Notas de Aula - Análise de Falha Prof. Tanaka - Corrosão, Notas de aula de Engenharia Mecânica
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Notas de Aula - Análise de Falha Prof. Tanaka - Corrosão, Notas de aula de Engenharia Mecânica

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Notas de aulas do Prof. Tanaka - Análise de Falhas - PME2584 - Aula do dia 19/10/2007
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untitled

Fluência

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 1/216

Fluência

1834 Vicat primeira experiência - Temperatura de operação

Turbinas: 800 a 950 K Queimadores de turbinas: 1.300 - 1.400 K Reatores n cleares 650 750 Ku : -

Maioria dos materiais: 0,4 a 0,65 Tfusão < T < Tfusão Ch b < bi tum o: am en e Aço: > 900 K S li d í l 1 500 Kuper gas e n que : ~ . Cerâmicas: < 2.000 K

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 2/216

Primeira escultura fundida no Brasil (1783)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 3/216

NarcisoNinfa Eco

Temperatura de operação

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 4/216

Tensão par ruptura em 1.000 h

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 5/216

Materiais para uso aeroespacial

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 6/216

Curva de fluência

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 7/216

Limite inferior para elevadas temperaturas

TemperaturaMetal [oC]

Liga de alumínio 205

Liga de titânio 315

Aço e aço baixa liga 370

Aços austeníticos para elevadas temperaturas 540

Ligas de níquel e cobalto para elevadas temperaturas 640

Metais e ligas refratárias 980 - 1540

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 8/216

Estampagem a quente

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 9/216

Componentes da turbina a gás

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 10/216

Palhetas de turbina Elevada tensão Baixa tensão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 11/216

Fluência

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 12/216

Acidentes em reatores nucleares

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 13/216

Esquema do acidente do núcleo do reactor TMI-2

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 14/216

Rupture 316 L 107 MPa

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 15/216

Mecanismos El d t ãeva a ens o

Deformação plástica Cisalhamento intergranular

Tensão intermediária T > 0,5 Tf

Difusão Baixa tensão

Alta temperatura Nabarro (1948) Hering (1950) Fluência difusional

Temperatura intermediária Coble (1963)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 16/216

Difusão contorno de grão

Cisalhamento intergranular

Al-5Mg - 260 oC 60X

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 17/216

Baixa tensão Alta temperatura B i t t (Nabarro-Hering)

a xa empera ura (Coble)

Tensão

Fonte discordância

Sumidouro

aplicada

Discordâncias

discordância

Marca de referência

Marca de referência

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 18/216

Mapa de fluência

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 19/216

Mapa de fluência - Ni

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 20/216

Mapa de fluência

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 21/216

Niquel puro - efeito tamanho do grão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 22/216

Ni x MAR M200

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 23/216

Prevenção

Solução Sólida Baixo coeficiente de difusão

W, Mo, Ti Precipitados

Carboneto M7C3 ; M23C6 ; M6C ; MC W Mo Nb Ti Ta Cr V, , , , , ,

Solidificação Direcional Monocristal

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 24/216

Desenvolvimento de palheta de turbina

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 25/216

Desenvolvimento de palheta de turbina

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 26/216

Desenvolvimento de palheta de turbina

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 27/216

CORROSÃO

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 28/216

Parada de equipamento

IPT#EUA*Tipo de corrosão

26,023,7Corrosão sob tensão -27,5Generalizada

* 685 paradas 14,014,3Pite 10,914,6Intergranular

378 por corrosão

6,52,7Fadiga - corrosão 2,27,4Erosão - corrosão

19,61,6Fresta 6,52,4Altas temperatura

*COLLINS, J. A. & MICHAEL, L. M. Mat. Perf. 12(6): 11-15, 1973

-5,6Outros

#TANAKA D K WOLYNEC S KAJIMOTO Z P & ALONSO N

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 29/216

, . ., , ., , . . , . Seminário Bras. Aços Inox. ABM, 1989. Anais. p. 17-36.

Shell - Feira mundial, Bruxelas (1932)

While you read this

750 kg of iron h s ba een corroded

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 30/216

Custo (prejuízo) da corrosão País Custo anual(bilhões)

% do PIB

Evitável % Ano Referência

Alemanha U$ 6 3 0 25 1967 [BEHRENS 1967]Ocidental , ,

Austrália U$ 2# 1,5 35 1982 [CHERRY & SKERRY, 1983]

China 4 0 1986 [ZHU 1986]- , - ,

EUA

U$ 5,5 2,1 1949 [UHLIG, 1952]

U$ 70 4 2 15 1975 [NBS 1978] , ,

U$ 276@ 3,1 - 2001 [GERHARDOUS et al. 2001]

Finlândia U$ 0 054 - 25 a 35 1965 [LINDERBORG 1967] , ,

India U$ 0,32 - - 1960 [RAJAGOPALAN, 1962] Japão U$ 9,2# 1,8 - 1974 [OKAMOTO, 1977]

Kuwait U$ 1 5,2 18 1987 [AL-KHARAFI, AL-HASHEM & MARTOUK, 1995] Reino Unido £ 1,365 3,5 - 1970 [HOAR, 1971]

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 31/216

# - custo indireto não incluido @ - superior a U$ 550 bilhões se incluir custos indiretos

Prejuízos da corrosão - EUA

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 32/216

Highway Bridges

Gas & Liquid Transmission Pipelines

Waterways & Ports Airports

Motor Vehicles

Tele- communication

Chemical, Petrochemical, Pharmaceutical

Ships Petroleum Refining

Hazardous

Drinking Water & Sewer Electrical

Pulp & Paper

Materials Transport

Systems Utilities Railroad Cars

Hazmat Storage

Oil & Gas Exploration & Aircraft Railroads Electronics

Home Appliances

Gas Production Distribution

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 33/216Agricultural DefenseMining Food Processing

Nuclear Waste Storage

Custo corrosão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 34/216

Custo anual

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 35/216

Custo anual

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 36/216

Custo anual

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 37/216

Custo anual

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 38/216

Custo anual

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 39/216

O que é corrosão?

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 40/216

Interação material - meio

P d t Material + Meio

ro u o da ; ΔG

interação

ΔG = zero EQUILÍBRIO

ΔG < zero CORROSÃO

ΔG > zero ATRITO e DESGASTE

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 41/216

Como ocorre a corrosão?

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 42/216

Mecanismo da corrosão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 43/216

Corrosão generalizada

−++→ enMeMe

anódicaaçãoRe

⎟ ⎠ ⎞⎜

⎝ ⎛

++= nMe aln

nF RT0EAE

catódicaaçãoRe

−++→ OHHO2H

H2H2 −+ 2e →+

( )2HalnF RT

H aln

F RT

CE −⎟⎠ ⎞⎜

⎝ ⎛ +=

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 44/216

Tendência a corrosão

AE - CETC =

TC > zero – poderá coroer TC = ZERO – equilíbrio TC < zero – imune à corrosão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 45/216

Nobreza de metais - termodinâmico

1 Ouro 3 Platina

ó4R dio 8Prata

13 Cobre 21 Níquel 25 Ferro 27Molibdênio 32 Zinco 33 Nióbio 35 Cromo 39 Alumínio 41 Titânio 43 Magnésio

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 46/216

POURBAIX, M. Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions. Houston, NACE, 1966. P. 80

Passivação

Hidrólise do produto de corrosão

−++→ enMeMe

( ) ++→++ HnnOHMeOO2nHnMe 222 n

Aderente

C tompac o

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 47/216

Nobreza de metais - ativo/passivo

1 Ouro 3 Platina

Ródio 1 Nióbio 2

4 Ródio 8 Prata

13 Cobre

Ouro 4

Platina 6 Titânio 7

21 Níquel 25 Ferro 27 Molibdênio

Prata 14

Cobre 16 Alumínio 19

32 Zinco 33 Nióbio 35 C

Cromo 21

Ferro 28 Níquel 29romo

39 Alumínio 41 Titânio 43 M é i

Zinco 37

Molibdênio 38 Magnésio 41agn s o

POURBAIX, M. Atl f El t h i l E ilib i i A S l ti H t NACE 1966 P 80

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 48/216

as o ec roc em ca qu r a n queous o u ons. ous on, , . .

Passivação

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 49/216

Torre de Deli

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 50/216

Tête de Femme

Also Known As: Chicago Picasso Designed by Pablo PICASSO Construction Start: 1965 Construction Completed: 1967 Maximum Height: 18 meters Weight: 162 ton

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 51/216

Location: The Loop - Daley Plaza City: Chicago, Illinois

Pablo PICASSO - 1966 (Chicago, IL)

Monumento a Assorianos

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 52/216 Carlos Tenius - 1973 (Porto Alegre)

Aço inoxidável

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 53/216

Aço inoxidável

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 54/216

Chaminé inox - Barcarena, PA (2002)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 55/216

Diagrama de Pourbaix - Al

3Al + (corrosão)

AlO2- (corrosão)

Al2O3 3H2O (passivação)

Al (imunidade)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 56/216

Diagrama de Pourbaix - Zn

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 57/216

Diagrama de Pourbaix - Fe

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 58/216

Diagrama de Pourbaix - Cr

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 59/216

Como se mede a corrosão?

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 60/216

Normas ASTM

A 262 – Corrosão intergranular B 117 – Névoa salina D 96 M it t d i t – on oramen o e equ pamen os G 1 – Preparo e limpeza de corpos-de-prova G 4 – Ensaios em “in situ” G 31 – Ensaio gravimétrico G 44 – Imersão alternada G 48 Corrosão em frestas e por pite – G 50 – Corrosão atmosférica G 60 – Ensaio em câmara úmida G 61 – Ensaio de polarização cíclica G 84 – Tempo de molhamento G 87 – Ensaio em câmara de SO2

G 102 – Ensaio eletroquímico G 103 – Corrosão sob tensão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 61/216

G 104 – Ensaio galvânico

Taxa de corrosão

Ensaio gravimétrico P d der a e massa

Ensaio eletroquímico Potenciodinâmico Polarização resistência

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 62/216

Gravimétrico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 63/216

Gravimétrico - laboratório

mt Δ tA

c =

mdd [mg por dia por dm2] mmpy [μm por ano] ipy [polegadas por ano] mpy [mils por ano]

(mil = milésimo de polegada)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 64/216

Gravimétrico - “in situ”

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 65/216

Gravimétrico - “in situ”

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 66/216

Gravimétrico - “in situ”

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 67/216

Gravimétrico - “in situ”

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 68/216

Gravimétrico - “in situ”

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 69/216

Corpos-de-prova

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 70/216

Gravimétrico

Ensaios são demorados!!! Existe método mais rápido? E a corrosão instantânea?

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 71/216

Eletroquímico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 72/216

Ensaio eletroquímico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 73/216

Curva de polarização - anódico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 74/216

Resistência de polarização (Stern-Geary)

corEapER

=

⎞⎛ ββ1

apI p

⎟⎟ ⎠

⎜⎜ ⎝ β+β

= ca

ca pR3,2

coriEap

E

F corigrE

tA mtc =Δ=

cor

⎞⎛E ⎟⎟ ⎠

⎜⎜ ⎝ β+β

ββ =

Δ

ca ca

pRF3,2 gr

tA m

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 75/216

iapicor

Eletroquímico - “in situ”

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 76/216

Eletroquímico “in situ” - corpo-de-prova

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 77/216

Corrosão Generalizada

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 78/216

Mecanismo da corrosão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 79/216

Corrosão generalizada

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 80/216

Corrosão generalizada

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 81/216

Gasômetro - Santos, SP (1973)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 82/216

Reator - Paulínia, SP

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 83/216

Par galvânico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 84/216

Par galvânico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 85/216

Par galvânico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 86/216

Par galvânico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 87/216

Par galvânico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 88/216

Par galvânico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 89/216

Par galvânico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 90/216

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 91/216

Par galvânico Se for inevitável usar metais dissimilares

Tubulação de aço carbono e vávulas e conecções de ligas de cobre Tubos de aço carbono e tubos de cobre de trocador de calorMetal mais nobre sempre a juzante do escoamento

CuFe

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 92/216

Fluxo

Corrosão bomba combustível

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 93/216

Bomba de combustível

E22

E60

E100

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 94/216

Microscópio eletrônico de varredura - MEV

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 95/216

EDX e Imagem RX

Imagem RX - Feel. retroespalhado

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 96/216 Imagem RX - Zn Imagem RX - Oel. secundário

CORROSÃO – E22

REGIÃO BRANCA

REGIÃO ESCURA

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 97/216

CORROSÃO – E100

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 98/216

CORROSÃO – E100

Zn Fe

Cu O

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 99/216

Partículas retidas no filtro

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 100/216

Desgaste do coletor

E22 260 mm3

E60 110 mm3

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 101/216

Proteção catódica

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 102/216

Proteção catódica

Par galvânico pode ser Benéfico Proteção Catódica

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 103/216

Proteção catódica

1823 - Sir Hunphrey Davy 1956 Adutora de Guandu –

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 104/216

Anodos inertes

Material de anodo Uso Grafite Solo, águas doce e de mar Ferro-silício Solo e água doce

Ferro-silício-cromo Solo, águas doce e de mar

Chumbo-antimônio-prata Água de mar

Titânio platinizada Água de mar

Nióbio platinizada Água de mar

Magnetita Solo, águas doce e de mar

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 105/216

Proteção catódica - navio

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 106/216

Anodos galvânicos

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 107/216

Anodo de sacrifício - embarcações

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 108/216

Proteção catódica - navio

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 109/216

Corrente impressa – energia solar

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 110/216

Instalação de anodos - solo

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 111/216

Leito de anodo

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 112/216

Intergranular

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 113/216

Corrosão intergranular - inox

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 114/216

Corrosão intergranular - solda

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 115/216

Sensitização - solda

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 116/216

Soldagem

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 117/216

Soldagem

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 118/216

Sensitização inox

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 119/216

Sensitização Carboneto de cromo

Contorno Grão

Carboneto de CromoGrão Grão

Metal dissolvido

Região pobre

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 120/216

em cromo

Solução : C < 0,03 %

AISI 304 AISI 316

AISI 304L AISI 316L

0,5 min 8 h

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 121/216

Aço inoxidável estabilizado

C max

Mn max

Si max

P max

S max

Cr Ni Outro

304 0,08 0,20 1,0 0,045 0,03 18-29 8-12 -

2 0-3 0 316 0,08 0,20 1,0 0,045 0,03 18-29 8-12

, , Mo

304L 0 03 0 20 1 0 0 045 0 03 18-29 8-12 -

, , , , ,

316L 0,03 0,20 1,0 0,045 0,03 18-29 8-12 2,0-3,0

Mo

321 0,08 0,20 1,0 0,045 0,03 18-29 8-12 5xC Ti

347 0,08 0,20 1,0 0,045 0,03 18-29 8-12 10xC Nb

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 122/216

Ligas de alumínio

AA 2XXX (Al-Cu) – CuAl2

AA 6XXX (Al-Mg-Si) – Mg Al ; Mg Si; MgZn 5 8 2 2

AA 3XXX (Al-Mn) - MnAl6

Se tiver Fe como impureza - FeAl3

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 123/216

Frestas

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 124/216

Corrosão em fresta

−++→ ennMeMe

−→−++ OH4e42OO2H2 dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 125/216

Aeração diferencial −→−++ OH4e42OO2H2

⎞⎛ pH06,0 2O

plog015,023,1CE −⎟⎠ ⎜ ⎝

+=

pH06,0 2O

plog015,023,1 1C

E −⎟ ⎠ ⎞

⎜ ⎝ ⎛+=

1

pH060Oplog0150231CE −⎟ ⎞

⎜ ⎛+= ,

22 ,,

2 ⎠⎝

ppSe EEE tã 2O1O

> 2C1Cn o > Região 2 é anódico

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 126/216 irá corroer

Corrosão em frestas

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 127/216

Destilaria álcool - Macaé, RJ (1976)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 128/216

Fresta - inox

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 129/216

Trocador de placas

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 130/216

Corrosão sob depósitos

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 131/216

Corrosão sob depóstios

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 132/216

Corrosão sob depósito

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 133/216

Destilaria álcool - Macaé, RJ (1976)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 134/216

Ind. Petroqímica - São Paulo (2001)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 135/216

Ind. Petroqímica - São Paulo (2001)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 136/216

Ind. Petroqímica - São Paulo (2001)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 137/216

Corrosão por pite

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 138/216

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 139/216

Máquina de secagem de papel

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 140/216

Caixa de vácuo

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 141/216

Pite perfurante

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 142/216

Pite hemisférico – produto anelar

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 143/216

Pite tubercular – baixa condutividade

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 144/216

Refinaria petróleo - Araucária, PR (1977)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 145/216

Pite tubercular - vertical

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 146/216

Superfície Vertical - Pites alinhados

Corrosão por pite

Ocorre em metais passivados Uma das formas mais danosas da corrosão Cavidades com diâmetros pequenos (μm a mm) Profundidade maior do que o diâmetro Difícil de detectar

Abertura obstruída com produtos de corrosão Geralmente só se percebe depois da perfuração

Pode demorar para aparecer Requer tempo para indução (meses a anos) Uma vez iniciada

Não para - auto catalítica Propagação pode ser rápida (pequena área anódica)

Propaga para baixo

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Rompimento da película passiva

Danos mecânicos Tensões de tração residuais/aplicados Íons agressivos

Halogenetos - ppm suficientes Cl- Br- P d h l t ( t t )seu os a ogene os azo e os

Íons oxidantes férrico (FeCl3) cúprico (CuCl2) mercúrico (HgCl2 )

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Mecanismo de pite

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 149/216

Pite inox – efeito elemento liga

Elemento Resistência

C A tromo umen a

Níquel Aumenta

Molibdênio Aumenta

Nitrogênio Aumenta

Silício Diminui; aumenta com Mo Diminui em FeCl

Titânio e Nióbio 3

Outros meios não altera Enxofre e Selênio Diminui

Carbono Diminui

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Ligas resistentes

AISI 304

A t AISI 316, AISI 317

® ® 20®

umen o da

resistência Hastelloy F , Monel ou Durimet

H t ll C® Chl i t 20®

a pite

as e oy ou or me

Titânio

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Prevenção Meio

Eliminar/diminuir agentes agressivos Seleção de material

Ligas resistentes Uso de inibidores

Sulfatos, nitratos, meio alcalino Velocidade

Evitar condições de estagnação Temperatura

Baixas temperaturas Proteção anódica

Abaixo potencial de pite

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Corrosão Atmosférica

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Teatro Municipal - SP (1984)

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Corrosão generalizada

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 155/216

VIADUTO STA IFIGÊNIA - 1920

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 156/216

Viaduto S. Ifigênia - SP (1976)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 157/216

Viaduto S. Ifigênia - SP (1976)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 158/216

Viaduto S. Ifigênia - SP (1976)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 159/216

Viaduto S. Ifigênia - SP (1996)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 160/216

Corrosão seletiva

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 161/216

Corrosão seletiva

Dissolução de elemento de liga Dezincificação : latão com Zn > 15% Grafitização : ferro fundido cinzento

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 162/216

Tipos dezincificação

Ti d li dpo cama a – genera za a Ácido, baixo teor de solidos dissolvidos e temperatura ambiente

Tipo “plug” – localizada Neutros e alcalinos alto teor de sólidos dissolvidos , e temperatura superior a ambiente Regiões com estagnação ou depositos (meia cana inferior nos tubos)

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Dezincificação generalizada

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Dezincificação generalizda

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 165/216

Dezincificação tipo plug

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 166/216

Dezincificação tipo plug

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 167/216

Fatores aceleradores

Cloretos Águas moles com alto teor de gás carbônico Águas contendo íons de cobre Aeração diferencial (depósitos e frestas) M t l i be a ma s no re Tensões residuais Tamperatura elevada

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 168/216

Prevenção

R d ã d t d i ê i d ie uç o o eor e ox g n o o me o Redução do teor de zinco (<15 %) Adi ã d i ibid t lç o e n ores ao me a

1% Sn ao latão 70-30 (latão naval) A Sb Ps, ou

Latão almirantado – 70% Cu, 1% Sn e 0,04% As Cupro níquel (70-90 Cu, 30-10 Ni) Proteção catódica

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Grafitização

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 170/216

Grafitização

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 171/216

Ferro fundido cinzento

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 172/216

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 173/216

Dezincificação tipo plug

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 174/216

Dezincificação tipo plug

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 175/216

Corrosão associados a

esforços mecânicos

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 176/216

Corosão assoc. esforços mecânicos

Corrosão sob tensão Corrosão sob fadiga Corrosão-erosão Corrosão por colisão (impingement) Corrosão-cavitação Corrosão sob atrito (fretting)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 177/216

Corrosão sob tensão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 178/216

Adutora

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 179/216

Corrosão sob tensão

A ã i ltâ d ã t ãç o s mu nea a corros o e ens o Metal resistente à corrosão – passivação T ã it li it d tens o mu o menor m e e escoamen o

Tensões residuais F t f á il d f ã lá tira ura r g – sem e ormaç o p s ca Trincas intergranular, transgranular ou mista Meios específicos

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 180/216

Fuso de comporta

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 181/216

Fratura frágil

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 182/216

Tipos de trinca

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 183/216

Tipos de trinca

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 184/216

Corrosão sob tensão Material Meio

Aço NaOH; NaOH+Na2SiO2; HCN; H SO +HNO ; NaNO2 4 3 3 Aço inoxidável

MgCl2; BaCl2; NaCl+H2O2; H2S; NaOH+H2S

Alumíno NaCl+H2O2; NaCl Cobre Solução e vapor de NH Aminas 3; Chumbo PbAc I l N OHncone a Magnésio NaCl+K2CrO4 Monel NaOH fundido; HF Níquel NaOH fundido

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 185/216 Titânio HNO3; água do mar; HCl-metanol

Fatores que influenciam cst

Composição e fatores metalúrgicos Composição do material Sensitização

Nivel de tensão Tensão residual

Meio Temperatura

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 186/216

Composição liga

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 187/216

Aço sensitizado

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 188/216

Tensoão residual mandrilamento

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 189/216

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 190/216

Ind química - Paulínia, SP (1983)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 191/216

Adutora - Osasco, SP (1974)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 192/216

Ind. alimentícia - S. Paulo, SP (1975)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 193/216

Corrosão sob fadiga

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 194/216

Corrosão sob fadiga

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 195/216

Ind. alimentícia - S. Paulo, SP (1982)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 196/216

Motor Diesel - S. Paulo, SP (1996)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 197/216

Casquilha (bronzina) (2001)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 198/216

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 199/216

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 200/216

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 201/216- 201/99

Refrigeração ind. - S. Paulo, SP (1972)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 202/216- 202/99

Prevenção Diminuir nível de tensão

Alívio de tensão Aumento da seção resistente

Eliminar agente corrosivo S l ã d t i le eç o e ma er a Proteção catódica

Cuidado fragilização e empolamento p/ H 2 Uso de inibidores de corrosão

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 203/216- 203/99

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 204/216- 204/99

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 205/216- 205/99

Empolamento

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 206/216- 206/99

Proteção catódica

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 207/216- 207/99

Ága de refrigação e para caldeira

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 208/216- 208/99

Corrosão pelas águas

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 209/216- 209/99

Tipos de águas

Potável Água do mar Água de processo Água de refrigeração Água para geração de vapor

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 210/216- 210/99

Corrosão pelas águas

Sais dissolvidos Gases dissolvidos Acidez Sólidos em

ãsuspens o Atividade biológico Temperatura Velocidade

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 211/216- 211/99

Água de refrigeração - Rezende, RJ (1976)

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 212/216- 212/99

Água do mar

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 213/216- 213/99

Água do mar

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 214/216- 214/99

Aço água do mar

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 215/216- 215/99

O ser humano pode inventar e construir instrumentos mas n nca criará in enções mais belos mais eficientesu v , e nem mais econômicos que a natureza, porque na sua invenção nada falta e nada é supérfluo .

da Vinci, L. Manuscrito RL 19115v; KrP 114r, Bibliotexa Real, Castelo de Windsor , Windsor, Inglaterra, ca. 1500.

dktanaka@usp.brPME-2584 Aula 9/2007 - 216/216

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