análise processo de pintura navios plataformas
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ANÁLISE DO PROCESSO DE PINTURA NA CONVERSÃO DE
NAVIOS EM PLATAFORMAS FPSO
Gustavo Medina Araujo
Rio de Janeiro
2011
v
RESUMO
As plataformas FPSOs (Floating, Production, Storage and Offloading) são navios
com capacitados para armazenar o petróleo, e realizar a transferência do petróleo e/ou gás
natural. No Brasil a conversão de navios em unidades flutuantes de produção e estocagem
(FPSO’s),tem sido muito usada pela PETROBRAS para aumentar sua produção de
Petróleo.
A pintura é a mais difundida técnica de proteção anticorrosiva, razão pela qual deve
ser encarada como uma tecnologia complexa, dinâmica, capaz de acompanhar o
desenvolvimento tecnológico em outras áreas e de se adaptar às tendências de um mundo
de economia globalizada, com forte apelo pela preservação do meio ambiente. A pintura
de uma FPSO se constitui num excelente campo de observação, envolvendo diferentes
procedimentos para novas construções e estruturas reaproveitadas.
Este trabalho tem como objetivo demonstrar todo o processo de pintura aplicado
na conversão de FPSOs, unidades que tem sido amplamente utilizadas no Brasil, partindo
desde a inspeção visual, passando pela preparação de superfície, analise de tintas,
esquemas de pintura, aplicação da pintura e terminado na verificação da qualidade da
pintura.
Palavras-chave: Pintura, Plataforma Petrolífera, FPSO, Jateamento, Tintas.
vi
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1.1 - Exemplo de FPSO ............................................................................................... 1
FIGURA 2.1 - Inspeção Visual ................................................................................................... 3
FIGURA 3.1 - Bolha de Tinta ..................................................................................................... 5
FIGURA 3.2 – Chapa de Aço Laminado a Quente com Presença da Carepa ............................. 6
FIGURA 4.1 - Pistola de Agulhas na Limpeza de Porcas e Parafusos ..................................... 10
FIGURA 4.2 - Operário em Processo de Hidrojateamento ....................................................... 13
FIGURA 4.3 - Comparaçãoe entre perfis de rugosidade .......................................................... 14
FIGURA 6.1 - Sistema de pintura com primer ,intermediária e acabamento ........................... 19
vii
LISTA DE TABELAS
TABELA 7.1 - RESUMO FUNCIONAL DOS COMPONENTES DE UM SISTEMA DE
PINTURA .................................................................................................................................. 19
viii
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1
2 INSPEÇÃO VISUAL ............................................................................................ 3
3 CONTAMINATES ................................................................................................ 4
3.1 ÓLEOS OU GRAXAS ............................................................................................ 4
3.2 SUOR......... .............................................................................................................. 4
3.3 COMPOSTOS SOLÚVEIS ..................................................................................... 5
3.4 CAREPA DE LAMINAÇÃO .................................................................................. 6
4 PREPARAÇÃO PARA PINTURA ...................................................................... 8
4.1 LIMPEZA POR FERRAMENTAS MECÂNICAS ................................................ 9
4.1.1 Ferramentas mecânicas ( Elétricas ou a ar comprimido ) ................................ 9
4.1.2 Escovas rotativas .................................................................................................... 9
4.1.3 Lixadeiras rotativas ............................................................................................... 9
4.1.4 Pistola de agulhas ................................................................................................. 10
4.2 LIMPEZA POR JATEAMENTO .......................................................................... 11
4.2.1 Jateamento abrasivo ............................................................................................ 11
4.2.2 Jateamento com areia a úmido ........................................................................... 11
4.3 HIDROJATEAMENTO ........................................................................................ 12
4.3.1 Hidrojateamento com areia ................................................................................ 13
4.4 PERFIL DE ANCORAGEM ................................................................................. 14
5 TEMPO ENTRE O JATEAMENTO E A PINTURA ...................................... 15
6 APLICAÇÃO DA TINTA ................................................................................... 16
6.1 TINTA PRIMÁRIA (PRIMER) ............................................................................. 16
6.2 TINTA INTERMEDIÁRIA (UNDERCOATING OU BODY COAT) ................... 17
6.3 TINTA DE ACABAMENTO (FINISHING OU TOPCOAT) ............................... 18
6.4 MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS ........................................................ 20
6.4.1 Espalhamento – Trincha e rolo .......................................................................... 20
6.4.2 Pulverização – Pistola convencional e Pistola de ar (AIRLESS) ..................... 20
7 REVESTIMENTOS PARA APLICAÇÃO EM PLATAFORMAS FPSOs ... 21
ix
7.1 TINTAS EPÓXI SEM SOLVENTES ( NO VOC ) ............................................... 21
7.1.1 Epóxi-Aminas Aromáticas .................................................................................. 22
7.1.2 Epóxi-Aminas Alifáticas Modificadas ............................................................... 22
7.1.3 Epóxi-Aminas Cicloalifáticas .............................................................................. 22
7.1.4 Epóxi Poliamida ................................................................................................... 23
7.1.5 Epóxi Pigmentada Com Alumínio ...................................................................... 23
7.2 Metalização ............................................................................................................ 24
7.3 EXEMPLO DE ESQUEMA DE PINTURA PARA APLICAÇÃO EM
PLATAFORMAS FPSOs BASEADA NA TECNOLOGIA EPÓXI SEM
SOLVENTES ........................................................................................................ 25
7.3.1 Tinta De Fundo (Epóxi Pigmentada Com Alumínio) ....................................... 25
7.3.2 Tinta Intermediaria (Epóxi Poliamida) ............................................................. 25
7.3.3 Tinta De Acabamento (Base De Resina Alquidica) .......................................... 25
8 PINTURA DE CHAPAS NOVAS ...................................................................... 27
9 VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE DA PINTURA ........................................ 29
9.1 MEDIÇÃO DAS ESPESSURAS DAS PELÍCULAS DE TINTA ....................... 29
9.2 TESTE DE ADESÃO DAS PELÍCULAS DE TINTA ......................................... 29
9.3 DETERMINAÇÃO DE DESCONTINUIDADE EM PELÍCULA DE TINTA ... 30
10 CONCLUSÕES .................................................................................................... 31
11 REFERÊNCIAS BÍBLIOGRÁFICAS .............................................................. 32
1 INTRODUÇÃO
A sigla FPSO significa Plataforma Flutuante de Produção, Processamento, Estocagem
e Escoamento de óleo e gás e vem do inglês Floating, Production, Storage and Offloading.
Ainda existem mais duas variações, a FPO (Floating Production and Offloading) – Unidades
Flutuantes de Produção e Descarga e a FSU (Floating Storage Unity) - Unidades Flutuantes de
Armazenamento. Geralmente são navios-plataforma de grande porte que tem capacidade para
produzir, processar e/ou armazenar petróleo e gás natural, estando ancorados em um local
definido. As maiores plataformas FPSOs têm produtividade em torno de 200 mil barris de
petróleo por dia, com produção associada de gás de aproximadamente 2 milhões de metros
cúbicos por dia.
FIGURA 1.1 - Exemplo de FPSO
Fonte: GROVE, 2005
2
Em seu convés, é instalada uma planta de processo para separar e tratar os fluidos
produzidos pelos poços. Depois da separação da água e do gás, o petróleo gerado pode ser
armazenado nos tanques do próprio navio e/ou transferido para terra através de navios
aliviadores ou oleodutos. O gás comprimido é enviado para terra através de gasodutos e/ou
reinjetado no reservatório.
No Brasil a conversão de navios em unidades flutuantes de produção e estocagem
(FPSO’s), tem sido muito usada pela PETROBRAS para aumentar sua produção de Petróleo.
Durante a sua vida útil, a unidade fica exposta à atmosfera marinha e, em diversas áreas,
submetida a diferentes meios corrosivos, o que implica na especificação de sistemas
comprovadamente eficazes de proteção contra a corrosão.
A pintura é a mais difundida técnica de proteção anticorrosiva, razão pela qual deve
ser encarada como uma tecnologia complexa, dinâmica, capaz de acompanhar o
desenvolvimento tecnológico em outras áreas e de se adaptar às tendências de um mundo de
economia globalizada, com forte apelo pela preservação do meio ambiente. A pintura de uma
FPSO se constitui num excelente campo de observação, envolvendo diferentes procedimentos
para novas construções e estruturas reaproveitadas.
3
2 INSPEÇÃO VISUAL
A inspeção visual é utilizada para a classificação das superfícies destinadas a receber
pintura anticorrosiva, aplicando-se a superfícies novas não pintadas e a superfícies que já
tenham sido pintadas anteriormente.
A superfície a ser tratada deve ser inspecionada, visualmente, antes de ter inicio a
qualquer procedimento de limpeza ou preparação da superfície. Durante a inspeção deverá ser
marcado e mapeado os locais onde existam vestígios de óleo, graxa, cimentação, pontos de
corrosão e outros materiais estranhos, onde também deverão ser anotados e mapeados os
locais onde não há mais a demão da tinta de acabamento.
FIGURA 2.1 - Inspeção Visual
Fonte : Desconhecida
4
3 CONTAMINATES
O aço é uma liga ferro-carbono contendo outros elementos tais como Manganês,
Silício, Fósforo e Enxofre, seja porque estes integravam as matérias primas (minérios e coque)
com que foram fabricados, seja porque lhes foram deliberadamente adicionados, para lhes
conferirem determinadas propriedades.
Qualquer material diferente destes, mesmo se tratando de óxidos ou sais do Ferro
sobre a superfície do aço é considerado um contaminante.
Os contaminantes são classificados de acordo com a sua natureza, em:
3.1 ÓLEOS OU GRAXAS
Óleos de usinagem, óleos de prensagem ou óleos protetivos temporários lubrificantes
ou combustíveis espalhados ou derramados sobre a superfície ou levados pelas mãos de
operadores de máquinas. Qualquer gordura, oleosidades ou material estranho à superfície
prejudica a aderência das tintas.
3.2 SUOR
O líquido produzido pelas glândulas sudoríparas possui pH entre 4,5 e 7,5e contém
água, gorduras, ácidos e sais.
O toque das mãos nas superfícies a serem pintadas pode produzir manchas que
causam bolhas nas tintas e aceleram a processo de corrosão. O manuseio das peças prontas
para serem pintadas deve ser feito sempre com as mãos protegidas por luvas limpas. Mesmo
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quando as peças já estiverem pintadas, aguardando aplicações de demãos subsequentes, não se
deve tocá-las com as mãos desprotegidas, por que há o risco de contaminação entre as demãos.
3.3 COMPOSTOS SOLÚVEIS
As tintas, por mais modernas que sejam, nunca devem ser aplicadas sobre superfícies
contaminadas por compostos solúveis, pois há um grande risco deque sejam formadas bolhas
quando as peças forem submetidas a ambientes úmidos ou corrosivos.
As bolhas nas tintas se formam por causa da “OSMOSE”, que é a passagem de água
na forma de vapor através da película de tinta, do lado de menor concentração para o lado de
maior concentração de compostos solúveis.
FIGURA 3.1 - Bolha de Tinta [5]
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3.4 CAREPA DE LAMINAÇÃO
A carepa de laminação é uma camada de óxidos de ferro formada na superfície do aço
no processo de laminação a quente. A carepa é formada na faixa de temperatura entre 1250º C
e 450º C. Basta aquecer qualquer peça de aço em temperaturas dentro desta faixa que o
oxigênio reage com o ferro e forma-se a carepa. Durante o resfriamento a chapa se recobre de
uma camada cinza azulada. A carepa recentemente formada tem as seguintes características: é
aderente, impermeável, dura, lisa, e pode apresentar espessuras de 15 até vários milhares de
micrometros (a espessura depende do tempo que o aço fica exposto a temperaturas da faixa;
esta é a razão do porque chapas grossas têm carepas mais espessas: quanto maior a massa,
mais tempo demora a esfriar).
FIGURA 3.2 – Chapa de Aço Laminado a Quente com Presença da Carepa [5]
Analisando características da carepa tem-se a conclusão de que se trata de um ótimo
revestimento anticorrosivo. Se comparássemos uma camada de carepa com uma camada de
tinta, no mesmo ambiente pelo mesmo tempo, a pintura apresentaria um desempenho superior.
A explicação é que a tinta apresenta flexibilidade suficiente para acompanhar os movimentos
da base sem se trincar ou fissurar. A carepa não possui flexibilidade e não acompanha os
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movimentos do aço sobre a qual foi formada. Por possuir coeficiente de dilatação diferente do
aço e com os movimentos diários de dilatação por causa do calor do sol e com a contração
devido a temperaturas serem mais frias durante as noites, a carepa acaba se trincando e se
destacando levando a tinta junto consigo.
Outro problema da pintura sobre a carepa de laminação é que por ser uma superfície
muito lisa, há dificuldade de aderência da tinta. Pelos motivos acima expostos a carepa deve
ser removida completamente antes da pintura, inclusive a carepa dos cordões de solda,
formada pelo intenso calor gerado na operação.
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4 PREPARAÇÃO PARA PINTURA
Preparação da superfície significa executar operações que permitam obter limpeza e
rugosidade. Essa limpeza elimina os materiais estranhos, como contaminantes, oxidações e
tintas mal aderidas, que poderiam prejudicar a aderência da nova tinta. A rugosidade aumenta
a superfície de contato e também ajuda a melhorar esta aderência
O grau de preparação de superfície depende de restrições operacionais, do custo de
preparação, do tempo e dos métodos disponíveis, do tipo de superfície e da seleção do
esquema de tintas em função da agressividade do meio ambiente.
O desempenho da tinta, sua aderência à superfície, sua resistência e durabilidade, não
dependem exclusivamente da sua qualidade e características técnicas, mas também do estado e
preparo das superfícies em que foram aplicadas. De nada adianta aplicar tinta da melhor
qualidade se o substrato estiver contaminado com graxas, óleos, ferrugem, incrustações, etc.
A durabilidade de qualquer sistema de pintura depende diretamente da qualidade da
preparação da superfície. O preparo de superfície constitui uma etapa importantíssima na
execução da pintura, e está diretamente ligada ao seu bom desempenho. O preparo de
superfície é realizado com dois objetivos principais:
Limpeza superficial: Trata-se da remoção da superfície de materiais que possam
impedir o contato direto da tinta com o aço, tais como diversos tipos de pós, gorduras,
óleos, combustíveis, graxas, ferrugem, carepa de laminação, resíduos de tintas, suor e
outros. O nível requerido de limpeza superficial variará de acordo com as restrições
operacionais existentes, do tempo e dos métodos disponíveis para a limpeza, do tipo de
superfície presente e do sistema de pintura escolhido, uma vez que as tintas possuem
diferentes graus de aderência sobre as superfícies metálicas.
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Ancoragem mecânica: O aumento da rugosidade superficial proporciona um aumento
da superfície de contato entre o metal e a tinta, contribuindo, desse modo, para o
aumento da aderência. O perfil de rugosidade especificado está ligado à espessura da
camada seca.
4.1 LIMPEZA POR FERRAMENTAS MECÂNICAS
4.1.1 Ferramentas mecânicas (Elétricas ou a ar comprimido)
As ferramentas mecânicas são equipamentos movidos a energia elétrica ou a ar
comprimido (pneumáticas), que por terem mais força, proporcionam melhor rendimento e
melhor qualidade na limpeza do que as manuais.
4.1.2 Escovas rotativas
São utilizadas sobre aço novo ou sobre aço enferrujado ao grau C da norma sueca SIS
05 5900 [6]. Não são recomendadas para aço com carepa intacta, pois a carepa é mais dura dos
que as cerdas de aço das escovas.
4.1.3 Lixadeiras rotativas
Promovem uma limpeza de superfície razoável e conseguem remover carepa, porém
este processo é antieconômico e inviável porque o seu rendimento é muito baixo. No entanto,
para a remoção de ferrugem e tintas velhas e criar uma rugosidade razoável, a lixa pode ser
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empregada e deve ser mantida em um ângulo de 15º sobre a peça a ser trabalhada,
pressionando ligeiramente. Uma pressão excessiva provocará um rendimento baixo, além de
desgastar rapidamente o disco de lixa.
4.1.4 Pistola de agulhas
A pistola de agulhas, agulheira, ou desencrustador é uma ferramenta a ar comprimido
que percute agulhas de (carbeto de tungstênio) por meio de um martelete pneumático. Remove
ferrugens, tintas velhas e até carepas, mas tem baixa eficiência. É usada só onde outros
métodos são impraticáveis, pois produz muito ruído e vibração.
FIGURA 4.1 - Pistola de Agulhas na Limpeza de Porcas e Parafusos [5]
Fonte: Gnecco, 2003.
11
4.2 LIMPEZA POR JATEAMENTO
O jateamento é um processo de preparação de superfícies que utiliza o impacto de
partículas abrasivas movimentadas em alta velocidade sobre uma superfície, objetivando a
remoção da pintura, ferrugem, e demais materiais contaminantes, deixando o substrato pronto
para receber um novo tratamento superficial criando um perfil de rugosidade favorável à
ancoragem do revestimento a ser aplicado após o jateamento. Dos muitos métodos utilizados,
o jateamento abrasivo produz uma preparação de superfície mais uniforme e por isso, na
maioria das vezes é o mais utilizado e também o mais econômico.
4.2.1 Jateamento abrasivo
A limpeza por jateamento abrasivo pode ser feita de duas maneiras: por ar comprimido
ou por turbinas centrífugas. Os abrasivos mais usados em operações de jateamento são: areia,
granalhas de aço e óxido de alumínio.
Quando se utiliza areia seca, este sistema gera muita poluição. Portanto, recomenda-se
a utilização de granalha metálica, reduzindo assim uma alta porcentagem de partículas sólidas
em suspensão. Através deste processo, não é possível obter uma rugosidade uniforme na
superfície, devido ao jateamento ser realizado manualmente.
4.2.2 Jateamento com areia a úmido
Este processo é praticamente o mesmo do jateamento a seco, exceto que é introduzida
água na corrente de ar + areia. Existem vários métodos, todos baseados no molhamento da
areia antes do bico, no bico, ou após o bico.
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O Jateamento com areia úmido pode ser feito com ou sem inibidor de corrosão:
Jateamento sem inibidor de corrosão: A água deve ser limpa e ligeiramente
alcalinizada (pH acima de 8,5),o processo deve ser rápido e após o jateamento, deve-se
secar rapidamente a superfície com ar comprimido limpo e seco.
Jateamento com inibidor de corrosão: O inibidor mais usado é o Nitrito de Sódio (Na
NO),a concentração mais usada: 0,5% (1 kg de nitrito para cada 200 de água), após o
jateamento à úmido, deve se lavar com água limpa e secar rapidamente com ar
comprimido limpo e seco.
4.3 HIDROJATEAMENTO
O processo de pintura aplicado na conversão de navios em plataformas FPSOs consiste
em uma pintura de manutenção onde abaixo da película de tinta já existe um perfil de
ancoragem. Dada as condições, o Hidrojateamento desponta como método ideal a ser
utilizado na remoção da camada de tinta .
O Hidrojateamento é considerado totalmente ecológico, consistindo no jateamento com
água sob alta pressão (20.000 a 45.000 psi). Nestas condições a água consegue remover a
carepa, as ferrugens e as tintas velhas. Como não há abrasivo na limpeza, não produz
rugosidade suficiente na superfície para o recebimento da primeira pintura . Por isso, o
hidrojateamento é indicado para superfícies já jateadas anteriormente. O hidrojateamento é
indicado para superfícies que já foram jateadas uma vez, por que removendo a tinta velha,
expõe a rugosidade do jateamento original.
O hidrojateamento pode ser realizado paralelamente a outras etapas da obra tais como
montagem, serviços de caldeiraria, reparos elétricos e pintura, propiciando redução no prazo
de execução e de custos.
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Ao contrário de outros tratamentos com abrasivos secos, os resíduos sólidos do
hidrojateamento são 95% menores do que a jateamento abrasivo. Além da limpeza da
superfície, outra propriedade muito importante desse processo é a remoção de sais solúveis
que podem ficar aderidos ao substrato. A eficiência dessa remoção é 85% maior também.
FIGURA 4.2 - Operário em Processo de Hidrojateamento
Fonte: Pisos Industriais, 2001.
4.3.1 Hidrojateamento com areia
Este processo é semelhante ao hidrojateamento, porém há a introdução da areia na
corrente de água. As pressões são menores do que no hidrojateamento, da ordem de 6.500 psi.
Consegue-se rugosidade suficiente para a aderência das tintas.
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4.4 PERFIL DE ANCORAGEM
Perfil de ancoragem é a altura máxima da rugosidade produzida pelo abrasivo na
superfície, medindo desde os vales até os picos mais altos. A profundidade obtida é controlada
pelo tamanho do grão do abrasivo utilizado. No impacto das partículas do abrasivo contra a
superfície, a carepa de laminação é arrancada e parte do metal também. Este impacto provoca
uma aspereza na superfície. A rugosidade provocada pelo abrasivo na superfície pode ser
medida e é chamada de perfil de rugosidade ou perfil de ancoragem.
O perfil de ancoragem é obtido quando se executa o processo completo de jateamento
da superfície (incluindo a lavagem inicial com água e detergente).
O perfil deve ser controlado, porque se for muito alto podem ficar picos fora da
camada de tinta e por este motivo, a corrosão se iniciará a partir destas áreas e se for muito
baixo a tinta pode não aderir satisfatoriamente. O perfil de Ancoragem ideal é aquele entre
1/4 e 1/3 da espessura total da camada de tinta somadas todas as demãos. Por exemplo, se a
espessura é igual a 120 µm, o perfil deverá estar entre 30 e 40 µm.
FIGURA 4.3 - Comparação entre perfis de rugosidade [5]
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5 TEMPO ENTRE O JATEAMENTO E A PINTURA
O tempo em que a superfície jateada pode ficar sem pintura, depende das condições de
clima e de localização do ambiente onde a superfície ficará exposta:
Entre 30% e 70%, o tempo de umidade relativa do ar pode ser de 8 horas.
Entre 70% e 85%, o tempo de umidade relativa do ar não deve passar de 4 horas.
Ambiente industrial agressivo ou à beira mar, não deve passar de 2 horas.
Se houver poeira no ar ou chuvisco de torres de resfriamento, deverá ser providenciada
a cobertura do local com lonas e o tempo deverá ser o mínimo possível.
Se a umidade relativa do ar estiver acima de 85%, não deve ser efetuado nem o serviço
de jateamento, nem o de pintura.
Os tempos acima são apenas indicativos, pois cada situação particular deve ser
avaliada quanto aos contaminantes presentes na atmosfera.
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6 APLICAÇÃO DA TINTA
Após a preparação da superfície a recontaminação por algum tipo de substância torna
necessária a aplicação de uma primeira demão de tinta, o mais rapidamente possível. Em se
tratando de FPSOs, a umidade tem fator relevante na escolha das técnicas de aplicação bem
como das tintas escolhidas.
Neste contexto, ganham importância tintas surface tolerant, que são tintas aplicáveis
em superfícies com umidade residual ou até completamente molhadas, com destaque para uma
tecnologia de tinta epóxi sem solventes que, além não ter restrições em relação a ponto de
orvalho, permite a aplicação sob condições de umidade relativa acima de 85%, nas quais uma
pintura convencional não deve ser aplicada.
Os sistemas de pintura aplicados em FPSOs são geralmente compostos por: uma tinta
primária ou de base (primer), uma tinta intermediária (undercoating ou body coat) e uma tinta
de acabamento (finishing ou topcoat).
6.1 TINTA PRIMÁRIA (PRIMER)
O primer é a tinta de base, sendo considerado o mais importante componente dos
sistemas de pintura, uma vez que contém os pigmentos anticorrosivos para assegurar uma boa
proteção do substrato.
As principais características de um primer são listadas como segue:
Aderência (forte ligação ao substrato);
Coesão (alta resistência interna);
Inércia e proteção anticorrosiva (forte resistência aos agentes químicos e corrosivos);
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Dilatação (flexibilidade apropriada).
O primer é a base na qual o restante do sistema de pintura é aplicado, sendo a base
para aderência do sistema de pintura total. O primer deve também ser uma base compatível e
adequada para a camada subsequente (seja o intermediário ou o acabamento). Primers,
portanto, têm três condições essenciais: aderência ao substrato, fornecimento de uma
superfície que permita uma aderência adequada dos revestimentos posteriores e,
principalmente, proteção anticorrosiva ao substrato.
Os primers são aplicados às vezes para proteção do metal por certo tempo, antes das
aplicações posteriores, chamando-se então tinta de oficina (shopprimer). Portanto, eles devem
também ter suficiente resistência à atmosfera para proteger o substrato de qualquer corrosão
durante o período desejado.
Os primers também, sob certas condições (particularmente onde eles são utilizados
para condições de imersão), devem ter resistência química equivalente ao restante do sistema
de pintura para proteção satisfatória contra a solução química na qual ele estiver imerso. Esta
propriedade é geralmente associada com a impermeabilidade do sistema de pintura e, a menos
que o primer seja tão altamente resistente quanto o restante do sistema, a quebra sob o filme
poderia causar rápida corrosão.
6.2 TINTA INTERMEDIÁRIA (UNDERCOATING OU BODY COAT)
As tintas intermediárias são geralmente utilizadas em sistemas de pintura para
complementar as características mecânicas e de impermeabilidade do sistema, permitindo
alcançar maiores espessuras e assegurando maior resistência iônica.
A formulação de um revestimento intermediário é importante, primeiramente, pelo
aumento da espessura total. A espessura física dos sistemas de pintura melhora muitas outras
propriedades essenciais de um revestimento, como o aumento da resistência química, redução
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da velocidade de transporte de vapor, aumento da resistência elétrica, resistência à abrasão e
resistência ao impacto. A tinta intermediária deve também ter forte aderência ao primer e ser
uma boa base para o acabamento, para que não haja problemas de aderência entre camadas.
6.3 TINTA DE ACABAMENTO (FINISHING OU TOPCOAT)
Os acabamentos também desempenham importantes funções em um sistema de
pintura:
Fornecem um selamento resistente para o sistema de pintura;
Formam a barreira inicial ao ambiente;
Fornecem resistência aos agentes químicos, água e intempéries;
Produzem uma superfície resistente ao desgaste;
Fornecem aparência e características estéticas de cor, textura e brilhos finais.
Em algumas situações, no entanto, a tinta intermediária fornece a barreira principal ao
ambiente, enquanto o acabamento é aplicado para diferentes finalidades. O acabamento pode
se utilizado para produzir uma superfície antiderrapante, enquanto que o intermediário e o
primer fornecem a barreira ao ambiente.
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FIGURA 6.1 - Sistema de pintura com primer ,intermediária e acabamento [5]
TABELA 6.1 - RESUMO FUNCIONAL DOS COMPONENTES DE UM SISTEMA DE
PINTURA [5]
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6.4 MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS
Na pintura industrial os dispositivos mais usuais para aplicação de tintas são: trincha,
rolo, pistola convencional e pistola airless. A finalidade destes dois dispositivos são as
mesmas, ou seja, aplicar a tinta para obtenção de uma película uniforme sobre uma superfície.
Os métodos podem ser classificados em dois grupos:
6.4.1 Espalhamento – Trincha e rolo
A tinta líquida, como se encontra no recipiente, é aplicada espalhando-se na superfície.
Normalmente, a espessura aplicada não é uniforme e não se consegue aplicar espessuras
elevadas com as tintas de alta espessura, requerendo, neste caso, maior número de demãos. O
seu rendimento produtivo é bastante baixo.
6.4.2 Pulverização – Pistola convencional e Pistola de ar (AIRLESS)
A tinta líquida é pulverizada antes de chegar à superfície. Esta pulverização se faz
usando-se pistola convencional com auxilio de ar comprimido, e com pistola sem ar (airless)
mediante elevada pressão na tinta e posterior descompressão através de um bico com
geometria especial.
A pulverização tem vantagens sobre o espalhamento, por conseguir maior rendimento
produtivo, melhor acabamento da película, uniformidade e espessuras mais elevadas.
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7 REVESTIMENTOS PARA APLICAÇÃO EM PLATAFORMAS FPSOs
As plataformas FPSOs além da retirada do petróleo do fundo do mar também fazem o
refino e a separação do óleo, do gás e da agua provenientes do petróleo. Para o processo de
separação utilizam a Planta de Processo que é composta por um montante de pré-aquecedores
que fazem com que essa unidade opere em altas temperaturas, temperaturas que ultrapassam a
barreira dos 140º C (temperatura necessária para separação), e esse calor gerado é dissipado
por toda superestrutura. Esse fator faz com que o sistema de pintura a ser escolhido deva
suportar essas condições de temperatura - principalmente nas zonas próximas a Planta de
Processo, sem que suas propriedades químicas e físicas sejam alteras. Dos sistemas de pintura
conhecidos os que mais se destacam devido a eficiência, vida útil e custo são os baseados na
tecnologia epóxi sem solvente (No VOC) .
7.1 TINTAS EPÓXI SEM SOLVENTES (NO VOC)
Os revestimentos baseados na tecnologia epóxi sem solventes apresentam excelente
desempenho anticorrosivo podendo ser aplicadas como primer ou como tinta de acabamento e
tem sido usados nos FPSOs PETROBRÁS. Apresentam boa aderência em substrato úmido, ou
seja, em superfície preparada com hidrojateamento com ultra-alta pressão e excelente
resistência química, em água salgada, superfícies expostas, as altas temperaturas de trabalho
da unidade, a óleos minerais e solventes. Seu desempenho anticorrosivo é superior a qualquer
tinta epóxi de altos sólidos convencionais.
São indicadas para uso em plataformas de petróleo, gasodutos, navios, incluindo
tanques de lastro, estruturas portuárias, tanques e silos de armazenamento, torres de
transmissão de energia, estruturas metálicas e equipamentos instalados na orla marítima,
transportadores de minérios, pontes, tubulações, industrias de papel e celulose, fertilizantes,
açúcar e álcool.
22
Alguns tipos de tintas epóxi sem solventes:
7.1.1 Epóxi-Aminas Aromáticas
As aminas aromáticas estão sendo pouco usadas devido ao seu grau de toxicidade e sua
cor escura. Geralmente são aminas sólidas que necessitam ser fundidas e misturadas a quente
com a resina e posteriormente curadas a altas temperaturas. Devido a todo este processo, são
emitidos muitos vapores amínicos corrosivos e tóxicos. Quando curado, este sistema propicia
boa resistência química, elétrica, excelente resistência a hidrólise, boa resistência térmica.
7.1.2 Epóxi-Aminas Alifáticas Modificadas
São em sua maioria, líquidos de baixa viscosidade com odor característico e irritante..
Em geral são moléculas pequenas e muito voláteis, que basicamente, reagem através dos seus
radicais hidrogênio livre.
As tintas Aminas Alifáticas Modificada possuem como vantagens: rápida cura a
temperatura ambiente, baixo custo, baixa viscosidade, boa resistência, química e fácil mistura
com a resina, e como desvantagens: curto tempo de trabalho, alta exotermia, alta toxicidade,
relação critica de mistura e pode causar “blush”(névoa ou oleosidade superficial).
7.1.3 Epóxi-Aminas Cicloalifáticas
As aminas cicloalifáticas, diferentemente das alifáticas possuem anéis cíclicos fazendo
com que apresentem menor volatilidade, maior estabilidade a luz, menor reatividade e melhor
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retenção de cores. Em estado puro encontra grande dificuldade de cura a temperatura
ambiente, devido a sua baixa reatividade.
As tintas aminas ciclialifáticas possuem como vantagens: baixa viscosidade, excelente
estabilidade de cor ,alto brilho, boa resistência química e fácil mistura com a resina, e como
desvantagens: alto custo, cristalização, baixa reatividade e média resistência térmica.
7.1.4 Epóxi Poliamida
As poliamidas são obtidas através da reação de dimerização de aminas alifáticas como
o dietilenotriamina com diácidos ou ácidos graxos de cadeia longa, resultando em polímeros
de alto peso molecular que variam de um líquido viscoso até a sólidos.
As tintas Poliamidas possuem como algumas vantagens: baixa toxicidade, bom poder
de adesão, boa flexibilidade, relação de mistura não critica, longo tempo de trabalho e boa
resistência a água, e como desvantagens: alta viscosidade, custo elevado, baixa resistência
térmica, baixa resistência química e longo tempo de cura.
7.1.5 Epóxi Pigmentada Com Alumínio
É aplicado geralmente em equipamentos industriais em geral, onde a preparação de
superfície por jateamento abrasivo é impraticável.
Apresenta a possibilidade de aplicações em uma única demão em altas espessuras com
custo por m² menor que os produtos tradicionais. Permite uma boa ancoragem sobre
superfícies de aço carbono ou de aço galvanizado, preparadas através de limpeza mecânica ou
por jateamento úmido, podendo ser repintado com diversos tipos de acabamento.
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É um primer universal apropriado para repintura sobre tintas envelhecidas, porém
integras.
7.2 METALIZAÇÃO
A metalização é uma técnica de pintura empregada em situações onde os revestimentos
orgânicos não podem ser aplicados, ou não apresentam tanta eficácia. É o caso das Zonas da
Planta de Processo onde a tintas comuns não consegue suportar as condições operacionais,
devido as altas temperatura.
Esses revestimentos são aplicados normalmente em equipamentos de difícil acesso
(guindastes), alta temperatura (acima de 120C ) ou na zona de variação de maré (tubulações).
Eventualmente esses revestimentos são aplicados em meio totalmente imerso como no caso de
segmentos do sistema de ancoragem e tanques de lastro de risers.
Na metalização, as matérias-primas mais utilizadas são o alumínio e o zinco. A
aplicação se dá por uma pulverização conhecida como Termal Spray (aspersão térmica), no
caso do alumínio, TSA. O metal, em forma de pó ou arame, fundido, é impelido a aderir
contra o substrato. Existem vários métodos de aspersão térmica, chama oxiacetilênica, arco
elétrico, chama de alta velocidade (HVOF), plasma e detonação.
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7.3 EXEMPLO DE ESQUEMA DE PINTURA PARA APLICAÇÃO EM
PLATAFORMAS FPSOS BASEADA NA TECNOLOGIA EPÓXI SEM SOLVENTES
7.3.1 Tinta De Fundo (Epóxi Pigmentada Com Alumínio)
Aplicar uma demão de tinta de fundo à base de resina epóxi pigmentada com alumínio,
com uma espessura de película seca de 80 µm, em conformidade com a Norma N-2288 da
PETROBRAS [15], por meio de trincha ou rolo, em todas as áreas que tiveram as superfícies
tratadas.
7.3.2 Tinta Intermediaria (Epóxi Poliamida)
Aplicar uma demão de tinta intermediária a base de resina epóxi curada com
poliamida, com uma espessura de película seca de 120 µm, em conformidade com a Norma N-
1211 da PETROBRAS [11], por meio de trincha ou rolo, em todas áreas que sofreram
tratamentos e pintura de fundo.
7.3.3 Tinta De Acabamento (Base De Resina Alquidica)
Aplicar uma camada de tinta de acabamento a base de resina alquídica, na cor cinza
Munsel 6.5 para o tanque e vermelho Ferrari para o cabeçote, ambas com uma espessura de
película seca de no mínimo 30 µm, conforme Norma N-2492 PETROBRAS [16].
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Obs.: Em todas as etapas de aplicação das tintas deve-se seguir rigorosamente o
boletim técnico do fabricante da tinta observando:
Tempo de secagem ao toque;
Tempo de secagem para repintura / demão;
Tempo de cura;
Tempo de vida útil da mistura;
Tipo de aplicação (pistola / rolo / trincha);
Diluição / homogeneização;
Para diluir a tinta usar o diluente recomendado pelo fabricante da tinta.
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8 PINTURA DE CHAPAS NOVAS
Na pintura de novas chapas o hidrojateamento não pode ser usado com máxima
eficiência, pelo fato de não conferir o perfil de ancoragem necessário para a adesão correta da
tinta.
Nas chapas novas é necessário que seja removida a carepa de laminação que não
constituem superfície ideal para fixação da tinta. Apesar dos estudos e avanços na área, essa
remoção é feita a maneira antiga através do tratamento com abrasivos sólidos.
Na construção naval utiliza-se comumente a técnica denominada de shop-primer, que
função proteger as estruturas contra a corrosão, enquanto aguardam a pintura definitiva, e
facilitar os processos de soldagem, reduzindo assim os consumos de oxigênio e acetileno.
O shop-primer comum nada mais é do que um sistema epóxi-poliamida/óxido-de-ferro
com baixo teor de sólidos e que apresenta película seca de baixa coesão.
Atualmente os compostos ricos em zinco passaram a substituir os pigmentados com
óxido de ferro, havendo assim uma melhoria na qualidade do produto, mas esses também são
de baixa coesão e não representaram sensível melhoria no desempenho nos esquemas de
pintura.
Os procedimentos de pintura tradicionais requerem a remoção da camada de shop-
primer antes da aplicação do esquema de pintura definitivo.
Alguns estaleiros evitam a total remoção da camada de shop-primer alegando
problemas na redução de custos operacionais e assim um segundo jateamento não se faz
necessário. Isso contribui, de certa forma, para o desenvolvimento de novos shop-primers e
novos procedimentos de aplicação, sempre tendo em vista a redução de custos e melhoria da
tecnologia.
A pintura de estruturas novas em estaleiro pode ser dividida em dois tipos: a de chapas
em unidades automáticas de jateamento e pintura e a de grandes estruturas executada por
processo convencional.
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Nas unidades automáticas, devido a velocidade do processo, se faz necessário o uso de
tintas com secagem ultra-rápida. A tinta recomendada nesse processo é shop-primer
modificado, formulado com uma relação PVC/CPVC muito próxima a da tinta epóxi sem
solvente de acabamento. Quando comparada a um shop-primer convencional ela apresenta
maior aderência, coesão e resistência a corrosão.
A relação entre espessura da tinta de fundo e rugosidade do substrato influencia
diretamente as propriedades anteriormente mencionadas. A tinta com melhores propriedades
de coesão, mantidas as características de soldabilidade, pode ser aplicada com maior espessura
e assim proteger melhor, e por mais tempo, o aço contra a corrosão, facilitando a pintura
definitiva.
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9 VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE DA PINTURA
9.1 MEDIÇÃO DAS ESPESSURAS DAS PELÍCULAS DE TINTA
A medição da espessura é feita inicialmente com a película úmida durante a aplicação e
finalmente com a película seca. Deve ser feita para cada demão de tinta aplicada em
conformidade com a Norma N-2135 da PETROBRAS [12].
A medição da espessura da película úmida é normalmente feita pelo próprio pessoal de
execução, pois visa a controlar as condições de aplicação, evitando descontinuidades ou
consumo exagerado de tinta.
A medição da espessura da película seca é feita para cada 250m² de área pintada.
9.2 TESTE DE ADESÃO DAS PELÍCULAS DE TINTA
Trata-se também de um teste frequentemente utilizado para efeito de controle da
qualidade na aplicação das tintas.
Existem dois métodos para execução do teste de adesão. O primeiro é o método do
corte em X, que é particularmente empregado para avaliar a adesão de tintas inorgânicas de
Zinco e outras tintas com espessura superior a 100µm por demão. O segundo é o teste
quadriculado, que é empregado para as demais tintas.
No teste de adesão em forma de quadriculado deve- se
em conformidade com a Norma
N-2241da PETROBRAS [14]:
Efetuar cinco cortes com 50 mm de comprimento, espaçados de 5 mm;
Efetuar cinco cortes com a mesma característica perpendicular aos primeiros;
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Colar uma fita adesiva;
Arrancar a fita adesiva instantaneamente.
O teste de adesão em forma de X assemelha-se ao quadriculado
e deve ser efetuado em
conformidade com a NORMA ASTM D-3359
[7].
O resultado do teste de adesão consiste na avaliação da quantidade de película de tinta
arrancada pela fita adesiva aplicada sobre a região do corte. As tintas que apresentam
excelente adesão não são removidas pela fita.
9.3 DETERMINAÇÃO DE DESCONTINUIDADE EM PELÍCULA DE TINTA
O teste de descontinuidade normalmente ocorre após a conclusão da aplicação de
esquemas de pintura de alto desempenho. Quando efetuado, deve abranger toda a superfície
pintada. É especialmente recomendado para esquemas de pintura que irão trabalhar em
imersão permanente.
O teste é feito em conformidade com a Norma N-2137
da PETROBRAS
[13].
Na Petrobras,
existem dois diferentes aparelhos para avaliar eventuais
descontinuidades no esquema de pintura. Ambos têm como mesmo objetivo avaliar a
capacidade de uma corrente elétrica atravessar a película da tinta.
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10 CONCLUSÕES
A conversão de navios em unidades flutuantes de produção e estocagem (FPSO s) tem
sido muito usada pela PETROBRAS para aumentar sua produção de Petróleo. Durante a sua
vida útil, a unidade fica exposta à atmosfera marinha e, em diversas áreas, submetida a
diferentes meios corrosivos, o que implica na especificação de sistemas comprovadamente
eficazes de proteção contra a corrosão.
A pintura é amplamente aceita como o principal processo anticorrosivo, a proteção
anticorrosiva, seja no casco seja nos tanques de carga ou, até mesmo, nos principais
equipamentos da embarcação, é uma preocupação constante. O navio, em geral, tem sua vida
útil limitada por problemas relacionados à corrosão que provoca danos as estruturas submersas
e causa diversos tipos de prejuízos econômicos, como por exemplo, o aumento no consumo de
combustível das embarcações por tornar a superfície dos cascos irregular e rugosa,
aumentando assim o arrasto e diminuindo a velocidade de navegação.
Uma nova visão de esquema de pintura, com ênfase na qualidade da especificação,
critérios de inspeção, tintas menos dependentes de condições climáticas, processos
enquadrados em conceitos de proteção ambiental e saúde ocupacional, é apresentada como
fator de redução de custos.
A tecnologia de pintura baseada em hidrojateamento e tinta epóxi sem solventes especial
tem se mostrado a mais ideal para os esquemas de pintura offshore, pois é menos sensível a
variações e controles de parâmetros ambientais e, também, compatível com hidrojateamento
em regiões confinadas.
Já para locais ou equipamentos com dificuldade de execução de pintura, excessivas
interrupções para manutenção, temperatura elevada ou condições de operação que provoquem
uma degradação acelerada das tintas, o revestimento mais indicado é aspersão térmica de
alumínio (TSA) com selante orgânico.
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11 REFERÊNCIAS BÍBLIOGRÁFICAS
1. ABRACO, Rio de janeiro: Apostilas Técnicas do Curso de Inspetor de Pintura (Nível
I), 2008.
2. AGENTES DE CURA PARA RESINAS EPÓXI, Disponível em <
http://www.silaex.com.br/agentes%20de%20cura.htm > acessado em 30 de junho
de 2011.
3. ANATIN, Informações Técnicas. Disponível em <
http://www.anatin.com.br/dicas.html > acessado em 25 de maio de 2011.
4. CARVALHO, Leonardo. A. S.; FILHO, Antônio. F.S.; Aspectos Técnicos de
Aplicação da Pintura Industrial na Proteção Anticorrosiva em Superfície Metálica,
Disponível em : < http://info.ucsal.br/banmon/Arquivos/Art3_0031.doc > acessado
em 23 de Junho de 2011.
5. GNECCO, C; MARIANO, R; FERNANDES, F; Tratamento de Superfície e Pintura,
Rio de janeiro: Instituto Brasileiro de Siderurgia, Centro Brasileiro da Construção em
Aço, 2003.
6. NORMA SIS-05-59 00, Pictorial Surface Preparation Standards for pinting steel
surfaces, 1967.
7. NORMA ASTM D-3359, Measuring Adhesion by tape test, 1983.
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8.
PETROBRAS, Exploração e Produção de Petróleo e Gás. Disponível em <
http://www.petrobras.com.br/pt/quem-somos/perfil/atividades/exploracao-producao-
petroleo-gas/ > acessado em 24 de junho de 2011.
9.
PETROBRAS, Norma N-6, Tratamento de Superfícies do Aço com Ferramentas
Manuais e Mecânicas, 1998.
10.
PETROBRAS, Norma N-9, Tratamentos de superfícies de Aço com Jateamento
Abrasivo, 1998.
11.
PETROBRAS,
Norma
N-1211, Tinta Intermediária Epóxi Poliamida.
12.
PETROBRAS, Norma N-2135,
Determinação de Espessuras de Películas Secas de
Tintas, 1992.
13.
PETROBRAS, Norma N-2137, Determinação de Descontinuidade em Película Seca de
Tinta, 2007.
14.
PETROBRAS, Norma N-2241, Determinação de aderência de películas secas de tintas,
1997.
15.
PETROBRAS, Norma N-2288, Tinta de Fundo Epóxi Pigmentada com Alumínio.
16.
PETROBRAS, Norma N-2492,
Tinta de acabamento
Epóxi
alquídica.
17. PROTEÇÃO ANTICORROSIVA PODE REUNIR CUSTOS, DESEMPENHO E
PROTEÇÃO AMBIENTAL, Disponível em < http://www.editoravalete.com.br/site_petroquimica/edicoes/ed_239/ed_239a.html >
acessado em 22 de junho de 2011.