Picada de água fria do tubo de cobre - Cold water pitting of copper tube

A corrosão do tubo de cobre por água fria ocorre apenas em uma minoria das instalações. Os tubos de cobre para água são geralmente garantidos pelo fabricante contra defeitos de fabricação por um período de 50 anos. A grande maioria dos sistemas de cobre excede em muito esse período de tempo, mas uma pequena minoria pode falhar após um tempo comparativamente curto.

A maioria das falhas observadas é o resultado de instalação ou operação inadequada do sistema de água. A falha mais comum observada nos últimos 20 anos é a corrosão por pite em tubos de água fria, também conhecida como pite tipo 1. Essas falhas são geralmente o resultado de práticas de comissionamento inadequadas, embora um número significativo seja iniciado pelo fluxo deixado no furo após a montagem das juntas soldadas . Antes de cerca de 1970, a causa mais comum de corrosão tipo 1 eram os filmes de carbono deixados no orifício pelo processo de fabricação.

As melhorias na pesquisa e na fabricação na década de 1960 praticamente eliminaram o carbono como causa de corrosão, com a introdução de uma cláusula na edição de 1971 da BS 2871 exigindo que os furos dos tubos estivessem livres de películas prejudiciais. Apesar disso, o carbono ainda é regularmente culpado por falhas de tubos sem investigação adequada.

Tubos de água de cobre

Tubos de cobre têm sido usados ​​para distribuir água potável em edifícios por muitos anos e centenas de quilômetros são instalados em toda a Europa todos os anos. A longa vida do cobre quando exposto a águas naturais é resultado de sua estabilidade termodinâmica, sua alta resistência à reação com o meio ambiente e à formação de produtos de corrosão insolúveis que isolam o metal do meio ambiente. A taxa de corrosão do cobre na maioria das águas potável é inferior a 2,5 µm / ano, a esta taxa um tubo de 15 mm com uma espessura de parede de 0,7 mm duraria cerca de 280 anos. Em algumas águas macias, a taxa geral de corrosão pode aumentar para 12,5 µm / ano, mas mesmo nessa taxa levaria mais de 50 anos para perfurar o mesmo tubo. Apesar da confiabilidade do cobre e das ligas de cobre , em algumas águas frias e duras, poços podem se formar no orifício de um tubo. Se esses poços se formarem, os tempos de falha podem ser esperados entre 6 meses e 2 anos a partir do início. O mecanismo que leva à corrosão do cobre em águas frias e duras é complexo, requer uma água com uma química específica que seja capaz de suportar o crescimento das fossas e um mecanismo para o início das mesmas.

Pitting

Os poços que penetram no furo são geralmente cobertos por um nódulo duro verde claro de sulfato de cobre e sais de hidróxido de cobre. Se o nódulo for removido, uma depressão hemisférica é revelada cheia de cristais grosseiros de óxido cuproso vermelho e cloreto cuproso verde . As covas são freqüentemente chamadas de covas Tipo 1 e a forma de ataque como covas Tipo 1.

Água

As características capazes de suportar poços Tipo 1 foram determinadas empiricamente por Lucey após examinar as composições de águas nas quais o comportamento de poços era conhecido. Eles devem ser frios, menos de 30 ° C, duros ou moderadamente duros, 170 a 300 mg / l de dureza de carbonato e organicamente puros. As águas organicamente puras geralmente se originam de poços profundos ou furos. As águas superficiais de rios ou lagos contêm compostos orgânicos de ocorrência natural que inibem a formação de fossos Tipo 1, a menos que um tratamento de defloculação que remova o material orgânico tenha sido realizado. A corrosão tipo 1 é relativamente incomum na América do Norte e isso pode ser resultado da menor densidade populacional, permitindo que uma proporção significativa da água potável seja obtida de fontes derivadas de superfície. Além de ser fria, dura e organicamente pura, a água precisa de uma química específica. O efeito da química da água pode ser determinado empiricamente através do uso do Pitting Propensity Rating (PPR), um número que leva em consideração as concentrações de sulfato , cloreto , nitrato e íon sódio da água, bem como sua acidez ou pH . Uma água com um PPR positivo demonstrou ser capaz de propagar poços do Tipo 1.

Iniciação

Muitas águas no Reino Unido e na Europa são capazes de suportar a corrosão tipo 1, mas nenhum problema ocorrerá, a menos que uma fossa seja iniciada na parede do tubo. Quando um tubo de cobre é inicialmente preenchido com um depósito de sais de água dura na parede e o cobre reage lentamente com a água, produzindo uma fina camada protetora de produtos de corrosão mistos e escala de dureza . Se ocorrer qualquer corrosão do tubo, este filme deve ser rompido localmente. Existem três mecanismos que permitem a ruptura dos depósitos de proteção. O mais conhecido, embora agora o menos comum, é a presença de filmes de carbono no furo. Resíduos de estagnação e fluxo são os mecanismos de iniciação mais comuns que levaram a falhas de pite do Tipo 1 nos últimos dez anos.

Filmes de carbono

Os tubos de cobre são feitos de grandes tarugos de cobre que são gradualmente trabalhados e esticados até o tamanho necessário. Conforme os tubos são desenhados, eles são tratados termicamente para produzir as propriedades mecânicas corretas. Os óleos e graxas orgânicos usados ​​para lubrificar os tubos durante o processo de trefilação são decompostos durante o tratamento térmico e gradualmente revestem o tubo com uma película de carbono. Se o carbono for deixado no furo do tubo, ele interrompe a formação da incrustação protetora e permite o início de fossos na parede. A presença de filmes deletérios, como carbono, foi proibida pelos Padrões Britânicos em tubos de cobre desde 1969. Todos os tubos de cobre para serviços de água são tratados, geralmente por jateamento de areia (ou outro meio não ferroso) ou decapagem com ácido, para remover quaisquer filmes produzido durante a fabricação com o resultado de que a corrosão tipo 1 iniciada por filmes de carbono é agora muito rara.

Estagnação

Se a água for deixada em um tubo por um período prolongado, as características químicas da água mudam conforme a escala mista e os produtos de corrosão são depositados. Além disso, qualquer calcário que não esteja bem aderido à parede não será lavado e o ar dissolvido na água formará bolhas, produzindo bolsas de ar. Esses processos podem levar a vários problemas, principalmente em trechos de tubos horizontais. Partículas de incrustações que não aderem às paredes e não são removidas tendem a cair no fundo do tubo, produzindo um depósito poroso grosso. Bolsas de ar que se desenvolvem em cursos horizontais interrompem a formação de escamas protetoras em duas áreas: as linhas de água nas laterais e o espaço de ar na parte superior do tubo.

Em cada uma das áreas em que a incrustação foi interrompida, existe a possibilidade de início de corrosão tipo 1. Uma vez iniciada a corrosão, mesmo após o tubo ter sido colocado de volta em serviço, a fossa continuará a se desenvolver até que a parede seja perfurada. Esta forma de ataque está freqüentemente associada ao comissionamento de um sistema. Uma vez que um sistema tenha sido comissionado, ele deve ser colocado imediatamente em serviço ou drenado e seco por lavagem com ar comprimido, caso contrário, a corrosão pode ser iniciada. Se nenhuma dessas opções for possível, o sistema deve ser limpo regularmente até que seja colocado em uso.

Fluxo

Em sistemas de encanamento, os fluxos são usados ​​para manter as superfícies de contato limpas durante as operações de soldagem. Os fluxos geralmente consistem em produtos químicos corrosivos, como cloreto de amônio e cloreto de zinco em um aglutinante, como vaselina . Se muito fluxo for aplicado à junta, o excesso irá derreter e escorrer pelo orifício de um tubo vertical ou poça no fundo de um tubo horizontal. Onde o furo do tubo é coberto por uma camada de fluxo, ele pode ser protegido localmente contra a corrosão, mas nas bordas dos poços de fluxo freqüentemente iniciam. Se o tubo for colocado em serviço em uma água que suporte a corrosão tipo 1, esses poços se desenvolverão e eventualmente perfurarão as laterais do tubo.

Recomendações

Na maioria dos casos, a corrosão tipo 1 pode ser evitada por boas práticas de trabalho. Sempre use tubos que foram fabricados de acordo com a BS EN 1057 . Tubos com diâmetro maior que 10 mm feitos de acordo com esta norma terão sempre marcado o número do padrão, o tamanho nominal, espessura da parede e têmpera do tubo, a marca de identificação do fabricante e a data de produção pelo menos a cada 600 mm. Os tubos com menos de 10 mm de diâmetro serão marcados de forma semelhante em cada extremidade.

Uma vez que um sistema tenha sido comissionado, ele deve ser colocado imediatamente em serviço ou drenado e seco. Se nenhuma dessas opções for possível, o sistema deve ser limpo regularmente até que seja colocado em uso. Não deve ser deixado em repouso por mais de uma semana. Atualmente, a estagnação é a causa mais comum de corrosão tipo 1.

O fluxo deve ser usado com moderação. Uma pequena quantidade deve ser pintada sobre as áreas a serem unidas e o excesso removido após a realização da união. Alguns fluxos são marcados como solúveis em água, mas em algumas circunstâncias eles não são removidos antes do início da corrosão.

Veja também

Referências

links externos