MARINHA DO BRASIL
CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE GRAÇA ARANHA
CURSO DE APERFEIÇOAMENTO PARA OFICIAL DE MÁQUINAS - APMA
CINTIA PINHEIRO COSTA
APLICAÇÃO DA PROTEÇÃO CATÓDICA NA MARINHA MERCANTE
RIO DE JANEIRO
2016
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Guias e Dicas
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Encontrar documentos
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Pesquisar documentos Store
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Videoaulas
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Quiz
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Pergunte à comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Ranking universidades
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Os eBooks que salvam estudantes!
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
Proteção Catódica em Embarcações Mercantes: Uma Abordagem Completa, Esquemas de Metalurgia
A corrosão em embarcações mercantes, explorando seus conceitos, tipos e custos. Destaca o sistema de proteção catódica como solução, detalhando seus tipos, funcionamento, métodos de inspeção e manutenção, além de apresentar aplicações práticas no âmbito da marinha mercante.
Tipologia: Esquemas
2023
1 / 52
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Documentos relacionados
Pré-visualização parcial do texto
Baixe Proteção Catódica em Embarcações Mercantes: Uma Abordagem Completa e outras Esquemas em PDF para Metalurgia, somente na Docsity!
MARINHA DO BRASIL
CENTRO DE INSTRUÇÃO ALMIRANTE GRAÇA ARANHA
CURSO DE APERFEIÇOAMENTO PARA OFICIAL DE MÁQUINAS - APMA
CINTIA PINHEIRO COSTA
APLICAÇÃO DA PROTEÇÃO CATÓDICA NA MARINHA MERCANTE
RIO DE JANEIRO
CINTIA PINHEIRO COSTA
APLICAÇÃO DA PROTEÇÃO CATÓDICA NA MARINHA MERCANTE
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Aperfeiçoamento para Oficiais de Máquinas do Centro de Instrução Almirante Graça Aranha como parte dos requisitos para obtenção de Certificado de Competência Regra III/2 de acordo com a Convenção STCW 78 Emendada. Orientador: Ricardo de Lima Barreto.
RIO DE JANEIRO
Dedico, primeiramente, ao meu Deus misericordioso, e em segundo lugar a minha família que me apoiou a todo instante e sem a qual seria impossível tornar mais este sonho em realidade.
AGRADECIMENTO
A Deus pelo dom da vida e pela oportunidade que me proporcionou de chegar até aqui, além de coragem e força para ultrapassar barreiras e enfrentar obstáculos. A todos os meus parentes, em especial aos meus pais, pois foram eles que me ensinaram o verdadeiro sentido da vida e me mostraram quão importante é o amor. Agradeço também pela possibilidade de estudo que eles me proporcionaram e, por estarem sempre me incentivando e apoiando em todos os momentos de dificuldades e dúvidas, me dando forças para conseguir seguir em frente. Ao corpo docente do CIAGA, em especial aos professores Barreto e Raquel Apolaro, que fizeram todo o possível para me orientar neste trabalho e fazer com que o mesmo acontecesse. A empresa para a qual trabalho Maersk Supply Service, pois me apoiou e me liberou nesses 3 meses para que eu pudesse me dedicar única e exclusivamente a este curso.
RESUMO
A importância do problema da corrosão constitui a principal causa de deterioração metálica e, por conseguinte, muitas perdas econômicas, em vista disso, deu-se início aos estudos do sistema de proteção catódica. Sabendo-se que o sistema de proteção catódica é uma ciência relativamente nova e, que vem se desenvolvendo numa proporção cada vez maior, este trabalho tem por objetivo principal mostrar os princípios básicos de funcionamento e manutenção deste sistema, bem como algumas de suas aplicações na indústria naval, controlando os custos. Para tal, começaremos dando uma breve explicação sobre como ocorre à corrosão, identificando as suas principais formas, tipos, os custos para os empresários e, de forma a solucionar tal problema, aborda-se-á o sistema de proteção catódica, seus tipos, funcionamento, métodos de inspeção e manutenção, finalizando com algumas aplicações práticas voltadas ao âmbito da marinha mercante.
Palavras–chave: Corrosão. Reação. Proteção catódica. Anodo de sacrifício. Corrente impressa. Marinha Mercante.
ABSTRACT
The importance of the corrosion problem is the main cause of destruction of metal and therefore, a lot of economic losses, in view of this, was initiated the studies about the cathodic protection system. Knowing that the cathodic protection system is a relatively new science, and that has been developing in an every time bigger proportion, this work has the main objective to show the basics principles of operation and maintenance of this system, as well as some of its applications in the naval industry, controlling the costs. For such, we will begin giving a short explanation on as it occurs the corrosion, identifying its main forms, types, the costs for the business and, in order to solve such a problem, it will be presented the system of cathodic protection, its types, operation, methods of inspection and maintenance, finishing with some practical applications related to the extent of the merchant navy.
Keywords: Corrosion. Reaction. Cathodic protection. Sacrificial anode. Impressed current. Marine Merchant.
- Figura 1: Ciclo dos metais
- Figura 2: Corrosão do tipo uniforme
- Figura 3: Corrosão por placas
- Figura 4: Corrosão do tipo Alveolar
- Figura 5: Corrosão puntiforme ou por pite
- Figura 6: Casco do navio enferrujado pelo contato com a água
- Figura 7: Esquema de cuba eletrolítica
- Figura 8: Corrosão por fadiga por cavitação
- Figura 9: Corrosão sob tensão no aço inoxidável
- Figura 10: Corrosão galvânica em metais
- Figura 11: Corrosão em ligas de cobre/zinco
- fundido Figura 12: Corrosão grafítica em componente de bomba centrífuga de ferro
- Figura 13: Biocorrosão em duto
- Figura 14: Corrosão em aço inoxidável em torno de corrosão de solda
- Figura 15: Corrosão localizada causada pelo solo
- Figura 16: Corrosão em estrutura de concreto armado
- Figura 17: Gráfico de custo x benefício
- Figura 18: esquema de um anodo de sacrifício
- Figura 19: Proteção catódica por corrente galvânica
- Figura 20: Proteção catódica por corrente impressa
- metálico (potencial estrutura/solo) Figura 21: Medição do potencial, em relação ao solo, de qualquer material
- desprotegido – Direito protegido) Figura 22: Medição do potencial de proteção catódica (Esquerdo
- Figura 23: Placas de zinco colocadas diretamente em contato com o casco
- 1 INTRODUÇÃO SUMÁRIO
- 2 CORROSÃO
- 2.1 Conceitos
- 2.2 Corrosão química
- 2.3 Corrosão eletroquímica
- 2.4 Como ocorre a corrosão
- 2.5 Formas de corrosão
- 2.5.1 Corrosão uniforme
- 2.5.2 Corrosão por placas
- 2.5.3 Corrosão alveolar
- 2.5.4 Corrosão por pite
- 2.6 Tipos de corrosão
- 2.6.1 Corrosão pela água
- 2.6.2 Corrosão eletrolítica
- 2.6.3 Corrosão por fadiga
- 2.6.4 Corrosão por tensão
- 2.6.5 Corrosão galvânica
- 2.6.6 Corrosão seletiva
- 2.6.7 Corrosão bacteriológica
- 2.6.8 Corrosão em frestas
- 2.6.9 Corrosão pelo solo
- 2.6.10 Corrosão em concreto
- 2.7 Fatores que influenciam a corrosão
- 2.8 Corrosão em navios
- 2.9 Como prevenir e controlar a corrosão
- 2.10 Custos
- 2.11 Métodos que melhoram a resistência à corrosão
- 3 PROTEÇÃO CATÓDICA
- 3.1 Conceitos
- 3.2 Princípios básicos
- 3.3 Tipos de proteção
- 3.3.1 Proteção catódica galvânica
- 3.3.2 Proteção catódica por corrente impressa
- 3.4 Medição do potencial
- 3.5 Inspeção e manutenção
- 3.6 Custos de um sistema de proteção catódica
- 4 APLICAÇÕES PRÁTICAS NA MARINHA MERCANTE
- 4.1 Proteção catódica em embarcações
- 4.1.1 Proteção do casco
- 4.1.2 Proteção dos tanques de lastro
- 4.1.3 Trocadores de calor
- 4.2 Instalações portuárias
- 4.3 Plataformas marítimas
- 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
2 CORROSÃO
2.1 Conceitos
O termo corrosão já foi usado para descrever um determinado tipo de deteriorização dos metais, excluindo dessa forma materiais não-metálicos. Entretanto, essa definição deixou de ser aplicada, visto que, em alguns compostos não metálicos, tal como o concreto, ocorrem problemas que seguem mecanismos similares aos que ocorrem na corrosão metálica. E assim, esse conceito também passou a ser aplicado a outros tipo de materiais, passando a ser conceituado como a deteriorização dos materiais pela ação do meio. Dessa forma, corrosão é a deteriorização de materiais, pela ação química ou eletroquímica do meio, podendo estar ou não associada a uma ação física. Dentre os fenômenos mais importantes, resultantes dessa associação encontram-se a corrosão sob fadiga e sob tensão flutuante. E portanto, quando empregamos qualquer tipo de materiais na indústria, em geral, é necessário que estes resistam à ação do meio corrosivo. Em geral, nos processos de corrosão, os materiais reagem com elementos não-metálicos presentes no meio, particularmente oxigênio e enxofre, produzindo compostos semelhantes aos encontrados na natureza, dos quais foram extraídos. Conclui-se, portanto, que a corrosão é o inverso dos processos metalúrgicos, o que é ilustrado na figura abaixo.
Figura 1: Ciclo dos metais
Fonte: http://www.iope.com.br/3i_corrosao.php.
Como ilustrado na figura acima, para se obter um metal, cede-se energia ao composto (minério) por intermédio de processos metalúrgicos. Disso resulta que o nível de energia do metal assim obtido será mais elevado que o do composto de onde se originou. Assim, o metal se encontra em equilíbrio metaestável, e em condições propícias, ocorrerão as reações de corrosão, que devolverão ao metal à sua forma original de composto, liberando enrgia. Visto isso, e tomando por base o tema proposto para o referido trabalho daremos ênfase a corrosão dos materiais metálicos. E para este tipo de material, os processos corrosivos podem ser classificados em dois grupos que abrangem todos os casos de deterioração por corrosão: corrosão química e corrosão eletroquímica.
2.2 Corrosão química
Na corrosão química não é necessário água no seu estado líquido para que ocorra e, portanto, é também denominada como corrosão em meio não aquoso ou corrosão seca. O campo abrangido pela corrosão química é bem mais restrito que o da corrosão eletrolítica, e surgiu basicamente com a industrialização, compõe-se principalmente pela oxidação, destacando-se a corrosão em alta temperatura. Porém, a corrosão química também ocorre à temperatura ambiente, em meio gasoso e, ainda, em alguns meios líquidos. O mecanismo da corrosão química é caracterizado por uma reação química do metal com o agente corrosivo, sem que haja deslocamento dos elétrons envolvidos em direção a outras áreas. Como produto de corrosão tem-se a formação de uma película na superfície do meio, cujas condições em que se processa a reação, pode apresentar diferentes propriedades. Tal película, em determinados casos, poderá ter propriedades protetoras e chegar a bloquear, por completo, as reações subsequentes no meio considerado.
2.3 Corrosão eletroquímica
A corrosão eletroquímica é mais frequente na natureza e acontece em sua grande maioria com a presença de água ou de produtos que a contenham, tal como o petróleo, e em temperatura ambiente com formação de uma pilha ou célula de
Obviamente todos estes itens envolvem aspectos econômicos. Devido a isso, houve a necessidade de realizar estudos e pesquisas dos diferentes comportamentos, características, formações, para então, aparecerem métodos eficazes de combate a corrosão. Em decorrência desses estudos e pesquisas verificou-se que a corrosão pode ocorrer através de várias formas, e sua classificação pode ser feita através da aparência do metal corroído. As formas mais comuns de corrosão que acometem o aço carbono são a corrosão uniforme, a corrosão por placas, a corrosão alveolar e a corrosão por pites, menos comum, porém não menos importante.O que será melhor explicado a seguir.
2.5 Formas de corrosão
As formas mais comuns segundo as quais a corrosão pode manifertar-se, são definidas principalmente pela aparência da superfície corroída, sendo as principais:
2.5.1 Corrosão uniforme
É a forma mais comum de ataque corrosivo, acontece de forma aproximadamente uniforme sobre a superfície metálica. É comum em metais que não formam películas protetoras como resultado do ataque, e pode ser observado em grandes regiões da superfície, podendo assim, se distribuir de forma uniforme, e até ser possível estimar sua velocidade.
Figura 2: Corrosão do tipo uniforme
Fonte: http://www.iope.com.br/3i_corrosao_2.php.
2.5.2 Corrosão por placas
Ocorre quando os produtos da corrosão formam-se em placas, estas se desprendem progressivamente em regiões da superfície metálica e não em toda a sua extensão, formando placas com escavações. É comum em metais que formam películas inicialmente protetoras, mas que, ao se tornarem espessas, fraturam e perdem aderência, expondo o metal a novo ataque.
Figura 3 : Corrosão por placas
Fonte: http://www.iope.com.br/3i_corrosao_2.php.
2.5.3 Corrosão alveolar
Ocorre quando o desgaste provocado pela corrosão se dá de forma localizada, tendo como aspecto pequenas crateras. É frequente em metais formadores de películas semi-protetoras, ou quando se tem corrosão sob depósito, como no caso da corrosão por aeração diferencial.
Figura 4 : Corrosão do tipo alveolar
Fonte: http://www.iope.com.br/3i_corrosao_2.php.
2.6.1 Corrosão pela água
Denomina-se corrosão pela água os processos corrosivos que se dão em estruturas em contato com meios aquosos, tais como: estacas de píer, tubulações submersas, embarcações, instalações de água de refrigeração, instalações de geração de vapor e distribuição de água. Nas estruturas submersas em água doce, as taxas de corrosão dependerão da quantidade de sais, ácidos ou base dissolvidos, enquanto, em estruturas submersas em água salgada estão sempre sujeitas a grandes taxas de corrosão, que poderão ainda ser aumentadas pela presença de poluentes. Outros fatores influenciam na corrosividade das águas são: a) velocidade e temperatura: as taxas de corrosão, de modo geral, crescem com o aumento da velocidade da água e com o aumento da temperatura; b) presença de bactérias: as bactérias de certas famílias, em determinadas condições, podem desencadear processo de corrosão ou acelerar os já iniciados; c) grau de aeração: quanto maior o teor de oxigênio, maiores as taxas de corrosão. Figura 6: Casco do navio enferrujado pelo contato com a água
Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/protecao-contra-corrosao-ferro.htm.
2.6.2 Corrosão eletrolítica
Denomina-se corrosão eletrolítica aos processos corrosivos de natureza eletroquímica, ocasionados em estruturas metálicas e, podendo ser estas enterradas ou submersas, como resultado de um fluxo indesejável de corrente contínua dispersa no eletrólito. As instalações mais sujeitas a este tipo de ataque são os oleodutos, adutoras, cabos elétricos e cabos de comunicações enterrados. O assunto será melhor abordado nos capítulos a seguir.
Vale lembrar que dependendo da intensidade da corrosão, será necessário o uso de outros métodos complementares.
Figura 7 : Esquema de cuba eletrolítica
Fonte: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-com-eletrodos-ativos.htm.
2.6.3 Corrosão por fadiga
A corrosão por fadiga (ou fadiga sob corrosão)é um processo de corrosão associado à fadiga, onde esta é a deteriorização mecânica dos materiais sujeitos a esforços cíclicos. Quando o fenômeno se processa na presença de um eletrólito ou outro meio corrosivo a sua ação é intensificada. Neste processo um material diminui a sua resistência à fadiga por várias particularidades, sendo as mais comuns: a) o meio (vácuo, ar, água salgada) em que se encontrará um dado material, o que será determinante para o limite de fadiga aplicado; b) o tempo ou números de ciclos em que o material ficará exposto, sob determinada tensão para surgir a ruptura. O fenômeno se processa por meio de trincas que se propagam na direção perpendicular aos esforços e, geralmente, se inicia na superfície onde há falhas capazes de concentrar tensões. A corrosão por pites pode ser uma das causas. Normalmente acontecem em: cabos de aço de submarinos; eixos de hélice de barcos; timões; caldeiras; tubos de evaporadoras; componentes de turbinas; motores e bombas; e tubulações transportadoras de líquidos corrosivos.