12 aula corrosão tanque e purgadores

CORROSÃO, TANQUE E
PURGADORES

Corrosão - Introdução
Todos os metais e ligas estão sujeitos à corrosão. Não há nenhum
material que possa ser empregado em todas as aplicações. O ouro,
por exemplo, conhecido por sua excelente resistência à ação da
atmosfera, será corroído se exposto ao mercúrio, em temperatura
ambiente. Por outro lado, o ferro não é corroído por mercúrio, mas
enferruja rapidamente em presença do ar atmosférico. A maioria dos
componentes metálicos deteriora-se com o uso, se em exposição a
ambientes oxidantes ou corrosivos. Como é impraticável eliminar a
corrosão, o segredo de um bom projeto de engenharia, geralmente,
está nos processos de controle da corrosão. Corrosão pode ser
definida como a deterioração, que ocorre quando um metal reage com
o meio ambiente.

Com o avanço tecnológico ao longo das ultimas décadas
dispõe-se de uma vasta gama de materiais; metais e ligas,
polímeros, madeira, cerâmica e compósitos destes materiais. A
seleção de um material apropriado para uma determinada
aplicação é de responsabilidade do projetista. Não existem
regras gerais de escolha de um determinado material para uma
finalidade específica. Uma decisão lógica envolve a
consideração das propriedades relevantes, disponibilidade no
mercado, custo relativo, etc., de uma variedade de materiais. Na
decisão final freqüentemente pesam mais os aspectos
econômicos do que os tecnológicos.

Até há pouco tempo, o termo corrosão era usado para
descrever um determinado tipo de deterioração dos metais, não
se aplicando a materiais não metálicos. Entretanto, de acordo
com a conceituação mais moderna, entende-se por corrosão a
deterioração dos materiais pela ação do meio. Expresso desta
forma, o conceito abrange materiais metálicos e não- metálicos,
por exemplo alguns problemas que incidem no concreto,
seguem mecanismos similares aos que ocorrem na corrosão.

O termo “corrosão” pode ser definido como a reação do metal
com os outros elementos do seu meio, no qual o metal é
convertido a um estado não metálico. Quando isto ocorre, o
metal perde suas qualidades essenciais, tais como resistência
mecânica, elasticidade, ductilidade e o produto de corrosão
formado é extremamente pobre em termos destas propriedades.

Em geral, nos processos de corrosão, os metais reagem com os
não-metálicos meio, particularmente oelementos
oxigênio e o enxofre,
presentes no
produzindo compostos semelhantes aos
encontrados na natureza, dos quais foram extraídos.
Figura 1 - O ciclo dos metais

Segundo [FONTANA, 1987] a corrosão pode ser classificada como
corrosão seca (mecanismo químico) ou aquosa (mecanismo
eletroquímico). A corrosão seca ocorre na ausência da fase liquida ou
acima do ponto de orvalho do ambiente. Vapores e gases são
usualmente os agentes deste tipo de corrosão. Corrosão seca é mais
freqüentemente associada com alta temperatura como por exemplo
aço atacado por gases de fornos. A corrosão aquosa ocorre na
presença da fase liquida, que pode ser a água ou não, e é neste
mecanismo que grande parte da corrosão ocorre. A presença de
pequenas quantidades de umidade pode levar a ocorrer corrosão.

Corrosão – Tipos
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-se ter 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;

Corrosão - Características
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
fundamentais das diferentes formas decaracterísticas
corrosão:
– uniforme;
– por placas;
– alveolar;
– puntiforme ou por pite;
– intergranular;
– em torno de cordão de solda.

Corrosão – Tipo Uniforme
É uma forma de corrosão bastante comum e consiste normalmente de
uma reação química ou eletroquímica que ocorre uniformemente sobre
toda a superfície exposta. Em vista disso, o metal torna-se mais fino,
podendo eventualmente sofrer uma ruptura. Exemplos de corrosão
uniforme:
-uma peça de aço ou zinco imersa em ácido sulfúrico diluída,
geralmente dissolve a uma taxa uniforme sobre toda a superfície.
- uma chapa de aço aquecida a altas temperaturas.

Corrosão – Tipo em Placas
A corrosão localiza-se em regiões da superfície metálica e não em
toda sua extensão, então se formam placas com escavações

Corrosão – Tipo Alveolar
A corrosão ocorre na superfície
metálica, produzindo sulcos ou
escavações – semelhantes a alvéolos
– que apresentam fundo arredondado
e profundidade, em geral, menor que
o seu diâmetro.

Corrosão – Tipo Puntiforme (Pite)
É uma forma de corrosão muito localizada, apresentando um ataque
muito intenso em áreas de ordem de , permanecendo o metal ao seu
redor, sem sofrer corrosão. Alguns pesquisadores estimam que o
ataque nos pite pode ser da ordem de 30.000 a um milhão de vezes
mais rápido do que no restante da superfície. A forma como um pite
se apresenta varia e pode ser visualizada na Figura abaixo:

Padrões para classificação
de pites

Corrosão – Tipo Cordão de Solda
Forma de corrosão que se observa em torno de cordão de
solda. Ocorre em aços inoxidáveis não-estabilizados ou com
teores de carbono maiores que 0,03%. A corrosão é
evidenciada intergranularmente.

Corrosão – Tipo Galvânica
Existe uma diferença de potencial entre dois metais diferentes quando
imersos em um meio corrosivo. Se eles estiverem em contato, essa
diferença de potencial produz um fluxo de elétrons entre eles. Dessa
forma, o metal menos resistente ( mais negativo) torna-se anódico e é
corroído, enquanto que o metal mais resistente torna-se catódico e não
sofre corrosão significativa.
Corrosão galvânica em tubulação enterrada no solo

Corrosão – Mecanismos de Corrosão
No estudo dos processos corrosivos, devem ser sempre
consideradas as variáveis dependentes do material metálico,
do meio corrosivo e das condições operacionais, pois o
estudo conjunto dessas variáveis permitirá indicar o material
mais adequado para ser utilizado em determinados
equipamentos ou instalações. Dentre essas variáveis, devem
ser consideradas as seguintes:

Corrosão – Variáveis do Processo Corrosivo
impurezas, processo de obtenção, tratamentos térmicos
Material metálico – composição química, presença de
e
mecânicos, estado da superfície, forma, união de materiais
(solda, rebites, etc.), contato com outros metais.
Meio corrosivo – composição química, concentração,
impurezas, pH, temperatura, teor de oxigênio, pressão.
Medições operacionais – solicitações mecânicas, movimento
relativo entre material metálico e meio, condições de imersão
no meio (total ou parcial), meios de proteção contra a
corrosão, operação contínua ou intermitente.

Corrosão – Métodos de Controle
Um dado metal pode ser satisfatório em um certo meio e praticamente
ineficiente em outros meios. Por outro lado, várias medidas podem ser
tomadas no sentido de minimizar a corrosão: – no caso de se
utilizarem metais diferentes, deve-ser tentar isolá-los eletricamente; –
minimizar a superfície de contato;
– evitar frestas, recessos, cantos vivos e cavidades;
– dar bom acabamento superficial às peças;
– submeter as peças a um recozimento de alívio de tensões internas;
– usar juntas soldadas no lugar de juntas parafusadas.

Corrosão – Métodos de Controle Operacional
Além destas medidas mais ligadas a projeto, há métodos específicos
para reduzir ou inibir a corrosão em suas várias formas:
a) Isolar o metal do meio agressivo, através do uso de
revestimentos orgânicos inertes (tintas) ou de revestimentos com
metais mais nobres.
b) Inibição da reação catódica ou da reação anódica através de
daagentes chamados inibidores, que reagem com os produtos
corrosão e formam camadas impermeáveis nas superfícies dos
eletrodos;
c) Métodos elétricos (proteção catódica e proteção anódica).

Corrosão Ânodo e Cátodo
- Ânodo : Fornece os elétrons (aço carbono)
- Cátodo : Recebe os elétrons (Hidrogênio, sais do mar, etc)

Corrosão – Revestimentos : Tintas
Entre os revestimentos usados, destacam-se as tintas, esmaltes
vítreos, plásticos, películas protetoras e os revestimentos metálicos.
As tintas constituem o mais importante dos revestimentos. Como, em
geral, são permeáveis ao ar e à umidade, as tintas são misturadas a
pigmentos como zarcão, cromato de chumbo e cromato de zinco, que
contribuem para uma inibição da corrosão (em alguns casos,
apassivam a superfície metálica subjacente). Os esmaltes vítreos ou à
base de porcelana podem ser usados nos casos em que se necessite
de resistência à abrasão. Há outros métodos de se obter uma camada
impermeável sobre a superfície metálica, incluindo o uso de
termoplásticos (por exemplo, PVC em aço) e plásticos termofixos (por
exemplo, Araldite em magnésio).

Corrosão – Revestimentos : Tintas com Pós
É também grande o uso de tintas com pós metálicos, como
zinco e alumínio. No caso, há uma proteção sacrificial
(quando o zinco constitui cerca de 95% do peso da tinta), ou
seja, o zinco dissolve-se eletroquimicamente, quando a
umidade penetra na superfície (normalmente, de ferro ou de
aço), e comportando- se como ânodo em relação ao ferro ou
aço.

Corrosão – Revestimentos : Esmaltes Vítreos
Os esmaltes vítreos ou à base de porcelana podem er
usados nos casos em que se necessite de resistência à
abrasão. Há outros métodos de se obter uma camada
impermeável sobre a superfície metálica, incluindo o uso de
termoplásticos (por exemplo, PVC em aço) e plásticos
termofixos (por exemplo, Araldite em magnésio).

Corrosão – Revestimentos Metálicos
aplicados por
(cladding), por
Os revestimentos metálicos podem ser
difusão no estado sólido, por explosão
imersão a quente e por eletrodeposição.
Exemplos do primeiro método são os revestimentos obtidos
pela difusão de alumínio, zinco, cromo e silício. O processo
de co-laminação permite obter revestimentos de camadas
relativamente espessas de metais, como o aço inox em aço
carbono.
O material composto é obtido com o propósito de aliar a
resistência à corrosão superior do metal de revestimento às
boas propriedades mecânicas do material revestido

Corrosão – Revestimentos Metalicos: Imersão à Quente O
método de imersão a quente no metal (protetor) fundido
requer o uso de um metal de baixo ponto de fusão.
(ou liga Pb-Sn) e alumínio sãoZinco, estanho, chumbo
comumente utilizados.
A espessura das camadas situa-se na faixa de 3 a 150 μm; as
camadas mais espessas (para corrosão sacrificial) são de
zinco, enquanto as mais finas são de estanho (por causa de
seu alto custo).

Corrosão – Revestimentos Metalicos: Eletrodeposição
O método mais importante de revestimento é a eletrodeposição, pelo
rigoroso controle que permite da camada obtida.
Os metais utilizados neste método são estanho, zinco, cobre, níquel e
cromo, além dos metais preciosos.
O método utiliza, como ânodo, o metal a ser depositado e, como
cátodo, a peça a ser revestida, imersos em um eletrólito, que contém
o metal de revestimento, usualmente, em solução ácida.
Os revestimentos obtidos por imersão a quente apresentam, por
outro lado, a desvantagem de fraca aderência e ductilidade (na
imersão a quente, ocorre a formação de fases intermediárias,
freqüentemente frágeis).

Corrosão – Métodos de Proteção : Metal de Sacrifício
Dois métodos elétricos de proteção contra a corrosão podem ser
utilizados: proteção catódica e proteção anódica.
A aplicação da proteção catódica consiste em fazer com que a
peça metálica, como um todo, comporte-se como o cátodo,
protegendo-a da corrosão. Ferro (Aço) :
recebe os elétrons
do Mg.
Magnésio: doa
elétrons para o
aço, impedindo
sua oxidação.
consumido
O magnésio é
e
depois é trocado
por outra peça.

Corrosão – Métodos de Proteção : Metal de Sacrifício
A contracorrente, criada na própria célula ou nela introduzida a
partir de uma fonte externa, é suficiente para anular o efeito de
correntes de corrosão.
O magnésio é anódico em relação ao aço e se corrói,
preferencialmente,. O ânodo é denominado ânodo de sacrifício,
pois é consumido gradualmente, para que o aço seja protegido.
Os ânodos são colocados a intervalos regulares ao longo da
tubulação, para assegurar uma distribuição uniforme da
corrente.

Corrosão – Revestimentos Metálicos: Eletrodeposição
No caso de usar uma fonte externa de corrente, não há necessidade de que o
ânodo seja consumível, e as correntes necessárias para cada situação são
determinadas empiricamente.
A figura ilustra o caso de proteção de um tanque de aço subterrâneo pelo
uso de corrente externa.
Meios corrosivos fortes, como ácidos quentes,
excessivamente altas, enquanto que correntes muito
exigem correntes
mais fracas são
necessárias para proteger o aço em ambientes corrosivos menos severos
(por exemplo, o concreto).
A Tabela 4 apresenta alguns valores típicos de correntes protetoras para
peças de aço. O segundo método de proteção elétrica – chamado proteção
anódica – com um elevado custo de instalação.

Corrosão – Revestimentos Metálicos: Eletrodeposição
A Tabela 4 apresenta alguns valores típicos de correntes protetoras
para peças de aço. O segundo método de proteção elétrica – chamado
proteção anódica – com um elevado custo de instalação.
Estrutura Ambiente Condições Densidade de
corrente mA/m2
Tanque H2SO4 quente estático 500.000
Tubulações e tanques Subterrâneo (solo) Estático 10-30
Tubulações Água doce Corrente 50-100
Aquecedores de água Água doce, quente Movimento lento 10-30
Estacas Água do mar Movimento da maré 60-80
Barras de concreto armado Concreto Estático 1-5

Tanques – Finalidades
Os tanques têm fundamental importância para o
processamento de petróleo. Neles são estocadas as cargas
para as unidades de processo e seus derivados. São
utilizados também para estocar insumos para o
processamento (óleo combustível, amônia, metanol, etc.).

Tanques – Classificação quanto a Função
Tanques de Armazenamento
Destinados ao estoque de produtos de alimentação, produtos
derivados e insumos à pressão atmosférica.
Tanques de Resíduo
Produtos fora de especificação ou provenientes de operações
indevidas são enviados para estes tanques, onde aguardam o
reprocessamento.
Tanques de Mistura
Usados para obtenção de misturas de produtos, ou produtos e
aditivos.
Exemplo:
– Tanques de gasolina;
– Tanques de soluções cáusticas.

Tanques – Classificação quanto ao Tipo de Teto
Quanto ao tipo de teto, os tanques são classificados
em:
– Tanque de teto fixo, e
– Tanque de teto flutuante.

Tanques – Teto Fixo
Normalmente, possuem uma estrutura de sustentação do teto
que varia em função do tamanho do mesmo.
O tipo de teto fixo mais utilizado em refinarias de petróleo é o
de teto cônico (em forma de um cone voltado para cima com o
vértice no centro)
São utilizados somente para os derivados de petróleo mais
pesados (asfalto, gasóleo, óleo diesel, etc.) e para produtos
químicos (soda cáustica, amônia, etc.).

2
1
1 Aquecedor tipo Radiador
2 Suspiro

Os tanques de teto flutuante são utilizados para
armazenamento de produtos com frações leves (petróleo,
naftas, gasolinas, etc.). O teto flutuante no produto
armazenado evita a formação de espaço com vapor.

1. Teto Flutuante;
2. Flutuador;
3. Pé de Apoio do Teto;
4. Dreno do Teto;
5. Câmara de Vedação;
6. Escada Móvel do Teto;
12
3
45
67
8 9
10
11
12
7. Anel de Reforço do Costado;
8. Agitador;
9. Indicador de Nível;
10. Bóia;
11. Dreno Tipo Sifão;
12. Tubo para Medição

Tanques – Acessórios
Os tanques possuem diversos acessórios, tais como :
1 - Respiração
Alguns tanques pequenos de teto fixo possuem uma conexão
com ou sem válvula, no teto aberta direcionado para
atmosfera. Esta conexão visa evitar a formação de vácuo ou
pressão durante as operações de recebimento ou envio e
apresenta uma tela para evitar a entrada de chama ocasional.

Tanques – Válvulas de Pressão e Vácuo
Seu uso é obrigatório em tanques de teto fixo. Tem a função de evitar a
formação de vácuo ou pressão alta durante as operações. Nestes
tanques, o vapor está em equilíbrio com o líquido. À noite, com a
redução da temperatura, há entrada de ar, enquanto, durante o dia,
essa válvula propicia a saída de ar + vapores devido à elevação da
temperatura.
Alguns tanques pequenos de teto fixo, possuem um sistema que evita
a formação de vácuo. Esse sistema é usado, quando há possibilidade
de formação de mistura explosiva dentro do tanque, devido à pequena
quantidade de vapores de hidrocarbonetos. Normalmente, esses
tanques armazenam produtos não inflamáveis, que, no entanto, podem
estar contaminados por pequenas quantidades de hidrocarbonetos.

Tanques – Agitador
Dispositivo cuja finalidade é movimentar o produto, a fim de
homogeneizar as misturas de petróleo, gasolinas, entre outras.
Normalmente, essa homogeneização é feita pela agitação do
produto, por meio de uma hélice, acoplada a um eixo acionado
por um motor elétrico.

Tanques – Sistema de Aquecimento
Utilizado para aumentar a fluidez de alguns produtos de petróleo
sujeitos a congelamento, em condições de temperatura ambiente.
Esse aquecimento é feito através de serpentinas de vapor.

Tanques – Isolamento Térmico
Sua finalidade, é diminuir a perda de calor nos tanques de
produtos aquecidos. Normalmente, são isolados os tanques de
asfalto e resíduos de vácuo, pois operam em alta temperatura.
Raros são os tanques que utilizam isolamento térmico
externamente em função do alto custo do investimento e da
manutenção dos mesmo.

Tanques – Sistema de Medição
Este sistema consta de uma bóia que flutua com o nível do
produto, ao longo de dois fios que servem como guia. O centro da
bóia é ligado a uma trena, que, após passar por uma série de
roldanas, apresenta a leitura direta num visor colocado
externamente no tanque.
Os tanques da área de transferência e estocagem normalmente,
são dotados do sistema de “TELEMETRIA”. Este sistema é o mais
moderno e possibilita a leitura, à distância, do nível e da
temperatura do produto.

Tanques – Sistema de Medição
A medição deve ser feita com toda a precisão, pois um erro
de milímetros, pode representar uma diferença bastante
significativa no volume.
A aferição desses sistemas é feita por meio de trena, a
prumo, que se faz descer manualmente através do tubo de
medição. Nesse caso, usa-se uma pasta especial que
acusará uma marca bem clara da interface água-
hidrocarboneto.

Tanques – Diques
A finalidade do dique é conter um possível vazamento
grande, com ou sem incêndio, evitando dessa forma que se
alastre para outras áreas. Por norma de segurança, todos
os tanques destinados a armazenar produto inflamável,
tóxico ou químico são dotados de diques. O volume do
dique tem que ser, no mínimo, igual ao do tanque.

Purgadores - Introdução
Purgadores são equipamentos utilizados para eliminar
condensados das tubulações que transportam vapor
ou ar comprimido. Os bons purgadores além de
remover condensado, removem também o ar e outros
gases incondensáveis que possam existir.
O aparecimento de condensado em tubulações de
vapor pode se dar devido à perda de calor para o meio
ambiente, arraste de gotículas, colocação em operação
de determinado trecho de tubulação fria ou trechos de
tubulações bloqueadas.
O aparecimento de condensado em tubulações de ar
comprimido ocorre em conseqüência da condensação
da umidade do ar ou do arraste do óleo de lubrificação
dos compressores.

QUESTIONÁRIO
os metais contra a
1)O que é corrosão?
2) Quais os tipos de corrosão?
3)Como pode ser protegido
corrosão?
4) O que é proteção catódica?
5) Quais os tipos de Tanques?
6) O que são purgadores?
7) quais os tipos ?
8) O que são separadores?

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