O que é Corrosão Intergranular – Deterioração da Solda – Definição

A corrosão é a deterioração de um material devido à interação química com o meio ambiente. É um processo natural no qual os metais convertem sua estrutura em uma forma quimicamente mais estável, como óxidos, hidróxidos ou sulfetos. As consequências da corrosão são muito comuns. Exemplos familiares incluem a ferrugem de painéis e tubulações de carrocerias automotivas e muitas ferramentas. A corrosão costuma ser um fenômeno negativo, pois está associada à falha mecânica de um objeto. Átomos de metal são removidos de um elemento estrutural até que ele falhe, ou óxidos se acumulam dentro de um tubo até que seja entupido. Todos os metais e ligas estão sujeitos à corrosão. Mesmo os metais nobres, como o ouro, estão sujeitos ao ataque corrosivo em alguns ambientes.

Corrosão Intergranular – Decaimento da Solda

A corrosão intergranular (IGC) é a corrosão preferencial ao longo dos limites de grão de um material. para algumas ligas e em ambientes específicos. Este tipo de corrosão é especialmente prevalente em alguns aços inoxidáveis. Nos aços inoxidáveis, a corrosão intergranular pode ocorrer como conseqüência da precipitação de carbonetos de cromo (Cr₂₃C₆) ou de fases intermetálicas.

A resistência dessas ligas metálicas aos efeitos químicos dos agentes corrosivos é baseada na passivação. Para que a passivação ocorra e permaneça estável, a liga Fe-Cr deve ter um teor mínimo de cromo de cerca de 10,5% em peso, acima do qual a passividade pode ocorrer e abaixo do qual é impossível. Mas os carbonetos de cromo podem precipitar nos contornos de grão, o que resulta em esgotamento de cromo nas zonas próximas aos contornos de grão devido à taxa de difusão do cromo que é lenta. As zonas empobrecidas de cromo tornam-se menos resistentes à corrosão do que o resto da matriz. Em um ambiente corrosivo, as áreas esgotadas podem ser ativadas e a corrosão ocorrerá em áreas muito estreitas entre os grãos.

A corrosão intergranular é um problema especialmente grave na soldagem de aços inoxidáveis, quando muitas vezes é chamada de deterioração da solda. Também um aço inoxidável, que foi tratado termicamente de forma a produzir precipitados de limite de grão e zonas adjacentes depletadas de cromo, é sensibilizado. Os aços inoxidáveis ​​podem ser estabilizados contra esse comportamento pela adição de titânio, nióbio ou tântalo, que formam carboneto de titânio, carboneto de nióbio e carboneto de tântalo preferencialmente ao carboneto de cromo, diminuindo o teor de carbono no aço e no caso de soldagem também no metal de adição abaixo de 0,02%, ou aquecendo toda a peça acima de 1000°C e temperando-a em água, levando à dissolução do carboneto de cromo nos grãos e impedindo sua precipitação.

Existem dois casos especiais de corrosão intergranular, mas esses mecanismos são tratados separadamente:

• Corrosão sob tensão. A corrosão intergranular induzida por tensões ambientais é denominada corrosão sob tensão.
• Corrosão sob tensão por cloreto. A corrosão intergranular induzida pela ação combinada de tensões ambientais e cloro é chamada de corrosão sob tensão de cloreto.

Rachadura por Corrosão sob Tensão – SCC

Um dos problemas metalúrgicos mais sérios e que é uma grande preocupação na indústria nuclear é o cracking por corrosão sob tensão (SCC). A trinca por corrosão sob tensão resulta da ação combinada de uma tensão de tração aplicada e um ambiente corrosivo, ambas as influências são necessárias. SCC é um tipo de ataque corrosivo intergranular que ocorre nos contornos de grão sob tensão de tração. Ele tende a se propagar à medida que o estresse abre rachaduras sujeitas à corrosão, que são corroídas ainda mais, enfraquecendo o metal por novas rachaduras. As trincas podem seguir caminhos intergranulares ou transgranulares, e muitas vezes há uma tendência à ramificação da trinca. O comportamento de falha é característico de um material frágil, mesmo que a liga metálica seja intrinsecamente dúctil. O SCC pode levar a uma falha repentina inesperada de ligas metálicas normalmente dúcteis submetidas a uma tensão de tração, especialmente em temperaturas elevadas. O SCC é altamente específico quimicamente, pois certas ligas provavelmente sofrerão SCC apenas quando expostas a um pequeno número de ambientes químicos.

Veja também: Rachaduras por Corrosão sob Tensão

Os meios mais eficazes de prevenir SCC em sistemas de reatores são:

• projetando corretamente
• reduzindo o estresse
• removendo espécies ambientais críticas, como hidróxidos, cloretos e oxigênio
• evitando áreas estagnadas e fendas em trocadores de calor onde cloreto e hidróxido podem se concentrar.

Rachadura por Corrosão sob Tensão por Cloreto

A corrosão sob tensão por cloreto ocorre em aços inoxidáveis ​​austeníticos sob tensão de tração na presença de oxigênio, íons cloreto e alta temperatura. É uma das formas mais importantes de corrosão sob tensão que preocupa a indústria nuclear. Os aços inoxidáveis ​​austeníticos contêm entre 16 e 25% de Cr e também podem conter nitrogênio em solução, ambos os quais contribuem para sua resistência uniforme à corrosão relativamente alta. Um tipo de corrosão que pode atacar o aço inoxidável austenítico é a corrosão por tensão de cloreto.

As três condições que devem estar presentes para que ocorra a corrosão sob tensão por cloretos são as seguintes:

• Os íons cloreto estão presentes no ambiente
• Oxigênio dissolvido está presente no ambiente
• O metal está sob tensão de tração

A corrosão sob tensão por cloreto envolve um ataque seletivo do metal ao longo dos contornos de grão. A resistência dessas ligas metálicas aos efeitos químicos dos agentes corrosivos é baseada na passivação. Para que a passivação ocorra e permaneça estável, a liga Fe-Cr deve ter um teor mínimo de cromo de cerca de 10,5% em peso, acima do qual a passividade pode ocorrer e abaixo do qual é impossível. Mas os carbonetos de cromo podem precipitar nos contornos de grão, o que resulta em esgotamento de cromo nas zonas próximas aos contornos de grão devido à taxa de difusão do cromo que é lenta. As zonas empobrecidas de cromo tornam-se menos resistentes à corrosão do que o resto da matriz. Em um ambiente corrosivo, as áreas esgotadas podem ser ativadas e a corrosão ocorrerá em áreas muito estreitas entre os grãos.

Verificou-se que isso está intimamente associado a certos tratamentos térmicos resultantes da soldagem. Isso pode ser minimizado consideravelmente por processos de recozimento adequados. Essa forma de corrosão é controlada pela manutenção de baixo teor de íons cloreto e oxigênio no ambiente e pelo uso de aços com baixo teor de carbono. Os aços inoxidáveis ​​ferríticos são escolhidos por sua resistência à corrosão sob tensão, o que os torna uma alternativa atraente aos aços inoxidáveis ​​austeníticos em aplicações onde a SCC induzida por cloreto é prevalente.

Ciência de materiais:

1. Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
2. Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
3. William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
4. Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
5. Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
6. González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
7. Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
8. JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Corrosão