ARTIGO CURTO ORIGINAL

Obtenção da taxa de corrosão de revestimentos de carbetos de tungstênio e cromo

Wilton Batista da Silva¹; Romulo Rocha de Araújo Lima²; Lucas Rodrigues Batista³; Oscar Olimpio de Araújo Filho⁴

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• • Introdução

A corrosão é um processo praticamente inevitável. Com exceção de alguns metais nobres, como o ouro e a platina, todos os materiais metálicos estão sujeitos aos efeitos corrosivos, resultando em sua deterioração ou destruição gradual. De acordo com [1.], estima-se que os custos relacionados à corrosão correspondam a quase 5% do PIB em países desenvolvidos. No entanto, mais de 15% desses custos poderiam ser evitados com a aplicação de tecnologias já disponíveis para prevenção e controle do problema.

A corrosão é um dos mecanismos de desgaste mais comuns no cotidiano, estando presente em diversos tipos de superfícies expostas ao ambiente. Exemplos disso incluem postes, janelas, tubos, tubulações, tanques, vasos e conexões metálicas, entre outros. Este trabalho irá dar ênfase como obter a taxa de corrosão de materiais metálicos segundo a norma ASTM G59 [2.], sendo um dos critérios para acompanhamento e monitoramento a fim de se antecipar a maiores danos provocados pela mesma. Como referência iremos utilizar um revestimento com uma mistura de carbeto de tungstênio com carbeto de cromo aplicando a metodologia das curvas de extrapolação de Tafel.

O fenômeno de corrosão em metais, ocorre por vários mecanismos e podem ser divididos em quatro grupos, a seguir:

- Corrosão por meios aquosos (90 %)

- Oxidação e corrosão quente (8%)

- Corrosão em meios orgânicos (1,8%)

- Corrosão por metais líquidos (0,2%).

 A corrosão por meio aquoso é mais comum devido ao fenômeno de corrosão ocorrer no meio ambiente onde a água é o seu principal solvente [3.]. A própria corrosão atmosférica tem maior incidência devido ao fenômeno da condensação da umidade sobre a superfície do metal.

 Atualmente aceita-se que os dois primeiros grupos são caracterizados processos de corrosão essencialmente eletroquímicos. Já a natureza dos processos envolvendo os dois últimos grupos, não pode ser precisada, uma vez que seus mecanismos ainda não foram devidamente estabelecidos.

A corrosão eletroquímica é um processo químico onde um material metálico é corroído por uma reação eletroquímica na presença de um eletrólito, geralmente a água. É uma das formas mais comuns de corrosão, podendo ocorrer em vários materiais tais como, ferro, aço, cobre e alumínio.

Durante o processo de corrosão eletroquímica o metal é oxidado, perdendo elétrons, formando íons metálicos. Esses íons metálicos ao reagir com eletrólito formam compostos solúveis em água, tais como óxidos e hidróxidos, ao mesmo tempo o eletrólito é reduzido formando, ganhando elétrons, formando produtos como oxigênio e hidrogênio.

Na presença de agentes oxidantes, como oxigênio a corrosão eletroquímica pode ser acelerada, porém a utilização de técnicas de proteção como os revestimentos, galvanização e anodização, a corrosão eletroquímica pode ser evitada ou minimizada.

Nas indústrias os três principais tipos de corrosão eletroquímicas encontrados são: Galvânica, por pites e por frestas [4.]

Corrosão galvânica ocorre quando dois metais de composição químicas diferentes são conectados eletricamente em um meio corrosivo, criando assim uma célula eletroquímica um agindo como ânodo (o que certamente irá se corroer) e o outro como cátodo (que irá ser protegido), esse tipo de corrosão é mais comum em aplicações marítimas.

Corrosão por pites, ocorre quando pequenas cavidades ou poços são formados na superfície do metal. À medida que essas cavidades vão se aprofundando e se estendendo pode causar falhas nos materiais e vazamentos. Esse tipo de corrosão é mais comum a na presença de íons cloretos em ambientes úmidos

Corrosão por frestas ocorre na superfície da região de contato de dois metais ou onde tenha uma fresta. Dessa forma o ambiente corrosivo é concentrado nesses locais, podendo levar a corrosão eletroquímica. Esse tipo de corrosão é mais comum ocorrer em uniões ou juntas soldadas, parafusadas ou rebitadas.

Os ensaios de corrosão em névoa salina e os ensaios eletroquímicos são dois métodos amplamente utilizados para avaliar o comportamento corrosivo de materiais, mas diferem bastante em metodologia, tempo de teste, tipo de informação obtida e aplicação

Sendo os principais ensaios realizados para avaliação da corrosão em componentes e equipamentos são regidos por normas internacionais. A norma ASTM G59 (Tafel) / ASTM G106 [5.] trata sobre os ensaios de Corrosão Eletroquímica.

As Técnicas Eletroquímicas de corrente contínua, são aquelas onde se obtém as curvas de polarização pontenciostática experimentais, conhecida como retas de extrapolação de Tafel [6.], Curvas de polarização potenciodinâmica (velocidade de varredura) e a Polarização Linear.

Neste trabalho, iremos utilizar a norma ASTM G 59 como referência.

• • Metodologia

 Técnica de extrapolação da curva de Tafel: técnica aplicada para medir a densidade de corrente de corrosão (Icorr), a partir da qual se calcula a taxa de corrosão de um metal. É através da curva de Tafel que obtemos diretamente o valor da corrente de corrosão (Icorr) e as constantes de Tafel αa e αc, conforme mostra a Figura 1​​ [8.]

Figura 1: Curva de extrapolação de Tafel

Fonte: BRETT (1993)

Essas constantes podem ser usadas com o valor de resistência de polarização para obter/calcular a corrente de corrosão (Icorr), segue abaixo as equações (1) e (2) [7.].

Sendo:

η: sobretensão

i: densidade de corrente

a e b: parâmetros experimentais da equação de Tafel

• • Desenvolvimento e discussão

A conversão da densidade de corrente de corrosão, icorr (A/cm²). Neste trabalho foi o método utilizado. O processo tem início com a divisão da corrente de ensaio (Icor) pela área da superfície (cm²) da amostra exposta ao ensaio, conforme equação (3). A área de ensaio foi de 0,785 cm².

Onde:

CR = mm/ano

Icorr = µA/cm²;

K1= 3.27 × 10−3, mm g/µA cm ano;

ρ = 15,63 g/cm3 para o carbeto de tungstênio

K2 = 8.954 × 10−3, g cm2/µA m2 d;

EW = (peso atômico do elemento - W) / valência do elemento.

O resultado obtido da taxa de corrosão é mostrado na Tabela 1.

Tabela 1: Resultados obtidos taxa corrosão

Fonte: Autores (2025)

• • Considerações finais

 Comparando o resultado obtido na Tabela 1​​ como da Tabela 2, concluímos que a taxa de corrosão do revestimento ficou bem abaixo.

Tabela 2: Valores qualitativos taxa corrosão média no aço carbono indústria petróleo (NACE)

Fonte: Autores (2025)

• • Declaração de direitos ​​ 

Os autores declaram ser detentores dos direitos autorais da presente obra, que o artigo não foi publicado anteriormente e que não está sendo considerado por outra(o) Revista/Journal. Declaram que as imagens e textos publicados são de responsabilidade dos autores, e não possuem direitos autorais reservados à terceiros. Textos e/ou imagens de terceiros são devidamente citados ou devidamente autorizados com concessão de direitos para publicação quando necessário. Declaram respeitar os direitos de terceiros e de Instituições públicas e privadas. Declaram não cometer plágio ou auto plágio e não ter considerado/gerado conteúdos falsos e que a obra é original e de responsabilidade dos autores.

• • Referências

• GONÇALVES, E. (07 de 07 de 2020). Ensaio de Corrosão - Teste de Imersão. Obtido em 25 de 07 de 2025, de ccdm.ufscar.br

• ASTM G59-03 Standard Test Method for Conducting Potentiodynamic Polarization Resistance Measurements

• TICIANELLI, Edson Antonio. Eletroquimica : Principios e Aplicaçoes. 2. Ed.; 2. Reimpr. – Sao Paulo: Editora da Universidade de Sao Paulo, 2013

• GENTIL, Vicente.Carvalho, Ladimir Jose de. Revestimentos: limpeza e preparo de superfícies. In: Corrosão. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2022. Cap. 21. p. 228-234.

• ASTM G 106-23 Standard Practice for Verification of Algorithm and Equipment for Electrochemical Impedance Measurements

• WOLYNEC, S. Técnicas Eletroquímicas em Corrosão. São Paulo: Editora 129 da Universidade São Paulo, 2003.

• BRETT, M. A. Christopher e BRETT, Ana Maria. Electrochemistry:Principles, Methods and Applications. Grã-Bretanha, Brookcraft (bath) Ltda. 1993.

• SANTOS, A. O. Estudo da resistência à corrosão em aço e revestimentos visando aplicação em hastes de bombeio de petróleo. Aracaju, 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Processos) – Universidade Tiradentes, 2008.