Corrosão e proteção anticorrosiva em tubulações industriais

Introdução

A corrosão é o inimigo silencioso das tubulações industriais.
Ela não apenas reduz a vida útil dos sistemas, mas pode causar vazamentos, contaminação de processos e falhas catastróficas com alto custo operacional e ambiental.

Segundo o Piping Handbook, “a corrosão é responsável por mais da metade dos custos de manutenção de sistemas de piping” — e seu controle deve ser considerado desde o projeto, e não apenas após a instalação.

A seguir, veremos como a corrosão se manifesta, como preveni-la e quais técnicas modernas garantem a integridade de tubulações metálicas e não metálicas em ambientes agressivos.

1. O que é corrosão

Corrosão é a deterioração de um material metálico pela reação química ou eletroquímica com o meio ambiente.
No caso de tubulações, o processo ocorre frequentemente entre o metal (por exemplo, o aço carbono) e o fluido interno ou externo, na presença de oxigênio, umidade e eletrólitos.

Em termos simples: o metal retorna ao seu estado natural de minério.

O processo eletroquímico básico envolve:

• Ânodo: região onde ocorre a oxidação (perda de elétrons);

• Cátodo: região onde ocorre a redução (ganho de elétrons);

• Eletrólito: meio que permite o fluxo de íons (água, umidade, condensado);

• Caminho metálico: permite a circulação dos elétrons.

O resultado é a formação de produtos de corrosão, como ferrugem (Fe₂O₃·xH₂O) e óxidos metálicos.

2. Tipos de corrosão em tubulações

O Piping Handbook classifica os tipos mais comuns de corrosão de acordo com o mecanismo de ataque e o ambiente

2.1. Corrosão uniforme

Ataque generalizado em toda a superfície exposta.

Comum em aço carbono em contato com água e oxigênio.

Controle: pintura, inibidores químicos e aços inoxidáveis.

2.2. Corrosão localizada (pitting e crevice)

Ataque concentrado em pontos ou fendas — especialmente em aços inoxidáveis expostos a cloretos.

Controle: uso de ligas com molibdênio (316L, 904L) e passivação química.

2.3. Corrosão galvânica

Ocorre quando dois metais diferentes estão em contato elétrico e imersos em um eletrólito.

O metal menos nobre (ânodo) se corrói.

Exemplo: aço carbono em contato com cobre.

Controle: isolamento elétrico entre metais ou uso de anodos de sacrifício.

2.4. Corrosão sob tensão (SCC – Stress Corrosion Cracking)

Formação de trincas devido à combinação de tensão residual e ambiente corrosivo. Comum em inox 304/316 sob vapor ou cloretos. Controle: tratamento térmico e seleção de ligas resistentes (Alloy 625, duplex).

2.5. Corrosão intergranular

Ataque nos contornos de grão devido à precipitação de carbonetos de cromo em aços inoxidáveis. Controle: uso de graus “L” (baixo carbono) ou estabilizados com titânio (321) e nióbio (347).

2.6. Corrosão erosiva

Causada por partículas sólidas ou fluidos em alta velocidade, que removem o filme protetor do metal. Controle: redução de velocidade, curvas longas, revestimentos duros.

2.7. Corrosão microbiológica (MIC)

Ataque provocado por bactérias redutoras de sulfato e outros micro-organismos. Controle: biocidas e monitoramento contínuo.

3. Fatores que influenciam a corrosão

1. Temperatura: dobra a velocidade de corrosão a cada 10 °C;

2. pH: ambientes ácidos aumentam a corrosão;

3. Velocidade do fluido: remove filmes protetores;

4. Composição química: cloretos e sulfatos aceleram o ataque;

5. Tensões residuais e soldas mal executadas.

Esses fatores devem ser quantificados e controlados desde o projeto, conforme ASME B31.3 (parágrafo 300.2.2 – “Design Conditions and Allowable Stress”).

4. Métodos de proteção anticorrosiva

4.1. Seleção adequada de materiais

A primeira e mais eficaz barreira contra corrosão é escolher o material certo.
Aços inoxidáveis, duplex, ligas de níquel e materiais não metálicos (FRP, PP, PVDF) são selecionados conforme:

• Tipo de fluido;

• Temperatura e pressão;

• Resistência química;

• Custo-benefício.

📘 Normas de referência: ASTM G31 (avaliação de resistência à corrosão), NACE MR0175 (materiais resistentes a H₂S), ASME B31.3 (tabela A-1 de tensões admissíveis).

4.2. Revestimentos e pinturas protetoras

Os revestimentos isolam o metal do ambiente corrosivo.
Podem ser metálicos, orgânicos ou inorgânicos.

a) Revestimentos metálicos

• Galvanização a quente (zincagem): proteção catódica natural;

• Ni e Cr eletrolíticos: uso decorativo e anticorrosivo;

• Aluminização: proteção térmica e atmosférica.

b) Revestimentos orgânicos

• Epóxi: excelente aderência e resistência química;

• Poliuretano e alcatrão de hulha: alta durabilidade;

• Revestimentos em pó (powder coating): resistência mecânica e estética.

c) Revestimentos inorgânicos

• Vidrados, esmaltes e cerâmicos: alta resistência química;

• Revestimentos com sílica e zircônia: aplicados em sistemas de alta temperatura.

📗 Ensaios de validação:

• ASTM B117: ensaio de névoa salina;

• ASTM D1654: aderência;

• ASTM G85: corrosão cíclica acelerada.

4.3. Revestimentos internos em tubulações

Utilizados para aumentar a durabilidade e a resistência química:

• Revestimentos epoxídicos líquidos (FBE – Fusion Bonded Epoxy);

• Revestimentos de borracha ou PVC;

• Revestimentos de vidro fundido (glass lining);

• Plastificação interna (lining) em FRP ou PTFE.

Esses processos são comuns em linhas de ácidos, bases e fluidos corrosivos, inclusive em plantas químicas e petroquímicas.

4.4. Proteção catódica

Sistema elétrico que transforma a tubulação em cátodo, impedindo a oxidação.
Aplicável em dutos enterrados, tanques e estruturas submersas.

Tipos:

• Anodos de sacrifício: magnésio, alumínio ou zinco (autoalimentados);

• Corrente impressa: alimentação elétrica controlada.

📘 Normas aplicáveis: NACE SP0169, API RP 1632, ASTM G8.

Cuidados:

• Isolamento elétrico em válvulas e juntas;

• Medição periódica do potencial de proteção (-0,85 V a -1,2 V em relação ao eletrodo de Cu/CuSO₄).

4.5. Inibidores de corrosão

Substâncias químicas adicionadas ao fluido que reduzem a reação corrosiva.
Dividem-se em:

• Anódicos: formam filme passivo (ex.: cromatos, fosfatos);

• Catódicos: reduzem o oxigênio (ex.: aminas, tióis);

• Mistura orgânica: proteção temporária em sistemas de teste e drenagem.

É essencial compatibilizar o inibidor com o fluido e o material — o uso incorreto pode acelerar a corrosão localizada.

5. Ensaios e monitoramento da corrosão

A engenharia moderna emprega monitoramento contínuo para detectar corrosão antes da falha.

Tipo de ensaio Finalidade Norma Cupom de corrosão Taxa média de perda metálica (mm/ano) ASTM G31 Sondas elétricas de resistência (ER) Variação de espessura por resistência NACE RP0775 Ultrassom (UT) Medição direta da espessura da parede ASTM E797 Radiografia (RT) Detecção de erosão e pite ASME V Termografia Detecção de pontos quentes de corrosão externa ASTM E1934

6. Casos típicos de falhas e soluções

Caso 1: Corrosão interna em linha de condensado

• Causa: presença de CO₂ dissolvido → formação de ácido carbônico;

• Solução: uso de inibidores voláteis e tubulações em aço inox 316L.

Caso 2: Corrosão galvânica em flange misto (aço e cobre)

• Causa: ausência de isolamento elétrico;

• Solução: instalação de juntas isolantes tipo G-10 conforme NACE SP0286.

Caso 3: Pitting em aço inox 304 com salmoura

• Causa: cloretos + altas temperaturas;

• Solução: substituir por aço inox 316L ou duplex 2205, e reduzir temperatura.

Caso 4: Falha de pintura em tubulação enterrada

• Causa: falha de aderência + umidade;

• Solução: reaplicação de epóxi bi componente + proteção catódica.

7. Materiais resistentes à corrosão

Material Resistência a ácidos Resistência a bases Resistência a cloreto Temperatura máx.(°C) Aço carbono Baixa Média Fraca 425 Aço inox 304L Média Boa Média 870 Aço inox 316L Boa Boa Alta 870 Duplex 2205 Excelente Boa Excelente 950 Inconel 625 Excelente Excelente Excelente 1000 FRP (viniléster) Excelente Boa Alta 150 PVDF Excelente Excelente Alta 150

8. Estratégia de combate integrada à corrosão

O controle da corrosão deve ser parte de um programa sistêmico, envolvendo:

1. Seleção de material e revestimento compatíveis com o processo;

2. Proteção catódica e isolamento elétrico adequado;

3. Monitoramento contínuo da espessura e potencial elétrico;

4. Análise química do fluido e dos resíduos;

5. Manutenção preditiva baseada em dados de corrosão.

Essa abordagem multidisciplinar reduz drasticamente paradas não programadas e falhas prematuras.

9. Sustentabilidade e economia

Reduzir a corrosão também é reduzir desperdício energético e ambiental:

• Menor necessidade de trocas de tubos e válvulas;

• Redução de emissões fugitivas (gases e líquidos tóxicos);

• Prolongamento da vida útil de ativos;

• Menor descarte de resíduos metálicos.

Empresas com programas eficazes de integridade anticorrosiva relatam redução de até 30% nos custos de manutenção anual, segundo dados da NACE International.

10. Conclusão

A corrosão é inevitável, mas totalmente controlável.
Com o uso correto de materiais, revestimentos e monitoramento contínuo, é possível garantir a longevidade das tubulações e a segurança operacional por décadas.

O engenheiro de piping deve ser também um gestor da integridade dos materiais, aplicando as normas ASME, ASTM e NACE como instrumentos de confiabilidade, e não apenas de conformidade.

Em uma planta industrial moderna, cada metro de tubo é um investimento em segurança — e proteger contra corrosão é proteger o coração do processo.

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