Hidro Cromagem ou Metalização com Prata

ProteçãoProteção contra a contra a CorrosãoCorrosão

MotivaçãoMotivação

Apresentar algumas técnicas utilizadas para proteger o substrato aumentando a vida útil do equipamento e a integridade e segurança.

RevestimentosRevestimentos ProtetoresProtetoresOs revestimentos protetores são películas aplicadas sobre a superfície metálica e que dificultam o contato da superfície com o meio corrosivo, objetivando minimizar a degradação da mesmapela ação do meio.

O principal mecanismo de proteção dos revestimentos:

-barreira

-inibição anódica-inibição anódica

-proteção catódica

\

OO tempotempo dede proteçãoproteção dadodado porpor umum revestimentorevestimento dependedepende dodotipotipo::

-de revestimento (natureza química);

-das forças de coesão e adesão;

-da sua espessura e

-da permeabilidade à passagem do eletrólito através dapelícula.

Obs:se a proteção é somente por barreira, tão logo o eletrólito chegue àsuperfície metálica, iniciará o processo corrosivo, enquanto que, sehouver um mecanismo adicional de proteção (inibição anódica ouproteção catódica), haverá um prolongamento da vida do revestimento.

Revestimentos Revestimentos MetálicosMetálicosRevestimentos Revestimentos MetálicosMetálicosConsistem na interposição de uma película metálica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger.

Finalidade Revestimento mais utilizados

Decorativa Au, Ag, Ni, Cr, Pt

Resistência à corrosão em contatos elétricos

Sn, Ag, Au, Rhcontatos elétricos

Endurecimento superficial Cr

Resistência à corrosão Cr, Ni, Al, Zn, Cd, Sn, ...

Os processos de revestimentos metálicos mais comum são:

CladizaçãoCladização Os clads constituem-se de chapas de um metal ou ligas,resistentes à corrosão, revestindo e protegendo um outro metalcom função estrutural.

Como se aplica: _Por pressão, laminação;_Solda ponto e_Explosão.

Ex: Os clads mais usados nas indústrias químicas, petroquímica e de petróleo sãos de monel, aço inoxidável e titânio sobre aço carbono.

Cladização: é uma laminação sobre um metal base no qual se quer proteger. O processo pode ser feito de três maneiras:

•através de uma pequena explosão; •laminação conjunta à quente de chapas do metal com o •laminação conjunta à quente de chapas do metal com o revestimento; •por solda.

Aços inoxidáveis austeníticos:Possuem uma ampla aplicação de uso do níquel, que está presente em cerca de dois terços dos aços inoxidáveis produzidos, onde se inclui o inox mais comum, AISI 304 18Cr -8Ni . Possui melhor ductlidade, boa soldabilidade, como também resistência mecânica e proteção à corrosão e à oxidação a altas temperaturas; além disso, possui ainda tenacidade a baixas temperaturas; além disso, possui ainda tenacidade a baixas temperaturas.Os aços inoxidáveis austeníticosOs aços inoxidáveis austeníticos são normalmente empregados nas indústrias petroquímicas para combater os ataques corrosivos causados pela combustão de gases, vapor e processos químicos. Os tipos de aplicação são numerosas e as temperaturas envolvidas podem chegar a 1000ºC ou mais.

Ligas bináriasLigas binárias:Das categorias que compõem as ligas binárias, a mais comum é a liga Ni-Cu, também conhecida como Monel. A liga Monel também apresenta pequenas quantidades de Al, Fe e Ti. As ligas Ni-Cu diferem do Níquel 200 e do Níquel 201 pelo fato de suas resistência mecânica e dureza aumentarem devido ao endurecimento por envelhecimento, embora possuam aspectos comuns em termos de embora possuam aspectos comuns em termos de resistência à corrosão, aos níqueis comercialmente puro, sua resistência aos ácidos sulfúrico e fluorídrico e à salmoura é melhor, como também devemos ressaltar sua resistência ao trincamento atribuído à corrosão sob tensão em meios clorosos. Os equipamentos submetidos a água salgada ou água salobra, são as principais aplicações.

5.2.25.2.2-- Deposição por imersão a quenteDeposição por imersão a quente Pela imersão( do material metálico em um banho do metal fundido)a quente obtém-se, entre outras, as superfícies zincadas e as estanhadas. O processo de zincagem por imersão é também denominado de galvanização.Importância:Importância:-tempo de imersão; -tempo de imersão; -temperatura do fundido;-forma de imersão;-fundentes

Casos mais conhecidos: Aço galvanizado e folhas de Casos mais conhecidos: Aço galvanizado e folhas de flandres.flandres.

Materiais:Materiais: Zn, Sn, Pb e AlZn, Sn, Pb e Al

MetalizaçãoMetalizaçãoO processo por meio do qual se deposita sobre uma superfíciepreviamente preparada camadas de materiais metálicos.

Como?Como?Os metais de deposição são fundidos em uma fonte de calorgerada no bico de uma pistola apropriada, por meio decombustão de gases, arco elétrico, plasma e por detonação. Ometal fundido é pulverizado e aspergido sobre o substrato aproteger.

Figura – Estrutura típica de revestimento obtido por aspersão térmica

Figura - Desenho esquemático do processo HVOF“High Velocity Oxy-Fuel Thermal Spray” é um processo de aplicação de

revestimentos metálicos e cerâmicos por spray a alta temperatura e elevada velocidade.

Por metalização faz-se revestimentos com zinco, alumínio, chumbo, estanho, cobre e diversas ligas.

Problemas:Problemas:Poros e trincasÓxidos A presença de óxidos proporciona baixa passividade e corrosão por frestas e diminuição da estabilidade eletroquímica. Rugosidade superficial.

Figura - Representação esquemática dos diferentes tipos de poros e trincas. Tipo 1: poro/trinca passante, Tipo 2: poro/trinca aberto e não-passante, Tipo 3: poro/trinca

fechado e restrito inteiramente no revestimento, Tipo 4: poro/trinca fechado e contíguo ao substrato, Tipo 5: poro/trinca fechado e penetrante no substrato.

EletrodeposiçãoEletrodeposição Consiste na deposição de metais que se encontram sob aforma iônica em um banho. A superfície a revestir é colocada nocatodo de uma célula eletrolítica. Por eletrodeposição é comumrevestir-se com cromo, níquel, ouro, prata, estanho e,principalmente, cádmio, que por ser um metal muito tóxico éempregado como revestimento aplicado por este processo.empregado como revestimento aplicado por este processo.

Características dos depósitos:espessuras, dureza, brilho, ductilidade, camadas multiplas,deposição de ligas, fases nos eletrodepositos.

Problemas:preparação da superfície;preparação do banho;manutenção do banho;condição de deposição (embritement)

Cuidados:Cuidados:poder de penetração,nivelamento, abrilhantamento, queima dedepósitos, depósitos amorfos ou cristalinos e tamanhos de grãos.

•Cromo Duro: é um revestimento com alta dureza e elevada resistência ao desgaste. O elemento químico Cromo [Cr] é depositado eletroliticamente sob a forma metálica a partir de eletrólitos aquosos, gerando camadas normalmente microfissuradas e com dureza de 600 a 1400 HV, sendo que a microfissuradas e com dureza de 600 a 1400 HV, sendo que a faixa do cromo brilhante, a mais empregada, situa-se entre 900 a 1100 HV.

Deposição Deposição químicaquímica Consiste na deposição de metais por meio de um processo de redução química. Por este processo é comum revestir-se com cobre e níquel. São os denominados cobre e níquel químicos, muito utilizados em peças com formato delicado e cheias de muito utilizados em peças com formato delicado e cheias de reentrâncias.

•Níquel Químico: é a deposição por redução química a partir de composto de fósforo, que se codeposita o níquel, determinando características especiais ao revestimento, obtendo-se, assim, uma camada extremamente uniforme, independentemente de sua forma.

A natureza química do processo sem corrente proporciona um acabamento perfeito em qualquer forma geométrica, como, por exemplo, cantos vivos, furos, canais profundos, roscas, e ainda mantém as características de textura da canais profundos, roscas, e ainda mantém as características de textura da superfície-base.

Resistente à corrosão e à abrasão, o níquel químico também garante uma uniformidade sobre a superfície-base, evitando-se, assim, usinagens ou retificação após o tratamento. A camada da liga Ni-P atinge uma dureza, passível a transformação aplicando-se tratamento térmico, gerando uma dureza

que se equipara à cromo-duro.

CementaçãoCementação-- DifusãoDifusão A deposição de um metal sobre a superfície a proteger pode ser acompanhado de um tratamento térmico formando ligas entre o deposito e o substrato.

Ex. O material metálico é colocado em um tambor rotativo com Ex. O material metálico é colocado em um tambor rotativo com mistura do pó metálico. O conjunto é aquecido, permitindo a difusão do metal.

pó Al, óxido Al a 1000°C ---> aço alonizado

pó Zn, óxido Zn a 350-400°C ---> sherardização

Revestimentos Revestimentos NãoNão-- Metálicos InorgânicosMetálicos InorgânicosConsistem na interposição de uma película não- metálica inorgânica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger.

AnodizaçãoAnodização consiste em tornar mais espessa a camada protetora consiste em tornar mais espessa a camada protetora passivante existente em certos metais, especialmente no alumínio. A oxidação superficial pode ser por banhos oxidantes ou processo eletrolítico. O alumínio é um exemplo muito comum da anodização

CromatizaçãoCromatização consiste na reação da superfície metálica com soluçõesligeiramente ácidas contendo cromatos. A camada de cromatospassivante aumenta a resistência à corrosão da superfíciemetálica que se quer proteger.

FosfatizaçãoFosfatização Consiste na adição de uma camada de fosfatos à superfície metálica. A camada de fosfatos inibe processos corrosivos e constitui-se, quando aplicada em camada fina e uniforme, em uma excelente base para pintura, em virtude da sua rugosidade. A fosfatização é um processo largamente empregado nas indústrias automobilísticas e de eletrodomésticos. Após o processo de desengraxe da superfície metálica, aplica-se a fosfatização, seguindo-se a pintura.

É um processo de proteção de metais, que consiste em recobrir as peças metálicas, de zinco, ferro e manganês. Como os fosfatos desses elementos são pouco solúveis em água, depositam-se sobre a superfície metálica em contato com soluções e fosfatos, quando forem atingidas por determinadas condições, sob a forma de fina camada de determinadas condições, sob a forma de fina camada de cristais. A velocidade de deposição, o retículo e a forma do revestimento dependem da germinação e crescimento dos cristais.

RevestimentoRevestimento comcom argamassaargamassa dede cimentocimento Consiste na colocação de uma camada de argamassa decimento, com espessura da ordem de 3 a 6 mm, sobre asuperfície metálica. Este revestimento é muito empregado naparte interna de tubulações e, neste caso, é aplicadonormalmente por centrifugação. Em tubulações de grandediâmetro é comum usar-se um reforço com tela metálica. Odiâmetro é comum usar-se um reforço com tela metálica. Orevestimento interno com cimento é empregado em tubulaçõespara transporte de água salgada, em água de refrigeração,tubulações de água de incêndio e água potável. Se consideradosos aspectos técnicos e econômicos, o revestimento comargamassa de cimento e areia é a melhor solução paratubulações transportando água salgada.

RevestimentoRevestimento comcom vidrovidroConsiste na colocação de uma camada de vidro sobre asuperfície metálica. Esta camada é aplicada sob a forma deesmalte e fundida em fornos apropriados. Consegue-se umapelícula de alta resistência química, muito utilizada na indústriaquímica;química;

RevestimentoRevestimento comcom esmalteesmalte vítreovítreoConsiste na colocação de uma camada de esmalte vítreo (vidro+ cargas + pigmentos) aplicada sob a forma de esmalte e fundidaem fornos apropriados. Este revestimento é usado em algunsutensílios domésticos, em fogões, máquinas de lavar e etc.utensílios domésticos, em fogões, máquinas de lavar e etc.

RevestimentoRevestimento comcom materialmaterial cerâmicocerâmico Consiste na colocação de uma camada de material cerâmico, geralmente silicoso, de alta resistência a ácidos, utilizado principalmente para revestimentos de pisos e canais de efluentes.

Formação de pilhas no metal

Ataque da corrosão em metal sem tratamento

Ação da camada de fosfato

Revestimentos Revestimentos RevestimentosRevestimentos OrgânicosOrgânicosConsiste na interposição de uma camada de natureza orgânicaentre a superfície metálica e o meio corrosivo.

**Atende**Atende umum altíssimoaltíssimo percentualpercentual dede problemasproblemas dede corrosãocorrosão..**Atende**Atende umum altíssimoaltíssimo percentualpercentual dede problemasproblemas dede corrosãocorrosão..

Estes revestimentos devem possuir uma série de características para que possam cumprir as suas finalidades.

boa e permanente aderência ao tubo; baixa taxa de absorção de água; boa e permanente resistência elétrica (resistividade elétrica); boa resistência a água, vapor e produtos químicos; boa resistência mecânica; boa estabilidade sob efeito de variação de temperatura; boa estabilidade sob efeito de variação de temperatura; resistência a acidez, alcalinidade, sais e bactérias do solo; boa flexibilidade de modo a permitir o manuseio dos tubos; boa flexibilidade de modo a permitir o manuseio dos tubosrevestidos e as dilatações e contrações do duto; permitir fácil aplicação e reparo; durabilidade e economicidade.

RevestimentoRevestimento comcom borrachasborrachas Consiste em recobrir a superfície metálica com uma camadade borracha, utilizando-se o processo de vulcanização.

Como funciona?É um revestimento que pode assumir diversas durezasdependendo do tipo de borracha e do processo de vulcanização.

Onde usar?Na indústria química em equipamentos e tubulações que

trabalham com meios altamente corrosivos, especialmenteácidos. O tipo de borracha é selecionado em função destascaracterísticas de agressividade..

Pintura industrial é um revestimento, em geral orgânico, largamente empregadopara o controle de corrosão em vários tipos de estruturas etambém em estruturas aéreas e, em menor escala, emsuperfícies enterradas ou submersas.

Aplicabilidade:Aplicabilidade:• estruturas submersas que possam sofrer manutenção periódicaem dique seco, tais como navios, embarcações, bóias, carros,tubulações, tanques e etc.• pouco utilizada estruturas enterradas, pela dificuldade demanutenção apresentada nestes casos.

A pintura é um revestimento de pequena espessura, situando-se na faixa de 120 a 500 m, sendo que, somente em casos muito especiais, pode-se chegar a 1.000 m.

Para entendermos melhor os fatores que deterioram um filmede tinta, podemos dividir as causas dos danos de pintura em 4tipos principais, ou seja:

1- Danos mecânicos, causados por exemplo por batidas depedras; riscos; pequenos choques; máquinas de lava-rápido;materiais aderidos tais como cimento, piche, etc.

2- Danos pela ação natural do tempo, tais como2- Danos pela ação natural do tempo, tais comodescoloramento, perda de brilho, corrosão, microfissuras, etc.

3- Danos pela ação de agentes químicos, causados pelapoluição industrial e urbana, ultimamente muito sobre carregada,ou mesmo por ação direta de outros agentes agressores comoácidos, produtos cáusticos e solventes orgânicos.

4- Danos por ação biológica, como os causados por gotasde resinas que caem das árvores ou por folhas soltas davegetação ou ainda por secreções de insetos e pássarosaderidas à pintura.

Tabela 1 – Durabilidade de tintasResina Umidade Corrosão Durabilidade

exteriorResistência

químicaResistência à

riscos

Acrílica E B E B E

Alquídica R R R R B

Epóxi E E D E E

Poliéster E B B B B

Poliuretano E B E B E

Vinílica E B B B B

E = excelente, B = bom, R = regular, D = deficiente

Esquema de produção de tintas

ResinaResina AcrílicaAcrílicaSua fórmula à base de, resina acrílica e hidrocarbonetosaromáticos impermeabiliza a superfície protegendo-a contra aação das intempéries, devido a sua excelente resistência. É umproduto de fácil aplicação, excelente rendimento e manutençãoproduto de fácil aplicação, excelente rendimento e manutençãode brilho, além de proporcionar belíssimo acabamento. Nãocontém benzeno, álcool ou querosene.

RESINARESINA ALQUÍDICAALQUÍDICASão formadas pela condensação de ácidos dicarboxílicos com álcoois poliídricos e modificados com ácidos graxos, para melhorar a solubilidade. Como constituintes de vernizes ou de esmaltes, apresentam beleza e flexibilidade características, que têm acentuada permanência na exposição prolongada ao tempo.têm acentuada permanência na exposição prolongada ao tempo.

RevestimentoRevestimento porpor tintatinta àà basebase dede coalcoal--tartar epóxiepóxiA pintura com coal-tar epoxi é usada em uma espessura da ordem de 500 micrometros. ObsPossui pouca resistência mecânica, sendo, portanto, um Possui pouca resistência mecânica, sendo, portanto, um revestimento precário em tubulações enterradas.ObsComo a manutenção do revestimento em estruturas enterradas ou submersas é muito difícil, a utilização de revestimento por tinta à base de coal-tar epoxi só é recomendável em obras pequenas ou de pouca responsabilidade.

RevestimentoRevestimento comcom tintatinta epoxiepoxi emem pópó (Fusion(FusionBondedBonded Epoxi)Epoxi)É também um moderno sistema de proteção anticorrosiva dedutos enterrados e submersos. Constitui-se de uma camada de400 a 450 micrometros de espessura, à base de resina epoxi400 a 450 micrometros de espessura, à base de resina epoxitermocurada, aplicada a pó, pelo processo eletrostático.

Suas principais propriedades são a excelente adesão e a proteção anticorrosiva. _A tinta epoxi aplicada a pó pelo processo eletrostático, portanto sem solvente, não está sujeita a muitos poros e assim possui impermeabilidade (proteção por barreira) ainda superior às tintas epoxis convencionais. _A película de 400 micrometros tem elevada dureza e, _A película de 400 micrometros tem elevada dureza e, portanto, baixa resistência ao impacto, o que acarreta uma razoável incidência de reparos durante o lançamento do duto. **É o melhor sistema de proteção anticorrosiva de dutos que durante o lançamento sofrerão grande flexionamento ou curvamento. É particularmente aplicável a lançamentos submarinos.

RevestimentoRevestimento comcom fitasfitas plásticasplásticasAs fitas plásticas mais utilizadas em revestimentos são:

• fitas de polietileno (as mais utilizadas, devido a seu melhordesempenho);• fitas de PVC;• fitas de PVC;• fitas de poliéster.

As fitas são aplicadas helicoidalmente em torno do tubo a ser protegido com uma sobreposição de 50% entre camadas. A aplicação pode ser manual ou mecânica. Geralmente, antecede a aplicação das fitas uma limpeza da superfície e a aplicação de um primer capaz de melhorar a adesão da fita.

Obs 1_ Apresentam como grande vantagem a aplicabilidade no campo,porém, como a possibilidade de falha na sobreposição éconsiderável, constituem-se em um revestimento de qualidadeinferior._ As fitas são recomendadas apenas para pequenas tubulações e_ As fitas são recomendadas apenas para pequenas tubulações eobras de pouca responsabilidade.

_ São também particularmente aplicáveis a reparos no campo.

_ A aplicação em duas camadas constitui-se em um recurso paraobter-se melhoria da performance;

RevestimentoRevestimento comcom espumaespuma rígidarígida dede poliuretanopoliuretanoA espuma rígida de poliuretano é utilizada quando se requerque o revestimento anticorrosivo possua também boacapacidade de isolação térmica (dutos operando a alta ou abaixa temperaturas).Obs_ É normalmente aplicada com espessura em torno de 50_ É normalmente aplicada com espessura em torno de 50mm, sendo o revestimento complementado normalmente comcamisa de polietileno extrudado, para conferir propriedadesanticorrosivas (a espuma, possuindo 10% de células abertas,não é impermeável)

polietileno extrudado Trata-se de um moderno revestimento,que utiliza o polietileno de baixa densidade, extrudado sobre otubo que se quer proteger.

**A extrusão é feita em conjunto com um "primer" (adesivo),também a base de polietileno (modificado), a uma temperatura datambém a base de polietileno (modificado), a uma temperatura daordem de 200°C. Requer um preparo de superfície com grau delimpeza conforme norma.

_ É aplicado com espessura variando de 3 a 5 mm.

_ Além da impermeabilidade, que lhe confere excelente resistência à corrosão, possui excelente resistência a danos mecânicos, o que lhe propicia baixa incidência de reparos durante o lançamento do duto.

_ Outra excelente propriedade que possui é a boa resistência ao descolamento catódico (Cathodic Disbound). Apresenta, entretanto, baixa adesão em relação à superfície metálica.

Aplicação de KTL por imersão

Aplicação de PVC robotizada (na região do Assoalho)

Aplicação de Primer robotizada

DentreDentre osos tipostipos dede impurezasimpurezas maismais comunscomuns queque devemdevem serserremovidasremovidas dada superfíciesuperfície aa serser recobertarecoberta estãoestão::

• camadas de óxido;• óleos, graxas, resinas, parafinas;• poeira, resíduos do processo de fabricação;• poeira, resíduos do processo de fabricação;• sais e crostas de tratamento térmico;• manchas;• tintas e• fosfato.

OBS: A remoção destas impurezas é fator fundamental para que possa ser obtido um revestimento com boa aderência e qualidade. Estima-se que cerca de 85% das falhas em revestimentos de superfícies sejam conseqüências de problemas de pré-tratamento.de pré-tratamento.

O processo de preparação da superfície consiste,basicamente, das seguintes etapas :

1)- Acabamento mecânico;2)- Remoção de óleos e graxas -desengraxe e3)- Remoção de camada de óxido - decapagem;

1) - Acabamento MecânicoO acabamento mecânico consiste, basicamente, das

seguintes etapas: escovação, lixamento e polimento ejateamento.

EscovaçãoEscovaçãoA etapa de escovação tem a finalidade de remover

camadas de óxido, resíduos de tintas, resíduos de solda, etc.

Como?Utilizando normalmente, escovas de aço ou de latão.

Obs1: A escovação e o tratamento excessivo com palha de açoObs1: A escovação e o tratamento excessivo com palha de açoprovoca polimento da superfície, prejudicando a aderência da tinta.

Obs2: A limpeza com ferramentas manuais é uma operação lenta e ineficaz, sendo recomendada para pequenas áreas, como de retoques ou locais onde não é aplicável o processo com ferramentas elétricas ou

jateamento abrasivo

LixamentoLixamentoA etapa de lixamento tem a finalidade de remover rebarbas edar acabamento em quinas. Também é utilizado para a remoçãode camadas mais aderentes de óxido ou de excesso de soldas enivelamento.nivelamento.

Como?rolos de esmeril ou de lixas, lixas de correia, dentre outrasformas.

PolimentoPolimentoA etapa de polimento tem o objetivo de dar um melhor

acabamento superficial.

Nesta etapa são utilizados rolos de feltro, de tecido simples,de tecido e sisal, etc.

O material abrasivo é transferido para estes rolos através debarras abrasivas compostas por um material aglomerante e obarras abrasivas compostas por um material aglomerante e oabrasivo.

Os abrasivos utilizados são: esmeril (óxido de alumínio e deferro com 57 a 75% de óxido de alumínio), corundum (óxido dealumínio natural), carbeto de silício e alumina (óxido de alumínioartificial). O mais utilizado é a alumina.

LimpezaLimpeza porpor jateamentojateamento abrasivoabrasivoJateamento é a limpeza obtida através do impacto de

partículas geralmente abrasiva (areia, óxido de alumínio, granalhade aço esféricas ou angulares), impelidas a alta velocidade contraa superfície a ser limpa.

O jateamento abrasivo tem duas grandes vantagens.- Elimina todas as impurezas do metal, permitindo efetivo- Elimina todas as impurezas do metal, permitindo efetivocontato do revestimento com o substrato.- Confere rugosidade à superfície metálica, chamada de perfilde ancoragem, proporcionando perfeita ancoragem dorevestimento.

OBS: Evidentemente, o melhor grau de limpeza da superfície requer maistempo e, portanto, maior consumo de abrasivo e ar comprimido

Perfil de rugosidade ou perfil de ancoragemPerfil de rugosidade ou perfil de ancoragemMedir o perfil de rugosidade de um superfície que sofreu limpeza por jateamento abrasivo, com um aparelho chamado “rugosímetro” (profile gauge). Na especificação de uma pintura é aconselhável que se determine o perfil de rugosidade e a espessura da película da tinta acima dos picos, a vida da pintura depende bastante deste fator.depende bastante deste fator.

Figura – Perfil de rugosidade

OBS:É recomendável que o perfil de rugosidade tenha um valor

equivalente a 1/3 da espessura total do revestimento dapintura a ser aplicada.

Perfil de 15-20 m:Não recomendado o padrão de ancoragem, é inadequado

a boa aderência mecânica.a boa aderência mecânica.Perfil de 30- 40 m:A espessura total do sistema não deve exceder 200 m.Perfil de 50 m:A espessura total do sistema é em média de 150 a 300

m.

DESENGRAXEApós o processo de fabricação e de acabamento mecânico, apeça apresenta uma camada de óleo ou graxa em suasuperfície. Esta camada tem que ser removida previamente aoprocesso de recobrimento. Para tanto são utilizados,basicamente, três processos:basicamente, três processos:a)Limpeza com solventes;b) Desengraxe alcalino;c) Desengraxe alcalino eletroquímico.

a) Limpeza com solventes Este procedimento é utilizado como uma pré limpeza para a remoção de óleos e graxas, parafinas, resinas, cera e similares.

Aplicaçãoutilização de estopa,na forma de vapor,na forma de vapor,

por imersão da peça epor spray.

OBS: Após o processo de limpeza por solvente, a peça deverá ser submetida a uma limpeza alcalina para a remoção da fina camada de óleo, ou graxa, que permanece na superfície da peça.

Uma solução de solvente ideal deve apresentar as seguintespropriedades:-desengraxar a temperatura baixa, alta ou no estado de vapor;- não ser inflamável;- ser inerte ao metal;- ser estável;- não ser tóxico;- ter ponto de ebulição abaixo de 125 C;- ter ponto de ebulição abaixo de 125 C;- ter baixo calor específico e calor latente de vaporização;- vapor deve ser mais denso que o ar;- a fase líquida deve ter alta gravidade específica e baixa tensãosuperficial;- estar em acordo com a legislação ambiental e- ser aceitável pelas normas de higiene e segurança do trabalho.

De uma forma em geral, o desengraxe por solvente removea maior parte dos resíduos de óleo e de graxas mas uma finacamada de resíduos persiste sobre a superfície da peça.

OBS:**Como o processo de revestimento necessita uma superfície

isenta destes resíduos, faz-se necessário proceder um segundo processo para a remoção total destes resíduos.

Desengraxe Alcalino Químico Este processo, conhecido como desengraxe alcalino, utilizasoluções alcalinas e pode ser aplicado de forma manual ou porimersão, com a utilização de ultra som ou por processoeletrolítico. O processo a ser utilizado dependerá da natureza dosubstrato e dos resíduos a serem removidos.

A qualidade da limpeza depende do alto pH, no entanto, outrosrequisitos devem ser observados:- habilidade de manter o pH alto mesmo em presença decontaminantes ácidos;- facilidade de enxágüe;- ação emulsificante e seqüestrante;- molhar a superfície;- molhar e penetrar nas impurezas a serem removidas;- molhar e penetrar nas impurezas a serem removidas;- dissolver e saponificar óleos vegetais e animais e graxas ouemulsionar ou suspender, temporariamente, óleos insolúveis nãosaponificáveis e partículas sólidas;- amolecer a água para prevenir a formação de sabões insolúveisde cálcio e magnésio;- prevenir o ataque ao metal e a formação de manchas;- neutralizar substâncias ácidas, sem variação do pH;- remover as impurezas em tempo razoável;- produzir pouca espuma.

1- Soda-Ash (Carbonato de Sódio – Na2CO3)Em alguns, casos pode ser substituída, total ou

parcialmente, por bicarbonato de sódio. As principaiscaracterísticas deste produto são:

· boa capacidade tampão;· boa alcalinidade;· boa alcalinidade;· amolecimento da água;· boa remoção de agentes ativos da superfície.

2- Soda Cáustica (Hidróxido de sódio – NaOH)É o principal produto num banho de desengraxe alcalino. As

principais características deste produto são:· saponificante;·reage com óxido de metais anfóteros formando sais solúveis;· ataca elementos orgânicos;· alta condutividade iônica.

3- FosfatoExemplos de produtos contendo fosfato são: Trifosfato de

sódio, Tripolifosfato de sódio, Pirofosfato tetrasodico. Destes, osque apresentam melhor resultados são os dois últimos. Asprincipais características deste produto são:

· amolece a água;· agente seqüestrador;· agente complexante.

4- SilicatoExemplo de compostos contendo silicato são: Metasilicato

de sódio e ortosilicato de sódio. As principais característicasdeste produto são:

· tampão, umectante, emulsionante, defloculante.

5- Complexantes5- ComplexantesSão substâncias que podem substituir os fosfatos, que

causa problemas ambientais. Dentre os complexantes, os maisutilizados são: EDTA, gluconato de sódio, citrato de sódio etrietanolamina.

6- Detergentes SintéticosSão substâncias que apresentam propriedades surfactantes, emulsionantes e umectantes, Dentre os detergentes mais utilizados tem-se: Lauril sulfato de sódio e sódio dodecil benzeno sulfonado.

Um exemplo típico de solução alcalina é composta por:Para o açoHidróxido de sódio (NaOH) 35 g/lCarbonato de sódio (Na2CO3) 25 g/lFosfato trisódico (Na3PO4) 6 g/lSurfactante – sulfato lauril de sódio 1 g/lT = 80 – 90 oCT = 80 – 90 oCt = 1 – 5 min.Após o processo de limpeza alcalina, a peça deve ser

lavada com água, imersa numa solução de 50 ml/l de ácidosulfúrico e lavada novamente.

Desengraxe Alcalino Eletroquímico Neste processo, a peça é polarizada catodicamente(desengraxe direto), anodicamente (desengraxe reverso) oualternadamente num meio alcalino.

OBS 1 - Devido à formação de gases (H2 ou O2), que arrastamas impurezas retidas em regiões de difícil acesso, esteas impurezas retidas em regiões de difícil acesso, esteprocesso é bem mais eficiente.OBS 2- O desengraxe catódico é aplicado, geralmente, emmetais não ferrosos e ligas de níquel.OBS 3- Para artigos de ferro, o desengraxe catódico é seguidopor um anódico. Esta combinação evita a fragilização porhidrogênio ou a redeposição de impurezas. O desengraxe emalumínio, cromo, zinco ou chumbo não deve ser anódico.

Uma composição típica de desengraxe alcalinoeletrolítico é:

Para o aço:Hidróxido de sódio 35 g/lCarbonato de sódio 25 g/lLauril sulfato de sódio 1 g/lLauril sulfato de sódio 1 g/lT = 70 80 oCt = 1 – 2 min.i = 7 A/dm2

DECAPAGEM ÁCIDA Esta etapa consiste na remoção de óxidos, hidróxidos ououtros tipos de impurezas sólidas pela imersão da peça emuma solução ácida. O tipo de ácido, sua concentração e atemperatura da operação dependem da natureza do material.OBS1- Também conhecido por “pickling”, a decapagem ácidautilizando H2SO4 (ácido sulfúrico) e/ou HCI (ácido clorídrico)utilizando H2SO4 (ácido sulfúrico) e/ou HCI (ácido clorídrico)tem a desvantagem de favorecer a deposição de sulfato e oucloretos. Estes promovem corrosão, podendo ocorrer bolhassob a pintura.OBS2- O H3PO4 (ácido fosfórico) não apresenta estadesvantagem porque os fosfatos metálicos são insolúveis eficam aderidos ao metal, formando um filme passivamente. Noentanto, este procedimento é normalmente caro.

OBS3- Muitas vezes usa-se uma combinação de dois processos, ou seja, faz-se a limpeza com H2SO4, lava-se e em seguida usa-se o H3PO4 como passivante.

Exemplos de decapantes para aços são:a) Ácido Clorídrico (HCl) 500 ml

Água para 1 litroÁgua para 1 litroT = AmbienteTanque = Polipropileno

b) Ácido Sulfúrico (H2SO4) 50 mlÁgua para 1 litroT = Ambiente até 80CTanque = Polipropileno ou aço revestido com chumbo

OBS4- Para aços de alto carbono, baixa liga ou cementado,não deve ser utilizado a decapagem ácida uma vez que estesmateriais poderão sofrer fragilização por hidrogênio.

Neste caso deve-se proceder uma decapagem anódica oumecânica.

Uma solução utilizada no processo de decapagem anódica é:

a) Ácido sulfúrico 205 mlÁgua para 1 litroT = abaixo de 30Ct = 2 a 4 mini = 20-30 A/dm2

Ânodo = chumbo

Estes inibidores são compostos capazes de reduzir o ataquequímico sobre o material virgem e são amplamente utilizados.

Tipicamente utiliza-se:· Trióxido de antimônio até 2 g/litro(para ácido Clorídrico)· Hexamina até 0,4 g/litro· Hexamina até 0,4 g/litroou Iodeto de Potássio 1,5 g/litro(para ácido sulfúrico + ácido clorídrico)· Goma até 0,05 g/litro(para ácido sulfúrico)

PréPré--tratamentostratamentos (VHB)(VHB)

· -Lavagem / Desengrachantes· -Fosfatização· -Fosfatização· -Passivação

PréPré--tratamentotratamento

Lavagem/desengraxantesA carroceria, geralmente proveniente dos processos de

estamparia e solda, chega à pintura impregnada por graxas eoutros fluidos necessários ao processo de estamparia. No entantoessas substâncias não estão aderidas à superfície e a pintura nãoessas substâncias não estão aderidas à superfície e a pintura nãoirá aderir à carroceria na presença delas. Tornam-se necessáriosos banhos desengraxantes. Esses banhos são em sua maioriafeitos por imersão, com parâmetros de processo bem definidos erigidamente controlados. Depois dos banhos é realizada afosfatização.

FosfatizaçãoDentre os revestimentos não metálicos inorgânicos utilizados

pela industria automotiva temos a fosfatização, que é a adição de uma camada de fosfatos sobre a superfície metálica. Esta uma camada de fosfatos sobre a superfície metálica. Esta camada inibe os processos corrosivos e devido à sua rugosidade, ajuda na aplicação da pintura.

PassivaçãoPassivação é a modificação do potencial de um eletrodo no

sentido de menor atividade (mais catódico ou mais nobre) devidoà formação de uma película de produto de corrosão. Esta películaé denominada película passivante. Os metais e ligas metálicasque se passivam são os formadores de películas protetoras.Como exemplo podem ser citados:

- Cromo, níquel, titânio, aço inoxidável, monel que se - Cromo, níquel, titânio, aço inoxidável, monel que se passivam na grande maioria dos meios corrosivos, especialmente na atmosfera;

- Chumbo que se passiva na presença de ácido sulfúrico;- O ferro que se passiva na presença de ácido nítrico

concentrado e não se passiva na presença de ácido nítrico diluído;

A maioria dos metais e ligas passivam-se na presença de meios básicos, com exceção dos metais anfóteros (Al, Zn, Pb, Sn e Sb).

Figura - Zincofosfatização

Pinturas

· -Pintura cataforética· -Camadas de PVC· -Primer· -Aplicação da tinta base· -Aplicação da tinta base· -Aplicação do verniz

PinturaPintura CataforéticaCataforética (KTL)(KTL)

É um processo de eletrodeposição química onde a carroceria éaterrada e há células de diálise que são responsáveis pelaionização do banho, fazendo com que a tinta se deposite noslocais de menor resistividade elétrica, ou seja, à medida que alocais de menor resistividade elétrica, ou seja, à medida que acarroçaria vai sendo recoberta por esta substância, ela torna-senão condutiva e não existe mais deposição.

OBS1- A principal função da cataforese está na proteção contraa corrosão nas partes internas e externas.

OBS2- Devido a este fato a camada depositada fica uniforme emtoda a área da carroceria.

OBS3- É importante salientar que a carroceria só pode serOBS3- É importante salientar que a carroceria só pode serpassada uma vez por processo, pois se tentarmos passá-lanovamente pelo banho, não ocorrerá aderência, já que as partescondutivas já estarão cobertas com material isolante.

A pintura por cataforese é uma dispersão de resinas e pigmentosnum meio aquoso, com um conteúdo de solventes orgânicosbaixo (inferior a 4%), e com três componentes básicos:

ÁguaÁgua desmineralizadadesmineralizada,, cuja condutividade deva ser inferior a10S/cm e que esteja isenta de microorganismos;

ResinaResina CatiônicaCatiônica,, é uma resina especialmente epóxi (utilizam-setambém as de natureza acrílica e outras) com gruposnitrogenados para neutralização;

PastaPasta PigmentadaPigmentada, cujos pigmentos são selecionados tendo emconta as usas propriedades anti-corrosivas, cor, cobertura e etc.

O filme de cataforese é cozido à 160 oC durante 15 minutos em uma estufa.

Figura – Aplicação de KTL por imersão

CamadasCamadas dede PVCPVC (também(também conhecidoconhecido comocomo Mastic)Mastic)

É utilizado para evitar danos no assoalho e na caixa de roda doveículo, devido a batidas de pedras. Devido à boa vedaçãodepois de curado (altas temperaturas), também é utilizado para avedação, não permitindo a entrada de água.

OBS1- Além destas funções, também é utilizado contra aOBS1- Além destas funções, também é utilizado contra acorrosão, melhorar os níveis sonoros e a estrutura da carroceria.

OBS2- Sua aplicação é feita através de robôs ou manualmente, edepois de depositados, são cozidos em uma estufa durante 30minutos, sendo 10 minutos à 150 ºC.

Figura -Aplicação de PVC robotizada (na região do Assoalho)

Figura - Aplicações de PVC

PrimerPrimer

Os Primers são produtos usados como base da pintura, tantono processo de pintura das montadoras como nos processos dereparação, ou repintura, a aplicação destes produtos como baseé necessária.O primer tem a finalidade de propiciar ao processo de pintura,uma resistência anticorrosiva e antibatida de pedra eficiente euma resistência anticorrosiva e antibatida de pedra eficiente etambém nivelar a superfície com o objetivo de permitir que atinta, acabamento final da pintura, seja aplicado sobre umsubstrato isento de defeitos superficiais.

OBS:

1 _O primer, além de garantir um pouco mais de revestimento contra o meio corrosivo, é utilizado também pela baixa aderência que o KTL fornece para as tintas base.2 _ Ou seja, caso a tinta base seja aplicada diretamente sobre o KTL, a probabilidade de ocorrer uma descamação ou mesmo uma corrosão extremamente precoce torna-se muito grande. uma corrosão extremamente precoce torna-se muito grande. 3 _O primer adere fortemente ao KTL e fornece uma rugosidade tal que a tinta base também responde com uma forte aderência.4 _ O primer pode ser fabricado em diversas cores, mas para otimização de processo, as cores brancas, pretas e vermelhas são as mais utilizadas.

O cozimento é feito em uma estufa de ar quente à 150 ºC durante 15 a 17 minutos.

Figura– Aplicação de Primer robotizada

AplicaçãoAplicação dede tintatinta basebaseEsta é a fase onde há a aplicação da tinta com a coloraçãoque será dada ao veículo. Hoje em dia as tintas são à based’água e para que o aspecto da carroceria possua umaqualidade aceitável são necessários vários controles doprocesso como temperatura, pressão, viscosidade, umidade,fluxo de ar, entre outros.fluxo de ar, entre outros.

Obs:_as operações são efetuadas por máquinas, no exterior do

veículo, e pelos operadores com a ajuda de pistolas, noacabamento do interior da carroceria e

_o cozimento das bases são realizadas em uma estufa de raiosinfravermelhos à 180 ºC durante 5 à 7 minutos.

Bases hidrossolúveisCom o propósito de reduzir as emissões de COV (Compostos

Orgânicos Voláteis), os produtos hidrossolúveis foramdesenvolvidos para resolver este problema que acarretava gravesproblemas ao ambiente.

Estas bases apresentam a seguinte composição:

62% água 82% solventes

Pintura Hidrossolúvel Pintura tradicional com solventes

14% solventes

24% pigmentos 18% pigmentos

A redução da emissão de COV segue a seguinte trajetória:- _ Em 1988, 14 kg de COV/veículo eram lançados noprocesso de pintura;- _ Em 1998, 7 kg de COV/veículo foram atingidoscom uma gestão racional de solventes;- _ Em 1999, 4 kg de COV/veículo eram lançados com a- _ Em 1999, 4 kg de COV/veículo eram lançados com autilização de bases hidrossolúveis.

Aplicação de verniz Esta fase permite a impermeabilidade da pintura além de seu brilho final, selando a camada de tinta. O cozimento do verniz se faz em uma estufa de ar quente a cerca de 140 ºC durante 15 à 17 minutos.

Figura – Aplicação robotizada de Verniz

Proteção de CavidadesProteção de Cavidades

AplicaçãoAplicação dede ceracera Injeção de uma cera especial nas cavidades da carroceria paradificultar a ocorrência da corrosão. Normalmente a aplicação érealizada manualmente com a ajuda de pistolas que dosamexatamente a quantidade a ser injetada. A cera se fixaexatamente a quantidade a ser injetada. A cera se fixadefinitivamente no veículo após ser levado a uma temperatura de80 ºC durante 2 minutos.

Esta última etapa do processo é totalmenteautomatizada.

Figura – Pontos de aplicação de cera

CUSTOS DEVIDO AOS REVESTIMENTOSCUSTOS DEVIDO AOS REVESTIMENTOS

Para calcularmos os custos resultantes do processo de pintura dos automóveisdevemos utilizar dados desde o processo inicial, isto é, no desengraxe doveículo no momento que chega do departamento de Carroceria, até a oprocesso de inspeção final, feito pelo pessoal da qualidade.

Em seu aspecto econômico, a pintura pode ter os seguintes custos:

Custos de Preparação da superfície- Custo da Inspeção.- Custo da limpeza, isto é, do desengraxe (energia, abrasivos,

equipamentos, material e mão-de-obra).- Custo da remoção de defeitos superficiais.

Custos de Aplicação:- Custo da mão-de-obra, de energias elétricas, pneumáticas e

de fluidos.- Amortização de equipamentos.- Custo das Tintas- Custo da inspeção final e retrabalho- Custo da inspeção final e retrabalhoPara basearmos nosso estudo podemos utilizar o exemplo de

uma fabricante francesa de automóveis, cuja fábrica em estudopossui uma grande capacidade de produção devido à sua boaautomação.

Tomando como base o ano de 2000, temos uma produçãoanual de cerca de 400.000 veículos na categoria “minivan”,somente na unidade fabril em questão.

Para isto foram necessárias 700 funcionários efetivossomente no departamento de Pintura. Este departamento possuias seguintes instalações:

Este departamento possui as seguintes instalações:- Área total: 54.800 m2

- Número de robôs de aplicação de PVC: 37- Número de máquinas de pintura: 12

Número de estufas: 9

Para cada veículo fabricado, foram obtidos os seguintesdados relativos ao revestimentos utilizados sobre ele:- Quantidade de camada plástica sobre o veículo: 16kg- Quantidade de pintura sobre um veículo: 8 kg, sendo:- aprox. 1,5 kg de primers- aprox. 4,5 kg de bases coloridas- aprox. 2 kg de verniz- aprox. 2 kg de verniz

As espessuras médias obtidas das aplicações foram asseguintes:- cataforese: 20 - primers: 40 - bases: 14

verniz: 40

Para a operação de revestimento ser efetuada, foram consumidasas seguintes quantidades de fluídos:

- eletricidade: 56 milhões de KWh- água industrial fria: 320.000 m3

- água desmineralizada: 145.000 m3

- gás natural: 188 milhões de KWh