A água do mar é uma solução salina uniforme consistindo predominantemente de cloretos de sódio e magnésio dissolvidos em água. Embora estejam presentes em pequenas quantidades muitos outros minerais solúveis os efeitos individuais e cumulativos destes minerais são insignificantes na presença dos cloretos dominantes. Então a água pode ser considerada equivalente a uma solução 0,5N de cloreto de sódio. Nesta concentração a solução de cloreto de sódio tem um pico de corrosividade, atuando mais agressivamente sobre o aço do que concentrações mais altas e mais baixas.
Outros fatores que afetam a corrosão incluem:
- a concentração de oxigênio
- degradação de material biológico
- velocidade e temperatura da água
A taxa de corrosão mais comumente referenciada para aço carbono em água do mar é 130 mm. Esta taxa pode ser considerada linear até um tempo de 8 anos. Depois deste período a taxa de corrosão decresce a um patamar mais baixo e constante.
Colunas de perfil H - expostas na região do canal de Santa Bárbara - indicaram uma perda de 1mm durante um período de 20 anos, ou uma taxa de 50 microns por ano , que pode cair para 25 microns após o citado período.
Corrosão em águas salinas, como as encontradas em baías e estuários aproximam-se do comportamento corrosivo da água do mar. Entretanto devido à inversão das correntes nestes ambientes e a outras características, o comportamento de corrosão difere do padrão da água do mar.
Taxas de corrosão
As taxas de corrosão são similares praticamente em todos os lugares do mundo.
Na maioria dos casos, entretanto a profundidade de ataque é maior em aços carbono cobertos com carepa (mill scale) do que os livres de carepa.
Efeitos da Concentração de Oxigênio
O efeito da despolarização catódica do oxigênio permite o avanço das reações de corrosão. As formas de inibição do acesso do oxigênio à superfície reduzem e podem até eliminar completamente a corrosão.
Alguns dados da investigação dos efeitos dos parâmetros como concentração de oxigênio, salinidade, temperatura e pH são apresentados na tabela abaixo. Os dados se referem ao ambiente de água do mar. Observe-se que a taxa de corrosão do aço é função linear da quantidade de oxigênio dissolvido.
Corrosão Galvânica
A corrosão galvânica na água do mar é importante porque o meio possui uma condutividade alta. A relação galvânica de metais em água do mar é mostrada na tabela abaixo. As condições de serviço podem ser diferentes devido a: composição da solução, concentração de soluto, agitação, aeração, temperatura e pureza dos metais, formação de produtos da corrosão e culturas biológicas, resultando em diferentes séries galvânicas.
Abaixo a tabela com as séries galvânicas em água do mar.
Taxas de corrosão em água do mar
Aços carbono e outros aços de baixa liga apresentam taxas de corrosão em curto prazo de 130 mm/ano, quando completamente submersos em água do mar. A longo prazo (em torno de 10 anos) esta taxa é reduzida.
Não há variação significativa das taxas de corrosão em função do método de fabricação do aço ou de pequenas adições de elementos de liga como cobre ou cromo.
Efeito da velocidade: o aumento da velocidade da água em geral aumenta a taxa de corrosão. Para águas paradas a taxa de corrosão para aços carbono fica em torno de 70mm/ano, para períodos de imersão entre 5 e 10 anos. Para águas fluindo em baixa velocidade a taxa de corrosão para aços carbono é de aproximadamente 95mm/ano. Para velocidades mais altas a taxa chega a 380mm/ano. Para aço com pequena adição de cobre, a taxa em água com alta velocidade é somente 120mm/ano, o que aponta para um efeito favorável do cobre.
Pontos de corrosão localizada (pitting)
Aços com 3% Ni ou 3% Cr devem ser usados quando se espera a ocorrência de corrosão localizada. Aços com níquel ou cromo apresentam taxas de 50% do valor correspondente dos aços carbono para avanço dos pontos de ferrugem.
Aspecto do ataque localizado (pitting)
Corrosão em Águas Tropicais
As temperaturas mais altas da água do mar em áreas tropicais resultam em taxas de corrosão mais altas do que para regiões de climas mais frios. Dados coletados em águas doces e águas do mar em climas tropicais são mostrados na tabela abaixo. Nestas condições as taxas médias de corrosão para aços carbono e aços de baixa liga diminuem ao longo do tempo tanto na água doce como na água salgada.
A profundidade média dos 20 pontos de ataque mais profundos são aproximadamente iguais, mais alta para exposição a longo prazo para aços ao Ni, e um pouco mais baixa para exposição a longo prazo para aço com 5% Cr. Outros aços de baixa liga contendo vários teores de Ni, Cr, P, Cu e Si submetidos às mesmas condições, fornecem aproximadamente os mesmos valores mostrados na tabela.
Medidas Preventivas
O uso de revestimentos orgânicos em combinação com proteção catódica oferece o método mais econômico e eficaz contra a corrosão em água do mar. Plataformas de petróleo, tubulações e outros equipamentos fazem uso deste método.
Quanto menos poroso o revestimento menor corrente é necessária para a proteção catódica e mais econômico o sistema. Anodos de alumínio são os mais comuns em água do mar. Também são muito utilizados anodos de zinco.
Inibidores são às vezes usados em equipamentos de resfriamento de água. Quando possível, todo o equipamento em contato com água do mar deve ser projetado sem pares galvânicos.
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