Por que tubos galvanizados enferrujam?

Tubo galvanizado é um material de tubo comum para construção e indústria. Sua superfície é coberta com uma camada de zinco para evitar que os elementos de ferro dentro do tubo de aço entrem em contato com o ar externo e a umidade, desempenhando assim um papel anticorrosivo e antiferrugem. No entanto, muitos usuários descobriram que tubos de aço galvanizados ainda podem enferrujar no processo de uso de tubos galvanizados. Então, por que o tubo galvanizado enferruja? Qual é o motivo da ferrugem dos tubos galvanizados? E que impacto sua ferrugem terá no uso real? Este artigo explicará essas questões em detalhes e espero que seja útil para você.

O que é um tubo galvanizado?

Tubo galvanizado é um tubo que forma uma camada anticorrosiva ao revestir uma camada de zinco na superfície do tubo de aço para melhorar a resistência à corrosão do tubo. O objetivo da galvanização é evitar que o próprio tubo sofra corrosão oxidativa devido ao contato com meios como ar e água. Especialmente no uso de ambientes severos como umidade e sal, a camada galvanizada fornece grande proteção.

De acordo com os diferentes processos de galvanização, os tubos galvanizados podem ser divididos em tubos galvanizados por imersão a quente e tubos eletrogalvanizados.

• Tubo galvanizado a quente: O processo de galvanização a quente é aquecer o tubo de aço a uma certa temperatura e mergulhá-lo em um tanque de zinco líquido. Por meio de reações químicas, a camada de zinco se combina com a superfície do tubo de aço para formar uma camada de liga de zinco-ferro. A camada de zinco do tubo galvanizado a quente é mais espessa, geralmente até 60-80 mícrons, e tem boa resistência à corrosão.
• Tubo eletrogalvanizado: A camada de zinco é coberta na superfície do tubo de aço por galvanoplastia ou pulverização. A camada de zinco do tubo eletrogalvanizado é relativamente fina, geralmente entre 5-15 mícrons. Embora o efeito anticorrosivo não seja tão bom quanto a galvanização por imersão a quente, a uniformidade da camada de zinco pode ser controlada durante o processamento.

O princípio anticorrosivo da galvanização

O princípio anticorrosivo do tubo galvanizado depende do efeito "ânodo de sacrifício" do zinco. A atividade metálica da camada de zinco é forte. Quando a superfície do tubo é exposta ao ambiente externo, o zinco primeiro passa por uma reação de oxidação para formar ferrugem de zinco (ZnO). Esta camada de ferrugem de zinco pode isolar mais erosão de oxigênio e umidade e proteger o corpo do tubo de aço da corrosão.

Por que tubos galvanizadoss Ferrugem?

Embora a camada de zinco de tubos galvanizados possa efetivamente prevenir a corrosão em teoria, a ferrugem ainda pode ocorrer na prática. As razões para a ferrugem de tubos galvanizados são geralmente as seguintes:

Danos na camada de zinco:

A camada protetora de superfície de tubos galvanizados é composta de camada de zinco. Se a camada de zinco for afetada por impacto mecânico, desgaste, arranhões e outros fatores durante o uso, a camada de zinco pode cair ou quebrar, e a superfície exposta do tubo de aço fica exposta ao ambiente externo e propensa à corrosão. Essa situação é mais comum durante a instalação de tubulações, especialmente em locais como cotovelos e juntas de tubos, onde a camada de zinco é danificada devido à operação frequente.

Problemas de qualidade de galvanização:

O efeito anticorrosivo dos tubos galvanizados está diretamente relacionado à espessura e uniformidade da camada de zinco. Se o processo de fabricação do tubo galvanizado não for qualificado, resultando em espessura desigual da camada de zinco ou má adesão da camada de zinco, pode fazer com que algumas áreas exponham a superfície do tubo de aço, aumentando o risco de corrosão.

• Espessura irregular da camada de zinco: se a espessura da camada de zinco for irregular durante o processo de galvanização, as áreas fracas estarão propensas à corrosão.
• Má adesão da camada de zinco: a camada galvanizada não está firmemente ligada à superfície do tubo de aço e é fácil cair sob a ação de forças externas, fazendo com que o tubo enferruje.
• Defeitos no processo de galvanização: Durante o processo de galvanização por imersão a quente, se a temperatura do tanque de zinco for instável, o tempo de imersão for muito longo ou muito curto, a qualidade da camada de zinco diminuirá e até mesmo defeitos se formarão na superfície do tubo.

Influência de fatores ambientais:

A ferrugem dos tubos galvanizados também está intimamente relacionada ao ambiente em que estão localizados.

• Umidade e clima: Alta umidade e condições climáticas úmidas aceleram o processo de oxidação da camada de zinco, especialmente sob mudanças frequentes de temperatura, a superfície do tubo fica propensa à condensação e à formação de gotículas de água, acelerando ainda mais a corrosão.
• Corrosão por névoa salina: Tubos próximos ao mar ou áreas salinas-alcalinas são particularmente suscetíveis à corrosão por névoa salina. A névoa salina adere à superfície do tubo, formando um ambiente eletrolítico, tornando a camada de zinco facilmente corroída, fazendo com que o metal base fique exposto e enferruje.
• Ambiente ácido e alcalino: Ambientes contendo gases ácidos e alcalinos, como áreas industriais e plantas químicas, também aceleram a corrosão de tubos galvanizados. Substâncias corrosivas, como gases ácidos, sulfetos e cloretos, têm um forte efeito corrosivo em tubos galvanizados.

Influência da qualidade da água:

A qualidade da água está diretamente relacionada à taxa de corrosão de tubos galvanizados. Em alguns ambientes de água altamente corrosivos (como fontes de água contendo substâncias mais ácidas), mesmo tubos galvanizados são difíceis de evitar a ferrugem.

• pH da água: O pH da água afeta diretamente a taxa de corrosão de tubos galvanizados. Água ácida (valor de pH abaixo de 7) tem um forte efeito corrosivo na camada de zinco, fazendo com que a camada de zinco se dissolva.
• Água dura e água mole: Água dura contém mais minerais (como íons de cálcio e magnésio). O transporte de longo prazo por tubos galvanizados pode facilmente formar incrustações na parede interna do tubo, promovendo corrosão. Água mole é geralmente mais ativa e reage facilmente com zinco, acelerando a dissolução do zinco. 
• Substâncias corrosivas: Quando a água contém substâncias corrosivas, como sulfeto e amônia, a taxa de corrosão dos tubos galvanizados acelera e pode até causar sérios vazamentos na tubulação.

Corrosão eletroquímica:

O fenômeno da corrosão eletroquímica é causado pela diferença de potencial gerada quando diferentes metais entram em contato em um ambiente de eletrólito, resultando em corrosão do metal. No sistema de tubulação galvanizada, a corrosão eletroquímica ocorre principalmente nas seguintes situações:

• Contato de metais diferentes: Quando o tubo galv está em contato direto com outros metais (como cobre, alumínio, etc.), devido à existência de diferença de potencial, o zinco, como ânodo de sacrifício, irá corroer antes de outros metais, resultando na corrosão acelerada do tubo galvanizado.
• Juntas de dutos: Nas juntas de dutos, tubos de proteção de cabos e outros locais, muitas vezes ocorre acúmulo de corrente ou diferença de potencial, agravando a reação de corrosão.

Efeito anódico de sacrifício enfraquecido da camada de zinco:

Embora o efeito anódico de sacrifício do zinco possa efetivamente prevenir a corrosão, quando a camada de zinco é muito fina ou consumida prematuramente em um ambiente corrosivo, o efeito anódico de sacrifício será enfraquecido, resultando na exposição da matriz do tubo de aço, aumentando assim o risco de ferrugem.

• Espessura insuficiente da camada de zinco: se a camada de zinco do tubo galvanizado for muito fina, o efeito protetor do zinco falhará rapidamente e o processo de corrosão do tubo de aço será acelerado.
• Consumo prematuro da camada de zinco: Em uso prolongado, especialmente em ambientes altamente corrosivos, a camada de zinco é consumida muito rapidamente, o efeito do ânodo de sacrifício é enfraquecido e a matriz do tubo de aço é gradualmente exposta.

Efeitos da ferrugem em tubos galvanizados

1). Durabilidade reduzida dos tubos:Uma vez tubos galvanizados estão enferrujados, sua capacidade de suporte, resistência à pressão e resistência ao impacto serão reduzidas, e sua vida útil será muito encurtada. O envelhecimento do tubo causado pela corrosão o torna incapaz de suportar o estresse sob fluxo de água de alta pressão ou outras condições de trabalho, e é fácil romper ou vazar.

2).Poluição da água:A poluição de zinco causada pela corrosão de canos galvanizados pode ter um impacto negativo no meio ambiente. Especialmente em sistemas de abastecimento de água municipal, o vazamento de zinco pode causar poluição da água e afetar a segurança da água potável. Além disso, o vazamento de canos enferrujados pode causar certa poluição ao solo e à vegetação ao redor, afetando o ambiente ecológico.

3). Ameaças à segurança estrutural:A corrosão de tubos galvanizados não afeta apenas os tubos em si, mas também pode afetar a estrutura de suporte dos tubos. Por exemplo, nos campos de eletricidade e comunicações, tubos galvanizados são frequentemente usados ​​para suportar e proteger cabos. Se os tubos galvanizados forem severamente corroídos, isso pode causar a quebra de cabos ou danos à camada protetora externa, o que por sua vez afeta a estabilidade e a segurança de todo o sistema.

Medidas anticorrosivas para tubos galvanizados

Melhorando a qualidade da galvanização

Garantir que a uniformidade, espessura e adesão da camada de zinco atendam aos padrões pode aumentar muito a capacidade anticorrosiva de tubos galvanizados. Durante o processo de produção, a temperatura, concentração e outros parâmetros do processo da solução de galvanização devem ser rigorosamente controlados para garantir a qualidade da camada de zinco.

Evitar danos mecânicos

Danos mecânicos e desgaste devem ser prevenidos durante o transporte, instalação e uso da tubulação. Uma vez que a superfície do tubo galvanizado é impactada, arranhada ou colidida, a camada de zinco é facilmente danificada, expondo o metal base do tubo de aço, o que é fácil de causar corrosão. Portanto, tenha cuidado durante o processo de instalação para evitar danos à camada de zinco. Danos mecânicos podem ser reduzidos pelas seguintes medidas:

• Use materiais de embalagem macios: durante o transporte e o manuseio, use materiais de proteção macios, como espuma, filme plástico, etc. para envolver o tubo e reduzir colisões e atritos.
• Evite batidas diretas durante a instalação: use ferramentas de instalação profissionais, como suportes e braçadeiras para tubos, para evitar batidas diretas no tubo.

Revestimento anticorrosivo e camada galvanizada suplementar

Para lugares onde o tubo de metal galvanizado é usado em um ambiente severo, revestimentos anticorrosivos adicionais podem ser aplicados na parte externa do tubo. Esses revestimentos geralmente são feitos de materiais como resina epóxi, poliuretano, polietileno, etc., que podem melhorar ainda mais o desempenho anticorrosivo e estender a vida útil do tubo galvanizado.

• Revestimento epóxi: Possui boa adesão e resistência à corrosão, sendo adequado para ambientes industriais exigentes.
• Revestimento de polietileno: para tubos enterrados, o revestimento de polietileno pode efetivamente prevenir a intrusão de umidade, substâncias ácidas e alcalinas e prevenir a corrosão.

Além disso, em alguns casos especiais, quando a camada de zinco está parcialmente danificada, o método de regalvanização pode ser usado para reparar a área danificada e restaurar a capacidade anticorrosiva do tubo.

Fortalecer o controle ambiental

Ao selecionar tubos galvanizados, é necessário considerar seu ambiente de instalação. Para tubos expostos a ambientes úmidos, com alto teor de sal, ácidos ou alcalinos, tubos com maior resistência à corrosão devem ser selecionados tanto quanto possível, ou algumas medidas para controlar o ambiente devem ser tomadas.

• Reduza a exposição a áreas de alta umidade: Por exemplo, em áreas úmidas ou ambientes ao ar livre, tente tomar medidas para reduzir o tempo e a área de exposição dos canos, como instalar abrigos, telhados, etc.
• Melhore as condições de ventilação: ao fortalecer a circulação de ar, reduza a retenção de umidade na superfície do tubo e retarde a reação de corrosão.

Inspeção e manutenção regulares

Por meio de inspeções regulares, problemas de corrosão podem ser descobertos a tempo e medidas de reparo podem ser tomadas. O conteúdo da inspeção inclui a integridade da camada de zinco, se a superfície está descascando ou rachando e se há acúmulo de água ou incrustação dentro do cano.

• Inspeção regular: Para tubos galvanizados expostos, as inspeções podem ser realizadas a cada seis meses ou anualmente, especialmente nas juntas dos tubos, cotovelos, flanges e outras peças para verificar se há corrosão ou danos.
• Inspeção interna: Para tubos galvanizados que estão enterrados ou não podem ser observados diretamente, a condição da parede interna do tubo pode ser compreendida por meio de inspeção endoscópica, testes ultrassônicos e outros meios.

Use inibidores de corrosão

Em alguns sistemas de tubulação, especialmente tubulações de água ou sistemas de tubulação de gás, inibidores de corrosão podem ser usados ​​para reduzir a ocorrência de corrosão. Esses inibidores geralmente inibem o progresso das reações de corrosão alterando o ambiente químico dentro e fora da tubulação.

• Tratamento da qualidade da água: Para tubos galvanizados em tubulações de água, o amaciamento da água, a remoção de oxigênio dissolvido e íons corrosivos na água e outros métodos podem ser usados ​​para reduzir a possibilidade de corrosão.
• Proteção de gás: Em gasodutos de transmissão de gás, alguns gases de proteção podem ser injetados para alterar a composição ou a pressão do gás e retardar a corrosão.

Selecione materiais de tubulação adequados

Para sistemas de tubulação expostos a ambientes extremos por um longo tempo, além de tubos galvanizados, alguns outros materiais de tubulação com maior resistência à corrosão também estão disponíveis. Por exemplo, tubos de PVC, tubos de PE, tubos de aço inoxidável, etc., esses materiais têm melhor resistência à corrosão do que tubos galvanizados e são especialmente adequados para algumas aplicações especiais.

• Tubos de aço inoxidável: O aço inoxidável tem forte resistência à corrosão e longa vida útil, sendo adequado para ocasiões que exigem resistência à corrosão extremamente alta.
• Tubos de PE, tubos de PVC: Esses materiais de tubos de plástico têm boa resistência à corrosão e são particularmente adequados para transportar meios líquidos, como água e gás.

A ferrugem de tubos galvanizados é um problema comum, mas por meio de seleção razoável de materiais, construção e manutenção, a vida útil dos tubos galvanizados pode ser efetivamente estendida.

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