Compreendendo a corrosão em máquinas rotativas
Definição: O que é corrosão?
Corrosão é a deterioração gradual de superfícies metálicas por meio de reações eletroquímicas ou químicas com o meio ambiente, resultando em perda de material, rugosidade da superfície, corrosão, e enfraquecimento de componentes mecânicos. Em máquinas rotativas, a corrosão afeta eixos, rolamentos, engrenagens, carcaças e elementos estruturais, criando concentrações de tensões que podem iniciar fadiga rachaduras, superfícies rugosas que aceleram vestir, e em casos graves, causando falha estrutural direta devido à perda de material.
Embora frequentemente considerada um mecanismo de degradação lento e de longo prazo, a corrosão pode acelerar significativamente falhas mecânicas e deve ser prevenida por meio da seleção adequada de materiais, revestimentos protetores, controle ambiental e lubrificantes que inibam a corrosão.
Tipos de corrosão em máquinas
1. Corrosão uniforme (geral)
- Aparência: Ataque de superfície uniforme em toda a área exposta
- Exemplo: Ferrugem de superfícies de aço desprotegidas
- Avaliar: Previsível, quantificado como perda material por ano (milésimos/ano)
- Efeito: Redução gradual da espessura da parede e rugosidade da superfície
- Menos perigoso: Progressão visível e previsível
2. Corrosão por pites
- Aparência: Ataque localizado criando pequenas cavidades ou fossos
- Mecanismo: Quebra de películas protetoras em locais específicos
- Perigo: Os poços atuam como concentrações de tensões, iniciando fissuras de fadiga
- Comum em: Aços inoxidáveis, alumínio em ambientes de cloreto
- Detecção: Inspeção visual, teste de correntes parasitas
3. Corrosão por fresta
- Localização: Em vãos, sob juntas, em conexões roscadas
- Mecanismo: Solução parada na fenda se torna agressiva
- Natureza Oculta: Muitas vezes não é visível sem desmontagem
- Comum em: Flanges, sob anéis de vedação, raízes de rosca
4. Corrosão galvânica
- Causa: Metais diferentes em contato elétrico com eletrólito presente
- Exemplo: Eixo de aço em rolamento de bronze com contaminação por água
- Efeito: O metal mais anódico (ativo) corrói preferencialmente
- Prevenção: Isole metais diferentes, use materiais compatíveis
5. Corrosão sob tensão (CST)
- Mecanismo: Tensão de tração + ambiente corrosivo = crescimento de fissuras
- Perigo: Pode causar falha repentina em tensões bem abaixo do limite de escoamento
- Combinações comuns: Aço inoxidável + cloretos; latão + amônia
- Prevenção: Seleção de materiais, alívio de tensões, controle ambiental
6. Corrosão por atrito
- Mecanismo: Micro-movimento + corrosão em encaixes de pressão ou juntas aparafusadas
- Aparência: Pó marrom-avermelhado (óxido de ferro) ou preto
- Efeito: Afrouxa ajustes, cria danos na superfície
- Comum em: Interfaces de eixo de rolamento, ajustes de contração experimentando vibração
Efeitos em componentes de máquinas
Rolamentos
- A corrosão superficial inicia a fragmentação por fadiga
- Os resíduos de corrosão atuam como abrasivos
- Contaminação de lubrificantes por produtos de corrosão
- Vida útil do rolamento drasticamente reduzida (possível redução de 50-90%)
Eixos
- Os poços de corrosão atuam como locais de iniciação de trincas de fadiga
- Reduz o diâmetro e a resistência efetivos
- A rugosidade da superfície afeta a operação do rolamento e da vedação
- A fricção nos encaixes de pressão afrouxa os componentes
Engrenagens
- A corrosão da superfície do dente acelera a fadiga por pites
- Aumenta a rugosidade da superfície e o ruído
- Superfícies corroídas apresentam características de lubrificação precárias
- A corrosão da raiz do dente reduz a resistência à flexão
Componentes Estruturais
- Capacidade de carga reduzida devido à perda de seção
- Concentração de tensões em pites de corrosão
- Preocupações com aparência e confiabilidade
- Causando corrosão do parafuso de ancoragem da fundação frouxidão
Métodos de detecção
Inspeção Visual
- Procure por ferrugem, descoloração e corrosão
- Verifique se há produtos de corrosão (depósitos brancos, verdes ou vermelhos)
- Inspecione os fixadores para verificar se há ferrugem ou deterioração
- Verifique se há vazamento nas juntas (indica corrosão por frestas)
Análise de vibração
- Superfícies rugosas devido à corrosão aumentam a vibração de alta frequência
- A corrosão cria assinaturas de impacto semelhantes a defeitos mecânicos
- Efeitos secundários: fissuras iniciadas pela corrosão produzem assinaturas características
Ensaios Não Destrutivos
- Teste ultrassônico: Mede a espessura restante da parede
- Corrente parasita: Detecta corrosão superficial e corrosão localizada
- Partícula magnética: Revela rachaduras iniciadas por corrosão
- Radiografia: Apresenta corrosão interna em áreas inacessíveis
Análise de óleo
- Detecção de conteúdo de água (teste de Karl Fischer)
- Contaminantes corrosivos (ácidos, sais)
- Partículas metálicas de corrosão
- Teste de pH para condições ácidas
Prevenção e Controle
Seleção de materiais
- Ligas resistentes à corrosão: Aço inoxidável, bronze, ligas especiais para ambientes agressivos
- Compatibilidade de materiais: Evite pares galvânicos ou use isolamento
- Seleção de notas: Combine o material ao ambiente corrosivo específico
Revestimentos de proteção
- Pintar: Proteção de barreira para aço estrutural
- Revestimento: Cromo, níquel, zinco para superfícies críticas
- Galvanização: Revestimento de zinco para aplicações externas/úmidas
- Revestimentos especiais: Epóxi, cerâmica, spray térmico para condições severas
Lubrificação
- Lubrificantes com inibidores de ferrugem e corrosão
- Excluir umidade e contaminantes
- Manter a película de óleo protegendo as superfícies
- Trocas regulares de óleo para remover água e ácidos
Controle ambiental
- Vedação eficaz para excluir umidade
- Desumidificação para equipamentos fechados
- Ventilação para evitar condensação
- Gabinetes para equipamentos externos
- Controle a temperatura para evitar ciclos de condensação
Práticas de Design
- Evite fendas onde a corrosão pode se esconder
- Fornece drenagem para acúmulo de umidade
- Projeto para acesso para limpeza e inspeção
- Use ânodos de sacrifício em algumas aplicações
A corrosão, embora seja um processo essencialmente químico, tem profundas consequências mecânicas em máquinas rotativas. Seu papel na iniciação de trincas por fadiga, aceleração do desgaste e criação de defeitos superficiais torna a prevenção da corrosão por meio da seleção adequada de materiais, medidas de proteção e controle ambiental essencial para a confiabilidade e a segurança das máquinas a longo prazo.
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