PT690933E - Processo e aparelho para prevenir a corrosao de estruturas metalicas - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO “Processo e aparelho para prevenir a corrosão de estruturas metálicas”

Campo técnico O presente invento refere-se de modo geral a processos e sistemas para prevenir a corrosão de estruturas metálicas.

Antecedente da técnica

Na construção de grandes estruturas metálicas, o aço permanece a escolha económica de materiais. Infelizmente, o aço tem uma tendência para ser corroído ao longo do tempo.

Uma variedade de processos para o controlo da corrosão têm evoluído ao longo dos últimos vários séculos com ênfase particular nos processos para prolongar a vida das estruturas metálicas em ambientes corrosivos. Estes processos incluem, tipicamente, os revestimentos de protecção, os quais são utilizados principalmente para aumentar a resistência à corrosão dos metais ferrosos, tais como o aço e alguns metais não ferrosos, tais como o alumínio, e para evitar a necessidade da utilização de ligas mais caras. Assim os mesmos melhoram o desempenho como reduzem os custos. No entanto, tais revestimentos de protecção têm, tipicamente, diversos perigos.

Os revestimentos de protecção situam-se dentro de duas categorias principais. A maior destas categorias é o revestimento tópico tal como a pintura, que actua como uma barreira física contra o ambiente. A segunda categoria consiste nos revestimentos de sacrifício tais como o zinco ou o cádmio, os mesmos são concebidos para serem corroídos a fim de salvaguardarem o metal de base do ataque. A protecção catódica e os revestimentos são ambos disciplinas de engenharia com a finalidade principal de mitigar e prevenir a corrosão. Cada processo é diferente: a protecção catódica previne a corrosão, pela introdução de uma corrente eléctrica a partir de fontes externas para actuar contra as reacções de corrosão químicas e eléctricas, enquanto que os revestimentos formam uma barreira para prevenir o fluxo da corrente de corrosão ou os electrões entre os

87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 2 ânodos e os cátodos, ou dentro dos pares galvânicos, que ocorrem naturalmente. Cada um destes processos proporciona um sucesso limitado. Os revestimentos representam de longe o processo mais amplamente divulgado de prevenção geral da corrosão (ver a patente US n°. 3 562 124 de Leon et. al, e a patente US n°. 4 219 358 de Havashi et. al.). A protecção catiónica tem, no entanto, sido usada para proteger centenas de milhares de milhas de tubos e de acres de superfícies de aço sujeitas a condições enterradas e de imersão. A técnica da protecção catódica é utilizada para reduzir a corrosão da superfície metálica proporcionando à mesma corrente catódica suficiente para fazer com que a sua velocidade de reacção anódica se torne negligenciável (por exemplo, ver a patente US n°. 3 574 801 de Pryor. a patente US n°. 3 864 234 de Watson. a patente US n°. 4 381 981 de Maes. a patente US n°. 4 863 578 de Webster, a patente US n°. 4 957 512 de Stewart et. al.V O conceito de protecção catódica opera pela extinção da diferença de potencial entre as superfícies locais anódicas e catódicas, através da aplicação de corrente suficiente para polarizar os cátodos para o potencial dos ânodos. Por outras palavras, o efeito da aplicação das correntes catódicas é reduzir a área que continua a actuar como um ânodo, em vez de reduzir a velocidade da corrosão de tais ânodos remanescentes. A protecção completa é conseguida quando todos os ânodos tenham sido extintos. De um ponto de vista electroquímico, isto indica que foram fornecidos electrões suficientes ao metal a ser protegido, de modo que qualquer tendência para o metal se ionizar ou entrar em solução foi neutralizada.

No entanto, existe uma forte divergência de opinião entre os proponentes dos revestimentos de tinta e os proponentes da protecção catódica. Os proponentes dos “revestimentos apenas” estão frequentemente de um lado, descontando as vantagens da protecção catódica, reivindicando que um revestimento bom e bem aplicado é a única protecção necessária para o aço. Por outro lado, os proponentes da protecção catódica reivindicam frequentemente que qualquer estrutura metálica enterrada ou imersa pode ser melhor protegida pela instalação de um sistema de protecção catódico bem projectado. Existem muitas condições em que um tipo de protecção pode ser superior ao outro. No entanto, na maioria das condições que ocorrem mais normalmente, a melhor protecção de corrosão convencional é efectivamente uma combinação de ambos os conceitos. Mas mesmo quando os dois conceitos são combinados ainda ocorrem problemas. 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 3

Os revestimentos de zinco inorgânicos que têm funcionado anteriormente, permitindo uma protecção de sacrifício limitada do zinco incorporado para proporcionar suficientes electrões livres para evitar a remoção de electrões do aço subjacente durante o processo de corrosão. Em condições normais de exposição numa atmosfera industrial, nos Estados Unidos, pode esperar-se que um revestimento de dois mils proteja da corrosão durante de quatro a seis anos, dependendo do tempo. Submerso num ambiente de água salgada, o mesmo revestimento pode proporcionar uma prevenção da corrosão de um a dois anos ao aço subjacente. Quando utilizado para protecção de pontes de auto-estradas tipo suspensas ou fundos de carroçarias de carros, o zinco inorgânico tem provado menor sucesso, devido ao contacto contínuo com iões de cloreto e humidade acelerar o sacrifício do zinco metálico no revestimento e rebentamento de bolhas dos vários revestimentos de topo orgânicos.

A destruição dos revestimentos de topo orgânicos sobre os revestimentos de zinco inorgânico tem sido particularmente severa nos casos em que foi tentada a protecção catódica aplicada simultaneamente. Em geral, o problema do revestimento de topo com revestimentos de topo orgânicos sobre revestimentos de zinco inorgânico tem sido a intrusão eventual de água através do revestimento orgânico, que entra em contacto com o zinco e liberta hidrogénio suficiente a partir do processo de corrosão para rebentar em bolhas do revestimento de topo orgânico. A destruição dos revestimentos de topo orgânicos tem sido particularmente severa nos casos em que foi tentada a protecção catódica aplicada simultaneamente. Quando foi aplicada protecção catódica aplicada ao sistema, o potencial eléctrico provocou a eiectroendomése e o rebentamento de bolhas no revestimento de topo mesmo mais rapidamente do que quando não foi aplicada corrente.

Na corrosão galvânica, os metais que têm condutores ou semicondutores tipo n (películas passivas, incrustações, etc.) estão em risco do ponto de vista do ataque localizado causado pela capacidade das películas de superfície suportarem as reacções catódicas e portanto proporcionarem uma influência galvânica ao processo de corrosão. Isto não é dizer que os materiais condutores ou semicondutores tipo n não estão em risco. O alumínio é uma excepção óbvia, como o são os resultados com películas muito finas (níquel e cobre) que suportam a transferência de electrões por estados de penetração ou superficiais. Pode ser dito, no entanto, que a influência galvânica para a corrosão localizada, quando a mesma ocorre, em sistemas aquosos requer um material de cátodo capaz de suportar a 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 4

redução do Η+. Isto é mais provavelmente o caso para os semicondutores tipo n, para os condutores intrínsecos ou degenerados ou para as películas muito finas.

Os produtos da corrosão, em especial com os sólidos, caem dentro de três categorias diferentes, com base nas suas capacidades para servirem como eléctrodos, sendo estas três categorias os isoladoras, os semicondutores e os condutores. A linha divisória entre as categorias é bastante vaga e um óxido ou sulfeto particular pode apresentar uma gama de condutividade que depende do seu grau de estequiometria.

I

Foi anteriormente mostrado que a corrosão é, em geral, o desenvolvimento de um par galvânico entre locais anódicos (oxidação) e locais catódicos (redução) sobre uma superfície metálica imersa numa solução condutora de compostos ionizáveis, tais como a água do mar. Este par galvânico permite a transferência dos electrões através do metal em corrosão a partir dos iões formados pela oxidação nos locais anódicos para os iões redutores nos locais catódicos. O resultado geral é que o metal é convertido nos seus vários compostos nos ânodos e a redução dos vários iões tem lugar nos cátodos, até todo o metal original ser convertido para um estado de energia químico mais baixo.

Descrição do invento β

Por conseguinte, um objecto do presente invento é proporcionar um processo para prevenção da corrosão das estruturas metálicas pela utilização de tecnologia de semicondutores sem ânodo externo, sem electrólito e sem fluxo de corrente.

Um objecto adicional do presente invento é proporcionar um sistema para a protecção de estruturas metálicas da corrosão, em que o sistema proporciona protecção de longa duração, sendo requerida a mínima manutenção do sistema.

Ainda um objecto adicional do presente invento é proporcionar um sistema e um processo para prevenção da corrosão das estruturas metálicas, as quais estão quer submersas em água, expostas ao ar quer a uma combinação de ambas.

Um outro objecto do presente invento é proporcionar um sistema e um processo para prevenção da corrosão de estruturas marítimas, os quais funcionam também para evitar as incrustações das estruturas por organismos marinhos. 5 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ

Estes e outros objectos são satisfeitos pela descoberta de um sistema para prevenção da corrosão de uma superfície ou superfícies de uma estrutura metálica em contacto com um ambiente corrosivo, que compreende: (a) um revestimento de silicato de zinco condutor em contacto condutor com, pelo menos, parte da superfície exterior da estrutura metálica, em que o revestimento de silicato de zinco condutor forma uma camada interfacial entre a superfície exterior e o ambiente corrosivo: e (b) meios para conferir uma polarização negativa líquida à estrutura metálica, em que os meios compreendem meios de fornecimento de energia, tendo um terminal negativo, acoplado directamente à estrutura metálica, e um terminal positivo, acoplado a uma porção da estrutura metálica, afastado do terminal negativo, por meio de um condensador ou resistência; e a descoberta de um processo para prevenção da corrosão de uma superfície de uma estrutura metálica em contacto com um ambiente corrosivo, compreendendo o dito processo: a indução e a manutenção de uma polarização electrostática negativa líquida na dita estrutura metálica, em que a dita superfície da dita estrutura metálica tem um revestimento de silicato de zinco condutor, de tal modo que o dito revestimento de silicato de zinco está em contacto condutor com, pelo menos, parte da dita superfície e forma a camada interfacial entre a dita superfície e o dito ambiente corrosivo, em que a dita polarização electrostática negativa liquida é suficiente para prevenir a corrosão da dita superfície, que tem o dito revestimento de silicato de zinco condutor sobre si. Descrição resumida do invento

Será facilmente obtida uma apreciação mais completa do invento e muitas das vantagens derivadas do mesmo, à medida que o mesmo é melhor compreendido por referência à descrição pormenorizada que se segue, quando considerada em ligação com as figuras anexas, nas quais: a FIG. 1 mostra uma representação esquemática do revestimento do presente invento sobre uma estrutura de ferro; 6 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ a FIG. 2 mostra uma representação esquemática da estrutura microporosa do revestimento do presente invento; e as FIGS. 3 a 8 mostram as configurações do aparelho utilizado para obter os dados apresentados na Tabela II abaixo.

Melhor modo de realização do invento O presente invento refere-se a um sistema para prevenção da corrosão de uma superfície ou superfícies de uma estrutura metálica em contacto com um ambiente corrosivo, tendo a dita estrutura uma superfície exterior, compreendendo o dito sistema: (a) um revestimento de silicato de zinco condutor em contacto condutor com, pelo menos, parte da dita superfície exterior, em que o revestimento de silicato de zinco condutor forma uma camada interfacial entre a superfície exterior e o ambiente corrosivo; e (b) meios para conferir uma polarização negativa líquida à estrutura metálica, em que os ditos meios compreendem meios de fornecimento de energia, tendo um terminal negativo acoplado directamente à dita estrutura metálica e um terminal positivo acoplado a uma porção da dita estrutura metálica, afastado do terminal negativo, por meio de um condensador ou resistência. O presente invento refere-se ainda a um processo de prevenção de corrosão, que compreende: 1) a limpeza da superfície externa de uma estrutura metálica; 2) o revestimento da superfície externa com revestimento à base de silicato de zinco inorgânico; e 3) a indução e manutenção de uma polarização negativa na estrutura metálica. O presente sistema compreende dois componentes independentes: (1) o revestimento à base de silicato de zinco, e (2) meios para conferirem uma polarização negativa liquida à estrutura metálica à qual o revestimento é aplicada. 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 7

Em geral ο revestimento à base de silicato de zinco é aplicado à superfície metálica após a mesma ter sido limpa, de preferência, por decapagem com grenalha com um acabamento de decapagem comercial. Quando uma superfície metálica é limpa por decapagem por grenalha ou por processos comparáveis, a superfície terá numerosos risco ou entalhes desde 0,1 mil até vários mil de profundidade. O revestimento à base de zinco do presente invento deve ser aplicado a uma profundidade de, pelo menos, 2 mil maior do que os picos formados pela decapagem do metal, de preferência, de 2 a 10 mil de espessura, mais de preferência, 7 a 9 mil de espessura.

I O revestimento à base de silicato de zinco do presente invento pode ser o mesmo revestimento que o descrito na patente US n°. 5 009 757 de W. Riffe. Os blocos de construção básicos do revestimento de zinco inorgânico são a sílica, o oxigénio e o zinco. Na forma líquida, os mesmos são moléculas relativamente pequenas de silicato metálico, tal como o silicato de sódio ou o silicato orgânico, tal como silicato de etilo. Essencialmente, estes materiais monoméricos são reticulados numa estrutura de sílica-oxigénio-zinco, a qual é o formador ou ligante de película básico para todos os revestimentos de zinco inorgânicos. Os revestimentos de zinco inorgânicos adequados para utilização no presente invento são os vários tipos de silicatos alcalinos ou silicatos hidrolizados alcalinos disponíveis comercialmente. Uma tal tinta disponível comercialmente é a Carbozinc D7 WB™, fabricada por Carboline, Inc. 6

Essencialmente existem três estágios na formação do revestimento de zinco inorgânico. A primeira reacção é a concentração dos silicatos no revestimento por evaporação, após o revestimento ter sido aplicado à superfície. À medida que o solvente se evapora, as moléculas de silicato e o óxido de zinco entra em contacto próximo e ficam numa posição para reagirem entre si. Esta evaporação inicial do solvente proporciona a deposição primária da película na superfície da estrutura metálica. A evaporação pode ser realizada por quaisquer meios adequados, tais como a aplicação de calor, ar forçado sobre a superfície, ou evaporação natural. A segunda reacção é a oxidação dos zinco e do metal ferro, a qual inicia a reacção dos óxidos de zinco e de ferro com a molécula silicato para formar um polímero de silicato de zinco. A terceira reacção é a finalização da reacção da película pela formação contínua de iões de zinco, os quais reagem para aumentarem o tamanho do 8 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ polímero de silicato de zinco e reticulam o mesmo numa estrutura tridimensional muito insolúvel e resistente. Esta reacção continua indefinidamente ao longo da vida do revestimento, alcançando um nível de utilização da reticulação dentro de um a três dias. Uma tal estrutura está mostrada esquematicamente na FIG. 1. Uma tal formação de uma película fina e coerente é uma reacção relativamente única na química inorgânica, uma vez que os materiais inorgânicos não formam em geral películas finas coerentes. A única outra película inorgânica é a formada pela fusão de material inorgânico num metal básico, a fim de criar um esmalte cerâmico.

Antes da aplicação, o revestimento de silicato de zinco inorgânico deve conter, de preferência, não mais do que 75% de poeira ou pó de zinco. Durante a secagem da película, o conteúdo de zinco na película seca deve ser de, pelo menos, 80% em peso, de preferência, 80 a 92%, com maior preferência, 85 a 89% em peso. Se o conteúdo de zinco da película seca é maior do que 92%, a integridade da película é afectada negativamente. O desenvolvimento das propriedades semicondutoras do óxido de zinco parece ser conseguido através da modificação da rede cristalina. A rede do óxido de zinco puro consiste num arranjo periódico dos iões de zinco e oxigénio (ZnO). As cargas destes iões constituem a ligação tónica forte da estrutura cristalina e não estão disponíveis para condução. Sem electrões livres, a condutividade eléctrica é baixa e o material é um isolador. Um processo de desenvolvimento das propriedades semicondutoras no óxido de zinco é pela inclusão de átomos de zinco intersticiais no óxido de zinco, os quais foram parcialmente reduzidos por reacção com agentes de redução, tais como o monóxido de carbono ou hidrogénio a temperaturas elevadas (aproximadamente 400 a 900°C). Cada átomo de oxigénio durante a remoção liberta um átomo de zinco e dois electrões. O átomo de zinco move-se para o espaço vazio entre os átomos de oxigénio, assim a designação de “átomo intersticial”. A carga nesse átomo e a disposição dos electrões tem sido o sujeito da controvérsia entre os investigadores por cerca de uma metade de século. Parece que o átomo de zinco intersticial pode portar quantidades variáveis de carga (Zn, Zn+ e Zn++), dependendo principalmente da temperatura, por conseguinte, varia o número de electrões livres. À temperatura ambiente, por exemplo, o átomo pode estar presente como Zn+, deixando um electrão livre para servir de portador de carga. O ião de zinco intersticial Zn+ (denominado “zinco em excesso”) contribui para a condutividade eléctrica do cristal; de facto, alguns investigadores equacionam tal condutividade com concentração do excesso de zinco. 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 9

Deve ser notado que o campo eléctrico interfacial, gerado no sistema do presente invento não é devido a qualquer tensão aplicada externamente, em vez disso o mesmo é incluído num semicondutor metálico. As superfícies metálicas incluem camadas de dipólos positivas, quando as mesmas fazem a interface com os semicondutores adequadamente dopados para formarem metal e semicondutores de metal e estruturas semicondutoras metal-óxido (isolador). Estas camadas de carga de espaço interfacial num campo eléctrico incluído e provocam a dobragem das bandas de energia electrónicas. A dobragem de banda líquida é definida como a barreira electrónica activa. A mesma pode ser adicionada de modo que pela selecção do material de revestimento semicondutor para uma superfície metálica, pode-se pensar nas barreiras tanto passivas tradicionais como activas novas. A superfície metálica pode também desenvolver uma camada dipolar carregada positivamente e a barreira electrónica activa associada numa configuração de metal-óxido (isolador)-semicondutor p (MOS) A barreira electrónica activa inibe a transferência líquida dos electrões a partir da superfície metálica para as espécies de oxidação, que resultam numa probabilidade mais baixa de oxidação/corrosão. Adicionalmente, a barreira electrónica pode auxiliar em regiões que têm microporos e orifícios de alfinete na camada de semicondutor. Nestas regiões espera-se um campo eléctrico finito (devido a efeitos de franjas de campo) para retardar a transferência dos electrões.

O zinco metálico coberto com o óxido de zinco parece comportar-se como um díodo, uma vez que os electrões se deslocam mais facilmente do metal de base para o óxido do que os mesmo o fazem a partir do óxido para o metal de base. No caso de um revestimento de silicato de zinco inorgânico do presente invento, quaisquer electrões que se deslocam do substrato de aço devem atravessar uma camada de óxido de ferro, fazer a transferência para uma camada de silicato de ferro, e passarem através de uma camada de silicato de zinco para entrarem no metal de zinco. No entanto, a corrosão superficial na interface de sólido-líquido pode ocorrer se os iões de zinco entrarem no líquido a partir do zinco metálico na superfície. Para fazer isso, os electrões devem partir do óxido de zinco no foco anódico e deslocarem-se para as áreas catódicas através de camadas de óxido de zinco/silicato de zinco.

Para inibir a corrosão do zinco metálico na superfície de revestimento, a abordagem convencional seria proporcionar um excesso de electrões na superfície 10 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ de zinco, fornecendo um ânodo externo, o qual é de sacrifício galvânico ou o qual fornece um contador de potencial aplicado electricamente e de fluxo de corrente para o do metal em corrosão. O processo do presente invento proporciona meios alternativos de controlo de corrosão prevenindo o fluxo dos electrões do zinco de ionização para a interface de superfície/água. Isto é feito prevenindo o fluxo dos electrões dos locais anódicos de corrosão para os locais catódicos e estabelecendo um fluxo de corrente diminuto interno ao revestimento de silicato de zinco inorgânico. No processo de corrosão, os electrões e os iões de zinco iniciais são gerados a partir do zinco intersticial comum ao óxido de zinco. No entanto, a substituição continuada destes materiais pode vir do metal de zinco através do óxido de zinco semicondutor tipo n. Na ligação entre o óxido de zinco na poeira de zinco e a ligação através do silicato de zinco/silicato de sódio/silicato de ferro/óxido de ferro para o ferro de substrato no aço existe uma actividade semicondutora n-p-p.

Quando um diodo de junção pn é polarizado negativo (-) no lado p e positivo (+) no lado n, será inibido o fluxo de corrente. Para os díodos convencionais de silício, o fluxo de corrente cai abaixo de 1,0 μΑ. Isto estabelece simultaneamente um capacitância na região esgotada da junção de cerca de 40 pF. São obtidos valores muito semelhantes no presente sistema. Isto é possível porque se o metal de substrato é polarizado negativo num circuito capacitivo, a junção pn do revestimento de silicato de zinco inorgânico verá uma carga positiva a partir do movimento inicial dos electrões intersticiais para a interface superfície/água. Assim o lado p vê um potencial negativo e o lado n vê um potencial positivo e a corrente de corrosão cessa excepto para uma quantidade muito ligeira de “corrente de retorno”. Isto pode ser pensado como mecanismo de semi-autopolarização. Bloqueando o fluxo dos electrões para a superfície de revestimento, a corrosão de sacrifício do zinco, típica dos revestimentos de silicato de zinco inorgânico, é inibida, e a vida do revestimento é grandemente prolongada sem redução na protecção da corrosão conseguida do substrato metálico. O sistema do presente invento difere substancialmente dos processos de controlo da corrosão anteriores, porque o mesmo elimina as reacções químicas de oxidação/redução, nem através da simples substituição de electrões, como nos sistemas de protecção catódicos convencionais, nem pela exclusão dos reagentes químicos, como nos revestimentos de tinta convencionais, mas pela supressão electrónica do fluxo de corrente de interface, essencial à corrosão. Isto constitui o 11 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ corte total com a prática anterior, devido a não existir película de tinta a sofrer a degradação atmosférica contínua ao ponto da mesma já não proporcionar isolamento de protecção â estrutura subjacente. A poeira de zinco do revestimento do presente invento forma uma junção pn, em que a interface de metal de zinco e de óxido de zinco, tonando-se o óxido de zinco num semicondutor tipo n e tomando-se o metal de zinco um semicondutor tipo p. Isto forma efectivamente um transístor de efeito de campo (FET). O revestimento completo está esquematicamente mostrado na FIG. 2. A FIG. 2 mostra a natureza porosa do revestimento de silicato de zinco (4) do presente invento. As películas de zinco (1) são cobertas por uma camada de óxido de zinco (2) com as várias películas revestidas por óxido rodeadas por um ligante de silicato de metal pesado insolúvel (3). Na interface (5) entre o revestimento e a estrutura metálica, encontra-se uma camada de silicato de metal insolúvel, a qual, no caso de uma estrutura de aço, deve ser uma camada de silicato de ferro insolúvel. A estrutura do revestimento de silicato de zinco do presente invento parece-se com um transístor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico (MOSFET). Todos os transístores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico (MOSFET) são materiais tipo “n" ou “p”. Um MOSFET não tem contacto eléctrico entre a fonte e o dreno. Uma camada de isolamento tipo vidro separa o contacto metálico da porta do resto da estrutura. O mesmo opera como se segue: numa junção “p-n” existe uma barreira de carga espacial. Esta região de carga espacial é uma, na qual a densidade portadora normal é esgotada pelos requisitos termodinâmicos para equilíbrio na junção. Se a região de carga espacial inclui uma grande fracção da amostra, os meios de modulação da resistência dessa amostra estão facilmente disponíveis, uma vez que através da variação da tensão na junção, pode ser variada a largura da região de carga espacial através de um limite bastante amplo. Aumentando a tensão adequada na porta pode-se diminuir a secção transversal da região condutora através da qual pode fluir a corrente da fonte para o dreno. Porque é difícil prolongar a barreira de carga espacial ao longo de grandes distâncias (maiores do que 0,01 cm), tais dispositivos devem ser pequenos ou divididos em regiões pequenas tais que a barreira de carga espacial se possa prolongar ao longo de toda a região condutora. A distribuição potencial das várias tensões aplicadas na porta segue a equação de Poisson: 12 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ d2V/dx2 = 4πρ(χ)/κ em que ρ é a densidade de carga espacial no ponto x, V é o valor do potencial V0 a tensão “constritiva” (“pinch-off”) e κ é o inverso do raio de atmosfera iónica, 1/k, em que o raio da atmosfera iónica é definida como a distância da superfície carregada na solução, dentro da qual a maior porção das interacções eléctricas com a superfície são consideradas ocorrer. O raio da atmosfera iónica é também conhecido como a distância de Debye e tem espessura efectiva da camada eléctrica dupla. O sistema do presente invento obtém as pequenas regiões requeridas em virtude da dimensão das partículas de poeira de zinco, as quais têm de 0,0007 a 0,0014 cm de diâmetro com cerca de 0,0001 cm de espessura de porta. O revestimento do presente invento é um p metálico adjacente a um n óxido, rodeado e isolado por um silicato. Toda a estrutura actua como se fosse uma “porta” de substrato de aço, a partir da qual pode ser aplicado um campo. Com os processos de protecção de sacrifício convencionais, o zinco contido no revestimento esgota-se eventualmente a partir da matriz resultante na falha final do revestimento e o aço de substrato começa a ser corroído. O esgotamento do zinco é causado pela perda dos electrões através da camada de óxido de zinco e a perda dos iões de zinco.

Existe uma grande evidência da natureza semicondutora do revestimento de silicato de zinco do presente invento. Normalmente, quando se aumenta a temperatura dos metais, a resistência aumenta. No entanto, quando o revestimento de silicato de zinco do presente invento é aquecido, a sua resistência diminui, muito como um semicondutor típico, no qual o calor afecta o movimento dos orifícios e electrões intersticiais e assim aumenta o fluxo da corrente.

Além disso, quando o silicato de zinco é substituído para o condensador num circuito R-C disposto em série, o revestimento apresenta as características de um diferenciador, indicando o seu efeito capacitivo de junção pn.

Num FET convencional, à medida que a frequência de um sinal aplicado aumenta, o fluxo da corrente através da porta do FET aumenta, devido à incapacidade do tempo de relaxação do condensador num circuito CR para ter tempo suficiente para provocar que o bem conhecido “efeito constritivo” ocorra na 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 13

porta do FET. No presente sistema, quando a frequência de um sinal aplicado através do revestimento do presente invento é aumentado a resistência diminui, aumentando assim o fluxo da corrente. 9 Φ

No entanto, num FET tradicional, se a porta do FET detecta um campo externo, as dimensões da zona de elevada impedância no transístor do FET aumentam e o fluxo dos orifícios ou electrões através dessa vizinhança é severamente limitado ou cessa mesmo inteiramente. Efeitos semelhantes podem ser vistos com o revestimento do presente invento. No revestimento de uma chapa de aço com o revestimento de silicato de zinco do presente invento e ligando a chapa revestida não carregada a dispositivo de medição eléctrico, que contém um circuito FET, por meio de uma ponta de contacto, o dispositivo de medição eléctrico indica um fluxo de electricidade através do circuito FET interno do dispositivo de medição eléctrico. Ao ser aplicada uma carga estática na chapa metálica revestida, com uma vareta carregada electroestaticamente, o dispositivo de medição indica imediatamente sem fluxo de corrente, uma vez que os electrões proporcionados pela vareta carregada estão a aplicar-se sobre o circuito FET interno do dispositivo de medição eléctrico e provocando que a porta do FET “constrinja" o fluxo de corrente. No entanto, se a estrutura de aço revestida é polarizada por uma fonte externa tal como uma bateria, as películas de óxido de zinco/zinco do revestimento de silicato de zinco são vistas funcionar, sob a polarização, como se as mesmas fossem um grande número de FET diminutos e, desse modo, bloqueiam o fluxo dos electrões a partir da vareta para o dispositivo de medição eléctrico, através da chapa de aço revestida, permitindo assim ao circuito de FET interno do dispositivo de medição eléctrico mostrar o fluxo de corrente de novo.

Quando um sistema de sacrifício convencional entra em contacto com água ou humidade no ar, a camada de óxido no zinco é penetrada e começam as células de corrosão anódica. Os electrões deixados para trás pelos iões de zinco migram através da camada de óxido para os locais de redução da superfície. A fim de deter a corrosão/ionização na interface zinco/óxido de zinco deve ser reduzida a deslocação dos electrões. Isto é conseguido no presente invento pela aplicação de uma polarização negativa líquida através do sistema. Quando este campo de polarização é aplicado ao aço do substrato, a camada de óxido está fechada ao fluxo dos electrões e, consequentemente, não podem ser produzidos iões e cessa a corrosão. Assim a polarização no substrato faz com que o revestimento actue como uma barreira ao fluxo de electrões e reduz a corrosão das partículas de zinco por 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 14

diversas ordens de grandeza em relação aos sistemas de revestimento convencionais. #

Os silicatos são em si próprios inibidores de corrosão naturais. No entanto, se for apenas baseada na presença dos silicatos para prevenir a corrosão, na ausência substancial do zinco e do óxido de zinco, um tal revestimento permaneceria por apenas uma questão de dias, devido à elevada solubilidade do silicato. No entanto, uma das vantagens obtidas pela presença dos silicatos na formulação do presente invento tira vantagem da sua propriedade de inibição de corrosão natural, principalmente no caso de uma perda de energia para os meios para conferirem uma polarização negativa à estrutura metálica. Num tal caso, o revestimento do presente invento deve proporcionar ainda protecção até a energia ser restabelecida, sendo a protecção aumentada pela presença da capacidade de inibição da corrosão natural do silicato. A estrutura metálica do presente invento pode ser qualquer estrutura metálica a necessitar de protecção da corrosão. Os exemplos de tais estruturas metálicas incluem as partes metálicas dos veículos, pontes, mecanismos de acoplamento de caminhos de ferro, recipientes, tubos e torres metálicas. Os exemplos das partes metálicas de veículos incluem as partes metálicas dos veículos tais como automóveis, aviões, comboios, veículos militares terrestres, tais como tanques e navios e outros veículos marítimos. Como exemplos dos recipientes são os recipientes das refinarias, os silos de armazenagem e os reservatórios de armazenagem. A quantidade de corrente que passa do aço através do sistema de silicato de zinco inorgânico é diminuta. Alguma ideia da grandeza pode ser obtida a partir de uma analogia com a transferência de corrente de um tubo de aço condutor para a água adjacente.

Uma corrente que flui em tubos que contêm água não provoca normalmente corrosão acelerada no interior do tubo. A elevada condutividade eléctrica do CN comparada com a água ou a água salgada torna praticamente impossível de gerar correntes de corrosão através da interface tubo/água, a as quais sejam suficientes para acelerar a corrosão. Por exemplo: a resistência de qualquer condutor por unidade de comprimento iguala p/A, em que péa resistividade e A é a área transversal. Assim a relação entre a corrente que passa por um tubo metálico comparada com a que passa pela água, que o mesmo contém, é igual a 87 205

ΕΡ 0 690 933/ΡΤ pwAm/pmAw, em que os índices w e m referem-se à água e ao metal, respectivamente. Para o ferro pm é cerca de 10'5Q/cm e para a água potável pw pode ser 104Ω/ούι. Assumindo que a área em secção transversal da água é 10 vezes a da tubo de aço, vê-se que se a corrente que flui através do tubo é 1A, apenas cerca de 10'8 flui através da água. Esta pequena corrente que deixa o tubo e que entra na água provoca corrosão negligenciável. Se, em vez disso, é transportada água salgada com pm = 20Q/cm, a relação entre a corrente levada pela água e a corrente levada pelo tubo é 2 x 10'5, indicando que mesmo neste caso a maior parte da corrente é levada pelo tubo metálico e existe muito pouca corrosão de corrente parasita na superfície interna do tubo.

Deve ser notado que a resistividade em água doce é 104 ohm e para a água salgada é apenas 20 ohm/cm e ainda a transferência de corrente a partir do aço muito condutor para a água é proporcionalmente 10'5. No caso da estrutura do revestimento de silicato de zinco inorgânico, a resistência é muito maior, como está mostrado no tabela abaixo.

TABELA I

Concentração de poeira de zinco em função da resistividade % de poeira de zinco por peso Resistividade em 100 ohm/polz 95 12,7 90 4,0 85 2,5 80 10,5 75 290 70 1900 65 11 000 limpa 150 000

Os valores que utilizam o sistema do presente invento, quando medidos à massa a partir do sistema do presente invento, quando submersos eram 0,01 μΑ (108 A) ou quase o equivalente para a transferência da corrente a partir de um tubo condutor para a água que passa adjacente. O revestimento do presente invento pode prevenir a corrosão de quatro modos distintos: três processos convencionais e um quarto mecanismo de origem electroquímica, o qual é o fundamento do presente invento. No primeiro processo

87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 16 convencional, ο revestimento de silicato de zinco actua como um revestimento de barreira típico, que previne que a humidade alcance o substrato revestido. Em segundo lugar, quando existem vazios adjacentes ao substrato e a humidade penetra efectívamente através dos mesmos, estes vazios livres de silica funcionarão como um inibidor como se segue. O zinco pode contribuir para a inclusão de sílica em situações que se aproximam das em que é útil como um inibidor de corrosão e a alcalinidade não é controlada (pH maior do que ou igual a 8) Sob estas condições, pensa-se que ocorrem as seguintes reacções químicas.

Na2Si03 + 2H2C03 = 2NaHC03 + H2Si03 5Zn"2 + 2HC03- + 80H' = 2ZnC03.3Zn(0H)2 + 2H20 2ZnC03*3Zn(0H)2 + 3H2Si03 = 2ZnC03*3ZnSi03 + 6H20

Assim, sob condições alcalinas o fluido permeado é básico na interface revestimento/zinco e não existe interrupção da reacção química.

No terceiro processo convencional o zinco dentro do revestimento actua como um metal de sacrifício para proporcionar protecção catódica, como descrito anteriormente. O mecanismo mais provável da protecção catódica do aço e água salgada é um número suficiente dos electrões a partir de uma fonte externa preferida para acomodar uma reacção catódica, tal como a redução do oxigénio e a evolução do hidrogénio, ao longo de toda a superfície do metal a ser protegido. Na ausência de protecção catódica, os electrões que reagem com o oxigénio nas superfícies catódicas devem ser fornecidos pela corrosão nas zonas anódicas (superfície de substrato metálico). Como são fornecidos electrões adicionais a partir de uma fonte externa, a reacção de redução é acomodada por estes electrões adicionais e menos são requeridos dos ânodos originais. Isto faz com que alguns dos ânodos originais sejam convertidos em cátodos e assim a corrente que atinge as superfícies catódicas a partir dos ânodos remanescentes diminui à medida que a corrente externa aumenta, de modo que a densidade da corrente catódica total não se altera substancialmente até que todos os ânodos estejam extintos e a densidade da corrente aumenta em todas as superfícies metálicas.

Nos três processos convencionais de prevenção da corrosão explicados acima, a ideia é prevenir um par galvânico pela recusa do excesso de humidade 17 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ aceder à superfície metálica, utilizando películas de tinta altamente impermeáveis. Em segundo lugar, os inibidores podem ser utilizados para interromper as reacções químicas nos locais de corrosão e em terceiro lugar, podem ser sacrificados por oxidação alguns outros metais para proteger o metal mais desejado do substrato da corrosão.

No entanto, o processo do presente invento baseia-se num quarto mecanismo de origem electroquímica, que nunca foi explorado, para controlar a corrosão. O presente processo baseia-se na interrupção do fluxo dos electrões dos locais de ionização anódicos através do metal para os locais catódicos de redução. Assim, se é impossível para um átomo metálico, numa matriz metálica, perder um electrão, então a ionização cessará quando um certo nível de carga negativa é estabelecida dentro do metal. Nos sistemas de protecção catódicos aplicados convencionais existe um dilúvio de electrões introduzidos a partir de alguma fonte externa, de modo que toda a superfície metálica se torne catódica. Ao fazer isso, existe uma redução em progresso dos iões positivos na solução adjacente de tal modo que todos os gases são desenvolvidos e vários precipitados deixam a solução. O maior inconveniente de tal protecção catódica é que é requerido um fornecimento abundante e continuo de electricidade.

No sistema do presente invento, é estabelecida uma polarização electricamente negativa dentro do revestimento de silicato de zinco inorgânico sobre o substrato metálico, pela aplicação da carga ao substrato. Porque a matriz de revestimento é condutora, é induzido um campo de carga dentro do componente metálico de zinco do pó de zinco. O zinco/óxido de zinco forma uma junção pn fraca, na qual a carga aplicada e a ligeira ionização superficial causa uma polarização inversa, com o resultado de que a transferência dos electrões do zinco/zinco de óxido para os locais de redução é efectivamente bloqueada. Uma carga negativa é assim desenvolvida no metal de Zn do revestimento, tendo o revestimento uma carga positiva parcial geral comparada ao metal de base e a corrosão cessa. Isto difere substancialmente da protecção catódica, em que aos electrões é recusado o acesso à interface revestimento/água, em vez de serem proporcionados em excesso, e a carga eléctrica aplicada é estática, em oposição a ter um fluxo de corrente.

Uma vantagem significativa, obtida no presente invento é que pela inibição da corrosão do zinco dentro da matriz do revestimento de silicato de zinco inorgânico, a vida do revestimento será prolongada de modo a ser muitas vezes 18 07 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ mais longa do que a dos sistemas de protecção de revestimento de silicato de zinco convencionais. Embora isto deva ser possível de conseguir debaixo de água através da aplicação da corrente catódica, deve ser requerida corrente substancial e deve ser muito difícil controlar. Além disso, um tal sistema catódico não daria benefício para a protecção de estruturas acima da água, em que não existe essencialmente o par galvânico. O processo do presente invento funciona internamente no revestimento e previne assim a corrosão atmosférica onde o meio de corrosão não é nada mais do que a humidade no ar que é insuficiente para permitir a protecção catódica. Isto torna-se extremamente importante na protecção de tais superfícies como as superfícies internas dos navios modernos, em que as concepções para proporcionarem resistências aumentadas têm concomitantemente áreas propensas à corrosão aumentadas, e na protecção de partes de automóveis, pontes, aviões e comboios.

Por exemplo, o processo do presente invento pode ser utilizado para proteger as superfícies internas dos navios modernos em que a condensação é mais corrosiva devido ao seu alto teor salino e em que, ao mesmo tempo, existe insuficiente humidade para os sistemas de protecção catódicos funcionarem. Sem a polarização negativa aplicada do presente invento, o zinco no revestimento de silicato de zinco inorgânico deve rapidamente ser lixiviado e ser erodido pelo fluxo do condensado para o fundo do casco. No entanto, quando da aplicação de uma polarização electricamente negativa ao substrato metálico a lixiviação é efectivamente parada.

Além disso, a carga sobre o aço de substrato do navio, não provoca interferência maior aos circuitos electrónico a bordo do navio que o acendimento de uma lâmpada dentro do navio nem deve produzir um sinal detectável aos dispositivos de detecção hostis, uma vez que o campo não irradia de modo perceptível para além do revestimento. As características de absorção do zinco são bem conhecidas e são frequentemente utilizadas em protecção EM (electromagnética) e invólucros de circuitos electrónicos. Assim, não deve existir radiação EM mensurável a partir das estruturas baseadas em terra às quais o presente sistema é aplicado.

No presente sistema, apesar da protecção catódica aplicada, não existe virtualmente fluxo de corrente. Em vez disso, o substrato metálico está carregado electrostaticamente da mesma maneira do que na carga capacitiva, e o substrato metálico e os óxidos de zinco são polarizado de modo inverso à maneira dos

87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 19 semicondutores ρη ou ηρη, de modo que o fluxo da corrente cessa virtualmente. Devido ao campo eléctrico ser interno ao revestimento e à estrutura, existe pouca atracção osmótica dos hidróxilos dentro dos revestimentos de topo orgânicos, os quais podem ser aplicados, nem existe qualquer acréscimo de desenvolvimentos calcários nas superfícies submersas, como com os sistemas de protecção catódicos aplicados.

Os meios para conferirem uma polarização negativa líquida no presente invento, podem ser quaisquer meios capazes de proporcionarem uma polarização negativa líquida suficiente para provocar o fluxo de electrões líquido para favorecer o fluxo de electrões dentro do metal de substrato, em vez de fora do metal de substrato. Os meios adequados para conferirem a polarização negativa líquida incluem meios de fornecimento de energia (DC) de corrente contínua, tais como baterias, de preferência, baterias de 12 V e células solares e meios de fornecimento de energia (AC) de corrente alterna. Os meios de fornecimento de energia utilizados fornecem, de preferência, uma tensão de 0,5 a 30 V, mais de preferência, de 10 a 20 V. Os meios de fornecimento de energia do presente invento têm um terminal negativo directamente acoplado à estrutura metálica a ser protegida. O terminal positivo dos meios de fornecimento de energia está acoplado à estrutura metálica por meio de um condensador ou resistência, a uma porção da estrutura metálica afastada da ligação do terminal negativo. Uma vez que o presente invento não se baseia na criação do fluxo de corrente, o qual cai à medida que a distância entre os terminais aumenta, a distância entre os terminais não é crítica, desde que os terminais positivo e negativo não se toquem entre si e curto-circuitem o fornecimento de energia. A ligação do terminal positivo é, de preferência, feita numa localização na estrutura metálica de 0,01 metro a 30 metro a partir da localização da ligação do terminal negativo, mais de preferência, de 5 a 10 metro da localização da ligação do terminal negativo. A fonte para a polarização negativa líquida pode ser quer uma corrente contínua quer uma corrente alterna, dependendo da aplicação desejada. Em aplicações para estruturas metálicas, as quais não estão em contacto com corpos de água, é preferido utilizar uma polarização negativa em todas as ocasiões, a fim de prevenir a corrosão e prolongar a vida do revestimento. No entanto, para utilizações debaixo de água, é vantajoso utilizar uma polarização alterna, na qual a polarização negativa é aplicada durante 70 a 100% do ciclo, de preferência, maior do que 85% do ciclo, utilizando 0 a 30%, de preferência, menos do que 15% do ciclo polarização positiva. A utilização de uma polarização alterna desta maneira 20 Θ7 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ proporciona os benefícios de anticorrosão do presente invento em conjunto com as características antivegetativas do revestimento do presente invento, descritas na patente US 5 009 757. O processo do presente invento é auto-protector para a vida do sistema. Não existem correntes ou potenciais para monitorizar e controlar periodicamente, como seria o caso num sistema de protecção catódico convencional. Além disso, não existe a possibilidade que o presente sistema possa sair do controlo e danificar severamente as estruturas de suporte, tal como pode ocorrer num sistema de protecção catódico aplicado. A única redução efectiva na vida do revestimento viria, por conseguinte, da abrasão originada pelo vento e pela água. Uma vez que a resistência à abrasão do revestimento é algo melhor do que a galvânica, a expectativa de vida do revestimento pode ser prolongada para a gama de várias décadas.

Tendo descrito de modo geral este invento, pode ser obtida uma compressão adicional pela referência a certos exemplos específicos, os quais são proporcionados para fins apenas de ilustração e são se destinam a ser limitativos a não ser que especificado de modo diferente.

EXEMPLOS A fim de demostrar o efeito da polarização negativa tanto de conjuntos ligados à massa como não ligados à massa, de acordo com o presente invento, fora feitas as experiências seguintes.

Chapas de 3/16” de aço macio, as quais foram decapadas por jacto de areia e revestidas com 0,004” do revestimento de silicato de zinco inorgânico do presente invento, foram fixas a eléctrodos e colocadas em tanques cheios com água e adicionado sal das cozinhas comum até à mesma concentração do que a da água do mar. A chapa a ser polarizada negativamente, de acordo com o presente invento, foi ligada a uma bateria de 12 V DC, com um condensador de 1,0 pF entre a chapa θ o terminal positivo da bateria, como mostrado nas FIGS. 3 a 8.

As FIGS. 3 a 8 mostram as configurações utilizadas para obter os dados apresentados no Tabela II. Em cada caso é utilizada uma chapa ligada à massa, preparada da mesma maneira do que a chapa polarizada, com a chapa ligada à massa, ligada através de um fio de cobre comprido à massa. A FIG. 3 mostra a 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 21

configuração utilizada para colocar uma polarização negativa com ligação à massa na chapa de amostra, que utiliza uma carga catódica aplicada. A FIG. 4 mostra a configuração utilizada para proporcionar uma polaridade negativa ligada à massa na chapa de amostra, que utiliza uma carga anódica aplicada. As FIGS. 5 e 6 mostram as configurações utilizadas para impor uma polarização negativa não ligada à massa na chapa de amostra, que utiliza cargas catódicas e anódicas aplicadas, respectivamente. As FIGS. 7 e 8 mostram as configurações para impor uma polarização positiva não ligada à massa na chapa de amostra, que utiliza cargas catódicas e anódicas aplicadas, respectivamente. Os resultados obtidos estão apresentados no Tabela II. A pilha seca utilizada para aplicar os potenciais anódicos e catódicos nos conjuntos polarizados produziu 1,6 V DC, 0,8 V DC é o valor normalmente aceite para a supressão do aço/zinco em água salgada. Os valores μΑ anexos relatados foram aproximados a partir desse valor em comparação com a bateria de pilhas secas de 1,603 V DC.

TABELA II

Conjunto ligado à massa Conjunto não ligado à massa Potencial Polarização negativa Polarização negativa Polarização positiva Cat/Análise Medida Teórica Medida Teórica Medida Teórica Catódica 1,603 Vdc 42,5 μΑ 7,92 ΚΩ 0,8 Vdc 101 μΑ 1,603 Vdc 40,48 μΑ 10,68 ΚΩ 0,8 Vdc 117 μΑ 1,603 Vdc 40,50 μΑ 9,78 ΚΩ 0,8 Vdc 81,8 μΑ Anódica I, 603 Vdc 39,00 μΑ II, 3 ΚΩ 0,8 Vdc 70 μΑ 1,603 Vdc 39,10 μΑ 9,30 ΚΩ 0,8 Vdc 86 μΑ 1,603 Vdc 42,80 μΑ 7,65 ΚΩ 0,8 Vdc 104 μΑ

Deve esperar-se que a imposição de um potencial anódico ao conjunto polarizado deva produzir uma tendência para o zinco e o revestimento se ionizarem na água adjacente. Do ponto de vista da prevenção da corrosão deve ser desejável minimizar este tipo de actividade electroquímica. No entanto, como mostrado na tabela acima, o sistema do presente invento, o qual proporciona a maior resistência à ionização (ΚΩ mais elevado) sob pressão anódica é o conjunto ligado à massa tendo uma polarização negativa seguido, em ordem descendente, pelo conjunto não ligado à massa, tendo uma polarização negativa e o conjunto não ligado à massa tendo uma polarização positiva. Em conjuntos não ligados à massa, os que 22 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ têm uma polarização negativa mostram melhor resistência à oxidação e à redução do que os conjuntos com uma polarização positiva.

Ao serem feitas as medições acima nos conjuntos não ligados à terra, as medições de polarização positivas foram feitas em primeiro lugar. A seguir às medições dos números de polarização positiva, a polarização foi invertida para ser uma polarização negativa. Menos do que 10 minutos após a inversão, foram feitas as medições para os conjuntos com polarização negativa. Isto indica que não existe retardo de tempo prolongado requerido para que os efeitos da polarização sejam estabelecidos após a aplicação da polarização.

Ao comparar uma polarização aplicada à superfície do metal no isolamento para uma polarização aplicada através dos meios de uma massa, verificou-se que o sistema ligado à massa era aproximadamente 12,7 ΚΩ mais resistivo ao fluxo de electrões do que o sistema não ligado à massa.

Numa experiência adicional, chapas metálicas de estanho substituíram as chapas tanto polarizadas como não polarizadas das experiências anteriores ao mesmo tempo. As placas metálicas de estanho tanto polarizadas como não polarizadas apresentaram a mesma resistência a uma corrente aplicada, indicando que os efeitos observados eram devido ao revestimento de silicato de zinco do presente sistema em vez dos circuitos utilizados nas experiências.

Obviamente, são possíveis numerosas modificações e variações do presente invento à luz dos ensinamentos acima. É, por conseguinte, para ser entendido que dentro do âmbito das reivindicações anexas, o invento pode ser posto em prática de forma diferente da aqui especificamente descrita.

Lisboa,

Por WILLIAM J. RIFFE - O AGENTE OFICIAL -

E(ig.° ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind- Rua das Flores, 74-4.° 1200-195 LISBOA

Claims (24)

1. 87 205 ΕΡ Ο 690 933/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1 - Sistema para prevenção da corrosão de uma superfície de uma estrutura metálica em contacto com um ambiente corrosivo, compreendendo o dito sistema: (a) um revestimento de silicato de zinco condutor em contacto condutor com, pelo menos, parte da dita superfície, em que o revestimento de silicato de zinco condutor forma uma camada interfacial entre a dita superfície e o ambiente corrosivo; e (b) meios para conferir uma polarização negativa líquida à dita estrutura metálica, em que os meios compreendem meios de fornecimento de energia, tendo um terminal negativo acoplado directamente à dita estrutura metálica e um terminal positivo acoplado a uma porção da dita estrutura metálica, afastada do dito terminal negativo, por meio de um condensador.
2. 2 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a dita estrutura metálica compreende um metal seleccionado do grupo que consiste em metais ferrosos e metais não ferrosos condutores.
3. 3 - Sistema de acordo com a reivindicação 2, em que o dito metal é aço.
4. 4 - Sistema de acordo com a reivindicação 2, em que o dito metal é alumínio.
5. 5 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que os ditos meios de fornecimento de energia fornecem de 0,5 a 30 V ao dito sistema.
6. 6 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que os ditos meios de fornecimento de energia fornecem de 10 a 20 V ao dito sistema.
7. 7 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que os ditos meios de fornecimento de energia são meios de fornecimento de energia de corrente contínua, seleccionados do grupo que consiste em baterias e células solares.
8. 8 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que os ditos meios de fornecimento de energia são meios de fornecimento de energia de corrente alterna. 07 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 2/3
9. 9 - Sistema de acordo com a reivindicação 7, em que os ditos meios de fornecimento de energia consistem numa bateria.
10. 10 - Sistema de acordo com a reivindicação 7, em que os ditos meios de fornecimento de energia consistem numa célula solar.
11. 11 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a dita estrutura metálica é seleccionada do grupo que consiste em partes de veículo metálicas, componentes de pontes, mecanismos de acoplamento de caminhos de ferro, refinarias, recipientes e torres metálicas.
12. 12 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que o dito revestimento de silicato de zinco condutor compreende zinco numa quantidade de 80 a 92% em peso com base no revestimento seco.
13. 13 - Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que o dito revestimento de silicato de zinco condutor compreende zinco numa quantidade de 85 a 89% em peso com base no revestimento seco.
14. 14 - Processo para prevenção da corrosão de uma superfície de uma estrutura metálica em contacto com um ambiente corrosivo, compreendo o dito processo: - a indução e a manutenção de uma polarização electrostática negativa líquida na dita estrutura metálica, em que a dita superfície da dita estrutura metálica tem um revestimento de silicato de zinco condutor, de tal modo que o dito revestimento de silicato de zinco está em contacto condutor com, pelo menos, parte da dita superfície, e forma a camada interfacial entre a dita superfície e o dito ambiente corrosivo, em que a dita polarização electrostática negativa líquida é suficiente para prevenir a corrosão da dita superfície, que tem o dito revestimento de silicato de zinco condutor sobre si.
15. 15 - Processo de acordo com a reivindicação 14. em que a dita polarização negativa líquida é induzida e mantida por meios que compreendem meios de fornecimento de energia, que têm um terminal negativo directamente acoplado à dita estrutura metálica e um terminal positivo acoplado a uma porção afastada da dita estrutura metálica por meio de um condensador. 87 205 ΕΡ 0 690 933/ΡΤ 3/3
16. 16 - Processo de acordo com a reivindicação 15, em que os ditos meios de fornecimento de energia fornecem de 0,5 a 30 V à dita estrutura metálica.
17. 17 - Processo de acordo com a reivindicação 15, em que os ditos meios de fornecimento de energia fornecem de 10 a 20 V à dita estrutura metálica.
18. 18 - Processo de acordo com a reivindicação 15, em que os ditos meios de fornecimento de energia são meios de fornecimento de energia de corrente contínua seleccionados a partir do grupo que consiste em baterias e células solares.
19. 19 - Processo de acordo com a reivindicação 15, em que os ditos meios de fornecimento de energia são meios de fornecimento de energia de corrente alterna.
20. 20 - Processo de acordo com a reivindicação 18, em que os ditos meios de fornecimento de energia consistem numa bateria.
21. 21 - Processo de acordo com a reivindicação 18, em que os ditos meios de fornecimento de energia consistem numa célula solar.
22. 22 - Sistema de acordo com a reivindicação 11, em que os ditos recipientes são seleccionados do grupo que consiste em silos de armazenagem e em reservatórios de armazenagem.
23. 23 - Sistema de acordo com a reivindicação 11, em que as ditas partes metálicas de veículos são partes metálicas de um veículo seleccionados do grupo que consiste em carros, camiões, tanques, veículos marítimos, comboios e aviões.
24. 24 - Processo de acordo com a reivindicação 14, em que a dita polarização negativa líquida é suficiente para proporcionar ao dito revestimento de silicato de zinco propriedades semicondutoras. Lisboa, Por WILLIAM J. RIFFE - O AGENTE OFICIAL -

    K7 ANTÓNIO JOÂO ΌΔ CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind-Rua das Flores, 74-4.” 1200-195 LISBOA