem com que FPSO FSO seja exposto a fadiga degrada o e processo corrosivo Dessa forma estas unidades devem ser periodicamente inspecionadas a fim de assegurar sua integridade estrutural minimizando o risco para o ambiente e os trabalhadores Devido dificuldade de docagem de um FPSO em um estaleiro e para evitar parada da produ o as inspe
175. tar o sistema de suficiente massa de anodo para atender prote o da estrutura durante o tempo desejado No caso de embarca es o trabalho de reposi o dos anodos simples tendo em vista que elas docam periodicamente e a opera o de substitui o dos anodos consumidos de f cil execu o Em vista disso comum fazer se o dimensionamento dos anodos para uma vida til de 2 a 3 anos Para as instala es mar timas em que a troca de anodos se torna mais complexa podendo envolver at trabalho de soldagem submarina costuma se dimensionar o sistema para vida til de 10 a 20 anos ou mesmos 30 anos Um caso especial constitu do pelas plataformas de produ o de petr leo principalmente as que se destinam a mares profundos Em geral se usa sistema galv nico com anodos de liga de alum nio dimensionado para 114 uma vida til de 30 anos Valor inferior a esse usado quando a vida esperada para o campo menor As caracter sticas principais dos anodos galv nicos comumente utilizados s o as seguintes Capacidade de Corrente A h kg Potencial em circuito aberto medido em rela o a semic lula de Cu CuSO Volts Peso espec fico g cm Para efeitos de compara o s o apresentados na Tabela 3 5 esses valores para anodos de zinco magn sio e alum nio fabricados no Brasil Em seguida ap s determinar se qual dever ser a vida dos leitos calcula se a massa total dos anod
176. te b sico NUNES 2007 Estes dois m todos de aumento da resist ncia a corros o s o muito utilizados em sistemas de gua de refrigera o gua de caldeira gua de inje o em po os de petr leo em fluidos diversos como os de perfura o de po os de petr leo e os de complementa o 2 1 4 Prote o Cat dica Prote o cat dica um processo de controle contra a corros o de metais tubula es e estruturas O princ pio b sico tornar o elemento met lico a ser protegido um aqueduto por exemplo em um c todo de uma c lula de corros o o que pressup e a presen a de um nodo Assim o processo natural de perda de el trons da estrutura para o meio fen meno que causa a corros o compensado pela liga o da estrutura met lica a um nodo de sacrif cio em geral um eletrodo de cobre sulfato O direcionamento da corrente el trica preserva a estrutura met lica ocorrendo corros o 88 controlada no nodo bom lembrar que a prote o cat dica um processo anticorrosivo ativo em que poss vel ajustar a efici ncia s necessidades operacionais que complementa a prote o proporcionada pelo revestimento externo interno das tubula es o nico processo capaz de eliminar a corros o eletroqu mica e eletrol tica mesmo em estruturas n o revestidas Os mecanismos de prote o cat dica para estruturas met licas s o dois galv nica PCG e por corrente impressa PCCI Para
177. te liberada por anodo no meio considerado em A Para atender se ao projeto necess rio que este seja igual ou maior do que a corrente total determinada no item 3 1 6 1 Se este tem for menor ser indispens vel escolher outro tipo de anodo tal que se obtenha aquela condi o H outra alternativa para se chegar ao n mero de anodos a qual consiste em tomar se a corrente requerida e divid la pela correnta unit ria liberada no meio considerado pelo tipo de anodo escolhido ou seja N I i Onde N n mero de anodos Corrente requerida conforme definido no item 3 1 6 1 em A i Corrente liberada pelo tipo de anodo escolhido no meio 117 considerado em A Deste modo t m se assegurada a condi o b sica de corrente Entretanto necess rio verificar se a massa destes N anodos atende necessidade de consumo durante a vida til estipulada Ou seja a massa dos N anodos dever ser igual ou maior que a massa calculada pela express o citada anteriormente Caso n o se tenha a corrente liberada pelo tipo de anodo selecionado torna se necess rio o seu c lculo A corrente i de um anodo dada por i AV R Onde i Corrente liberada em A AV For a eletromotriz dispon vel em V R resist ncia do circuito em Ohm A for a eletromotriz dispon vel dispon vel no sistema utilizada para o c lculo da corrente liberada por um anodo galv nico corresponde diferen a entre o potencial do anodo
178. tica em gua do mar GENTIL 2008 1 4 7 Espontaneidade das rea es de corros o A quantidade m xima de energia que se pode obter de uma rea o qu mica sob forma de energia el trica igual varia o energia livre da rea o GENTIL 2008 Termodinamicamente se prova que o potencial de redu o E de um eletrodo funcionando reversivelmente est relacionado com a varia o de 49 energia livre de Gibbs AG do sistema AG Nfe Elemento S mbolo Observa es 1 Pot ssio K 1 Elementos de 1 5 liberam hidrog nio de gua a frio Adi 2Na 2HOH 52Na0OH H2 2 Epa EE 2 Elementos de 1 12 liberam hidrog nio de vapor d gua 3 B rio a Mg HO gt MgO H 4 Estr ncio Sr 3 Elementos de 1 16 liberam hidrog nio de cidos n o 5 C lcio Ca oxidantes Zn 2HCI gt H2 ZnCl Maan sio M 4 Elementos de 1 22 reagem com oxig nio e formam AI 9 se Ai xidos 4Al 302 gt 2ALOs anna 5 Elementos de 23 25 formam xidos por m todos 8 Mangan s Mn indiretos AuCl 3KOH gt Au OH 3KCI 9 Zinco Zn 2Au OH gt Au20 3H 0 10 Cromo Cr 6 Se aquecidos os xidos dos elementos 21 25 se senao decomp em dando metal e oxig nio 11 C dmio Cd A 12 Ferro Fe 2HgO gt 2Hg 0 13 Cobalto Co 7 Os xidos dos elementos 1 11 n o s o reduzidos por 14 N quel Ni hidrog nio dando metal 15 Estanho Sn MgO H n o h rea o 16 Chumbo Pb 8 Os xidos dos elementos 12 25 podem ser reduzidos 1
179. tidade por embarca o Dependente de projeto placa de Z tit neo s epoxi isolador fixador cabo lt E el trico soldar epoxi Figura 3 11 eletrodo inerte Requisitos da corrente de prote o necess ria a prote o do casco da embarca o depende dos seguintes fatores a Pintura do casco Uma boa pintura requer menor corrente b Salinidade da gua Salinidade alta corrente alta c velocidade do navio Est tico 1mA m2 em movimento 28mA m2 e d temperatura da gua O suprimento para os anodos fornecido pelo secund rio do transformador da unidade de controle corrente esta retificada para cc na ponte de retificadores e thyristores ver figura 3 12 129 P Ee n t pie LIF t 7 T Ai s i Figura 3 12 Circuito B sico de prote o cat dica de embarca es 3 3 4 C lculos utilizados para sistemas de prote o cat dica por corrente impressa No dimensionamento do sistema de corrente impressa a fase de determina o da corrente de prote o exatemente igual do sistema galv nico e segue o roteiro apresentado no item 3 1 6 2 Calculada a corrente de prote o as fase subsequentes s o sele o do equipamento de impress o de corrente sele o dos anodos escolha do arranjo e disposi o dos anodos e verifica o da resist ncia do circuito de impress o a sele o do equipamento de impress o de corrente A prote o cat dica
180. tido contr rio corrente de corros o anulando seus efeitos Proteger catodicamente uma estrutura met lica significa eliminar as reas an dicas da superf cie do metal fazendo com que toda estrutura adquira 125 comportamento cat dico Notas a A corrente de prote o do tipo cont nua e deve ter valor igual ou ligeiramente maior que a corrente de corros o b os anodos empregados neste sistema s o fabricados com material altamente resistente a corros o como a platina e c por terem grande durabilidade e s serem substitu dos em PMG esses anodos s o conhecidos como anodos permanentes Corrente impressa Imaginem uma estrutura de dif cil acesso Fazer a manuten o e troca de eletrodos de sacrif cio seria invi vel Por isso emprega se a Corrente Impressa onde uma fonte de corrente cont nua tem o p lo positivo catodo e o p lo negativo anodo ligado a um eletrodo inerte como grafite por exemplo Sendo inerte o an do n o sofreria ataques corrosivos ficando livre da troca peri dica CONTROLE tov POC I Toda 60Hz 4 gt TRANSE ZRETIF a Lo 1 ANODO Fig 3 9 Sistema de Corrente Impressa 3 3 1 Generalidades O Sistema de Prote o Cat dica por Corrente Impressa usado para evitar corros o nos eixos propulsores nos lemes e nas partes met licas abaixo da linha d gua pela circula o de uma corrente cont nua aplicada aos anodos pe
181. tilizam se revestimentos protetores nas superf cies met licas completamentados por um sistema de prote o cat dica que consiste em ltima an lise em modificar o potencial do casco em rela o gua para um valor de imuniza o abaixo do qual a corros o cessa totalmente resolvendo o problema IEC 1981 O casco fica completamente protegido quando polarizado com um 100 potencial de 0 80V ou mais eletronegativo medido em rela o a um eletrodo de prata cloreto de prata Ag AgCl ou com um potencial equivalente medido em rela o a outro eletrodo de refer ncia sempre posicionado pr ximo ao ponto ou regi o onde se deseja medir as condi es de prote o IEC 1981 Nas aplica es pr ticas para o casco de embarca es os eletrodos de refer ncia normalmente utilizados s o os de Ag AgCl e os de zinco segundo a especifica o MIL A 18001H Na Tabela 3 1 est o mostrados os potenciais m nimos de prote o segundo tr s diferentes tipos de eletrodos IEC 1981 Com rela o a Tabela 3 1 as seguintes observa es s o importantes O eletrodo de Cu CuSO utilizado com maior frequ ncia para estruturas enterradas Os outros dois eletrodos s o largamente utilizados para as medi es dos potenciais dos cascos de embarca es Mudan as na salinidade e portanto na resistividade el trica da gua do mar alteram os valores m nimos de prote o mostrados Eletrodo de El
182. tipo de c lculo para outros metais constr i se a Tabela 1 8 Com base nas observa es feitas nas experi ncias anteriores pode se concluir que o metal que funciona como anodo em uma pilha eletrol tica rapidamente oxidado sofrendo um processo corrosivo bem mais acentuado e r pido do que o verificado em processo espont neo Metal Rea o an dica Equivalente Massa kg eletroqu mico Fe Fe gt Fe 2e 55 85 2 9 125 Cu Cu gt Cu le 63 57 1 20 77 Cu gt Cu 2e 63 57 2 10 39 Pb Pb gt Pb 2e 207 2 2 33 866 Zn Zn gt Zn 2e 65 38 2 10 665 Al Al gt AI 3e 26 98 3 2 9 Tabela 1 8 Consumo an dico de metal GENTIL 2008 no caso de processo n o espont neo pode se variar o posicionamento dos eletrodos pois o mesmo vai depender somente da aplica o de energia externa o metal que funciona como catodo fica protegido mas como neste caso esta prote o dada pela energia externa aplicada e n o pelo consumo do anodo pode se usar um anodo inerte somente para completar o circuito eletroqu mico da se usar a grafite Esta conclus o explica o mecanismo da prote o cat dica por corrente impressa ou for ada onde s o usados anodos inertes ou quase inertes como por exemplo grafite ferro sil cio 78 tit nio platinizado liga de antim nio prata cnumbo e corrente el trica cont nua para prote o de oleodutos gasodut
183. tivos constatados s o o ve culo n o possui pot ncia suficiente para utiliza o em ambiente offshore o ve culo n o robusto o suficiente para opera o em ambiente offshore necess ria a limpeza pr via do casco para a realiza o da inspe o 2 2 Sistema MeasureMate O MeasureMate um sistema que executa uma varredura externa detalhada das chapas do fundo do casco de um navio empregando um ve culo operado remotamente Foi desenvolvido pela empresa norueguesa Red Band As medi es nesse sistema s o feitas com o navio ancorado nas condi es carregado ou lastreado Os tanques n o precisam estar limpos ou enquadrados s condi es de seguran a isento de gases explosivos A inspe o completa de um navio de 150 000 dwt Porte Bruto realizada em 20 horas e o n mero de medi es realizadas 1 500 vezes maior que o requerido pelas sociedades classificadoras Os resultados s o apresentados em gr ficos com padr o de cores similares aos do sistema Lamp Ray Devido extensa quantidade de dados armazenados poss vel calcular facilmente a espessura m dia das chapas com objetivo de realizar c lculos estruturais O sistema MeasureMate armazenado em um cont iner compacto para permitir seu transporte por avi o at a loca o do navio 2 3 Sistema spectrum M todo de inspe o desenvolvido inicialmente com o nome de OCROV pelas empresas DNV Det Norske Veritas e Oceaneering especialmente para FPSOs e hoje p
184. tos Os principais custos diretos aqueles atribu dos aos propriet rios ou operadores das estruturas fabricantes de produ o e fornecedores de servi os s o Material adicional de sobre espessura Substitui o das pe as ou equipamentos que sofreram corros o incluindo se energia e m o de obra Sobressalentes Perda de Produtividade Os custos e manuten o dos processos de prote o prote o cat dica revestimentos met licos e n o met licos pintura etc As perdas indiretas s o mais dif ceis de avaliar mais um breve exame das perdas t picas dessa esp cie conduz a conclus o de que podem totalizar custos mais elevados que as perdas diretas e nem sempre podem ser quantificados Os custos indiretos previs veis e a princ pio intang veis ou imensur veis s o Atrasos e Lit gios Multas Indeniza es Desgastes de imagem Danos ambientais Custos compensat rios 17 Com base nestes aspectos os custos da corros o s o elevados e muitas das vezes incomensur veis quando se tem um processo corrosivo n o controlado Por outro lado os custos de aplica o dos m todos de prote o resultam em grandes benef cios especialmente no que concerne a preserva o do meio ambiente NUNES 2007 O estudo do custo de corros o tem sido empreendido por varios pa ses incluindo os USA 1949 Uhlig 1978 Laborat rio Battelle NBS e um mais recente de 2002 UK
185. tretanto pode se com certeza afirmar que a rea o n o se passa nas condi es estipuladas se o valor de AG for positivo As equa es abaixo evidenciam a import ncia destas considera es Mg H20 1 4 O 9 gt Mg OH s AG 140kcal Fe H20 1 O2 9 gt Fe OH s AG 58 5kcal Cu H20 1 O2 g gt Cu OH s AQ 28 3kcal Au 3 2 H20 1 34 Og gt Au OH s AG 15 7kcal Observa se ent o que o valor positivo para AG no caso do ouro indica que esse metal n o sofre corros o em meio aquoso para formar Au OH s 51 No caso dos valores negativos de AG pode se verificar que o cobre o metal que tem menor tend ncia a ser corro do em meio aquoso aerado conforme tamb m comprovado na pr tica GENTIL 2008 A Tabela 1 6 mostra os valores de AG para as rea es mais frequentes nos processos de corros o Observa es relativas Tabela 1 6 a os dados apresentados para corros o tipo hidrog nio s o v lidos para rea es do tipo M s 2H50 1 gt M 0H s H2 g 1 atm M s H20 1 gt MO s H gt g 1 atm Os potenciais dados s o os potenciais revers veis para pilhas galv nicas de corros o nas quais as rea es no anodo e no catodo se somam para fornecer a rea o global de corros o GENTIL 2008 Exemplo Anodo Zn s 20H gt Zn OH s 2e Catodo 2H 0 1 2e gt 20H Ho g 1 atm Rea o global Zn s 2H gt 1 gt Zn 0H
186. u concreto A nfase aqui descrita ser sobre a corros o dos materiais met licos em meio aquoso gua salgada ou gua do mar NUNES 2007 1 3 COMO SE CLASSIFICAM OS PROCESSOS DE CORROS O Dependendo do tipo de a o do meio corrosivo sobre o material os processos corrosivos podem ser classificados em dois grandes grupos abrangendo todos os casos de deteriora o por corros o Corros o Eletroqu mica Corros o Qu mica 25 1 3 1 Como se processa a corros o eletroqu mica Os processos de corros o eletroqu mica s o mais freq entes na natureza e se caracterizam basicamente por Necessariamente na presen a de gua no estado l quido Temperaturas abaixo do ponto de orvalho da gua sendo a grande maioria na temperatura ambiente Forma o de uma pilha ou c lula de corros o com a circula o de el trons na superf cie met lica Nos processos de corros o os metais reagem com os elementos n o met licos presentes no meio O2 S H2S CO2 entre outros produzindo compostos semelhantes aos encontrados na natureza dos quais foram extra dos Conclui se portanto que nestes casos a corros o corresponde ao inverso dos processos metal rgicos ver figura 1 1 METAL E q P METALURGIA ovsoudoa ENERGIA COMPOSTO MIN RIO CICLO DOS METAIS Figura 1 1 Ciclo dos metais 26 1 3 2 Processos da corros o qu mica Os processos de corros o qu mi
187. uma limpeza do casco e posterior inspe o conforme Figura 4 Esta opera o acarreta em um grande custo para a empresa n o somente pela opera o de limpeza e inspe o do casco que geralmente realizada por empresas contratadas mas principalmente pela parada da produ o da unidade Uma alternativa que tem sido utilizada com frequ ncia principalmente para inspecionar reas localizadas o uso de inspe o por mergulhadores com a unidade em opera o No entanto esta op o tamb m n o adequada pois constitui um trabalho altamente insalubre para o mergulhador al m de n o garantir confiabilidade no ensaio Desta forma ambas as alternativas n o s o vi veis enquanto uma reduz o resultado da produ o a outra pode implicar em uma inadequada avalia o das condi es de integridade do casco e consequentemente subavalia es dos riscos de vazamento de leo atrav s de falhas estruturais decorrentes de corros o com todas as perdas inerentes a este tipo de ocorr ncia tais como agress o ao meio ambiente perdas financeiras por interrup o da produ o danos em rela o imagem da empresa e at mesmo perda de vidas humanas Empresas estrangeiras t m come ado a utilizar ve culos submarinos automatizados para realizar a inspe o dessas embarca es em servi o Entretanto este tipo de servi o tem um custo elevado e ainda n o est dispon vel no Brasil Verifica se a aplicabilidade deste tipo de tecnologia
188. ura pior a secagem das tintas QUI 28 DE OUTUBRO DE 2010 15 06 ALINE VONSOVICZ NOT CIAS DEMAIS 157 ANEXO 2 Norman 23 DPC S incrusta es nos cascos das embarca es passaram a ser estudadas com mais aten o com o avan o da tecnologia dos transportes mar timos decorrente do desenvolvimento comercial da demanda de mercado e da consequente depend ncia crescente dos pa ses das exporta es e importa es realizadas por via mar tima Come ou se a verificar ent o a interfer ncia dessas incrusta es na efici ncia das embarca es Percebeu se que os problemas causados pelas incrusta es eram consider veis a as incrusta es na rea submersa do casco obras vivas resultam em rugosidades que aumentam o atrito do casco com a massa l quida resultando em perda de velocidade b consequentemente ocorre maior consumo de combust vel c bloqueiam as caixas de mar dificultando a refrigera o dos motores d geram a necessidade de docagens com maior frequ ncia para limpeza do casco e e provocam a ocorr ncia de ru dos e vibra es prejudiciais estrutura aos propulsores e aos equipamentos da embarca o Por causa desses problemas foram desenvolvidas tintas especiais no mbito do sistema de pintura com a finalidade de minimizar a fixa o de incrusta es nas obras vivas chamado genericamente antifouling sistema anti incrustante 2 PROP SITO luz da Conven o AFS e das normas
189. velocidade desenvolvida pelo navio somente para a prote o do casco a quantidade de oxig nio dissolvido na gua e as condi es e qualidade do revestimento empregado 3 1 8 Aplica es dos Sistemas de Prote o Cat dica no Brasil Para ilustrar a import ncia da prote o cat dica na opera o segura das instala es met licas enterradas e submersas s o citadas suas principais aplica es no Brasil oleodutos Todos os oleodutos existentes em opera o no Brasil s o protegi dos catodicamente a maioria deles com sistema por corrente impressa gasodutos Assim como os oleodutos tamb m todos os gasodutos existentes no Brasil possuem sistema de prote o cat dica incluindo as redes de distribui o de g s domiciliar e industrial do Rio de Janeiro e de S o Paulo O sistema por corrente Impressa tamb m o mais utilizado nesses gasodutos minerodutos O Brasil possui atualmente dois minerodutos importantes um destinado ao transporte de min rio de ferro e o outro para transportar rocha fosfatica Todos os dois s o protegidos catodicamente com o aux lio do sistema por corrente impressa adutoras A grande maioria das adutoras de a o das Companhias de Sanea mento de todo o Brasil est tamb m protegida catodicamente com sistema por corrente impressa Como principais exemplos pode se citar os sistemas de gua das cidades de S o Paulo Rio de Janeiro Vit ria Salvador Recife Fortaleza e outra

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