Os ensaios de corrosão padrão são geralmente usados para estudar o comportamento de corrosão de metais em laboratório, estudando as mudanças na taxa de corrosão simulando diferentes condições ambientais. A corrosão é o processo em que um metal reage químicamente com o ambiente circundante, resultando em danos a materiais metálicos. Temperatura e umidade, como fatores ambientais importantes que afetam a taxa de corrosão, determinam diretamente o grau e a velocidade da corrosão.
Definição e fatores de influência da taxa de corrosão
A taxa de corrosão é a massa ou área superficial do metal corroído em unidades de tempo, geralmente expressa em milímetros por ano (mm / ano). A taxa de corrosão é afetada por vários fatores, entre os quais os mais importantes incluem temperatura ambiental, umidade, composição da solução, propriedades do metal, etc. Temperatura e umidade são parâmetros de controle comumente usados em experimentos e têm um impacto significativo no processo de corrosão.
Efeito da temperatura na taxa de corrosão
O efeito da temperatura na taxa de corrosão pode ser explicado pela aceleração da taxa de reação química. De acordo com a equação de Arenius, o aumento da temperatura aumenta a frequência de colisões entre moléculas e aumenta a taxa de reação. Específicamente em reações de corrosão, o aumento da temperatura resulta em uma velocidade de reação mais rápida entre a superfície do metal e o meio corrosivo, aumentando assim a taxa de corrosão. Estudos mostram que, em ambientes de alta temperatura, a taxa de destruição da película de óxido de superfície metálica aumenta, o que leva à corrosão mais grave.
Tomando o aço, por exemplo, a taxa de corrosão do aço aumenta significativamente quando a temperatura aumenta da temperatura normal para 60 ° C. Neste momento, a película de óxido da superfície do aço será mais susceptível de ser danificada, expondo mais superfícies metálicas, aumentando a área de contato com o meio corrosivo. Temperaturas elevadas também podem levar a alterações na grade metálica, acelerando ainda mais o processo de corrosão. Além disso, o aumento da temperatura pode desencadear mudanças no teor de oxigênio dissolvido na solução, o que também pode afetar a taxa de corrosão.
No entanto, a temperatura não aumenta ilimitadamente a taxa de corrosão. Após exceder uma determinada temperatura, alguns metais podem se degradar ou produzir camadas de óxido prejudiciais, o que pode formar uma película protetora que inibe a reação à corrosão. Assim, o efeito da temperatura sobre a taxa de corrosão apresenta características não lineares.
Efeito da umidade na taxa de corrosão
Umidade refere-se ao teor de vapor de água no ar, geralmente expresso em percentagem de umidade relativa. O efeito da umidade na corrosão é particularmente importante, especialmente em ambientes que contêm água, onde a reação à corrosão tende a estar intimamente relacionada à presença de água. Quando a umidade relativa é alta, o vapor de água no ar é facilmente condensado em gotas, que formam soluções de eletrólitos, o que fornece as condições necessárias para a corrosão do metal. Quanto maior a umidade, maior a espessura da película de água na superfície do metal, maior a velocidade da reação à corrosão.
Em ambientes de alta umidade, a superfície do metal é mais propensa a formar soluções de eletrólitos, que podem promover processos de corrosão eletroquímica. Por exemplo, o aço é propenso a corrosão em ambientes de alta umidade, ou seja, a taxa de corrosão local da superfície do metal é muito maior do que a taxa de corrosão geral, o que resulta em buracos na superfície. A alta umidade não só fornece o meio necessário para a corrosão, mas também aumenta a reação eletroquímica à corrosão dissolvendo oxigênio.
No entanto, o efeito da umidade também depende do tipo de metal e de outros fatores ambientais. Por exemplo, certos metais apresentam uma maior resistência à corrosão em ambientes secos, enquanto são susceptíveis de corrosão em ambientes úmidos. Portanto, na experiência de corrosão, a sinergia entre umidade e temperatura deve ser considerada simultaneamente para prever com precisão a taxa de corrosão.
Sinergia de temperatura e umidade
Em aplicações práticas, temperatura e umidade geralmente coexistem e atuam juntos no processo de corrosão. Estudos mostram que, sob a dupla ação de temperaturas e umidade mais elevadas, a taxa de corrosão aumenta exponencialmente. Por exemplo, em ambientes de 50°C e 80% de umidade, a taxa de corrosão é várias vezes maior do que a temperatura normal. Essa sinergia decorre principalmente da temperatura que aumenta a taxa de reação química, enquanto a umidade aumenta a presença de umidade, fornecendo a solução eletrólita necessária para a corrosão.
Em condições ambientais, como temperaturas altas e umidade, o grau de dano do teste de corrosão padrão aumenta significativamente. Neste momento, a membrana de óxido na superfície do metal pode não ser eficaz para proteger o metal da corrosão, e a condensação do vapor de água também pode intensificar a velocidade de reação entre o metal e o oxidante. Portanto, na engenharia prática, entender a sinergia de temperatura e umidade é importante para o desenvolvimento de medidas anticorrosivas.