Engº ALEXANDRE MARCHON REDDO
PROTEÇÃO CATÓDICA
PROTEÇÃO CATÓDICAPROTEÇÃO CATÓDICA
PROTEÇÃO CATÓDICA
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PRO TEÇ ÃO CAT ÓDIC A
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Proteção catódica, Notas de estudo de Engenharia Mecânica
APRESENTAÇÃO DO TEMA E EXEMPLOS DE APLICAÇÕES.
Tipologia: Notas de estudo
2011
1 / 70
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ÍNDICE:
1 - INTRODUÇÃO.......................................................................................................
2 - PRINCÍPIOS BÁSICOS.........................................................................................
3 - MECANISMO DE FUNCIONAMENTO..................................................................
4 - SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA..............................................................
5 - ESCOLHA DO SISTEMA DE PROTEÇÃO CATÓDICA.......................................
6- LEVANTAMENTO DE CAMPO.............................................................................
7 - DIMENSIONAMENTO DE SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA...................
8 - INSPEÇÕES EM SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA.................................
9 - APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DAS NORMA PETROBRAS RELACIONADAS
À PROTEÇÃO CATÓDICA....................................................................................
10 - EXEMPLO PRÁTICOS/ EXERCÍCIOS................................................................
PG. 03
PG.
PG.
PG.
PG.
PG.
PG.
PG.
PG.
PG.
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2.0 PRINCÍPIOS BÁSICOS
2.1 ELETRICIDADE - CONCEITOS BÁSICOS
UMA DIFERENÇA DE POTENCIAL (Vab) APLICADA NAS EXTREMIDADES DE UM CONDUTOR ELÉTRICO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA (R) FAZ SURGIR UMA CORRENTE ELÉTRICA (I). ESSA CORRENTE ELÉTRICA É IGUAL À RELAÇÃO ENTRE ESSA DIFERENÇA DE POTENCIAL E A RESISTÊNCIA ELÉTRICA. ( I = Vab/R OU Vab = R x I ).
O SENTIDO DA CORRENTE ELÉTRICA CONVENCIONADA DESDE OS PRIMÓRDIOS DOS ESTUDOS DA ELETRICIDADE É OPOSTO AO SENTIDO DOS ELÉTRONS LIVRES NO MEIO CONDUTOR.
Va - Vb = Vab
Vab = R x i
Va
I
Vb
e
Vab
R
I
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2.2 TIPOS DE CORRENTE ELÉTRICA
MAIS USUAL EM
INSTALAÇÕES
INDUSTRIAIS,
COMERCIAIS E
RESIDENCIAIS
BATERIAS E
PILHAS
GERADA A PARTIR
DA RETIFICAÇÃO
DA CORRENTE
ALTERNADA
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2.3.1 AS DIFERENTES FORMAS (OU TIPOS DE CORROSÃO)
OU TIPOS DE CORROSÃO PODEM SER APRESENTADOS CONSIDERANDO-SE A APARÊNCIA
OU FORMA DE ATAQUE, BEM COMO AS DIFERENTES CAUSAS DA
CORROSÃO E SEUS MECANISMOS. ASSIM, PODE TER-SE CORROSÃO SEGUNDO:
– A MORFOLOGIA: UNIFORME, POR PLACAS, ALVEOLAR, PUNTIFORME OU POR PITE,
INTERGRANULAR (OU INTERCRISTALINA), INTRAGRANULAR (OU TRANSGULAR OU
TRANSCRISTALINA), FILIFORME, POR ESFOLIAÇÃO, GRAFÍTICA, DESINCIFICAÇÃO,
EM TORNO DO CORDÃO DE SOLDA E EMPOLAMENTO PELO HIDROGÊNIO;
– AS CAUSAS OU MECANISMOS: POR AERAÇÃO DIFERENCIAL, ELETROLÍTICA OU POR
CORRENTES DE FUGA, GALVÂNICA, ASSOCIADA A SOLICITAÇÕES MECÂNICAS
(CORROSÃO SOB TENSÃO FRATURANTE), EM TORNO DE CORDÃO DE
SOLDA, SELETIVA (GRAFÍTICA E DESINCIFICAÇÃO), EMPOLAMENTO OU FRAGILIZAÇÃO
PELO HIDROGÊNIO;
– OS FATORES MECÂNICOS: SOB TENSÃO, SOB FADIGA, POR ATRITO, ASSOCIADA À
EROSÃO;
– O MEIO CORROSIVO: ATMOSFÉRICA, PELO SOLO, INDUZIDA POR MICRORGANISMOS,
PELA ÁGUA DO MAR, POR SAIS FUNDIDOS, ETC.;
– A LOCALIZAÇÃO DO ATAQUE: POR PITE, UNIFORME, INTERGRANULAR, TRANGRANULAR,
ETC.
A CARACTERÍSTICA DA FORMA DE CORROSÃO AUXILIA BASTANTE NO ESCLARECIMENTO
DO MECANISMO E NA APLICAÇÃO DE MEDIDAS ADEQUADAS DE PROTEÇÃO, DAÍ SEREM
APRESENTADAS A SEGUIR AS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS DAS DIFERENTES
FORMAS DE CORROSÃO:
– UNIFORME;
– POR PLACAS;
– ALVEOLAR;
– PUNTIFORME OU POR PITE;
– INTERGRANULAR (OU INTERCRISTALINA);
– INTRAGRANULAR (OU TRANSGRANULAR OU TRANSCRISTALINA);
– FILIFORME;
– POR ESFOLIAÇÃO;
– GRAFÍTICA;
– DESINCIFICAÇÃO;
– EMPOLAMENTO PELO HIDROGÊNIO;
– EM TORNO DE CORDÃO DE SOLDA.
2.3.1.1 CORROSÃO UNIFORME
A CORROSÃO UNIFORME PROCESSA-SE EM TODA A EXTENSÃO DA SUPERFÍCIE (FIGURA
1B), DE MODO A OCORRER PERDA UNIFORME DE ESPESSURA. É CHAMADA, POR ALGUNS,
DE CORROSÃO GENERALIZADA, MAS ESTA TERMINOLOGIA NÃO DEVE SER USADA SÓ
PARA CORROSÃO UNIFORME, POIS É POSSÍVEL TER, TAMBÉM, CORROSÃO POR PITE OU
ALVEOLAR GENERALIZADAS, ISTO É, EM TODA A EXTENSÃO DA SUPERFÍCIE
CORROÍDA. É A FORMA DE CORROSÃO MAIS SIMPLES DE MEDIR, ALÉM DE SER POSSÍVEL
EVITAR FALHAS REPENTINAS ATRAVÉS DE UMA INSPEÇÃO REGULAR.
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FIGURA 1 - CORROSÃO UNIFORME
2.3.1.2 CORROSÃO EM PLACAS
A CORROSÃO LOCALIZA-SE EM REGIÕES DA SUPERFÍCIE METÁLICA E NÃO EM TODA SUA
EXTENSÃO, ENTÃO SE FORMAM PLACAS COM ESCAVAÇÕES (FIGURA 2).
2.3.1.3 CORROSÃO ALVEOLAR OU POR PITES
A CORROSÃO PROCESSA-SE EM PONTOS OU EM PEQUENAS ÁREAS LOCALIZADAS NA
SUPERFÍCIE METÁLICA PRODUZINDO PITES (FIGURAS 1E E 5), QUE SÃO CAVIDADES QUE
APRESENTAM O FUNDO EM FORMA ANGULOSA E PROFUNDIDADE, GERALMENTE, MAIOR
DO QUE O SEU DIÂMETRO. A FORMA DA CAVIDADE É, COM FREQÜÊNCIA,
RESPONSÁVEL POR SEU CRESCIMENTO CONTÍNUO.
O PITTING É UMA DAS FORMAS MAIS DESTRUTIVAS E INSIDIOSAS DE CORROSÃO. CAUSA
A PERFURAÇÃO DE EQUIPAMENTOS, COM APENAS UMA PEQUENA
PERDA PERCENTUAL DE PESO DE TODA A ESTRUTURA.
É, GERALMENTE, DIFÍCIL DE DETECTAR PELAS SUAS PEQUENAS DIMENSÕES E PORQUE
OS PITES SÃO, FREQÜENTEMENTE, ESCONDIDOS PELOS PRODUTOS DE
CORROSÃO. OS AÇOS, QUANDO EM AMBIENTES AGRESSIVOS CONTENDO CLORETOS,
SOFREM CORROSÃO POR PITTING.
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2.3.1.5 CORROSÃO GRAFÍTICA
A CORROSÃO EVIDENCIA-SE NO FERRO FUNDIDO CINZENTO EM TEMPERATURA
AMBIENTE. O FERRO METÁLICO É CONVERTIDO EM PRODUTOS DE CORROSÃO,
ENQUANTO A GRAFITE PERMANECE INTACTA. OBSERVA- SE QUE A ÁREA CORROÍDA FICA
COM ASPECTO ESCURO, CARACTERÍSTICO DA GRAFITE, E ESTA PODE SER
FACILMENTE RETIRADA COM ESPÁTULA. QUANDO A GRAFITE É COLOCADA SOBRE PAPEL
BRANCO E ATRITANDO-A, OBSERVA-SE A FORMAÇÃO DE RISCO PRETO CARACTERÍSTICO.
2.3.1.6 CORROSÃO EM TORNO DO CORDÃO DE SOLDA
FORMA DE CORROSÃO QUE SE OBSERVA EM TORNO DE CORDÃO DE SOLDA (FIGURAS
13). OCORRE EM AÇOS INOXIDÁVEIS NÃO-ESTABILIZADOS OU COM TEORES DE CARBONO
MAIORES QUE 0,03%. A CORROSÃO É EVIDENCIADA INTERGRANULARMENTE.
2.3.1.5 CORROSÃO GALVÂNICA
A CORROSÃO GALVÂNICA PODE OCORRER QUANDO DOIS METAIS DIFERENTES EM
CONTATO SÃO EXPOSTOS A UMA SOLUÇÃO CONDUTORA (FIGURA 14).
COMO EXISTE UMA DIFERENÇA DE POTENCIAL ENTRE METAIS DIFERENTES, ESTA
SERVIRÁ COMO FORÇA IMPULSORA PARA A PASSAGEM DE UMA CORRENTE ELÉTRICA
ATRAVÉS DA SOLUÇÃO. DAÍ RESULTARÁ A CORROSÃO DO METAL MENOS RESISTENTE,
ISTO É, O METAL MENOS RESISTENTE TORNA-SE ANÓDICO E O MAIS
RESISTENTE TORNA-SE CATÓDICO.
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QUANTO MAIOR A DIFERENÇA DE POTENCIAL, MAIOR A PROBABILIDADE DE CORROSÃO
GALVÂNICA. AS ÁREAS RELATIVAS DOS DOIS METAIS SÃO TAMBÉM
IMPORTANTES. SE A ÁREA DO METAL ANÓDICO É BEM MENOR, COMPARADA COM A DO
METAL CATÓDICO, A CORROSÃO DO METAL ANÓDICO SERÁ BASTANTE ACELERADA.
PARA COMBATER OU MINIMIZAR A CORROSÃO GALVÂNICA, RECOMENDA-SE UMA OU MAIS
DAS SEGUINTES MEDIDAS:
– ESCOLHER COMBINAÇÕES DE METAIS TÃO PRÓXIMOS QUANTO POSSÍVEL NA SÉRIE
GALVÂNICA;
– EVITAR O EFEITO DE ÁREA (ÂNODO PEQUENO E CÁTODO GRANDE);
– SEMPRE QUE POSSÍVEL ISOLAR METAIS DIFERENTES, DE FORMA COMPLETA;
– APLICAR REVESTIMENTO COM PRECAUÇÃO;
– ADICIONAR INIBIDORES, PARA ATENUAR A AGRESSIVIDADE DO MEIO CORROSIVO;
– EVITAR JUNTAS ROSQUEADAS PARA MATERIAIS MUITO AFASTADOS NA SÉRIE
GALVÂNICA;
– PROJETAR COMPONENTES ANÓDICOS FACILMENTE SUBSTITUÍVEIS OU COM
ESPESSURA BEM MAIOR.
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PARA UM DETERMINADO TIPO DE SOLO CADA METAL APRESENTA UM POTENCIAL
DIFERENTE, DE ACORDO COM A TABELA ANEXA, CONHECIDA COMO SÉRIE GALVÂNICA
PRÁTICA.
QUANDO, POR EXEMPLO, UMA HASTE DE MAGNÉSIO É ENTERRADA NO SOLO E LIGADA
ELETRICAMENTE A UM TUBO DE AÇO TAMBÉM ENTERRADO, A DIFERENÇA DE POTENCIAL
QUE EXISTE ENTRE O MAGNÉSIO E O AÇO (1,0 V, APROXIMADAMENTE) PRODUZIRÁ UM
FLUXO DE CORRENTE ENTRE O MAGNÉSIO, O SOLO, O AÇO E O CONDUTOR ELÉTRICO.
O SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE SE ESTABELECE SEMPRE A PARTIR DO METAL
DE POTENCIAL MAIS NEGATIVO, ATRAVÉS DO SOLO, PARA O METAL DE POTENCIAL
MENOS NEGATIVO (O MOVIMENTO DE ELÉTRONS SE PROCESSA EM SENTIDO INVERSO),
FORMANDO ASSIM A CHAMADA PILHA DE CORROSÃO GALVÂNICA. QUANDO ISSO
ACONTECE, O METAL QUE LIBERA CORRENTE PARA O SOLO SE CORRÓE, ADQUIRINDO
COMPORTAMENTO ANÓDICO, SENDO CHAMADO DE ANODO E O METAL QUE RECEBE A
CORRENTE DO SOLO FICA PROTEGIDO, ADQUIRINDO COMPORTAMENTO CATÓDICO,
SENDO INTITULADO DE CATODO DA PILHA FORMADA. ESSA PROPRIEDADE DOS METAIS É
UTILIZADA PARA O COMBATE À CORROSÃO DE UMA ESTRUTURA DE AÇO ENTERRADA OU
SUBMERSA E ESSA TÉCNICA RECEBE O NOME DE PROTEÇÃO CATÓDICA, COMO VEREMOS
MAIS ADIANTE.
COM BASE NESSE RACIOCÍNIO, EXTREMAMENTE SIMPLES, CONCLUÍMOS FACILMENTE
QUE DEVEMOS EVITAR, SEMPRE QUE POSSÍVEL, O CONTATO ELÉTRICO ENTRE METAIS
DISSIMILARES, NA CONSTRUÇÃO DE INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS, PRINCIPALMENTE
QUANDO AS ESTRUTURAS METÁLICAS SÃO ENTERRADAS OU SUBMERSAS.
A CORROSÃO QUE SE PROCESSA EM TUBOS DE FERRO FUNDIDO ENTERRADOS OU
SUBMERSOS, CHAMADA DE CORROSÃO GRAFÍTICA, RESULTA DA AÇÃO, TAMBÉM, DE UMA
PILHA GALVÂNICA SEMELHANTE ÀS MOSTRADAS ACIMA.
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O FERRO SE CORRÓE EM BENEFÍCIO DA GRAFITE EXISTENTE NA MATRIZ FUNDIDA, E O
TUBO MANTÉM SUA FORMA E SUAS DIMENSÕES ORIGINAIS, MAS PERDENDO SUAS
PROPRIEDADES MECÂNICAS, JÁ QUE SÓ RESTARÁ A MASSA DE GRAFITE.
2.4.1.2 HETEROGENEIDADES DO AÇO
OS AÇOS, LARGAMENTE UTILIZADOS EM INSTALAÇÕES ENTERRADAS E SUBMERSAS, NÃO
SÃO HOMOGÊNEOS, POSSUINDO INCLUSÕES NÃO METÁLICAS, VARIAÇÕES DE
COMPOSIÇÃO QUÍMICA E TENSÕES INTERNAS DIFERENTES RESULTANTES DOS
PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO E DE SOLDAGEM. ESSAS VARIAÇÕES FAZEM COM QUE
AS SUPERFÍCIES DO AÇO SE COMPORTEM COMO SE FOSSEM CONSTITUÍDAS DE
MATERIAIS METÁLICOS DIFERENTES. AS PILHAS DE CORROSÃO, FORMADAS AO LONGO
DA SUPERFÍCIE DO AÇO, TANTO PODEM SER MICROSCÓPICAS COMO MACROSCÓPICAS E
A INTENSIDADE DO PROCESSO CORROSIVO DEPENDERÁ, COMO NO CASO ANTERIOR, DA
MAGNITUDE DA DIFERENÇA DE POTENCIAL QUE SE ESTABELECE NAS PILHAS FORMADAS.
O ATAQUE CORROSIVO PODE SER GENERALIZADO, PORÉM NUNCA UNIFORME E A
SUPERFÍCIE CORROÍDA APRESENTA IRREGULARIDADES COM ASPECTO RUGOSO,
RESULTANTE DA ALTERNÂNCIA DAS ÁREAS ANÓDICAS E CATÓDICAS, SENDO COMUM
INCIDIR EM ZONAS PREFERENCIAIS, COM O DESENVOLVIMENTO DE ALVÉOLOS MAIS
PROFUNDOS, PODENDO PERFURAR A PAREDE METÁLICA.
2.4.1.3 HETEROGENEIDADES DO SOLO
OS SOLOS POSSUEM HETEROGENEIDADES QUE, EM CONJUNTO COM AS
HETEROGENEIDADES DO AÇO, AGRAVAM OS PROBLEMAS DE CORROSÃO, UMA VEZ QUE
TAIS VARIAÇÕES (RESISTIVIDADE ELÉTRICA, GRAU DE AERAÇÃO, COMPOSIÇÃO QUÍMICA,
GRAU DE UMIDADE E OUTRAS) DÃO ORIGEM, TAMBÉM, A PILHAS DE CORROSÃO NAS
SUPERFÍCIES DOS MATERIAIS NELES ENTERRADOS.
AS VARIAÇÕES DA RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO SOLO, SEMPRE PRESENTES AO LONGO
DAS INSTALAÇÕES ENTERRADAS, SÃO AS QUE PRODUZEM AS
MAIS SEVERAS PILHAS DE CORROSÃO NAQUELAS ESTRUTURAS.
A RESISTIVIDADE ELÉTRICA DO SOLO OU DA ÁGUA É UM DOS FATORES MAIS
IMPORTANTES NO PROCESSO CORROSIVO DOS METAIS ENTERRADOS OU SUBMERSOS,
SENDO QUE, QUANTO MAIS BAIXO O SEU VALOR, MAIS FACILMENTE FUNCIONAM AS
PILHAS DE CORROSÃO E MAIS SEVERO É O PROCESSO CORROSIVO.
ACONTECE FREQÜENTEMENTE QUE, EMBORA UMA TUBULAÇÃO SEJA CONSTRUÍDA AO
LONGO DE UMA FAIXA DE ALTA RESISTIVIDADE ELÉTRICA (QUE NOS LEVARIA,
INADVERTIDAMENTE, EM PENSAR NA OCORRÊNCIA DE CORROSÃO SUAVE), ELA
ATRAVESSA ALGUNS LOCAIS DE RESISTIVIDADE ELÉTRICA MAIS BAIXA, SENDO ENTÃO
SEVERAMENTE CORROÍDA DEVIDO AO APARECIMENTO DAS CHAMADAS MACRO-PILHAS
DE CORROSÃO, ONDE OS TRECHOS EM CONTATO COM OS SOLOS DE MAIS BAIXA
RESISTIVIDADE FUNCIONAM COMO ÁREAS ANÓDICAS SEVERAS, CORROENDO-SE
EM BENEFÍCIO DOS TRECHOS EM CONTATO COM AS RESISTIVIDADES MAIS ALTAS.
OUTRO ASPECTO QUE CONTRIBUI PARA O AGRAVAMENTO DA CORROSÃO DAS
TUBULAÇÕES ENTERRADAS, PRINCIPALMENTE AS DE GRANDE
DIÂMETRO É O FATO DE HAVER VARIAÇÕES NO GRAU DE AERAÇÃO DOS SOLOS,
A PILHA FORMADA NESSES CASOS RECEBE O NOME DE PILHA DE AERAÇÃO DIFERENCIAL,
COM CORROSÃO ACENTUADA NAS REGIÕES MAIS POBRES EM OXIGÊNIO, QUE SE
COMPORTAM COMO ÁREAS ANÓDICAS, EM BENEFÍCIO DAS REGIÕES MAIS AERADAS.
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2.5 PROTEÇÃO COM BASE CINÉTICA
MUDANÇA DE UMA DAS TAXAS DE REAÇÃO (CATÓDICA OU ANÓDICA) DE MANEIRA QUE
SEU PONTO DE INTERSEÇÃO FIQUE COM UMA MENOR DENSIDADE DE CORRENTE, LOGO A
TAXA DE CORROSÃO SERÁ REDUZIDA
2.6 PROTEÇÃO COM BASE TERMODINÂMICA
QUANDO UM POTENCIAL EXTERNO É APLICADO NA ESTRUTURA DE FORMA QUE
O METAL SE TORNA ESTÁVEL COM RESPEITO À CONCENTRAÇÃO DO ÍON METÁLICO NA
FASE AQUOSA EM QUE ELE ESTÁ EM CONTATO.
3.0 MECANISMO DE FUNCIONAMENTO DA PROTEÇÃO CATÓDICA
O MECANISMO DE FUNCIONAMENTO DA PROTEÇÃO CATÓDICA É EXTREMAMENTE
SIMPLES, EMBORA A SUA APLICAÇÃO, NA PRÁTICA, EXIJA BASTANTE EXPERIÊNCIA POR
PARTE DO PROJETISTA E DO INSTALADOR DO SISTEMA.
O PROCESSO CORROSIVO DE UMA ESTRUTURA METÁLICA ENTERRADA OU SUBMERSA SE
CARACTERIZA SEMPRE PELO APARECIMENTO DE ÁREAS ANÓDICAS E CATÓDICAS NA
SUPERFÍCIE DO MATERIAL METÁLICO, COM A CONSEQÜÊNCIA DA OCORRÊNCIA DE UM
FLUXO DE CORRENTE ELÉTRICA NO SENTIDO CONVENCIONAL, DAS ÁREAS ANÓDICAS
PARA AS ÁREAS CATÓDICAS ATRAVÉS DO ELETRÓLITO, SENDO O RETORNO DESSA
CORRENTE ELÉTRICA REALIZADO POR INTERMÉDIO DO CONTATO METÁLICO ENTRE
ESSAS REGIÕES. A OCORRÊNCIA DESSAS ÁREAS DE POTENCIAIS DIFERENTES AO LONGO
DE UMA TUBULAÇÃO DE AÇO OU DE UMA CHAPA METÁLICA MERGULHADA EM UM
ELETRÓLITO, COMO O SOLO OU A ÁGUA, TEM SUA EXPLICAÇÃO NAS VARIAÇÕES DE
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO METAL, NA PRESENÇA DE INCLUSÕES NÃO-METÁLICAS, NAS
TENSÕES INTERNAS DIFERENTES CAUSADAS PELOS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO E
SOLDAGEM DO MATERIAL METÁLICO, ETC.
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AS HETEROGENEIDADES DO SOLO, EM CONJUNTO COM AS HETEROGENEIDADES
EXISTENTES NO MATERIAL METÁLICO, AGRAVAM OS PROBLEMAS DE CORROSÃO, UMA
VEZ QUE TAIS VARIAÇÕES (RESISTIVIDADE ELÉTRICA, GRAU DE AERAÇÃO, COMPOSIÇÃO
QUÍMICA, GRAU DE UMIDADE, ETC), DÃO ORIGEM, TAMBÉM, A PILHAS DE CORROSÃO
SEVERAS NAS SUPERFÍCIES DOS MATERIAIS METÁLICOS ENTERRADOS. DENTRE ESSAS
VARIAÇÕES, AS QUE CAUSAM PROBLEMAS MAIS SEVEROS SÃO AS QUE DIZEM RESPEITO
ÁS RESISTIVIDADES ELÉTRICAS E AO TEOR DE OXIGÊNIO.
A TAXA DE CORROSÃO VAI DEPENDER DA INTENSIDADE DA CORRENTE QUE FLUI NO
SISTEMA, DEPENDENDO ESSA INTENSIDADE DA FORÇA ELETROMOTRIZ TOTAL DA PILHA
DE CORROSÃO FORMADA E DAS VÁRIAS RESISTÊNCIAS ÔHMICAS E NÃO-ÔHMICAS DO
CIRCUITO. PROTEGER CATODICAMENTE UMA ESTRUTURA SIGNIFICA ELIMINAR, POR
PROCESSO ARTIFICIAL, AS ÁREAS ANÓDICAS DA SUPERFÍCIE DO METAL, FAZENDO COM
QUE TODA A ESTRUTURA ADQUIRA UM COMPORTAMENTO CATÓDICO, ELIMINANDO-SE
ASSIM O FLUXO DE CORRENTE ELÉTRICA E POR CONSEQÜÊNCIA O PROCESSO
CORROSIVO.
4.0 SISTEMAS DE PROTEÇÃO CATÓDICA
PARA OBTENÇÃO DA PROTEÇÃO CATÓDICA, DOIS SISTEMAS SÃO UTILIZADOS, AMBOS
BASEADOS NO MESMO PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO, QUE É O DE INJEÇÃO DE
CORRENTE ELÉTRICA NA ESTRUTURA ATRAVÉS DO ELETRÓLITO.
SÃO ELES:
A PROTEÇÃO CATÓDICA GALVÂNICA, OU POR ANODOS GALVÂNICOS OU DE
SACRIFÍCIO;
A PROTEÇÃO CATÓDICA POR CORRENTE IMPRESSA OU FORÇADA.
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POTENCIAL DE CORROSÃO SUFICIENTEMENTE NEGATIVO: RAZÃO DA
ADIÇÃO DE MANGANÊS NOS ANODOS DE MAGNÉSIO;
ALTA EFICIÊNCIA DO ANODO: NÃO DEVE CONTER IMPUREZAS QUE POSSAM
ORIGINAR AUTOCORROSÃO OU TORNÁ-LO INEFICAZ. ESTA É RAZÃO DE
PROCURA-SE, EM TODOS OS ANODOS, MANTER BAIXOS TEORES DE FERRO:
A PRESENÇA DE FERRO, MESMO EM COMPOSIÇÕES ÍNFIMAS ACARRETA A
FORMAÇÃO DE UM FILME DENSO SOBRE O ZINCO QUE INIBE O FLUXO DE
CORRENTE;
ESTADO ATIVO PARA QUE O ANODO SEJA CORROÍDO UNIFORMEMENTE,
EVITANDO-SE QUE OCORRA SUA PASSIVAÇÃO: CASO DA ADIÇÃO DE
MERCÚRIO OU DE ÍNDIO, EM ANODOS DE ALUMÍNIO.
A ESCOLHA DO ANODO A SER APLICADO AO SISTEMA DE PROTEÇÃO GALVÂNICA É
FUNÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DA ESTRUTURA A PROTEGER E DO TIPO DE ELETRÓLITO
EM CONTATO COM O MATERIAL METÁLICO. APLICAÇÕES TÍPICAS DOS ANODO SÃO
APRESENTADAS A SEGUIR:
OBSERVANDO-SE A TABELA ACIMA, VERIFICAMOS QUE OS ANODOS GALVÂNICOS SÃO
UTILIZADOS, NORMALMENTE, PARA ELETRÓLITOS DE MUITO BAIXA RESISTIVIDADE
ELÉTRICA ( ATÉ 3.000 Ω. CM), UMA VEZ QUE AS DIFERENÇAS DE POTENCIAIS EM JOGO
SÃO MUITO PEQUENAS, NECESSITANDO DE CIRCUITOS DE BAIXAS RESISTÊNCIAS
ELÉTRICAS PARA A LIBERAÇÃO DE CORRENTE DE PROTEÇÃO CATÓDICA.
PARA A PROTEÇÃO DE TROCADORES DE CALOR, OU SISTEMAS QUE OPERAM COM ÁGUA
AQUECIDA, É RECOMENDÁVEL O USO DE ANODOS DE MAGNÉSIO DEVIDO AO FATO DE
QUE O ZINCO. EMBORA NORMALMENTE ANÓDICO EM RELAÇÃO AO FERRO, PODE SOFRER
INVERSÃO DE POLARIDADE E TORNAR-SE, ENTÃO, CATÓDICO EM RELAÇÃO AO FERRO, O
QUE OCASIONARÁ CORROSÃO DO FERRO.
TIPO DE ANODO APLICAÇÕES
ALUMÍNIO ESTRUTURAS METÁLICAS IMERSAS EM ÁGUA DO MAR
MAGNÉSIO
ESTRUTURAS METÁLICAS IMERSAS EM ÁGUA DOCE, DE
BAIXA RESISTIVIDADE, OU ENTERRADAS EM SOLOS COM
RESISTIVIDADE ELÉTRICA ATÉ 3.000. Ω. CM
ZINCO
ESTRUTURAS METÁLICAS IMERSAS EM ÁGUA DO MAR
OU ENTERRADAS EM SOLOS COM RESITIVIDADE
ELÉTRICA ATÉ 1.000 Ω.CM
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QUANDO OS ANODOS DE MAGNÉSIO E ZINCO SÃO ENTERRADOS NO SOLO HÁ A
NECESSIDADE DE ENVOLVÊ-LOS COM UM ENCHIMENTO CONDUTOR (MISTURA DE GESSO,
BENTONITA E SULFATO DE SÓDIO) QUE POSSUI AS SEGUINTES FINALIDADES:
MELHORAR A EFICIÊNCIA DE CORRENTE DO ANODO, FAZENDO COM QUE O
SEU DESGASTE SEJA UNIFORME;
EVITAR A FORMAÇÃO DE PELÍCULAS ISOLANTES (FOSFATOS E
CARBONATOS) NA SUPERFÍCIE DO ANODO;
ABSORVER A UMIDADE DO SOLO;
DIMINUIR A RESISTÊNCIA DE ATERRAMENTO, FACILITANDO A PASSAGEM DA
CORRENTE ELÉTRICA DO ANODO PARA O SOLO.
PROTEÇÃO CATÓDICA GALVÂNICA: A) TUBO ENTERRADO; B) CHAPA IMERSA EM ELETRÓLITO.