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ARTIGO – Proteção em redes enterradas

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Por Luiz Paulo Gomes*

Por serem enterradas e de difícil inspeção visual, as tubulações das redes de incêndio tendem a ser esquecidas pelos técnicos de operação e manutenção que, geralmente, são surpreendidos quando os primeiros furos causados por corrosão começam a aparecer.

O diagnóstico de corrosão dessas instalações pode ser feito com base na interpretação dos valores das resistividades elétricas e do pH do solo e na análise dos potenciais eletroquímicos tubo/solo, que podem ser medidos sem a necessidade de escavações e com a fábrica em operação.

O estudo permite verificar as condições de corrosão a que estão sujeitas as tubulações e definir as características de instalação de um sistema de proteção catódica, que permite eliminar por completo a corrosão, sem interferir na operação normal da fábrica, mesmo que o processo corrosivo já esteja adiantado.

Corrosão pelo solo

O comportamento do solo como meio corrosivo é muito importante de ser estudado e depende de muitas variáveis, como: aeração, umidade, pH, micro-organismos, condições climáticas, heterogeneidades, bactérias redutoras de sulfato, fertilizantes, despejos industriais e presença de produtos químicos diversos.

Os problemas de corrosão se agravam bastante devido às falhas do revestimento das tubulações enterradas e por causa do par galvânico aço/cobre, formado pela malha de aterramento elétrico da planta industrial.

  Essa grande quantidade de variáveis faz com que o solo seja considerado um dos meios corrosivos mais complexos, sendo sempre importante estudar sua ação agressiva sobre as tubulações e outras instalações metálicas nele enterradas.

Diagnóstico

Os problemas de corrosão podem ser diagnosticados mediante a determinação e análise das seguintes variáveis:

  • – Resistividade elétrica do solo.
  • – pH do solo.
  • – Potenciais das tubulações de incêndio em relação ao solo (potenciais tubo/solo).
  • – Estudo do “layout” e características das tubulações enterradas e da malha de aterramento elétrico.

Influência da resistividade elétrica do solo

grafico 1

A resistividade elétrica do solo pode ser medida por intermédio de um instrumento apropriado, pelo Método de Wenner ou Método dos Quatros Pinos.

Quanto mais baixas forem as resistividades elétricas, mais facilmente funcionarão as pilhas de corrosão e mais intenso será o processo corrosivo.

Dessa maneira, podemos classificar a agressividade dos solos da seguinte maneira:

TABELA 1

Agressividade dos solos em função da resistividade elétrica

tabela 1

Importante ter em mente que, mesmo em solos de muito alta resistividade elétrica, pode haver corrosão severa em tubulações  enterradas, devido à ocorrência de outros fatores como, por exemplo, a presença de correntes de fuga e a existência dos pares bi-metálicos causados pelos sistemas de aterramento elétrico.

Dessa maneira, diagnósticos de ausência de corrosão não podem ser feitos apenas com os valores medidos das resistividades elétricas do solo.

Em solos com resistividade elétrica variável, o que é muito comum de ocorrer, o grau de corrosão é sempre mais acentuado, devido à presença das conhecidas macro-pilhas de corrosão ou pilhas de resistividade elétrica diferencial.

Influência dos potenciais tubo/solo

grafico 2

Potenciais tubo/solo significam a diferença de potencial entre uma tubulação enterrada e um eletrodo de referência em contato com o solo.

Essas medições são feitas com o auxílio de um voltímetro eletrônico de alta sensibilidade e alta impedância, complementado por uma meia-célula ou eletrodo de referência de Cu/CuSO4, adotando-se as orientações seguintes:

  • Valores da ordem de -0,50V, fixos e sem flutuações, significam os potenciais naturais de corrosão do aço   enterrado;
  • Valores da ordem de -0,20V, fixos e sem flutuações, significam o potencial natural do cobre enterrado, material usado nos sistemas de aterramento elétrico;
  • Valores entre -0,20V e -0,50V, muito comuns de ocorrer em plantas industriais, sugerem a presença de corrosão galvânica, causada pelo par galvânico aço/cobre;
  • Potenciais iguais ou mais negativos que -0,85V significam que as tubulações estão protegidos catodicamente e portanto livres de qualquer tipo de corrosão. Essa condição somente pode ser conseguida, mediante a instalação de um sistema de proteção catódica;
  • Potenciais flutuantes, com valores positivos, significam a ocorrência de correntes de fuga, com corrosão eletrolítica grave;
  • Influência do pH.

As medições do pH podem ser feitas mediante análise em laboratório de amostras do solo colhidas em vários locais dentro da fábrica.

Os valores do pH, quando comparados com os valores dos potenciais tubo/solo, nos permitem verificar se a rede de incêndio enterrada está operando dentro da faixa de corrosão, de passividade ou de imunidade, de acordo com o Diagrama de Pourbaix (diagrama E-pH).

Embora seja válido para o ferro em meio aquoso, esse diagrama pode ser usado, na prática, para auxiliar no diagnóstico  de corrosão das tubulações enterradas.

Influência do revestimento

Muitos acreditam que o revestimento externo usado nas tubulações enterradas é suficiente para proteger os tubos contra a corrosão.

Os especialistas em corrosão sabem, entretanto, que essa crença é totalmente infundada, uma vez que os revestimentos das tubulações de incêndio, mesmo quando bem aplicados, possuem poros e falhas, sofrem danos durante a instalação,  permitem a absorção de umidade e envelhecem com o passar do tempo, permitindo a ocorrência danosa da corrosão.

Dessa maneira, as tubulações enterradas das redes de incêndio, mesmo as bem revestidas, estão sujeitas à corrosão pelo solo em pontos localizados, nas falhas e nos poros do revestimento, com maior ou menor intensidade, dependendo, como já vimos, das características do solo, dos valores dos potenciais tubo/solo, da existência dos pares galvânicos aço/cobre (malhas de terra) e da ocorrência de correntes de fuga (corrosão eletrolítica).

gráfico 3

Proteção catódica

Uma vez diagnosticada a ocorrência de corrosão, torna-se necessária a instalação de um sistema de proteção catódica, qualquer que seja o tipo de corrosão (pelo solo, galvânica, por correntes de fuga ou todas ao mesmo tempo).

A instalação do sistema de proteção catódica é a única solução capaz de eliminar os processos corrosivos das tubulações enterradas com baixo custo e total garantia.

Os sistemas de proteção catódica, largamente utilizados em redes de incêndio e outras tubulações enterradas, podem ser do tipo  por corrente impressa (instalação de um  retificador e anodos inertes de ferro.silicio.cromo, distribuídos dentro da fábrica) ou do tipo com anodos galvânicos de Magnésio, fabricados especialmente para essa finalidade.

Com a instalação do sistema de proteção catódica, os potenciais tubo/solo são mantidos com valores iguais ou mais negativos que -0,85V (Cu/CuSO4) e a corrosão é eliminada.


Recomendação

  1. Para redes de incêndio em construção ou já existentes, mesmo que os furos por corrosão ainda não tenham começado a aparecer, recomendamos adotar o procedimento seguinte:
  2. Providenciar a execução dos serviços de medições de campo, para permitir o diagnóstico sobre o tipo  e a gravidade  da corrosão nas tubulações enterradas.
  3. Projetar e instalar um sistema de proteção catódica, com base nos resultados e recomendações do relatório de diagnóstico. 

 

* Luiz Paulo Gomes possui graduação em engenharia de equipamentos de petróleo e gás, é diretor da IEC – Instalações e Engenharia de Corrosão Ltda. e autor do livro “Sistemas de Proteção Catódica”, Editora IEC.

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