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E2MJREngenharia de Materiais e Manufatura

Conteúdo técnico

Os tipos de corrosão e como diferenciar

Seis formas de corrosão com causas e soluções diferentes — e a mais perigosa delas é justamente a que quase não tira massa da peça.

Equipe E2M Jr

· 6 min de leitura

Micrografia de superfície de duralumínio atacada por corrosão após imersão em água salgada, com pites escuros e barra de escala de 0,5 mm.

Corrosão não é uma coisa só

"A peça corroeu" é um sintoma, não um diagnóstico. Por trás dessa frase existem mecanismos bem diferentes, que exigem respostas opostas: um pede limpeza e passivação, outro pede troca de liga, outro pede mudança no procedimento de soldagem, outro pede alívio de tensões.

A classificação clássica, consolidada na literatura de corrosão desde os trabalhos de Fontana, separa as formas pelo tipo de estrago — e é justamente o estrago que se enxerga na peça que chega ao laboratório.

Seis desenhos em corte mostrando a morfologia da corrosão uniforme, galvânica, por pite, em frestas, intergranular e sob tensão.
A mesma peça, vista de lado, em cada uma das seis formas. A diferença de morfologia é o que permite o diagnóstico.

A uniforme é a boazinha

A corrosão uniforme consome a espessura por igual. É de longe a mais comum — é a ferrugem do portão, do tanque, da estrutura exposta — e também a menos perigosa, por um motivo simples: ela é previsível.

Dá para medir a taxa de perda em milímetros por ano, calcular quanto de sobremetal a peça precisa ter para durar o que se espera, e inspecionar com ultrassom de espessura. Nada disso é possível nas formas localizadas.

Por isso, quando uma peça falha por corrosão sem aviso, quase nunca é a uniforme a culpada.

As localizadas são as perigosas

Pite. A camada passiva rompe num ponto e o ataque se concentra ali, cavando um furo estreito e fundo. A perda de massa total é ridícula — a peça pesa quase o mesmo e parece inteira — e mesmo assim ela já está perfurada. Cloreto é a causa clássica: maresia, água do mar, água sanitária, processo com ácido clorídrico.

Micrografia óptica de superfície de duralumínio com pites escuros e produtos de corrosão, após imersão em água salgada.
Pites em duralumínio após imersão em água salgada, vistos em microscópio óptico.
Imagem de microscópio eletrônico de varredura mostrando um pite isolado em aço inoxidável duplex, com barra de escala de 100 micrometros.
Um pite em inox duplex visto no MEV. A abertura na superfície esconde uma cavidade bem maior.

Em frestas. Debaixo de uma arruela, de uma junta, de uma chapa sobreposta ou de um depósito, o líquido entra e não renova. Falta oxigênio ali dentro, a química local muda e o ataque começa — escondido, exatamente onde a inspeção visual não alcança. É um problema de projeto tanto quanto de material.

Intergranular. O ataque corre pelos contornos dos grãos e vai desmanchando a peça por dentro, com a superfície ainda parecendo boa. Em inox austenítico, a causa mais frequente é a sensitização: quando o material passa tempo demais numa faixa de temperatura intermediária — tipicamente o calor da soldagem —, carbonetos de cromo precipitam nos contornos e deixam a vizinhança pobre em cromo, ou seja, sem proteção.

A solução não é limpar nem passivar: é usar aço de baixo carbono (304L, 316L), ou estabilizado com titânio ou nióbio (321, 347), ou corrigir o procedimento térmico.

Sob tensão. A mais traiçoeira das seis. Precisa de três coisas ao mesmo tempo — material suscetível, meio específico e tensão de tração — e, quando as três se encontram, aparece uma trinca fina e ramificada, sem nenhuma perda de massa. A peça não parece corroída. Ela simplesmente trinca.

Indicações de corrosão sob tensão reveladas por partículas magnéticas na superfície de um duto, com régua para escala
Colônias de trincas de corrosão sob tensão em um duto, reveladas por ensaio de partículas magnéticas sobre tinta de contraste branca. A olho nu, a superfície parece íntegra.

A tensão que alimenta o processo muitas vezes nem é a de serviço: é tensão residual de soldagem, de conformação ou de usinagem — o mesmo tipo de tensão que faz peça empenar sozinha depois de usinada.

A galvânica é a que o desenho causa

Dois metais diferentes em contato elétrico, com um eletrólito fechando o circuito: o menos nobre dos dois se corrói mais rápido do que se corroeria sozinho, e o mais nobre fica protegido.

O detalhe que decide a gravidade é a razão de áreas. Um parafuso de aço carbono prendendo uma chapa grande de inox é a combinação ruim: área pequena de anodo alimentando uma área enorme de catodo, e o parafuso se consome depressa. A combinação inversa — parafuso de inox em chapa de aço carbono — espalha o ataque por uma área grande e é bem menos grave.

É um problema de projeto, e a solução costuma ser de projeto: isolar os dois metais, escolher um par mais próximo na série galvânica, ou aceitar e dimensionar a peça sacrificial.

Como se descobre qual é a sua

O diagnóstico combina o que se vê com o que se mede:

  1. Olhar antes de tocar

    Morfologia e, principalmente, localização. Está em toda a peça ou só perto de uma junta, de uma solda, de um contato com outro metal? Essa informação costuma estreitar o leque para duas hipóteses, e ela se perde assim que alguém limpa a peça.

  2. MEV com EDS

    A microscopia eletrônica mostra o formato real do ataque — se o pite é estreito e profundo, se há trincas ramificadas partindo dele — e o EDS diz quais elementos estão no fundo da cavidade. Encontrar cloreto ali fecha o diagnóstico de pite por cloreto; encontrar ferro sobre inox aponta contaminação por ferro livre.

  3. Metalografia

    O corte transversal revela o que a superfície esconde: profundidade real do pite, se o ataque segue contornos de grão, se há carbonetos precipitados, se a trinca é intergranular ou transgranular.

  4. Confirmação do material

    Análise química para verificar se a liga é a especificada. Boa parte dos casos de "o inox enferrujou" termina em 304 entregue onde o projeto pedia 316.

Por que o diagnóstico vale o ensaio

As soluções não são intercambiáveis, e algumas se anulam:

Se for

A solução é

Fazer a outra coisa

Ferro livre

decapagem e passivação

trocar para 316 resolve e custa caro à toa

Pite por cloreto

liga com mais molibdênio (316, duplex)

passivar de novo só adia o furo

Sensitização

304L/316L ou estabilizado, e revisar a solda

passivar não recupera o cromo perdido

Galvânica

isolar o par ou mudar a combinação

trocar a liga sem desfazer o par repete o problema

Sob tensão

aliviar tensão, mudar liga ou afastar o meio

só polir a superfície não impede a trinca

Trocar o material inteiro por um problema que era de limpeza é caro. Passivar de novo uma peça que vai furar outra vez é pior: custa pouco e dá a sensação de que o assunto foi resolvido.

A lógica é a mesma de toda análise de falha — a de a fadiga metálica que derrubou o Comet: o que se vê na superfície registra como o dano começou, e essa evidência só serve se chegar intacta ao laboratório.

Dicionário do post

Os termos técnicos que aparecem aqui, em português claro.

Corrosão
A deterioração de um metal pela reação com o meio em que ele está. É um processo eletroquímico: envolve transferência de elétrons, não apenas desgaste.
Eletrólito
O líquido que conduz corrente e fecha o circuito da corrosão. Água com sal dissolvido é o caso mais comum; umidade condensada já basta.
Anodo
A região que perde material, cedendo elétrons. É onde o estrago aparece.
Catodo
A região que recebe os elétrons e não se corrói. Numa peça com dois metais, o mais nobre faz esse papel.
Camada passiva
Um filme de óxido muito fino e aderente que se forma sozinho sobre alguns metais e barra o avanço da corrosão. É ela que torna o inox inoxidável.
Pite
Uma cavidade estreita e profunda, formada quando a camada passiva é rompida num ponto só e o ataque se concentra ali.
Cloreto
Íon presente em água do mar, maresia, água sanitária e muitos processos industriais. É o principal inimigo da camada passiva do inox.
Sensitização
A precipitação de carbonetos de cromo nos contornos de grão de um inox aquecido numa faixa crítica, deixando a vizinhança pobre em cromo e sem proteção.
Ferro livre
Partículas de aço carbono depositadas na superfície do inox por ferramenta, escova ou rebolo compartilhado. Elas enferrujam e mancham a peça, sem que o inox esteja atacado.
Passivação
Tratamento químico que remove contaminação superficial e favorece a formação da camada passiva. Restaura a proteção, mas não corrige escolha errada de material.
Série galvânica
A ordenação dos metais conforme a tendência a se corroer num dado meio. Quanto mais distantes dois metais nessa lista, maior o risco quando ficam em contato.
PREN
Índice calculado a partir dos teores de cromo, molibdênio e nitrogênio, usado para comparar a resistência de inoxidáveis ao pite. Quanto maior, melhor.

Referências

  1. 01FONTANA, M. G.. Corrosion Engineering. 3. ed. McGraw-Hill (1986)
  2. 02ASM Handbook, Volume 13A: Corrosion — Fundamentals, Testing, and Protection. ASM International
  3. 03ASTM International. ASTM G46 — Standard Guide for Examination and Evaluation of Pitting Corrosion
  4. 04ASTM International. ASTM A262 — Standard Practices for Detecting Susceptibility to Intergranular Attack in Austenitic Stainless Steels
  5. 05ASTM International. ASTM G48 — Standard Test Methods for Pitting and Crevice Corrosion Resistance of Stainless Steels and Related Alloys by Use of Ferric Chloride Solution
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  • corrosão galvânica
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  • análise de falha
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Precisa saber qual corrosão é a sua?

Microscopia e análise de superfície nos laboratórios da EESC-USP: MEV com EDS e metalografia para identificar o mecanismo e o agente, antes de trocar de material.