Combate à corrosão em circuitos de resfriamento

Rich Roser, gerente da Laird Engineered Thermal Systems | 21 de novembro de 2017

Muitas aplicações de resfriamento requerem alta pureza no fluido de resfriamento do processo. A corrosão contamina os fluidos, enquanto os requisitos de pureza para esses fluidos podem ser contados em partes por bilhão. Na maioria das aplicações, a corrosão do metal pode ser gerenciada, retardada ou até interrompida usando materiais e técnicas de prevenção apropriados.

A corrosão em circuitos de resfriamento de líquido pode ser causada por ação química, eletroquímica ou abrasiva do fluido de transferência de calor nas superfícies molhadas. As camadas de produtos químicos formadas pela corrosão podem inibir a transferência de calor adequada entre o líquido e as superfícies metálicas molhadas. Os produtos corrosivos podem introduzir detritos no sistema de fluido afetando o fluxo de fluido, entupindo filtros e restrições rígidas ou até mesmo danificando os componentes da bomba. Em condições extremas, podem ocorrer vazamentos.

Escolhendo os Materiais Certos

O aço inoxidável, e em particular o aço inoxidável da série 300 (austenítico), é inerte contra quase todos os fluidos de transferência de calor devido à natureza da camada de passivação de óxido de cromo (III) que cobre as superfícies desses aços. Ao usar água deionizada, aço inoxidável e níquel são considerados apropriados para superfícies molhadas. Embora o aço inoxidável seja excelente para uso contra corrosão na maioria dos casos, ele apresenta uma desvantagem significativa. O aço inoxidável tem uma condutividade térmica bastante baixa, especialmente quando comparado a outros metais, como alumínio ou cobre. No entanto, altas concentrações de cloreto podem superar a resistência do aço inoxidável.

O alumínio tende a ser suscetível à corrosão ou corrosão causada por impurezas em água não purificada. Mesmo com uma solução de glicol em água destilada, tanto o etilenoglicol quanto o propilenoglicol formam compostos ácidos sob oxidação. Isso se torna corrosivo em superfícies molhadas e forma subprodutos ácidos orgânicos. Para evitar isso, inibidores de corrosão são normalmente adicionados ao glicol, caso em que seu desempenho como retardador de corrosão é muito melhorado acima da água pura.

A anodização de superfícies de alumínio molhadas é a formação de uma camada passivada de óxido de alumínio (III) (Al2O3). Isso forma uma camada mais espessa, em ordens de grandeza, do que a fina camada passivada natural que se forma no alumínio exposto. A camada natural não é uma barreira efetiva contra a corrosão, mas uma camada anodizada pode ser, desde que níveis moderados de pH sejam mantidos e a concentração de íons haleto permaneça baixa. Outros metais podem ser protegidos usando revestimentos como pintura ou galvanoplastia. Tintas e revestimentos anticorrosivos são comumente usados ​​para proteger os metais da degradação devido à umidade, névoa salina, oxidação ou exposição a uma variedade de condições ambientais ou produtos químicos industriais. Essas tintas e revestimentos resistentes à corrosão oferecem proteção adicional para superfícies metálicas. Revestimentos metálicos, ou chapeamento, também podem ser aplicados para inibir a corrosão.

As ligas de cobre e níquel de cobre têm boa resistência à corrosão e uma resistência natural ao crescimento biológico. Como com o alumínio, no entanto, inibidores de corrosão devem ser empregados para evitar a corrosão ácida.

Resolvendo o desafio da corrosão de poço

A corrosão também é uma preocupação em circuitos de resfriamento. Em uma área de baixa velocidade, um pite pode se formar devido à alta concentração localizada de um agente de corrosão, como íons de haletos. Uma vez formado, a taxa de corrosão no poço acelera devido ao volume dentro do poço não trocar fluido com o restante do volume do fluido, resultando em concentrações cada vez maiores de íons corrosivos e na expansão do poço.

Os danos causados ​​por esse tipo de corrosão são particularmente perigosos, pois ocorrem com pouco efeito observável na aparência ou no desempenho, com a corrosão afetando apenas uma pequena parte da superfície. A corrosão, no entanto, se propaga profundamente no metal e pode criar vazamentos sem aviso prévio.

Tal como acontece com outras formas de corrosão, a alta concentração de haletos, especialmente na presença de oxigênio e níveis de pH mais altos ou mais baixos, criará condições ideais para a ocorrência de pite no alumínio ou no aço. Locais de fluxo estagnado devem ser evitados e inibidores de corrosão para remoção de oxigênio podem ser adicionados.