PINTURA - Alternativas ao alcatrão de hulha

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Estudo de sistemas de proteção alternativos à pintura com alcatrão de hulha.

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  • Corros. Prot. Mater., Vol. 29, N 1 (2010)

    ResumoNa procura de revestimentos anticorrosivos para proteco de estruturas de ao total ou parcialmente imersas em esturio e gua do mar, que sejam alternativas mais ecolgicas aos revestimentos com alcatro de hulha ainda utilizados, foi desenvolvido um projecto no qual se comparam revestimentos epoxdicos comerciais com um revestimento de alcatro de hulha epoxdico de referncia, tambm comercial. Este trabalho inclui, para alm da avaliao da proteco anticorrosiva dos revestimentos envolvidos no projecto, quer em laboratrio, quer em exposio natural em esturio (rios Sado e Tejo) e em mar (Sines) durante quatro anos, a caracterizao laboratorial das tintas integradas nos diferentes esquemas de pintura que deram origem aos revestimentos em estudo. Os resultados da avaliao no fim de dois anos de exposio natural, complementados com os ensaios em laborat permitiram concluir que dois dos quatro revestimentos alternativos estudados apresentaram melhor comportamento anticorrosivo do que o revestimento com alcatro de hulha epoxdico usado como referncia.

    Palavras-Chave: Corroso Marinha, Revestimentos Epoxdicos, Alcatro de Hulha Epoxdico, Ao, Ao Metalizado, Ensaios Acelerados, Ensaios de Exposio Natural

    AbstractIn the search for anticorrosive coatings to protect immersed or partially immersed steel structures in estuary and seawater, capable of being alternatives to the widely used coal tar epoxy coatings, a project aiming at comparing commercial epoxy coatings without coal tar with a coal tar epoxy coating was developed. This project includes an evaluation of their anticorrosive performance in accelerated tests and upon exposure in estuary (Sado and Tejo rivers) and seawater (Sines) for four years, as well as laboratory tests of paints and coatings characterisation. The results obtained after two years of natural exposure, complemented with laboratorial tests, showed that two of the four alternative coatings had a better anticorrosive behaviour than the referenced coal tar epoxy.

    Keywords: Marine Corrosion, Epoxy Coatings, Coal Tar Epoxy Coatings, Steel, Metallized Steel, Accelerated Tests, Natural Exposure Tests

    1. INTRODUO

    As estruturas de ao parcialmente imersas em gua do mar esto sujeitasa corroso cuja intensidade e meca-nismos variam com a zona da estruturaconsiderada. Distinguem-se normalmen-te as zonas enterrada, continuamenteimersa, de faixa de linha de gua (zona de imerso alternada), de salpico e

    AVALIAO DE ALTERNATIVAS AOS REVESTIMENTOS COM ALCATRO DE HULHA PARA ESTRUTURAS DE AO

    TOTAL OU PARCIALMENTE IMERSAS EM ESTURIO E GUA DO MAR

    J. H. ALEXANDRE (1) (*), J. P. FIGUEIREDO (1), M. C. FERREIRA (1), A. S. VIEIRA (1), I. N. ALVES (1), S. DIAS (1) e T. C. DIAMANTINO (1)

    Artigo submetido em Julho de 2009 e aceite em Novembro de 2009

    (1) LNEG, I.P. Laboratrio de Materiais e Revestimentos, Estrada do Pao do Lumiar, 22, 1649-038 Lisboa, Portugal(*) A quem a correspondncia deve ser dirigida, e-mail: joao.alexandre@lneg.pt

    atmosfrica, sendo a corroso, em ge-ral, menos acentuada na zona enterra-da [1]. A extenso da corroso daque-las estruturas depende, em larga medi-da, das condies especficas do localonde esto instaladas. Tm sido apon-tados como factores que influenciam a corroso em gua do mar, alm da

    composio e do estado da superfcie do ao, a composio da gua e as condies operacionais do local [2]. Os revestimentos de alcatro de hulha epoxdicos tm sido extensamente usa-dos na proteco anticorrosiva de ao total ou parcialmente imerso, dada a sua baixa permeabilidade ao oxignio

    EVALUATING ALTERNATIVES TO COAL TAR EPOXY COATINGS IMMERSED OR PARTIALLY IMMERSED STEEL STRUCTURES IN

    ESTUARY AND SEAWATER

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  • Corros. Prot. Mater., Vol. 29, N 1 (2010)

    e gua e a elevada resistncia tanto gua doce como salgada [3,4]. Con-tudo, o reconhecimento das caracters-ticas carcinognicas do alcatro de hulha [5] tem levado sua eliminao dos revestimentos anticorrosivos [6]. Por outro lado, desde o final do s-culo passado que se vem assistindo diminuio, ou mesmo eliminao, doscompostos orgnicos volteis das for-mulaes de tintas. Neste contexto, tem surgido no mercado uma variedade de revestimentos alternativos mais eco-lgicos, nos quais se incluem os re-vestimentos epoxdicos e com alto teor de slidos ou sem solvente [6], cuja proteco anticorrosiva em condies especficas necessrio estudar. Com o objectivo de avaliar, atravs de ensaios laboratoriais e em condies especficas de Portugal continental, a proteco anticorrosiva de revestimentos epoxdicos comerciais propostos como alternativos comparativamente com umrevestimento de alcatro de hulha epo-xdico de referncia (tambm comercial e de larga utilizao), foi desenvolvido um projecto, envolvendo empresas fa-bricantes de tintas, empresas aplica-doras e empresas utilizadoras de estru-turas total ou parcialmente imersas.

    Os ensaios de exposio natural, que tero uma durao total de quatro anos, decorrem nos esturios dos rios Tejo (Margueira) e Sado (Mitrena) e na costa Atlntica (Porto de Sines), sendo em cada um destes locais avaliado o comportamento dos revestimentos na zona de salpico, na faixa de linha de gua e na zona imersa. Este projecto vem complementar um estudo extenso de avaliao de tintas mais ecolgicas para a proteco anticorrosiva de ao mas em diferentes atmosferas marinhas, efectuado por Almeida et al. [7]Neste trabalho apresentam-se os re-sultados da avaliao da proteco anticorrosiva conferida pelos esquemas de pintura envolvidos no Projecto, quer em laboratrio, quer no final do segundo ano de exposio natural nos trs locais de ensaio, bem como da caracterizao laboratorial de todas as tintas neles integrados e respectivos revestimentos.

    2. METODOLOGIA EXPERIMENTAL

    2.1. Esquemas de pintura e sua aplicaoA composio de cada camada de tinta e respectiva espessura, bem como

    a espessura total mdia nominal dos esquemas de pintura alternativos (es-quemas A1, A2, A3, A4 e A5) e do esquema de alcatro de hulha epoxdico (Ref) indicadas pelos fornecedores en-contram-se na Tabela 1. Na sua ltima coluna tambm indicada a espessura total mdia dos diferentes esquemas de proteco, medida directamente sobre os painis de ensaio. Os provetes de ao novo ST 12 (espessuras de 1 e 2 mm) e ST 37 (espessuras de 3 e 5 mm) foram decapados por projeco a jacto abrasivo aos graus Sa 2 (esquemas A1, A2, A3 e A4) e Sa 3 (esquema A5), de acordo com a norma ISO 8501-1 [8]. De salientar que os esquemas A3 e A4 tinham a mesma composio, mas enquanto os provetes do esquema A3 foram apenas decapados por projeco a jacto abrasivo, os provetes do esquema A4 foram adicionalmente limpos com gua a muito alta presso (1750 bar). O esquema A5 foi aplicado sobre metalizao a zinco com 60 m de espessura.

    2.2. Caracterizao das tintas cons-tituintes dos esquemas de pinturaAs tintas foram caracterizadas relati-

    Esquemade

    pinturaSubstrato

    Primrio Subcapa Acabamento Espessura total mdia (m)

    NaturezaEspessura

    (m)Natureza

    Espessura (m)

    NaturezaEspessura

    (m)Nominal Medida (dp1)

    A1 Ao Sa 2 Epoxdico/

    Amina500 - -

    Epoxdico/Amina

    500 1000 1030 (79)

    A2 Ao Sa 2 Epoxdico/Poliamida-

    Amina240 - -

    Epoxdico/Poliamida-

    Amina240 480 459 (46)

    A3 Ao Sa 2 Epoxdico/

    Amina150

    Epoxdico/Amina

    150Epoxdico/

    Amina150 450 427 (51)

    A4

    Ao Sa 2 +

    Lavagem c/ gua a muito alta presso

    Epoxdico/Amina

    150Epoxdico/

    Amina150

    Epoxdico/Amina

    150 450 434 (45)

    A5Ao Sa 3

    metalizado a zinco (60m)

    Epoxdico/ Poliamida

    75Epoxdico/ Poliamida

    125Poliuretano

    acrlico50 250 3462 (28)

    Ref Ao Sa 2

    Alcatro de Hulha

    Epoxdico/Poliamida

    120

    Alcatro de Hulha

    Epoxdico/Poliamida

    120

    Alcatro de Hulha

    Epoxdico/Poliamida

    120 360 446 (38)

    1dp desvio padro; 2 espessura total que inclui a camada de metalizao.

    Tabela 1 - Caractersticas dos esquemas de proteco.

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    foi determinada, perpendicularmente ao corte, a extenso mxima da zona com empolamentos e calculado o seu valor mdio, lmax, a partir dos provetes de ensaio. Nestes provetes, e aps remoo do revestimento em torno do corte, foi ainda avaliada a corroso do ao ao longo do corte, M [22],

    vamente ao teor de veculo fixo, teor de pigmentos e cargas, teor de veculo voltil, viscosidade, massa vol-mica, ao teor de slidos em volume e ao tempo de secagem em profundidade. As metodologias dos ensaios esto indicadas na Tabela 2, na qual se incluem tambm os detalhes mais relevantes dos ensaios.

    2.3. Caracterizao fsica dos revestimentosOs revestimentos foram caracterizados relativamente espessura, resistncia abraso hmida, resistncia inden-tao Buchholz, resistncia ao choque, extenso de fissurao aps dobragem e aderncia. As metodologias dos en-saios e outros detalhes relevantes esto indicados na Tabela 3.

    2.4. Avaliao da proteco anti-corrosiva dos revestimentos em ensaios acelerados de laboratrioA proteco anticorrosiva dos reves-timentos foi avaliada em laboratrio atravs dos conjuntos de ensaios ace-lerados especificados nas normas NP EN ISO 12944-6 [22] - resistncia humidade (RH), resistncia ao nevoeiro salino neutro (RNSN) e resistncia a atmosferas hmidas contendo SO2 (RSO2) e ISO 20340 [23] - resistncia a ciclos de radiao UV fluorescente e gua/nevoeiro salino neutro (RC), resistncia gua do mar (RAM) e resistncia delaminao catdica (RDC). As duraes destes ensaios foram as estipuladas para revesti-mentos de elevada durabilidade para as categorias de corrosividade C5-M (corrosividade atmosfrica muito alta (marinha)) e Im 2 (gua do mar ou salobra) definidas pela NP EN ISO 12944-2 [24]. Foi ainda realizado o ensaio d