Um dos principais fatores geradores de manutenção em tubulações e equipamentos aplicados em sistemas de refrigeração, sejam estes sistemas abertos ou fechados, é a corrosão de seus componentes.
Os inibidores de corrosão são projetados para minimizar a perda de metais, o que pode reduzir a vida útil dos trocadores de calor, tubulações de água de recirculação e dos equipamentos de resfriamento.
A corrosão é causada por metais que tentam retornar ao seu estado natural. Ela pode ocorrer em muitas formas, incluindo corrosão localizada ou puntiforme, perda de metal uniforme, corrosão bimetálica, corrosão galvânica, corrosão sob depósito e corrosão microbiologicamente induzida (Microbiologically Induced Corrosion - MIC). Esse processo começa quando irregularidades na superfície, esforços ou diferenças de composição resultam na formação de uma célula de corrosão (anodo e catodo). Uma vez iniciada, a corrosão no anodo faz com que o metal seja liberado no sistema ou redepositado localmente. A corrosão puntiforme é particularmente problemática porque a perda local de metal pode resultar na perfuração das paredes das tubulações. Quando os produtos da corrosão se precipitam em dispositivos de transferência de calor críticos e isolam os metais, pode haver perda de eficiência.
Principais elementos químicos utilizados como inibidores de corrosão
Zinco
O zinco é um inibidor catódico poderoso que funciona bem até em sistemas de resfriamento agressivos com problemas como baixa dureza, baixa alcalinidade e alto teor de cloretos e sulfatos. O desempenho do programa de tratamento à base de zinco pode ser melhorado combinando-o com fosfatos inorgânicos (ortofosfato ou polifosfato) e fosfatos orgânicos, como fosfonatos (HEDP/PBTC). O zinco é frequentemente escolhido para sistemas com evidência de corrosão do tipo puntiforme.
Uma das desvantagens do zinco é a sua toxicidade aquática, além dos regulamentos de descarga de zinco em certas áreas. No entanto, essa química pode ter uma papel importante na mitigação de corrosão, sozinha ou em combinação com outros produtos químicos inibidores de corrosão.
Fosfatos inorgânicos
Desde a proibição do uso de cromatos em sistemas de resfriamento devido a perigos para a saúde humana, os tratamentos de inibição de corrosão à base de fosfato passaram a ser os programas preferidos pelo setor de tratamento de água. A fonte do fosfato é um ortofosfato, como o ácido fosfórico, e/ou um polifosfato inorgânico, como o TKPP ou o SHMP. Um ortofosfato é, principalmente, um inibidor de corrosão anódico e, por isso, funciona em sinergia com um inibidor catódico de zinco. Os polifosfatos são predominantemente inibidores de corrosão catódicos que funcionam bem em combinação com ortofosfatos.
Inibidores de corrosão totalmente orgânicos
Os inibidores de corrosão totalmente orgânicos geralmente contêm um fosfato orgânico e podem conter também dispersantes poliméricos, poliacrilato e/ou anidridos polimaleicos, copolímeros e inibidores de cobre. Esses programas inibidores não contêm fosfato inorgânico (ortofosfato ou polifosfato).
Os programas de tratamento totalmente orgânicos são frequentemente usados em sistemas sem controle de pH, que possuem tendência de formação de incrustação por agentes calcificantes. Como resultado, é fundamental prestar atenção ao controle de incrustação mineral. No limite superior das faixas de índice de saturação de Langelier (Langelier Saturation Index, LSI) e de pH, as diversas combinações de fosfonatos, polímeros e dispersantes em um produto combinado em um único tambor são normalmente satisfatórias para a inibição de incrustação e corrosão do sistema. Polímeros ou misturas dispersantes complementares pode ser necessários em função de um eventual aumento na dureza, alcalinidade, pH, ciclos e carga de calor.
Molibdato/nitrito/silicato/borato
Esses produtos químicos normalmente são usados em sistemas de resfriamento de circuito fechado para inibição de corrosão. O molibdato (MoO4-2) é combinado com os íons de ferro formados nos anodos para produzir um filme de molibdato férrico molecular na superfície do metal. Se os resíduos de molibdato forem mantidos adequadamente, o filme acabará cobrindo toda a superfície do metal. Pesquisas também mostram que os molibdatos agem como um inibidor de corrosão puntiforme com sua capacidade de se acumular dentro da parte ácida de um furo e bloquear o processo de corrosão.
Nitritos (NO2–), que são normalmente restritos ao tratamento de água de sistemas de resfriamento fechados, passivam o metal e fazem com que ele forme sua própria camada protetora.
Silicatos reagem com os íons de metal no anodo para formar um filme protetor. O tetraborato de sódio penta-hidratado (Na2B4O7-5H2O) é um inibidor anódico que protege metais ferrosos contra a corrosão.
Acredita-se que o borato produza uma camada de borato férrico em superfícies de metal, estimulando a formação de óxido férrico, que age como uma barreira ao transporte de íons, principalmente íons férricos, para longe da superfície de metal. Um inibidor relativamente fraco, ele normalmente é usado junto com outros inibidores, como nitrito ou silicatos. Uma característica essencial dos boratos (metaborato) é que eles fornecem boa capacidade de buffering para pH ligeiramente acima de 9,0.
Tolitriazol (TTA) e benzotriazol (BZT)
Estes produtos químicso são moléculas orgânicas nitrogenadas que se tornaram fundamentais para inibição de corrosão de metal amarelo. O TTA e o BZT inibem a reação de corrosão catódica no cobre por meio da formação de um filme protetor fino na superfície do metal. Esse filme quimissorvido envolve a ligação direta do azol com a superfície de cobre. Uma das desvantagens do TTA/BZT é que os produtos químicos residuais e os filmes são suscetíveis à degradação na presença de níveis mais altos de halogênios (cloro, bromo etc.). Para compensar as perdas causadas por níveis mais altos de halogênios, pode ser necessário que haja níveis mais altos de TTA/BZT no sistema.
Concluindo, cada sistema de refrigeração apresenta particularidades únicas e a avaliação do melhor processo de inibição da corrosão cabe à um profissional qualificado.
Fontes:
1. Arquivo pessoal.
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