Sistema de proteção catódica Introdução
A proteção contra a corrosão é um processo interminável. Na batalha contra a corrosão de estruturas metálicas críticas, tais como cascos de navios, condutas submersas e tanques de armazenamento, as organizações confiam nos sistemas de proteção catódica. Ao fazê-lo, ajuda a prolongar a vida útil dos seus activos metálicos e a evitar falhas causadas pela corrosão. Este artigo fornece informações sobre os princípios básicos da proteção catódica.
Um sistema de proteção catódica liga uma peça de metal a outra peça de metal para afastar os electrões livres do metal que necessita de proteção. Por exemplo, quando é necessário proteger uma conduta de aço da corrosão, liga-a a uma peça de metal como o zinco ou o magnésio e aplica uma corrente eléctrica.
A tubagem de aço torna-se um cátodo e a outra peça de metal serve de ânodo. Numa pilha, o elétrodo positivo é chamado cátodo e o elétrodo negativo é conhecido como ânodo. Os electrões livres deslocam-se da tubagem catódica para corroer o ânodo. Desta forma, o ânodo sacrifica-se para evitar que a tubagem seja corroída. A oxidação, que é causada pela perda de electrões, ocorre no ânodo de sacrifício.
Um sistema de proteção catódica (sistema CP) é essencial para a manutenção de infra-estruturas a longo prazo, porque funciona ativamente para evitar a corrosão de infra-estruturas críticas, minimizando assim o número de reparações ou substituições. Desta forma, os sistemas de proteção catódica reduzem o custo total de propriedade dos seus activos metálicos, evitando a necessidade de substituição antecipada e reduzindo a necessidade de manutenção e reparações.
Tipos de sistemas de proteção catódica
Existem dois tipos principais de sistemas de proteção catódica para o controlo da corrosão: os ânodos galvânicos (de sacrifício) e os sistemas de proteção catódica por corrente impressa.
Proteção por ânodo galvânico: Num sistema de prevenção da corrosão baseado na proteção galvânica do ânodo, cria um circuito entre o ânodo de sacrifício e a peça de metal que pretende proteger. A corrosão ocorre no ânodo em vez de ocorrer na estrutura metálica quando utilizas um sistema de proteção catódica de corrente.
Proteção catódica por corrente impressa: Quando a proteção anódica galvânica normal é insuficiente, pode instalar um sistema de corrente impressa para salvaguardar a sua estrutura. Utiliza uma fonte de alimentação (um retificador) para imprimir a corrente eléctrica do ânodo. O sistema rectifica a corrente alternada (CA) da fonte de alimentação para corrente contínua (CC), sublinhando a necessidade de atenuação da CA.
Os sistemas de ânodo galvânico são sistemas passivos, em comparação com os sistemas de corrente impressa, que são activos. Uma vantagem dos sistemas de corrente impressa é que podes ajustar a quantidade de energia para proteger uma área de superfície metálica maior.
Geralmente, os sistemas de corrente impressa são mais eficientes do que os sistemas de proteção catódica galvânica, porque é possível proteger estruturas muito maiores devido à quantidade de eletricidade aplicada. Podes controlar a quantidade de energia para fazer face a alterações flutuantes no ambiente. Por outro lado, é mais fácil instalar sistemas de ânodo galvânico, que são mais adequados para casos em que não é necessário aplicar uma corrente eléctrica forte.
Materiais utilizados na proteção catódica
Os materiais normalmente utilizados nos sistemas de proteção catódica incluem o magnésio, o zinco e o alumínio.
As empresas tendem a utilizar o magnésio para proteger o metal no solo ou debaixo de água doce, onde não é necessário um elevado nível de corrente. Verás ânodos de magnésio utilizados para proteger aquecedores de água e tanques de armazenamento, bem como condutas subterrâneas.
O zinco é aplicado na proteção submarina, por exemplo, para proteger condutas submersas e cascos de navios.
Uma vez que o alumínio é adequado para funcionar como ânodo de sacrifício, é frequentemente utilizado para proteger estruturas debaixo de água doce, tais como estruturas em rios ou lagos.
Conceção e instalação de sistemas de proteção catódica
Quais são as principais considerações na conceção de um sistema de proteção catódica? Em primeiro lugar, sabe que a conceção é adaptada a condições ambientais específicas e a tipos de infra-estruturas. Os factores incluem o tipo de solo e a quantidade de resistividade do solo. Idealmente, terás uma lista de registos de fugas de tubos enterrados para indicar a urgência da proteção catódica.
Os projectistas e instaladores devem também considerar a localização de um tubo ou outra estrutura metálica, em termos de acesso futuro. A necessidade ou não de uma fonte de alimentação também afectará a conceção e a instalação do teu sistema.
Durante a instalação, tens de realizar uma avaliação do local e determinar como o sistema deve ser configurado. Assim, seleccionarás o metal para o ânodo com base no facto de a estrutura (como uma conduta) estar enterrada no solo ou estar submersa, como o casco de um navio.
Uma vez que um sistema de corrente impressa (sistema ICCP) requer uma fonte de alimentação, é necessário conceber o sistema tendo em conta o acesso para manutenção e reparações regulares.
Outra questão a abordar é o impacto ambiental. O zinco é fácil de reciclar e tem um impacto mínimo no ambiente. Também podes reciclar os ânodos de alumínio, que têm um impacto moderado. No entanto, os ânodos de magnésio implicam uma maior gestão do ambiente, uma vez que podem gerar gás hidrogénio durante o processo de atenuação da corrosão.
Não te esqueças dos potenciais desafios que poderás enfrentar ao instalar sistemas de proteção catódica, incluindo interferências eléctricas, como as dos caminhos-de-ferro ou das linhas eléctricas, que podem interferir com o sistema de proteção contra a corrosão que concebeste.
Em sistemas complexos, a distribuição irregular da corrente pode ser um grande desafio, porque se pretende aplicar a corrente eléctrica uniformemente a toda a estrutura que necessita de proteção. Se a estrutura estiver enterrada num solo altamente resistente, a resistência pode perturbar o fluxo da corrente eléctrica que direciona para o sistema.
Proteção catódica para tanques de armazenamento subterrâneo e condutas
A proteção catódica é crucial para os tanques de armazenamento subterrâneo e as condutas. Estes tipos de estruturas são de acesso mais difícil para as pessoas acederem rotineiramente para avaliação, manutenção e reparações. Pretende um sistema que previna a corrosão subterrânea de forma consistente e fiável para tubagens ou tanques no subsolo.
Além disso, os projectistas de proteção catódica têm de reconhecer a infraestrutura circundante, tal como numa central eléctrica com muitos tubos enterrados, redes de ligação à terra em cobre e sistemas de betão armado. Estes são exemplos de condições que exigem aplicações subterrâneas personalizadas.
Na presença de congestionamentos subterrâneos, desde esgotos a esgotos pluviais e tubagens de ferro, existe um mandato para evitar a corrosão subterrânea, uma vez que é mais difícil para os trabalhadores dos equipamentos de teste da proteção catódica entrarem no ambiente para efetuar avaliações e reparações.
Os requisitos de manutenção dos sistemas de proteção catódica incluem inspecções e testes contínuos e ajustes periódicos para manter o nível de proteção necessário face ao desgaste e degradação dos componentes, especialmente em condições ambientais variáveis. Se considerarmos as estruturas submarinas, tais como plataformas petrolíferas, condutas submarinas ou docas, a salinidade da água pode ser um fator importante na corrosão.
Análise de custos e considerações do fornecedor para proteção catódica
O custo dos sistemas de proteção catódica varia em função de factores como o tipo de sistema e a sua dimensão. A complexidade estrutural também contribui para os custos da proteção catódica. Se estiveres a trabalhar com uma estrutura de águas profundas, como uma conduta oceânica, tem em conta os custos adicionais de transporte e apoio ao pessoal de instalação e manutenção num ambiente tão hostil e remoto.
Deves também calcular o impacto ambiental do teu sistema antes de o instalares.
Quando se prepara para instalar um sistema de proteção catódica por corrente impressa, tem de considerar não só os custos de instalação de uma fonte de alimentação, mas também os custos de manutenção e reparação resultantes da utilização de uma fonte externa de eletricidade (em comparação com os sistemas de ânodos galvânicos passivos que não necessitam de energia). Depois, determina o tempo de vida útil do sistema com todos os custos de manutenção e potenciais reparações.
Quais os factores que deves considerar ao selecionar um fornecedor de proteção catódica?
É melhor trabalhar com um fornecedor que tenha um historial comprovado de trabalho com sistemas de proteção catódica. Isto sublinha a importância de fazer a sua devida diligência e ler as opiniões de fontes objectivas e de confiança. O fornecedor tem uma boa reputação pela sua experiência e fiabilidade? As organizações respeitam este fornecedor pelo seu nível de serviço e capacidade de resposta?
Monitorização da corrosão e proteção catódica em tempo real
A monitorização da corrosão em tempo real melhora os sistemas de proteção catódica, dando-lhe uma visão em tempo real do funcionamento do equipamento em ambientes corrosivos. Pretende evitar os enormes custos de reparação ou substituição que podem resultar do facto de não ter uma visão clara do estado da sua estrutura metálica.
A tecnologia utilizada na monitorização da corrosão em tempo real inclui exposições de cupões (dispositivos bastante simples) e registadores de dados que as equipas de manutenção e inspeção podem transportar à mão. Os sistemas mais sofisticados, muitas vezes instalados em ambientes complexos e de difícil acesso, envolvem o acesso remoto a dados para sistemas de vigilância incorporados, quer se trate de uma conduta, de um contentor de armazenamento ou de uma plataforma subaquática.
É vantajoso integrar o seu sistema de monitorização da corrosão com a proteção catódica porque permite uma gestão proactiva da corrosão, em vez de se limitar a reagir aos problemas quando estes surgem e já causaram danos significativos.
Principais conclusões
Os sistemas de proteção catódica protegem contra a corrosão infra-estruturas valiosas, tais como condutas submarinas e subterrâneas, tanques de armazenamento e navios. Para salvaguardar estas valiosas estruturas metálicas, os proprietários e operadores de instalações confiam na proteção catódica como um componente chave nas suas estratégias de prevenção da corrosão.
Os especialistas da SMARTCORR® fornecem um sistema de proteção catódica de última geração para ajudar as empresas a proteger as suas infra-estruturas contra a corrosão. Os nossos produtos ligam o aço a outra peça de metal que necessita de proteção, afastando os electrões livres do aço para corroerem o ânodo de sacrifício. Integram-se com caixas de junção de proteção catódica que ligam os componentes do PC e dão ao pessoal de manutenção e teste acesso ao sistema.
Também oferecemos um sistema fiável de monitorização da corrosão que lhe dá a paz de espírito que advém do facto de saber que tem uma solução proactiva implementada, em vez de se limitar a reagir a problemas de corrosão. O sistema fornece dados acionáveis para o informar quando deve realizar inspecções, manutenção e reparações para prolongar a vida útil das suas estruturas metálicas.