Muitos setores estão usando tubos feitos de carbono e ligas de carbono. As pessoas estão usando esses tubos para transportar fluidos e gases. Os tubos de aço carbono têm alta resistência, o que os torna adequados para uso em construção, sistemas de água e até mesmo em usinas de energia. Esses tubos são duráveis, baratos e resistentes a danos. No entanto, eles têm uma deficiência importante conhecida como corrosão. Quando um tubo de aço carbono não é tratado com cuidado, pode causar vazamentos, falhas e consertos caros. Neste artigo, descobriremos por que os tubos de aço carbono são propensos à corrosão, que medidas de precaução podemos tomar, como evitá-la e a melhor solução disponível.
Composição dos tubos de aço carbono
Tubos de aço carbono são feitos principalmente de ferro, contendo pequenas quantidades de carbono (0,04-2,1% por peso). Ele torna o aço carbono forte e resistente. Os tubos também podem incluir manganês (0,30-1,60%), silício, fósforo, cromo 2,6% ou uma pequena quantidade de enxofre, mas esses elementos são mantidos em níveis muito baixos para evitar danos à qualidade do tubo. Diferentes tipos de aço, como aço de baixo, médio e alto carbono, alteram a resistência e a flexibilidade do tubo. O aço de baixo carbono é macio e se dobra facilmente, enquanto o aço de alto carbono é duro, mas menos dúctil.
Entendendo a corrosão de tubos de aço carbono
A exposição dos tubos de aço carbono a produtos químicos, umidade e altas temperaturas pode causar danos graves. É normal que o ferro no aço interaja com o oxigênio presente no ar e na água e produza ferrugem (óxido de ferro). Isso afeta a marca dos tubos de aço carbono. A corrosão pode ser evidente (como a ferrugem na parte superior de um cano) e também imperceptível (dentro do cano). Com o tempo, a parede corroída pode se desprender do tubo e resultar em vazamentos, perda de pressão ou falha total.
| Tipos de corrosão | Impacto nas tubulações |
| Corrosão uniforme | Ele corrói toda a superfície dos tubos de aço e leva à deterioração geral do ferro na presença de umidade e outros produtos químicos. |
| Corrosão galvânica | Quando a água está presente, o aço carbono se comporta como um ânodo e pode sofrer corrosão muito rapidamente quando entra em contato com outros metais, como cobre ou aço inoxidável. |
| Corrosão por pites / fendas | Pitting é uma forma de corrosão que cria buracos profundos. A erosão por rachaduras ocorre em intervalos curtos e tem pouco oxigênio. Eles podem ser sublimados e são muito tóxicos. |
| Corrosão microbiana | Algumas bactérias produzem substâncias corrosivas dentro da tubulação. Isso é chamado de guerra microbiologicamente afetada (Mic) e geralmente afeta os sistemas industriais. Nesse caso, as bactérias redutoras de sulfato são agentes de corrosão. |
É imperativo que as pessoas estejam cientes de que a corrosão não acontece de uma só vez; em vez disso, leva tempo, mas continuamente, a corrosão ocorre em casos como em tubulações que estão sendo expostas à umidade, a um produto químico ou até mesmo a altas temperaturas. Na maioria dos casos, essa corrosão se estabelece acima de 0 °C e aumenta com o aumento da temperatura. A ferrugem não pode durar muito tempo em sistemas fechados, como sistemas de tubulação de água, óleo ou gás, entre outros. Quando esse dano interno explode, tudo se deteriora. Isso ocorre porque a tubulação não é observada regularmente.
Causas comuns de corrosão e seus efeitos
Existem vários motivos que afetam a qualidade dos tubos de aço carbono e de liga de carbono, alguns deles são os seguintes:
| Causas | Como isso afeta o tubo |
| Exposição à umidade ou ao oxigênio | A corrosão do aço ocorre quando ele está em contato com água e oxigênio. De fato, em condições úmidas ou molhadas, ela aparece muito rapidamente, especialmente perto do mar. |
| Sal (íons de cloreto) | O sal, como os cloretos, pode romper a camada protetora da água do mar sobre o aço. Isso acelera a corrosão e leva a batidas perigosas. |
| Dióxido de carbono / Acidez | O dióxido de carbono na água aerada se transforma levemente em ácido carbônico. Ele suprime o pH e acelera o processo de corrosão, mas não há oxigênio. Da mesma forma, a taxa de corrosão é acelerada pelo ácido sulfúrico. |
| Alta temperatura | Tubos quentes ou temperaturas elevadas ativam reações químicas em movimento, e o estresse cria rachaduras ou pontos fracos onde a ferrugem começa. |
| Soldagem inadequada | As juntas dos tubos de aço devem ser soldadas. A prata e a construção da vedação das juntas são etapas fundamentais para garantir que o tubo de aço não fique suscetível à corrosão. |
Estratégias preventivas para corrosão em tubos de aço carbono
Para proteger a área da superfície dos tubos de aço e evitar a corrosão, existem alguns métodos, como:
- Revestimento protetor
Os fabricantes usam pintura, camadas de epóxi ou galvanização de zinco. Isso cria uma barreira entre o aço e os elementos corrosivos.
- Proteção catódica
Nesse método, o tubo de aço geralmente é preso a um metal de sacrifício, como zinco ou magnésio, como inibidor de corrosão. Essa técnica protege bem os tubos enterrados ou submersos.
- Erosão
Adiciona produtos químicos dentro do fluido do tubo para criar uma película protetora. Isso reduz a guerra interna, especialmente em tubulações de óleo ou água.
- Projeto e seleção de materiais
Escolha aço carbono de qualidade ecologicamente correta. Quando necessário, use tubos revestidos de polietileno ou tubos de qualidade API de alta qualidade. Projete o layout da tubulação para evitar áreas estáveis e reduzir os pontos de estresse.
- Metal isolado
Nesse procedimento, o fabricante usa revestimentos, almofadas de desgaste ou sapatas de tubos para separar o aço carbono de outros metais e evitar a corrosão galvânica.
- Oferece suporte à prevenção de vibrações e atrito
Os parafusos em U, abraços, sapatas de tubos e ganchos reduzem o desgaste mecânico e as rachaduras. Isso minimiza o risco nos pontos de contato.
- Controle ambiental
Mantenha a área seca, certifique-se de que os orifícios de drenagem estejam desobstruídos, use selante e evite o contato com um ambiente ácido ou com água salgada.
Soluções existentes de gerenciamento de corrosão
A corrosão de tubos de aço carbono é um problema sério, mas muitas soluções inovadoras estão disponíveis atualmente para lidar com os efeitos e reduzi-los.
1. Inspeção e monitoramento regulares
Uma das medidas mais eficazes de controle da corrosão é garantir que ela seja rápida. Devido às inspeções frequentes, há uma oportunidade de identificar formas menores de corrosão ou danos antes que eles se transformem em problemas mais significativos. Os testes de ultrassom, a radiografia (raios X) e os controles visuais são as ferramentas que os profissionais usam para monitorar a espessura e a posição da superfície. Algumas empresas também usam sensores inteligentes ou controles de monitoramento de corrosão dentro do tubo para obter dados em tempo real.
2. Envoltório e luva para tubos
Embalar os tubos com fita protetora, fibra de vidro ou luvas à base de resina ajuda a criar uma barreira substancial contra a umidade, o sal e o ar. Esse método é normalmente usado para países de topo e tubos externos, especialmente em áreas com alta umidade ou próximas ao mar.
3. Sistema de proteção catódica
Esse é um método muito eficaz para tubulações subterrâneas ou subaquáticas. Ele funciona com o uso de um número de sacrifício (por exemplo, zinco ou magnésio) ou com o envio de uma pequena corrente elétrica pelo tubo. Ele protege o aço carbono impedindo a perda de elétrons (uma parte significativa do processo de corrosão).
4. Suporte e sapatas para tubos
O desgaste mecânico e as vibrações podem causar danos onde o tubo entra em contato com as superfícies metálicas. Um suporte excepcional, como sapatas de tubo, isoladores e braçadeiras, reduz o movimento, evita o atrito e impede que a umidade fique presa. Isso é especialmente útil em grandes sistemas industriais.
5. Produto químico inibidor de corrosão
Em tubulações de transporte de água, óleo ou gás, a adição de produtos químicos inibidores pode ajudar a desacelerar a corrosão interna. Esses produtos químicos revestem a parte interna do tubo e evitam reações entre o aço e o líquido.
6. Reparo e substituição
Caso um cano já esteja danificado, ele pode ser limpo ou, em vez disso, pode ser limpo da ferrugem e consertado com a substituição da parte danificada. No entanto, quando a ferrugem é profunda ou larga, uma alternativa mais segura e confiável é trocar essa parte do cano na maioria das vezes.
Planos de ação defensiva dos fabricantes de tubos de aço carbono
Há estratégias específicas que um fabricante pode usar para evitar que o tubo de aço carbono seja corroído. Aqui na tabela, estão os detalhes dos benefícios associados a esses métodos:
| Estratégia | Benefício |
| Aço de baixa pureza | As matérias-primas (pouco importadas) e os materiais de carbono controlado usados devem ser de aço de baixa impureza para reduzir a corrosão precoce. |
| Aderir aos padrões internacionais | Adote padrões, por exemplo, ASTM A106/A53, ISO 3183, API ou ASME, para garantir que a Corrosão atenda ao padrão. |
| Revestimentos na fábrica | Cubra os tubos com galvanização epóxi ou polietileno antes do envio para evitar a deterioração dos tubos. |
|
Fornecer opções personalizadas de revestimento |
Recomenda tubos esquerdos de PE, revestimento adaptado, sistema catódico ou revestimentos específicos de acordo com o caso de uso do cliente |
| Oferecer instruções de manutenção | Ofereça instruções simples sobre sapatas de tubos, manutenção, inspeção, uso de obstáculos e a equipe de suporte. |
Perguntas frequentes
Quais são os tipos mais comuns de corrosão em tubos de aço carbono?
- Corrosão uniforme: É uniforme em toda a superfície.
- Ferrugem por pite: Formam-se buracos profundos e pequenos.
- Corrosão em fendas: Ocorre em juntas e locais fechados.
- Corrosão galvânica: Ocorre quando o aço carbono entra em contato com outro metal.
- Trincas por corrosão sob tensão (SCC): Rachaduras por corrosão sob tensão, que nem sempre são visíveis
Qual é o melhor revestimento para tubos de aço carbono?
O epóxi funciona muito bem por dentro e por fora. A galvanização fornece uma camada anti-umidade e de dissipação de atrito sobre o aço. Os tubos revestidos com polietileno se saem bem em condições químicas complexas ou condições de soterramento em diversas situações.
Quais seriam os sintomas da corrosão em meus tubos de aço carbono?
Verifique se há manchas de ferrugem, vazamentos, baixa pressão, água descolorida ou odor não característico. No caso de corrosão invisível ou interna, será necessário usar equipamento de ultrassom, equipamento de pigmento ou um método de teste não destrutivo.
É possível consertar ou os tubos de aço carbono com corrosão devem ser substituídos?
De acordo com a mild Corrosion, ele pode ser limpo, pintado e revestido com papel. No entanto, se a parede for muito fina ou se o buraco não tiver fundo, é seguro substituí-la e, em muitos casos, é mais barato.
Quais parâmetros devem ser observados nos tubos de aço carbono para garantir a resistência à ferrugem?
- ASTM A106 / A53 para caráter de tubo regular
- ASME B36.10m para dimensões de tubos
- ISO 3183 para dutos de petróleo e gás
- API 570 para inspeção em serviço
- NACE SP0169 para orientação sobre proteção catódica.