Proteção catódica, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Engenharia IndustrialEngenharia Industrial

PROTEÇÃO PROTEÇÃO

CATÓDICA CATÓDICA

Evelin Cezar

Guilherme Almeida

Jackson Gonzaga

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial Tópicos Tópicos

 Objetivos;

Histórico;

Conceitos;

Campo de aplicação;

Princípios básicos de proteção catódica;

Levantamento de dados para projeto;

Corrente requerida para proteção;

Proteção catódica galvânica;

Proteção catódica por corrente impressa.

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial História História

MUNDO: MUNDO:

 1823 – Primeiros trabalhos realizados por

Sir Humpray

Davy, Inglaterra;

 1936 – Fundação da National Association of

Corrosion

Engineers – NACE, Estados Unidos.

BRASIL: BRASIL:

 1956 – Adutora do Rio Guandu;

 1960 – Proteção dos oleodutos submarinos e

instalações portuárias da

PETROBRÁS.

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial Definição Definição PROTEÇÃO CATÓDICA PROTEÇÃO CATÓDICA: Consiste em transformar a estrutura a proteger no cátodo de uma célula eletroquímica mediante a passagem de uma corrente elétrica proveniente do eletrólito. Condição para aplicação: Condição para aplicação:

Equipamentos em contato com meio

eletroquímico

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial Tipos de proteção Tipos de proteção

 Proteção catódica galvânicaProteção catódica galvânica

Corrente elétrica proveniente da força

eletromotriz existente entre o metal a

proteger e o metal escolhido para anodo de

sacrifício.

 Proteção por Corrente ImpressaProteção por Corrente Impressa

Corrente elétrica proveniente de uma fonte

geradora de corrente contínua, tal como

bateria, retificador ou gerador.

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial Causas Principais:  (^) Dissimilaridades de metais;  (^) Impurezas;  (^) Tensões internas;  (^) Aeração diferencial;  (^) Diferença na composição do eletrólito, etc... Pilhas de corrosão Pilhas de corrosão E SE TRANSFORMÁSSEMOS TODO O MATERIAL NUM CATÓDO?

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial Diagrama E-pH Pourbaix Diagrama E-pH Pourbaix Fig.2–esquema de proteção catódica do Fe lançado no diagrama E-pH (sistema Fe- água).

E

CORROSÃO IMUNIDADE PASSIVIDADE ‘

pH

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial Diagrama de Evans Diagrama de Evans E E Eoc Ecorr ipc ic^ O i a=icorr icorr ipc Eoc Ecorr Eoa Eoa REDUÇÃO SOBRE O METAL OXIDAÇÃO OXIDAÇÃO REDUÇÃO

Figura 3 – Diagrama de Evans, relacionando Figura 3 – Diagrama de Evans, relacionando

corrente e potencial corrente e potencial

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial Influencia do oxigênio Influencia do oxigênio E Eoc Ecorr icorr ipc^ i Eoa OXIDAÇÃO REDUÇÃO

H 2 O + ½ O 2 + 2e  2 OH

- Figura 6 – influência do teor de OFigura 6 – influência do teor de O 22 dissolvidodissolvido

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial Mecânica Mecânica Micropilha de corrosão Micropilha de corrosão GRÃO ANÓDICO GRÃO CATÓDICO ELETRÓLITOELETRÓLITO ESTRUTURA DE AÇO Fe++ OH

- OH- ELETRÓLITO Pa Pc Ia Ra Ic Rc Io e Ia = Ic = Io = Icor Pa = potencial do anodo Pc = potencial do catodo Ra = resistência do anodo Rc = resistência do catodo Ic = Ia + Ip Pc – Pa = IcRc + IaRa Pc – Pa = (Ia + Ip)Rc + IaRa = IaRc + IpRc + IaRa

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ΔV

NÍVEL INICIAL CATÓDICO NÍVEL INICIAL ANÓDICO Micropilha de corrosão Micropilha de corrosão

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial ANODO DE PROTEÇÃO CATÓDICA

ΔV

NÍVEL CONSTANTE ΔV NÍVEL INICIAL ANÓDICO NÍVEL FINAL CATÓDICO NÍVEL INICIAL CATÓDICO Micropilha de corrosão Micropilha de corrosão

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial ANODOS Figura 7 – Esquema de proteção catódica Figura 7 – Esquema de proteção catódica galvânica galvânica

Proteção Catódica Proteção Catódica Galvânica Galvânica

Engenharia IndustrialEngenharia Industrial  (^) O anodo deverá sofrer uma pequena polarização anódica;  (^) O cátodo sofrerá uma acentuada polarização catódica;  A circulação da corrente no sistema dá origem a um processo de polarização; Estabilidade Estabilidade Termodinâmica Termodinâmica