Resumo: Um sistema industrial de água de refrigeração em circuito fechado é um circuito de água aberto (com reposição pela torre de resfriamento ou tanque) ou fechado que reaproveita a água após os equipamentos de troca térmica; a corrosão resulta da sobreposição de corrosão eletroquímica, pites por íons cloreto, corrosão induzida por microrganismos (MIC) e corrosão sob depósitos. A proteção segue uma lógica em camadas: estabilização da qualidade da água + revestimentos de proteção +, quando necessário, proteção catódica ou materiais resistentes à corrosão. Pela GB/T 50050-2017, a taxa de corrosão uniforme do aço-carbono é controlada em <0.075 mm/a e a das ligas de cobre e dos aços inoxidáveis em <0.005 mm/a; as câmaras de água dos condensadores e as paredes internas das tubulações de recirculação costumam receber revestimento epóxi-fenólico (novolac) de 300–500 µm, e os tanques de concreto de resfriamento usam selante epóxi mais camada de éster de vinila/flocos de vidro estanque. Câmara de água, tubos do lado da água e corpo do tanque têm formas dominantes de corrosão distintas, e por isso a proteção não pode ser uniforme.
O que caracteriza a corrosão em um sistema de água de refrigeração em circuito
A água de refrigeração em circuito flui continuamente entre o feixe de tubos do trocador, as câmaras de água, as tubulações de recirculação e o reservatório da torre de resfriamento; ao mesmo tempo evapora e se concentra, e aquece ao absorver calor, de modo que, com o aumento do ciclo de concentração, teores de sais, cloretos e alcalinidade sobem juntos. Nesse meio, o aço-carbono sofre corrosão uniforme por despolarização de oxigênio e, sob crostas e lodo biológico, formam-se pilhas de aeração diferencial que provocam pites localizados; água do mar ou reposição rica em cloretos também desencadeiam pites por cloretos e trincas por corrosão sob tensão em aços inoxidáveis. Microrganismos como as bactérias redutoras de sulfato (SRB) criam microzonas anóxicas sob o lodo, fonte típica de MIC.
Qual a relação com a dosagem de produtos para tratamento de água
Inibidores de corrosão e de incrustação e biocidas pertencem à «estabilização da qualidade da água»: mantêm a taxa de corrosão, a resistência térmica dos depósitos e os microrganismos dentro dos limites, sendo a primeira linha de defesa da operação. Porém os produtos químicos não eliminam a inicição de pites, a corrosão-erosão nem o ataque localizado em juntas e cordões de solda, e não protegem um metal de base já degradado. O revestimento é a «barreira material», que separa o metal do meio; a proteção catódica complementa eletroquimicamente peças de aço submersas ou enterradas, como câmaras de água e tubulações de recirculação. As três funções se dividem e não se substituem — é esse o arranjo que o engenheiro de corrosão e o especialista em água devem fechar em conjunto.
Dados-chave
- Limites de taxa de corrosão (GB/T 50050-2017): equipamentos de troca térmica e de água de recirculação em aço-carbono <0.075 mm/a (cerca de 3 mpy); ligas de cobre e aços inoxidáveis <0.005 mm/a.
- Janela de qualidade da água: pH 6.8–9.5 (em programas ácidos o limite inferior não deve ficar abaixo de 6.8); em refrigeração indireta aberta o ciclo de concentração não deve ser menor que 5.0 nem inferior a 3.0; turbidez normalmente ≤20 NTU e ≤10 NTU junto aos equipamentos de troca térmica.
- Microrganismos e lodo: bactérias heterotróficas totais ≤1×10⁵ CFU/mL, lodo biológico ≤3 mL/m³, cloro residual livre 0.1–1.0 mg/L — o lodo é o berço dos pites sob depósitos e da MIC.
- Vazão e temperatura de parede: velocidade no lado dos tubos >1.0 m/s e no lado da carcaça >0.3 m/s (evita deposição e controla erosão); a temperatura do metal na parede não deve superar 70 ℃ para inibir os pites por cloretos.
- Critério de incrustação: resistência térmica do depósito ≤3.44×10⁻⁴ m²·K/W e taxa de aderência ≤15 mg/(cm²·mês) (podendo chegar a 20 em serviço de refino); quanto mais espessa a crosta, mais rápida a corrosão sob ela.
- Barreira de revestimento: câmaras de água do condensador e paredes internas das tubulações de recirculação costumam usar revestimento epóxi-fenólico (novolac) de 300–500 µm; o tanque de resfriamento de concreto usa selante epóxi mais camada de éster de vinila/flocos de vidro impermeável.
Posições do circuito × forma dominante de corrosão × proteção preferencial (em conjunto, não isolada)
| Posição | Forma dominante de corrosão | Meio de proteção preferencial | Pontos críticos de controle |
|---|---|---|---|
| Câmara de água do condensador/trocador (aço-carbono) | Corrosão por oxigênio + pites sob crostas e lodo, MIC | Revestimento epóxi-fenólico 300–500 µm + anodos de sacrifício | Pré-pintura de cantos e soldas, ensaio de faísca para detecção de poros, ponto de orvalho e secagem do substrato |
| Tubulação de recirculação de aço (parede interna) | Perda de espessura uniforme + pites localizados | Revestimento interno de argamassa de cimento ou epóxi + estabilização da água | Vazão mínima contra deposição e máxima contra erosão, combinada com proteção catódica |
| Tubos de troca térmica (liga de cobre/aço inoxidável) | Pites por cloretos, corrosão por amônia/sob tensão | Evolução do material (aço duplex/titânio) + controle de cloretos e temperatura | Acoplamento cloretos-temperatura, evitar regiões estagnadas e paredes secas |
| Torre de resfriamento/reservatório de concreto | Carbonatação, corrosão e expansão da armadura, vazamentos | Selamento epóxi + camada impermeável de éster de vinila/flocos de vidro | Secagem do substrato, acompanhamento do movimento das juntas de dilatação, avaliação de revestimento cerâmico resistente como alternativa |
De onde vem a corrosão dominante em cada posição
Câmaras de água e tubulações de recirculação: ataque localizado sob crostas e lodo
Quando o escoamento do lado da água cria incrustação ou acumula lodo biológico, o oxigênio fica baixo sob a crosta e os cloretos se concentram, formando uma pilha de aeração diferencial de cátodo grande e ânodo pequeno; a profundidade dos pites pode superar em muito a perda média de espessura. A parede nua de aço-carbono sofre diretamente o ataque, sendo o revestimento e a proteção catódica as barreiras principais.
Tubos de troca térmica: pites e corrosão sob tensão atrelados a cloro e temperatura
O aço inoxidável 304 é suscetível a pites e a trinca por corrosão sob tensão por cloretos em alta temperatura e alto teor de cloretos, e as ligas de cobre sofrem com amônia e erosão; manter a parede abaixo de 70 ℃ e os cloretos dentro da faixa permitida pelo material selecionado é o fundamental, recorrendo-se, quando necessário, a duplex ou tubos de titânio.
Corrosão induzida por microrganismos (MIC)
As SRB reduzem sulfatos a sulfetos nas microzonas anóxicas do lodo, gerando FeS corrosivo e acidificando o ambiente local; as alavancas de engenharia para conter a MIC são a desinfecção, manter o lodo em ≤3 mL/m³ e eliminar zonas mortas estagnadas.
Pontos de escolha do sistema de revestimento e de execução em campo
- Escolha do sistema: câmaras de água e superfícies do lado da água usam revestimento epóxi sem solvente ou epóxi-fenólico (novolac) resistente à água e à temperatura; o corpo de concreto usa selante mais camada de éster de vinila/flocos de vidro que bloqueia a permeação.
- Preparo de superfície: jateamento da estrutura de aço até Sa2½ e perfil de ancoragem Rz conforme; soldas niveladas, cantos arredondados e pré-pintura (stripe coat) — os cantos são o ponto mais frágil do revestimento.
- Janela de aplicação: controlar temperatura ambiente e umidade relativa, com o aço pelo menos 3 ℃ acima do ponto de orvalho, para evitar condensação e má adesão.
- Inspeção de qualidade: medição de filme úmido e verificação magnética de espessura seca (critério SSPC PA 2), ensaio de faísca para detecção de poros e adesão por corte cruzado/tração direta, com a tensão de ensaio ajustada à espessura.
- Interface com proteção catódica e tratamento de água: quando o revestimento é combinado com anodos de sacrifício, verifica-se o potencial de proteção (na água do mar costuma-se medir com referência Ag/AgCl entre −0.80 e −1.05 V), evitando a sobreproteção que danifica o revestimento.
- Rastreabilidade operacional: incluir no livro do equipamento as taxas de cupons/sondas de corrosão, os relatórios semanais de qualidade da água e os registros de ensaio de poros; em caso de extrapolação, investigar primeiro químicos e lodo, e depois o dano do revestimento.
Perguntas frequentes
Se a água de recirculação já recebe inibidores de corrosão e incrustação, ainda são necessários revestimento ou proteção catódica?
Sim, não são excludentes. Os produtos químicos mantêm a taxa de corrosão uniforme dentro dos limites, mas protegem pouco contra a inicição de pites, a corrosão localizada sob crostas e lodo, a erosão e as juntas; o revestimento e a proteção catódica das câmaras de água e das tubulações de recirculação formam a segunda e a terceira barreiras, material e eletroquímica, decisivas em zonas estagnadas, cantos e soldas.
Por que os limites de taxa de corrosão de aço-carbono e inox diferem por uma ordem de grandeza?
A GB/T 50050-2017 fixa <0.075 mm/a para o aço-carbono e <0.005 mm/a para cobre e inoxidáveis porque, uma vez que o inox sofra pites ou corrosão sob tensão em cloretos, a falha é de transpasse e não pode ser medida por «perda média de espessura»; o limite mais rigoroso força a prevenção da corrosão localizada a partir da seleção de material e do controle de cloretos e temperatura.
Por que as câmaras de água dos condensadores preferem epóxi-fenólico em vez de epóxi comum?
As câmaras ficam permanentemente imersas e sujeitas a diferenças de temperatura e a ciclos térmicos de manutenção; o epóxi curado com fenólico (novolac) apresenta melhor resistência à água quente, à temperatura e a produtos químicos que o epóxi comum curado com amina, e um revestimento de 300–500 µm com detecção de poros reduz sensivelmente os pites sob crostas e o risco de vazamento; cantos e soldas ainda exigem pré-pintura reforçada.
Como se quantifica e controla o lodo biológico?
Pela GB/T 50050-2017, o lodo deve ficar em ≤3 mL/m³ (medido pelo método de destaque com biocida) e as bactérias heterotróficas em ≤1×10⁵ CFU/mL. O controle combina oxidantes (cloro residual 0.1–1.0 mg/L, choques intermitentes de biocida) com a rotação de biocidas não oxidantes para evitar resistência, apoiado na vazão mínima para reduzir deposição e na remoção periódica de lodo por purga.
O tanque de resfriamento de concreto vaza e a armadura corrói e expande: como o revestimento resolve?
Primeiro trata-se o substrato: removem-se áreas vazias, decapa-se a corrosão da armadura e vedam-se com flexibilidade trincas e juntas de dilatação; depois aplica-se a camada estanque de selante epóxi + éster de vinila/flocos de vidro, garantindo a secagem e o teor de umidade adequados do substrato e a capacidade da camada de acompanhar o movimento das juntas, avaliando quando convir a substituição por cerâmica resistente ou membranas elásticas impermeabilizantes.
Ainda vale a pena revestir a parede interna das tubulações de recirculação com argamassa de cimento?
Em tubulações de condução de água em que se quer proteger e reduzir incrustação, o revestimento de argamassa protege o aço-carbono por passivação alcalina + isolamento físico e inibe o engrossamento da crosta na parede, com baixo custo e longa vida; a resistência à erosão e a aplicação em temperatura baixa são limitadas, por isso costuma ser combinada com estabilização da água e reparos locais com epóxi, podendo trechos críticos migrar para pintura interna epóxi sem solvente.
Last updated: 2026-09-22
Referências: GB/T 50050-2017 «Código de projeto para tratamento de água de refrigeração industrial em circuito» (taxas de corrosão, limites de qualidade da água e de microrganismos, resistência térmica de depósitos); GB 50049-2011 «Código de projeto de pequenas centrais térmicas», item 13.12 sobre condensadores e instalações auxiliares; Microbially Influenced Corrosion of Steel in Marine Environments: A Review (PMC10535020, 2023, mecanismos de SRB e MIC); SSPC PA 2 (medição magnética de espessura de filme seco).
Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd.