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3. Corroso Mecanismos, Preveno e Teste

GalvInfoNoteEnsaio de Nvoa Salina

Rev 1.1 Jan 20113.4

Introduo

Esta GalvInfoNote fala sobre o desempenho das chapas de ao revestidas em ensaios de corroso acelerada.Especificamente, a discusso ser concentrada no ensaio por nvoa salina ou de neblina salina. Os doistermos se referem ao mesmo procedimento de ensaio e sero utilizados de maneira alternada na descrio ediscusso deste ensaio.

Ensaio de Corroso Acelerada

O propsito do ensaio de corroso acelerada duplicar em laboratrio o desempenho perante corroso emcampo de um produto. Ele proporciona aos cientistas e engenheiros meios de rapidamente desenvolver novosprodutos. Por muitos anos, o ensaio por nvoa salina foi utilizado amplamente por pesquisadores para estepropsito, na avaliao de revestimentos metlicos novos, novas pinturas de revestimentos, bem como para

testar tipos variados de tratamentos qumicos e pr-tratamentos de pintura para utilizao em chapas de aocom revestimento metlico.

Para que um ensaio de corroso acelerada seja verdadeiramente til, um requisito primordial que osresultados se correlacionem com o desempenho no mundo real, algo que nunca foi demonstrado com o ensaionvoa salina. Isso levou pesquisadores a concluir que o ensaio no tem relevncia e deve ser descontinuado.Entretanto, os resultados do ensaio de nvoa salina so utilizados exclusivamente em literatura sobre produtos,especificaes de clientes, dados de chapas, bem com em literatura tcnica. Os dados comuns do a vida deum tipo de revestimento, os benefcios de novos sistemas de pintura, as exigncias de nvoa salina paraaceitao por parte do cliente final de um produto alternativo, etc., ento parece virtualmente impossvelinterromper a utilizao do ensaio por nvoa salina neste momento. Na realidade, h tantas especificaes emuso hoje em dia que exigem que o produto exiba um nmero especfico de horas at falha no ensaio pornvoa salina, que qualquer alterao no ensaio ou sua eliminao improvvel. Claramente, qualquer presso

para elimin-lo precisaria que arquitetos, escritores de especificaes, etc., aceitassem um ensaio(s) decorroso acelerado(s) alternativo(s). Em suma, o desempenho perante corroso de diferentes produtos temsido comparado utilizando este ensaio por tanto tempo que seria difcil os pesquisadores atuais no terem osresultados do ensaio por nvoa salina quando eles apresentassem dados de desempenho de um novo produtoa um usurio final em potencial. assim que o ensaio e seus dados so comumente aceitos pela comunidadede usurios finais. Alm disso, o ensaio por nvoa salina, embora severo, um bom teste de peneira, pois osresultados podem ser gerados de maneira adequada e concorrentes ruins j possam talvez ser eliminadosantecipadamente em um processo de avaliao.

Procedimento do Ensaio por Nvoa Salina

Basicamente, o procedimento de ensaio por nvoa salina envolve a pulverizao de uma soluo salina sobreas amostras testadas. Isso feito em uma cmara de temperatura controlada. A soluo de 5% de sal(cloreto de sdio NaCl). As amostras testadas so inseridas na cmara; depois, a soluo salina

pulverizada como uma fina nvoa sobre as amostras. A temperatura dentro da cmara mantida em nvelconstante. J que a pulverizao contnua, as amostras esto constantemente midas e, portanto, sujeitas corroso. Com o passar dos anos, algumas mudanas foram acrescidas para simular melhor as condiesambientais especiais, mas o procedimento mais comum na Amrica do Norte , de longe, o ensaio conformedescrito na especificao ASTM B117 para Operar Instrumentos de Nvoa (Nevoeiro) Salina.

Em resumo, o procedimento o seguinte:

Armaes de madeira so colocadas na cmara de nvoa salina (3 de altura, 3 de profundidade, 5

de largura)

Amostras so colocadas na armao de madeira em um ngulo um pouco oblquo

gua de torneira com 5% NaCl bombeada do reservatrio para esguichos de pulverizao


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Soluo misturada com ar comprimido umidificado nos esguichos

A soluo NaCl atomizada em uma nvoa nos esguichos pelo ar comprimido

A temperatura do ambiente mantida em 95F (35C) por aquecedores

A durao do ensaio pode ser de 24 a 1000 horas, ou at mais para alguns materiais

Dentro da cmara, as amostras so frequentemente giradas, de modo que todas as amostras sejam expostas a nvoasalina o mais uniformemente possvel.

Quando o ensaio por borrifo salino utilizado para chapas de ao com revestimento metlico, o desempenho perantecorroso classificado das seguintes formas:

Nmero de horas at que o enferrujamento do ao possa ser visto pela primeira vez

Nmero de horas at que 5% da rea de superfcie esteja enferrujada

Nmero de horas at que 10% da rea de superfcie esteja enferrujada, etc.

O incio da ferrugem vermelha em uma amostra de chapa galvanizada, por exemplo, significa que o revestimento foiconsumido pela reao de corroso e comea a corroso do ao-base. No h outro critrio de desempenho melhor.

Simplesmente depende do que o usurio define como falha. A tabela a seguir um guia que pode ser utilizado como umamedida de desempenho esperado de trs revestimentos por processo de imerso a quente contendo zinco.

Guia de Resistncia de Nvoa Salina para Revestimentos por Processo de Imersoa Quente Contendo Zinco

ProdutoTempo Aproximado para 5% de ferrugem vermelha

(por mcron [m] de espessura de revestimento)

Galvanizado (zincado) 10 horasA

Galfan (liga revestida de alumnio com zinco-5%) 25 horasB

Galvalume (liga revestida com 55% alumnio-zinco) 50 horasC Galfan uma marca registrada da Galfan Technology Center, Inc. Galvalume uma marca registrada da BIEC International, Inc.

A

Galvanizado Z275espessura de revestimento comum/lado de 20,5 m. Ento, o tempo aproximado para 5% de ferrugem vermelha de 205 horas em borrifo salino.BGalfan ZGF275espessura de revestimento comum/lado de 21,5 m. Ento, o tempo aproximado para 5% de ferrugem vermelha de 540 horas em borrifo salino.CGalvalume AZM150espessura de revestimento comum/lado de 21,5 m. Ento, o tempo aproximado para 5% de ferrugem vermelha de 1075 horas em borrifo salino.

Quando o ensaio de nvoa salina utilizado para classificar o desempenho de pr-tratamentos de pintura, primers e/ouacabamentos de tinta, os esquemas de classificao regulares envolvem:

Medio de largura de rebaixamento de pintura atravs de linha traada na tinta ou em bordas cisalhadas aps 250,500, 750 ou mais horas de exposio na cmara de ensaio,

Medio da quantidade de bolhas de tinta ocorridas na superfcie do painel de ao pintado em 250, 500, 750 oumais horas.

H outros meios de definir falha, mas os dois mencionados acima so muito comuns.

Visto que o ensaio de nvoa salina no envolve qualquer exposio luz ultravioleta, desbotamento e apodrecimento depintura no so medidas neste ensaio.

Uma norma ASTM foi desenvolvida para ensaios por nvoa salina modificados. a Prtica G85 para Ensaio por Nvoa(Neblina) Salina Modificadoe h diversas modificaes envolvendo adies cclicas de cido e SO2. Esta norma no toamplamente utilizada quanto a B117. Produtores descobriram que o mtodo A5 da G85 capaz de classificar materiais erevestimentos semelhantes ao servio atual1.

Problemas Histricos

Atravs dos anos, foram propostos muitos desafios para a aplicabilidade dos dados do ensaio por nvoa salina.Obviamente, muitas aplicaes de campo no envolvem exposio a substncias qumicas salinas e raramente em


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concentraes de 5%. Dessa forma, os dados de neblina salina podem ser significativos? Por exemplo, o ao galvanizadosofre uma taxa de corroso maior em atmosferas de sulfeto em comparao a atmosferas sem sulfeto e as reaes decorroso no sero as mesmas em uma atmosfera com cloreto ou uma com sulfeto; ento, no esperado que osresultados de ensaios por nvoa salina se correlacionem ao desempenho externo em ambientes com presena de sulfeto.Alm disso, os fabricantes no recomendam a utilizao de chapas de ao revestidas para aplicaes que envolvemexposio contnua umidade (como ocorre no ensaio por nvoa salina). Na realidade, o bom desempenho dosrevestimentos zincados em ao exige secagem entre perodos de umidade e a necessidade dos ciclos seco e molhado

geralmente bem conhecida. o desenvolvimento de um filme de carbonato e/ou xido passivo e relativamente estveldurante o ciclo de secagem que contribui para o bom desempenho dos revestimentos galvanizados. A umidade contnuadurante o ensaio de nvoa salina no permite este desenvolvimento de camada de carbonato/xido passivo.

Quando o material pintado avaliado utilizando o ensaio de nvoa salina, no h exposio luz ultravioleta, uma causacomum de deteriorao de tintas e primers. Essa uma omisso sria, uma vez que os mecanismos de falha queconsequentemente fazem com que a chapa de ao pintada se deteriore normalmente no esto includos como condiesno ensaio de nvoa salina.

H outros elementos incomuns que geralmente aparecem no ensaio por borrifo salino. Por exemplo, a variabilidade entreamostra supostamente idnticas grande. Alm disso, dados de ensaio coletados em duas cabines diferentes, mesmo queidnticos e que operem de acordo com o recomendado, mostraram uma alta quantidade de variao.

H muitas razes pelas quais o ensaio por nvoa no possui relao com a maioria das condies de exposio no mundo

real. Trs das mais significativas so: A superfcie das amostras constantemente umedecida, sem ciclo de secagem, o que no acontece em campo.

A temperatura da cmara de ensaio fica constante a 95F(35C), o que aumenta o transporte de gua, oxignio e

ons em comparao com ambientes externos.

O contedo do cloreto muito alto, 5%, evitando que o zinco forme um filme passivo como faz em campo.

Estas so condies severas e incomuns que raramente, ou nunca, ocorrem durante exposio natural a intempries.

O Ensaio Tem Algum Valor?

H pessoas na comunidade cientfica que dizem que o ensaio tem valor limitado ou nulo. possvel ter um argumentoslido para esta concluso. Certamente, a prtica de utilizao de ensaios por nvoa salina para classificar o desempenho

relativo de diferentes revestimentos e/ou pinturas insignificante quando se considera o desempenho em servio.Entretanto, em parte por haver tantos dados histricos na literatura, o ensaio pode ter valor de uma forma mais geral.

Por exemplo, considere o desempenho do revestimento galvanizado em ao. O ensaio por nvoa salina mostra umarelao linear entre a espessura do revestimento e sua vida (como o tempo at a primeira ferrugem). Isso similar correlao de desempenho em exposies no mundo real. Na maior parte de exposies ao ambiente, a vida dorevestimento linear, isto , ao duplicar a espessura do revestimento de zinco, a vida do produto tambm duplicada.Embora o ensaio por nvoa salina no estabelea correlao com a exposio externa o bastante para declarar que umnmero especfico de horas no ensaio de nvoa salina proporcionar x anos de vida na aplicao no mundo real, ele podeser utilizado para confirmar que uma leva especfica de material tem aproximadamente a espessura de camada declaradapelo vendedor. Por exemplo, se a vida para 10% de ferrugem somente de 40 horas, quase certo que o revestimentono atende s exigncias de espessura da maioria dos revestimentos G60 E G90 mais comumente utilizados.

Para mostrar o valor do ensaio de outra maneira, considere o desempenho dos painis galvanizados pintados. O benefciode ter um revestimento galvanizado espesso por baixo do revestimento pintado pode ser mostrado no ensaio de neblinasalina. Ao comparar um revestimento de zinco eletrogalvanizado fino e um revestimento galvanizado por processo deimerso a quente G90 mais espesso, aps ensaio por nvoa salina, a fina amostra de zinco revestido exibir bem maiscorroso de tinta nas bordas cisalhadas do painel quando comparada a um painel G90 pintado. Este resultado significa queum revestimento de zinco mais espesso prefervel sob um revestimento de tinta para aplicaes onde altas taxas decorroso so esperadas (coberturas externas, por exemplo). De fato, o valor de um revestimento de zinco mais espesso foiclaramente demonstrado para aplicaes onde o fator corrosivo de uma aplicao severo. Atravs dos anos, houve umnmero de aplicaes indevidas de chapas de ao galvanizadas pintadas onde a espessura do revestimento zincado nofoi suficiente para proporcionar o tempo de vida esperado pelo usurio.

O ensaio por nvoa salina pode ser utilizado para demonstrar o benefcio de utilizar um revestimento galvanizado maisespesso para melhorar a vida do produto em campo. Fique atento, entretanto, para o fato de que essas avaliaes so


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qualitativas. A limitao : Utilizar um revestimento de zinco mais espesso para reduzir pela metade o ndice de corroso detinta em bordas cisalhadas no ensaio de nvoa salina no significa, de maneira alguma, que a mesma reduo na corrososer observada em aplicaes do mundo real.

Outro exemplo de onde o ensaio de nvoa salina tem algum valor reconhecido como teste de controle de qualidade parachapas pintadas. Se um sistema de tinta bem aplicado (pr-tratamento, primer e acabamento) for bem considerado paradesempenhar um servio, a amostragem peridica dos materiais de produo tem valor. Por exemplo, se o desempenho

normal no ensaio por nvoa salina de 500 horas antes do inicio de uma quantidade especfica de corroso, os ensaiosperidicos de amostras de lotes de produo so uma rpida maneira de determinar se h algum problema de produomaior afetando a qualidade do produto. O ensaio de nvoa salina pode no mostrar conclusivamente que a qualidade doproduto aceitvel, mas se o desempenho neste ensaio abaixo do padro, o desempenho externo tambm pode serdiminudo. Neste caso, uma falta de controle de qualidade apropriado pode ser apontada.

Pode haver alguns ambientes naturais onde o ensaio por nvoa salina pode estar mais proximamente relacionado de modoqualitativo com os resultados de campo. Um exemplo de tal ambiente so as reas muito prximas da costa.

Como mencionado anteriormente, outro valor do ensaio que ele rigoroso materiais candidatos podem ser eliminadosmais cedo no processo de seleo e talvez economizar gastos com testes de campo.

O Futuro

Hoje, o ensaio por nvoa salina uma parte to presente na mentalidade de muitos usurios de chapas de ao revestidasque sua eliminao como procedimento de ensaio parece impossvel. H duas principais razes para isso:

A conformidade com o ensaio de nvoa salina est contida em muitas especificaes de indstria e de cliente eem quase todas as indstrias consumidoras. Alm disso, muitas empresas que utilizam essas especificaesfazem declaraes em sua prpria literatura sobre 1seus produtos e sobre a vida de corroso no ensaio pornvoa salina que eles usam.

No h nenhum ensaio de acelerao de corroso universal que possa substituir o ensaio por nvoa salina. Se aindstria do ao, a indstria da tinta e os fornecedores de tratamentos realmente desejarem substitu-lo, elesprecisam de uma alternativa fcil de utilizar. Hoje, tal alternativa no existe. Muitos ensaios cclicos foramdesenvolvidos especificamente para as indstrias de painis automotivos e de construo pr-pintados, mas elesno foram amplamente aceitos como substitutos do ensaio de nevoeiro salino. Pode ser muito simplista esperarque qualquer ensaio de acelerao de corroso se correlacionar com todos os tipos de aplicaes.

Se a comunidade de usurios entender o que o ensaio por nvoa realmente significa, eles podem entender suas limitaese utilizar os resultados de modo inteligente.

Copyright 2011IZA

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1K.M. DeSouza, ASTM Prohesion Test Predicts Service Performance of Prepainted Steel Sheet,

Galvatech 04 Conference, Chicago, IL, April 4-8, 2004

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