A REVOLUÇÃO DO ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE PARA … · profundidades de 40 µm ... 220, 320, 400...

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ELETROPOLIMENTO

A REVOLUÇÃO DO ACABAMENTO DE

SUPERFÍCIE PARA COMPONENTES E

EQUIPAMENTOS FABRICADOS EM

AÇOS INOXIDÁVEIS

Introdução:

• A crescente busca de menores custos produtivos leva à otimização dos processos

• A formação de sujidades, depósitos incrustantes, bem como contaminação bacteriológica ou química, além de corrosão prematura, levam os custos de manutenção a níveis alarmantes

• Tais problemas normalmente estão ligados diretamente ao acabamento de superfície inadequado.

• As sujidades aderem às superfícies em função de:

1. Superfícies Rugosas obtidas tipicamente de

Processos de Acabamentos Mecânicos.

2. Poros, Reentrâncias e Microfissuras.

3. Ação de Forças de Ligação Eletrostática.

1 + 2 + 3 = Energia de Adesão

• Os microorganismos podem aderir à uma superfície de três formas:

�Adesão direta à superfície;

�Adesão à sujidade que está aderida à superfície;

� Incorporação à massa de sujidade aderida.

Em superfícies limpas, a primeira forma predomina, enquanto em locais onde grande quantidade de sujeira está acumulada, possivelmente ocorrem os dois últimos mecanismos

Natureza da Superfície

• Influência do tipo de acabamento no desempenho do equipamento.

• Quanto menor a rugosidade melhores são os resultados da higienização

• Conceito de Sanitariedade

• Influência do Eletropolimento na higienizaçãoeficiente

• Características Geométricas de Uma Superfície

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Superfícies Preparadas Mecanicamente

• Efeito de uma remoção mecânica na superfície�Trabalhado a frio combinado com aquecimento

localizado (usinagem mecânica).�Modificação da estrutura afetando suas

propriedades.� Microfissuras.

� Fadiga nestas áreas.� Alteração até

profundidades de 40 µm

• Lixamento Mecânico

Utilização:

- Uniformizar a superfície.- Suavizar costura de solda.- Eliminar o reforço de solda.- Alcançar apropriadas tolerâncias

dimensionais

� Realizado com abrasivos específicos (discos, rodas PG, folhas ou cintas de lixa).

� Grana (grit) 36, 50, 80, 120, 220, 320, 400 (grana = n° de riscos por polegada linear).

� Produz na superfície textura rugosa composta de picos e vales (sulcos superficiais).

� Tensões, Rugosidade, Grande quantidade de Partículas Abrasivas e Produtos Orgânicos Impregnados ou Impurezas (Alumina) liberadas para o meio.

• Efeito do Lixamento Mecânico na Superfície� Perfil da Superfície Rugosa (picos + vales).

� Aumento da área absoluta (80% da área efetiva).

� Propicia o ancoramento de sujidades e bactérias.

� Incrustação de produtos.

� Tensões de Tração Pt.

� Corrosão acentuada da superfície por pites em contato com produtos agressivos.

� Corrosão sob Tensão Fraturante (material exposto a meios contendo halogênios: Cl¯ , F¯ , I¯ , Br¯ ).

1 Austenita

2 Austenita e Ferrita deformada a frio3 Ferrita deformada a frio

4 Ferrita deformada a frio e Austenita

deformada

5 Austenita deformada6 Grãos deformados com inclusões e

óxidos

7 Óxidos

• Polimento Mecânico�Pastas ou Massas Abrasivas (MgO, Al2O3,

mistura de óxidos com aglomerante).�Grana 320 até próximas a 1000.�Produz aspecto espelhado em função de

tombamento dos picos superficiais.

Utilização:

- Aparência Brilhante eReflexiva.

- Caráter Estético.

- Remove muito poucomaterial da superfície.

• Efeito do Polimento Mecânico na Superfície

�Microbolsas oriundas do tombamento dos picos.�Armazenamento de impurezas nas microbolsas.�Camada de gordura isolante impede passivação.

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�Quanto menor a rugosidade melhores são os resultados do processo e da higienização.

EFEITO DO ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE SOBRE O TEMPO DE LIMPEZA

COMPARAÇÃO ESQUEMÁTICA DA MICRO-RUGOSIDADE DE UMA CÉLULA MICROBIANA

�Conceito de Sanitariedade

Exigências de Alta Sanitariedade� Construção Sanitária� Acabamento Sanitário

� Construção Sanitária� Equipamentos abertos com facilidade para

limpeza rápida� Geometrias que não permitam reter produtos em

macro escala

� Acabamento Sanitário� Superfície ter propriedades simultâneas de Pureza

Interna e Pureza Externa

� Pureza Interna da Superfície: as superfícies não devem transferir quaisquer substâncias para o meio (produto).

� Pureza Externa da Superfície: partículas do meio (produto) não devem aderir a estas superfícies.

PUREZA INTERNA PUREZA EXTERNA

MEIO

...... .

. .

..

..

.

.. ....

.

. .

.METAL BASE

SUPERFÍCIE

METAL BASEMEIO

......

..

..

.. .

.....

.. ..

SUPERFÍCIE

ELETROPOLIMENTO

Conceito:Pode ser definido como um processo de corrosão controlado, obtido através de passagem de corrente elétrica retificada entre um catodo e a peça (anodo) através de um eletrólito, a qual provoca o nivelamento e o brilho da superfície metálica pela remoção dos picos e riscos superficiais. Os pontos altos das irregularidades superficiais (picos) ou áreas de alta densidade de corrente, são seletivamente removidos numa velocidade maior do que o restante da superfície (vales).

• Estágios do Eletropolimento HUMMA

� 1° Estágio – BrilhoEtapa inercial do processo que ocorre nos primeiros minutos de exposição da superfície, sendo função do material e da película passiva após o eletropolimento.

� 2° Estágio – NivelamentoEtapa principal do processo, sendo obtido pela remoção dos picos e arredondamento dos vales tendo como principais fatores o acabamento preparatório da superfície, o controle e a densidade de corrente aplicada, a distância cátodo - peça, a tensão aplicada e a utilização de um eletrólito conveniente.

• Uma superfície após o Eletropolimento HUMMA� Perfil de superfície sem

picos e vales acentuados� Livre de tensões

superficiais� Pura com elevada

sanitariedade� Valores de rugosidade

entre 40% a 60% menor comparados com os valores obtidos por processos mecânicos

� Brilhante e homogênea em toda a extensão

� Visualmente lisa e reflexiva

PERFIL REAL DA SUPERFÍCIE OBTIDO POR RUGOSÍMETRO

ANTES DO

ELETROPOLIMENTO

APÓS

ELETROPOLIMENTO

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Formas de Aplicação do Eletropolimento HUMMA

PROCESSO LOCALIZADOTECNOLOGIA EPL-H PROCESS ®

PROCESSO POR BANHOTECNOLOGIA HS-1000

ELETROPOLIMENTO EXTERNO

SUPERFÍCIE ELETROPOLIDA

Formação de um filme protetivo (Cr2O3) denso, espesso e homogêneo onde a razão Cr/Fe > 2

TUBOS ELETROPOLIDOS

CONEXÕES ELETROPOLIDAS

Eletropolimento Humma – Tecnologia EPL-H Process®

Eletropolimento Humma – Tecnologia EPL-H Process® Eletropolimento Humma – Tecnologia EPL-H Process®

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Eletropolimento Humma – Tecnologia EPL-H Process® Eletropolimento Humma – Tecnologia EPL-H Process®

Eletropolimento Humma – Tecnologia EPL-H Process® • Resultados alcançados com aplicação do Eletropolimento HUMMA

�Menor aderência e incrustação

�Maior facilidade de limpeza

�Custo menor com tratamento de efluentes (quantidade de sujidade menor)

�Melhores propriedades de transmissão de calor

�Melhor vazão de fluidos

�Maior resistência à corrosão

1 – Dissolução e transferência de íons cromo na solução.

Cr = Cr6+ + 6e-

2 – Evolução do oxigênio da superfície anódica.4 OH- = O2 + 2H2O + 4e-

3 – Formação de um filme passivo na superfície anódica.2Cr + 6OH- = Cr2O3 + 3H2O + 6e-

• Influência do Eletropolimento na Higienização Eficiente

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QUAL A MELHOR SUPERFÍCIE PARA MEU USO?

• Fatores que devem ser considerados:�O equipamento ou componente vai ser

construído para qual finalidade? (armazenamento, reação química, processamento)

�O acabamento tem finalidade estética?

�Quais as características do produto fabricado? É líquido, é pó, é viscoso, é corrosivo, é aderente?

�Qual material inoxidável mais apropriado para o meu uso?

Próximo passo...

• Grau de sanitariedade desejada (para a aplicação definida o acabamento proposto deve atender os conceitos de pureza interna e pureza externa de superfície).

• Acabamento de superfície que melhor atenda as necessidades.

• Como especificar um dado acabamento?

• Como garantir o Recebimento do acabamento especificado?

COMO ESPECIFICAR UM DETERMINADO ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE

• Deve-se considerar um pré-acabamento ao acabamento final requerido

• Deve-se definir claramente o nível de rugosidade requerido no pré-acabamento.Nota: especificar acabamento mecânico somente dando como referência “grana” ou “grit” pode ser a fonte de vários equívocos.

• Deve-se definir claramente o acabamento final requerido apondo o nível de rugosidade máxima aceitável para que se obtenha resultados precisos e consistentes.Ex: Lixamento Mecânico GR 220 com 0,40 µm Ra máx. seguido de eletropolimento para 0,20 µm Ra máx.

COMO INSPECIONAR SUPERFÍCIES ELETROPOLIDAS?

• Inspeção visualVerificar tipo de acabamento

• Comparar o acabamento realizado com padrão testemunha

A HUMMA possui 20 padrões de acabamento

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• Verificar o grau de acabamento e perfil da superfície através de um rugosímetro ou perfilômetro.

• Exame Fotomicrográfico da SuperfícieVisualizar a superfície de topo para verificar riscos ou microondulações

Foto da micrografia

• Teste do Grafite

Teste prático para verificar superfícies eletropolidas

• DocumentaçãoCertificado de Eletropolimento realizado

• Microscopia Ótica de Superfície

Superfície lixada mecanicamente(Ampliação 150x)

Perfil da superfície lixada mecanicamente

Superfície após aplicação do eletropolimento Humma(Ampliação 150x)

Perfil da superfície eletropolida

• Microscopia de Superfícies Eletropolidas com o Respectivo Perfil

Acabamento HUMMA SFH 11

0,25 a 0,32 µm Ra

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• Microscopia de Superfícies Eletropolidas com o Respectivo Perfil

Acabamento HUMMA SFH 15

0,17 a 0,25 µm Ra

• Microscopia de Superfícies Eletropolidas com o Respectivo Perfil

Acabamento HUMMA SFH 19

0,07 a 0,15 µm Ra