Captulo 5 Proteo contra a Corroso5.1- MotivaoApresentar algumas tcnicas utilizadas para proteger o substrato aumentando a vida til do equipamento e a integridade e segurana.5.1.1- Revestimentos Protetores Os revestimentos protetores so pelculas aplicadas sobre a superfcie metlica e que dificultam o contato da superfcie com o meio corrosivo, objetivando minimizar a degradao da mesma pela ao do meio.

O principal mecanismo de proteo dos revestimentos:

barreira

-inibio andica

-proteo catdica

\

O tempo de proteo dado por um revestimento depende do tipo:

de revestimento (natureza qumica);

das foras de coeso e adeso;

da sua espessura e

-da permeabilidade passagem do eletrlito atravs da pelcula.

Obs:se a proteo somente por barreira, to logo o eletrlito chegue superfcie metlica, iniciar o processo corrosivo, enquanto que, se houver um mecanismo adicional de proteo (inibio andica ou proteo catdica), haver um prolongamento da vida do revestimento.

5.2- Revestimentos Metlicos Consistem na interposio de uma pelcula metlica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger.

Os processos de revestimentos metlicos mais comum so:

5.2.1- Cladizao Os clads constituem-se de chapas de um metal ou ligas, resistentes corroso, revestindo e protegendo um outro metal com funo estrutural. Como se aplica: _Por presso, laminao;_Solda ponto e_Exploso.Ex: Os clads mais usados nas indstrias qumicas, petroqumica e de petrleo sos de monel, ao inoxidvel e titnio sobre ao carbono.

Cladizao: uma laminao sobre um metal base no qual se quer proteger. O processo pode ser feito de trs maneiras:atravs de uma pequena exploso; laminao conjunta quente de chapas do metal com o revestimento; por solda.

Aos inoxidveis austenticos: Possuem uma ampla aplicao de uso do nquel, que est presente em cerca de dois teros dos aos inoxidveis produzidos, onde se inclui o inox mais comum, AISI 304 18Cr - 8Ni . Possui melhor ductlidade, boa soldabilidade, como tambm resistncia mecnica e proteo corroso e oxidao a altas temperaturas; alm disso, possui ainda tenacidade a baixas temperaturas. Os aos inoxidveis austenticos so normalmente empregados nas indstrias petroqumicas para combater os ataques corrosivos causados pela combusto de gases, vapor e processos qumicos. Os tipos de aplicao so numerosas e as temperaturas envolvidas podem chegar a 1000C ou mais.

Ligas binrias: Das categorias que compem as ligas binrias, a mais comum a liga Ni-Cu, tambm conhecida como Monel. A liga Monel tambm apresenta pequenas quantidades de Al, Fe e Ti. As ligas Ni-Cu diferem do Nquel 200 e do Nquel 201 pelo fato de suas resistncia mecnica e dureza aumentarem devido ao endurecimento por envelhecimento, embora possuam aspectos comuns em termos de resistncia corroso, aos nqueis comercialmente puro, sua resistncia aos cidos sulfrico e fluordrico e salmoura melhor, como tambm devemos ressaltar sua resistncia ao trincamento atribudo corroso sob tenso em meios clorosos. Os equipamentos submetidos a gua salgada ou gua salobra, so as principais aplicaes.

5.2.2- Deposio por imerso a quente Pela imerso( do material metlico em um banho do metal fundido)a quente obtm-se, entre outras, as superfcies zincadas e as estanhadas. O processo de zincagem por imerso tambm denominado de galvanizao. Importncia: -tempo de imerso; -temperatura do fundido;-forma de imerso;-fundentesCasos mais conhecidos: Ao galvanizado e folhas de flandres.

Materiais: Zn, Sn, Pb e Al5.2.3- MetalizaoO processo por meio do qual se deposita sobre uma superfcie previamente preparada camadas de materiais metlicos.

Como?Os metais de deposio so fundidos em uma fonte de calor gerada no bico de uma pistola apropriada, por meio de combusto de gases, arco eltrico, plasma e por detonao. O metal fundido pulverizado e aspergido sobre o substrato a proteger.

Figura Estrutura tpica de revestimento obtido por asperso trmica

Figura - Desenho esquemtico do processo HVOFHigh Velocity Oxy-Fuel Thermal Spray um processo de aplicao de revestimentos metlicos e cermicos por spray a alta temperatura e elevada velocidade.

Por metalizao faz-se revestimentos com zinco, alumnio, chumbo, estanho, cobre e diversas ligas.Problemas:Poros e trincasxidos A presena de xidos proporciona baixa passividade e corroso por frestas e diminuio da estabilidade eletroqumica. Rugosidade superficial.

Figura - Representao esquemtica dos diferentes tipos de poros e trincas. Tipo 1: poro/trinca passante, Tipo 2: poro/trinca aberto e no-passante, Tipo 3: poro/trinca fechado e restrito inteiramente no revestimento, Tipo 4: poro/trinca fechado e contguo ao substrato, Tipo 5: poro/trinca fechado e penetrante no substrato.

5.2.4- Eletrodeposio Consiste na deposio de metais que se encontram sob a forma inica em um banho. A superfcie a revestir colocada no catodo de uma clula eletroltica. Por eletrodeposio comum revestir-se com cromo, nquel, ouro, prata, estanho e, principalmente, cdmio, que por ser um metal muito txico empregado como revestimento aplicado por este processo.Caractersticas dos depsitos:espessuras, dureza, brilho, ductilidade, camadas multiplas,deposio de ligas, fases nos eletrodepositos.

Problemas:preparao da superfcie;preparao do banho;manuteno do banho;condio de deposio (embritement)

Cuidados:poder de penetrao,nivelamento, abrilhantamento, queima de depsitos, depsitos amorfos ou cristalinos e tamanhos de gros.

5.2.5- Deposio qumica Consiste na deposio de metais por meio de um processo de reduo qumica. Por este processo comum revestir-se com cobre e nquel. So os denominados cobre e nquel qumicos, muito utilizados em peas com formato delicado e cheias de reentrncias.

5.2.6- Cementao- Difuso A deposio de um metal sobre a superfcie a proteger pode ser acompanhado de um tratamento trmico formando ligas entre o deposito e o substrato.Ex. O material metlico colocado em um tambor rotativo com mistura do p metlico. O conjunto aquecido, permitindo a difuso do metal.

p Al, xido Al a 1000C ---> ao alonizado

p Zn, xido Zn a 350-400C ---> sherardizao

5.3- Revestimentos No- Metlicos Inorgnicos Consistem na interposio de uma pelcula no- metlica inorgnica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger. 5.3.1- Anodizao consiste em tornar mais espessa a camada protetora passivante existente em certos metais, especialmente no alumnio. A oxidao superficial pode ser por banhos oxidantes ou processo eletroltico. O alumnio um exemplo muito comum da anodizao

5.3.2- Cromatizao consiste na reao da superfcie metlica com solues ligeiramente cidas contendo cromatos. A camada de cromatos passivante aumenta a resistncia corroso da superfcie metlica que se quer proteger.

5.3.3- Fosfatizao Consiste na adio de uma camada de fosfatos superfcie metlica. 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 fosfatizao um processo largamente empregado nas indstrias automobilsticas e de eletrodomsticos. Aps o processo de desengraxe da superfcie metlica, aplica-se a fosfatizao, seguindo-se a pintura.

5.3.4- Revestimento com argamassa de cimento Consiste na colocao de uma camada de argamassa de cimento, com espessura da ordem de 3 a 6 mm, sobre a superfcie metlica. Este revestimento muito empregado na parte interna de tubulaes e, neste caso, aplicado normalmente por centrifugao. Em tubulaes de grande dimetro comum usar-se um reforo com tela metlica. O revestimento interno com cimento empregado em tubulaes para transporte de gua salgada, em gua de refrigerao, tubulaes de gua de incndio e gua potvel. Se considerados os aspectos tcnicos e econmicos, o revestimento com argamassa de cimento e areia a melhor soluo para tubulaes transportando gua salgada.

5.3.5- Revestimento com vidroConsiste na colocao de uma camada de vidro sobre a superfcie metlica. Esta camada aplicada sob a forma de esmalte e fundida em fornos apropriados. Consegue-se uma pelcula de alta resistncia qumica, muito utilizada na indstria qumica;

5.3.6- Revestimento com esmalte vtreoConsiste na colocao de uma camada de esmalte vtreo (vidro + cargas + pigmentos) aplicada sob a forma de esmalte e fundida em fornos apropriados. Este revestimento usado em alguns utenslios domsticos, em foges, mquinas de lavar e etc.

5.3.7- Revestimento com material cermico Consiste na colocao de uma camada de material cermico, geralmente silicoso, de alta resistncia a cidos, utilizado principalmente para revestimentos de pisos e canais de efluentes.

Formao de pilhas no metal

Ataque da corroso em metal sem tratamento

Ao da camada de fosfato

5.4- Revestimentos Revestimentos OrgnicosConsiste na interposio de uma camada de natureza orgnica entre a superfcie metlica e o meio corrosivo. **Atende um altssimo percentual de problemas de corroso.

Estes revestimentos devem possuir uma srie de caractersticas para que possam cumprir as suas finalidades. boa e permanente aderncia ao tubo; baixa taxa de absoro de gua; boa e permanente resistncia eltrica (resistividade eltrica); boa resistncia a gua, vapor e produtos qumicos; boa resistncia mecnica; boa estabilidade sob efeito de variao de temperatura; resistncia a acidez, alcalinidade, sais e bactrias do solo; boa flexibilidade de modo a permitir o manuseio dos tubos; boa flexibilidade de modo a permitir o manuseio dos tubos revestidos e as dilataes e contraes do duto; permitir fcil aplicao e reparo; durabilidade e economicidade.

5.4.1- Revestimento com borrachas Consiste em recobrir a superfcie metlica com uma camada de borracha, utilizando-se o processo de vulcanizao.

Como funciona? um revestimento que pode assumir diversas durezas dependendo do tipo de borracha e do processo de vulcanizao.

Onde usar? Na indstria qumica em equipamentos e tubulaes que trabalham com meios altamente corrosivos, especialmente cidos. O tipo de borracha selecionado em funo destas caractersticas de agressividade..

5.4.2- Pintura industrial um revestimento, em geral orgnico, largamente empregado para o controle de corroso em vrios tipos de estruturas e tambm em estruturas areas e, em menor escala, em superfcies enterradas ou submersas. Aplicabilidade: estruturas submersas que possam sofrer manuteno peridica em dique seco, tais como navios, embarcaes, bias, carros, tubulaes, tanques e etc. pouco utilizada estruturas enterradas, pela dificuldade de manuteno apresentada nestes casos.

A pintura 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 filme de tinta, podemos dividir as causas dos danos de pintura em 4 tipos principais, ou seja:1- Danos mecnicos, causados por exemplo por batidas de pedras; riscos; pequenos choques; mquinas de lava-rpido; materiais aderidos tais como cimento, piche, etc.2-Danos pela ao natural do tempo, tais como descoloramento, perda de brilho, corroso, microfissuras, etc.3- Danos pela ao de agentes qumicos, causados pela poluio industrial e urbana, ultimamente muito sobre carregada, ou mesmo por ao direta de outros agentes agressores como cidos, produtos custicos e solventes orgnicos.4- Danos por ao biolgica, como os causados por gotas de resinas que caem das rvores ou por folhas soltas da vegetao ou ainda por secrees de insetos e pssaros aderidas pintura.

Tabela 1 Durabilidade de tintas

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

Esquema de produo de tintas

Resina AcrlicaSua frmula base de, resina acrlica e hidrocarbonetos aromticos impermeabiliza a superfcie protegendo-a contra a ao das intempries, devido a sua excelente resistncia. um produto de fcil aplicao, excelente rendimento e manuteno de brilho, alm de proporcionar belssimo acabamento. No contm benzeno, lcool ou querosene.

RESINA ALQUDICASo formadas pela condensao de cidos dicarboxlicos com lcoois polidricos e modificados com cidos graxos, para melhorar a solubilidade. Como constituintes de vernizes ou de esmaltes, apresentam beleza e flexibilidade caractersticas, que tm acentuada permanncia na exposio prolongada ao tempo.

Revestimento por tinta base de coal-tar epxiA pintura com coal-tar epoxi usada em uma espessura da ordem de 500 micrometros. ObsPossui pouca resistncia mecnica, sendo, portanto, um revestimento precrio em tubulaes enterradas. ObsComo a manuteno do revestimento em estruturas enterradas ou submersas muito difcil, a utilizao de revestimento por tinta base de coal-tar epoxi s recomendvel em obras pequenas ou de pouca responsabilidade.

Revestimento com tinta epoxi em p (Fusion Bonded Epoxi) tambm um moderno sistema de proteo anticorrosiva de dutos enterrados e submersos. Constitui-se de uma camada de 400 a 450 micrometros de espessura, base de resina epoxi termocurada, aplicada a p, pelo processo eletrosttico.

Suas principais propriedades so a excelente adeso e a proteo anticorrosiva. _A tinta epoxi aplicada a p pelo processo eletrosttico, portanto sem solvente, no est sujeita a muitos poros e assim possui impermeabilidade (proteo por barreira) ainda superior s tintas epoxis convencionais. _A pelcula de 400 micrometros tem elevada dureza e, portanto, baixa resistncia ao impacto, o que acarreta uma razovel incidncia de reparos durante o lanamento do duto. ** o melhor sistema de proteo anticorrosiva de dutos que durante o lanamento sofrero grande flexionamento ou curvamento. particularmente aplicvel a lanamentos submarinos.

Revestimento com fitas plsticasAs fitas plsticas mais utilizadas em revestimentos so:

fitas de polietileno (as mais utilizadas, devido a seu melhor desempenho); fitas de PVC; fitas de polister.

As fitas so aplicadas helicoidalmente em torno do tubo a ser protegido com uma sobreposio de 50% entre camadas. A aplicao pode ser manual ou mecnica. Geralmente, antecede a aplicao das fitas uma limpeza da superfcie e a aplicao de um primer capaz de melhorar a adeso da fita.

Obs 1_ Apresentam como grande vantagem a aplicabilidade no campo, porm, como a possibilidade de falha na sobreposio considervel, constituem-se em um revestimento de qualidade inferior._ As fitas so recomendadas apenas para pequenas tubulaes e obras de pouca responsabilidade.

_ So tambm particularmente aplicveis a reparos no campo. _ A aplicao em duas camadas constitui-se em um recurso para obter-se melhoria da performance;

Revestimento com espuma rgida de poliuretanoA espuma rgida de poliuretano utilizada quando se requer que o revestimento anticorrosivo possua tambm boa capacidade de isolao trmica (dutos operando a alta ou a baixa temperaturas). Obs_ normalmente aplicada com espessura em torno de 50 mm, sendo o revestimento complementado normalmente com camisa de polietileno extrudado, para conferir propriedades anticorrosivas (a espuma, possuindo 10% de clulas abertas, no impermevel)

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

**A extruso feita em conjunto com um "primer" (adesivo), tambm a base de polietileno (modificado), a uma temperatura da ordem de 200C. Requer um preparo de superfcie com grau de limpeza conforme norma.

_ aplicado com espessura variando de 3 a 5 mm. _ Alm da impermeabilidade, que lhe confere excelente resistncia corroso, possui excelente resistncia a danos mecnicos, o que lhe propicia baixa incidncia de reparos durante o lanamento do duto.

_ Outra excelente propriedade que possui a boa resistncia ao descolamento catdico (Cathodic Disbound). Apresenta, entretanto, baixa adeso em relao superfcie metlica.

Aplicao de KTL por imerso

Aplicao de PVC robotizada (na regio do Assoalho)

Aplicao de Primer robotizada

Dentre os tipos de impurezas mais comuns que devem ser removidas da superfcie a ser recoberta esto:

camadas de xido; leos, graxas, resinas, parafinas; poeira, resduos do processo de fabricao; sais e crostas de tratamento trmico; manchas; tintas e fosfato.

OBS: A remoo destas impurezas fator fundamental para que possa ser obtido um revestimento com boa aderncia e qualidade. Estima-se que cerca de 85% das falhas em revestimentos de superfcies sejam conseqncias de problemas de pr-tratamento.

O processo de preparao da superfcie consiste, basicamente, das seguintes etapas :

1)- Acabamento mecnico;2)- Remoo de leos e graxas -desengraxe e 3)- Remoo de camada de xido - decapagem;

1) - Acabamento MecnicoO acabamento mecnico consiste, basicamente, das seguintes etapas: escovao, lixamento e polimento e jateamento.

EscovaoA etapa de escovao tem a finalidade de remover camadas de xido, resduos de tintas, resduos de solda, etc.

Como?Utilizando normalmente, escovas de ao ou de lato.

Obs1: A escovao e o tratamento excessivo com palha de ao provoca polimento da superfcie, prejudicando a aderncia da tinta.Obs2: A limpeza com ferramentas manuais uma operao lenta e ineficaz, sendo recomendada para pequenas reas, como de retoques ou locais onde no aplicvel o processo com ferramentas eltricas ou jateamento abrasivo

LixamentoA etapa de lixamento tem a finalidade de remover rebarbas e dar acabamento em quinas. Tambm utilizado para a remoo de camadas mais aderentes de xido ou de excesso de soldas e nivelamento.

Como?rolos de esmeril ou de lixas, lixas de correia, dentre outras formas.

PolimentoA etapa de polimento tem o objetivo de dar um melhor acabamento superficial.

Nesta etapa so utilizados rolos de feltro, de tecido simples, de tecido e sisal, etc. O material abrasivo transferido para estes rolos atravs de barras abrasivas compostas por um material aglomerante e o abrasivo.

Os abrasivos utilizados so: esmeril (xido de alumnio e de ferro com 57 a 75% de xido de alumnio), corundum (xido de alumnio natural), carbeto de silcio e alumina (xido de alumnio artificial). O mais utilizado a alumina.

Limpeza por jateamento abrasivoJateamento a limpeza obtida atravs do impacto de partculas geralmente abrasiva (areia, xido de alumnio, granalha de ao esfricas ou angulares), impelidas a alta velocidade contra a superfcie a ser limpa.

O jateamento abrasivo tem duas grandes vantagens.Elimina todas as impurezas do metal, permitindo efetivo contato do revestimento com o substrato. Confere rugosidade superfcie metlica, chamada de perfil de ancoragem, proporcionando perfeita ancoragem do revestimento.

OBS: Evidentemente, o melhor grau de limpeza da superfcie requer mais tempo e, portanto, maior consumo de abrasivo e ar comprimido

Perfil de rugosidade ou perfil de ancoragemMedir o perfil de rugosidade de um superfcie que sofreu limpeza por jateamento abrasivo, com um aparelho chamado rugosmetro (profile gauge). Na especificao de uma pintura aconselhvel que se determine o perfil de rugosidade e a espessura da pelcula da tinta acima dos picos, a vida da pintura depende bastante deste fator.

Figura Perfil de rugosidade

OBS: recomendvel que o perfil de rugosidade tenha um valor equivalente a 1/3 da espessura total do revestimento da pintura a ser aplicada.Perfil de 15-20 m:No recomendado o padro de ancoragem, inadequado a boa aderncia mecnica.Perfil de 30- 40 m:A espessura total do sistema no deve exceder 200 m.Perfil de 50 m:A espessura total do sistema em mdia de 150 a 300 m.

DESENGRAXEAps o processo de fabricao e de acabamento mecnico, a pea apresenta uma camada de leo ou graxa em sua superfcie. Esta camada tem que ser removida previamente ao processo de recobrimento. Para tanto so utilizados, basicamente, trs processos:a)Limpeza com solventes;b) Desengraxe alcalino;c) Desengraxe alcalino eletroqumico.

a) Limpeza com solventes Este procedimento utilizado como uma pr limpeza para a remoo de leos e graxas, parafinas, resinas, cera e similares. Aplicaoutilizao de estopa,na forma de vapor,

por imerso da pea epor spray.

OBS: Aps o processo de limpeza por solvente, a pea dever ser submetida a uma limpeza alcalina para a remoo da fina camada de leo, ou graxa, que permanece na superfcie da pea.

Uma soluo de solvente ideal deve apresentar as seguintes propriedades:-desengraxar a temperatura baixa, alta ou no estado de vapor;- no ser inflamvel;- ser inerte ao metal;- ser estvel;- no ser txico;- ter ponto de ebulio abaixo de 125 C;- ter baixo calor especfico e calor latente de vaporizao;- vapor deve ser mais denso que o ar;- a fase lquida deve ter alta gravidade especfica e baixa tenso superficial;- estar em acordo com a legislao ambiental e- ser aceitvel pelas normas de higiene e segurana do trabalho.

De uma forma em geral, o desengraxe por solvente remove a maior parte dos resduos de leo e de graxas mas uma fina camada de resduos persiste sobre a superfcie da pea. OBS:**Como o processo de revestimento necessita uma superfcie isenta destes resduos, faz-se necessrio proceder um segundo processo para a remoo total destes resduos. Desengraxe Alcalino Qumico

Este processo, conhecido como desengraxe alcalino, utiliza solues alcalinas e pode ser aplicado de forma manual ou por imerso, com a utilizao de ultra som ou por processo eletroltico. O processo a ser utilizado depender da natureza do substrato e dos resduos a serem removidos.

A qualidade da limpeza depende do alto pH, no entanto, outros requisitos devem ser observados:- habilidade de manter o pH alto mesmo em presena de contaminantes cidos;- facilidade de enxge;- ao emulsificante e seqestrante;- molhar a superfcie;- molhar e penetrar nas impurezas a serem removidas;- dissolver e saponificar leos vegetais e animais e graxas ou emulsionar ou suspender, temporariamente, leos insolveis no saponificveis e partculas slidas;- amolecer a gua para prevenir a formao de sabes insolveis de clcio e magnsio;- prevenir o ataque ao metal e a formao de manchas;- neutralizar substncias cidas, sem variao do pH;- remover as impurezas em tempo razovel;- produzir pouca espuma.

1- Soda-Ash (Carbonato de Sdio Na2CO3)Em alguns, casos pode ser substituda, total ou parcialmente, por bicarbonato de sdio. As principais caractersticas deste produto so: boa capacidade tampo; boa alcalinidade; amolecimento da gua; boa remoo de agentes ativos da superfcie.

2- Soda Custica (Hidrxido de sdio NaOH) o principal produto num banho de desengraxe alcalino. As principais caractersticas deste produto so:saponificante;reage com xido de metais anfteros formando sais solveis;ataca elementos orgnicos;alta condutividade inica.

3- FosfatoExemplos de produtos contendo fosfato so: Trifosfato de sdio, Tripolifosfato de sdio, Pirofosfato tetrasodico. Destes, os que apresentam melhor resultados so os dois ltimos. As principais caractersticas deste produto so:amolece a gua;agente seqestrador;agente complexante.

4- SilicatoExemplo de compostos contendo silicato so: Metasilicato de sdio e ortosilicato de sdio. As principais caractersticas deste produto so:tampo, umectante, emulsionante, defloculante.5- ComplexantesSo substncias que podem substituir os fosfatos, que causa problemas ambientais. Dentre os complexantes, os mais utilizados so: EDTA, gluconato de sdio, citrato de sdio e trietanolamina.

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

Um exemplo tpico de soluo alcalina composta por:Para o aoHidrxido de sdio(NaOH)35 g/lCarbonato de sdio(Na2CO3)25 g/lFosfato trisdico(Na3PO4)6 g/lSurfactante sulfato lauril de sdio1 g/lT = 80 90 oCt = 1 5 min.Aps o processo de limpeza alcalina, a pea deve ser lavada com gua, imersa numa soluo de 50 ml/l de cido sulfrico e lavada novamente.

Desengraxe Alcalino Eletroqumico Neste processo, a pea polarizada catodicamente (desengraxe direto), anodicamente (desengraxe reverso) ou alternadamente num meio alcalino. OBS 1 - Devido formao de gases (H2 ou O2), que arrastam as impurezas retidas em regies de difcil acesso, este processo bem mais eficiente. OBS 2- O desengraxe catdico aplicado, geralmente, em metais no ferrosos e ligas de nquel. OBS 3- Para artigos de ferro, o desengraxe catdico seguido por um andico. Esta combinao evita a fragilizao por hidrognio ou a redeposio de impurezas. O desengraxe em alumnio, cromo, zinco ou chumbo no deve ser andico.

Uma composio tpica de desengraxe alcalino eletroltico :Para o ao:Hidrxido de sdio35 g/lCarbonato de sdio25 g/lLauril sulfato de sdio 1 g/lT = 70 80 oCt = 1 2 min.i = 7 A/dm2

DECAPAGEM CIDA Esta etapa consiste na remoo de xidos, hidrxidos ou outros tipos de impurezas slidas pela imerso da pea em uma soluo cida. O tipo de cido, sua concentrao e a temperatura da operao dependem da natureza do material.OBS1- Tambm conhecido por pickling, a decapagem cida utilizando H2SO4 (cido sulfrico) e/ou HCI (cido clordrico) tem a desvantagem de favorecer a deposio de sulfato e ou cloretos. Estes promovem corroso, podendo ocorrer bolhas sob a pintura.OBS2- O H3PO4 (cido fosfrico) no apresenta esta desvantagem porque os fosfatos metlicos so insolveis e ficam aderidos ao metal, formando um filme passivamente. No entanto, este procedimento normalmente caro.

OBS3- Muitas vezes usa-se uma combinao 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 aos so:a) cido Clordrico (HCl)500 ml gua para 1 litroT = AmbienteTanque = Polipropilenob) cido Sulfrico (H2SO4)50 mlgua para 1 litroT = Ambiente at 80CTanque = Polipropileno ou ao revestido com chumbo

OBS4- Para aos de alto carbono, baixa liga ou cementado, no deve ser utilizado a decapagem cida uma vez que estes materiais podero sofrer fragilizao por hidrognio.Neste caso deve-se proceder uma decapagem andica ou mecnica.Uma soluo utilizada no processo de decapagem andica :

a)cido sulfrico205 mlguapara 1 litroT = abaixo de 30Ct = 2 a 4 mini = 20-30 A/dm2nodo = chumbo

Estes inibidores so compostos capazes de reduzir o ataque qumico sobre o material virgem e so amplamente utilizados.Tipicamente utiliza-se: Trixido de antimnio at 2 g/litro(para cido Clordrico) Hexamina at 0,4 g/litroou Iodeto de Potssio1,5 g/litro(para cido sulfrico + cido clordrico) Gomaat 0,05 g/litro(para cido sulfrico)

Pr-tratamentos (VHB)

-Lavagem / Desengrachantes -Fosfatizao -Passivao

Pr-tratamento

Lavagem/desengraxantesA carroceria, geralmente proveniente dos processos de estamparia e solda, chega pintura impregnada por graxas e outros fluidos necessrios ao processo de estamparia. No entanto essas substncias no esto aderidas superfcie e a pintura no ir aderir carroceria na presena delas. Tornam-se necessrios os banhos desengraxantes. Esses banhos so em sua maioria feitos por imerso, com parmetros de processo bem definidos e rigidamente controlados. Depois dos banhos realizada a fosfatizao.

Fosfatizao Dentre os revestimentos no metlicos inorgnicos utilizados pela industria automotiva temos a fosfatizao, que a adio de uma camada de fosfatos sobre a superfcie metlica. Esta camada inibe os processos corrosivos e devido sua rugosidade, ajuda na aplicao da pintura.

PassivaoPassivao a modificao do potencial de um eletrodo no sentido de menor atividade (mais catdico ou mais nobre) devido formao de uma pelcula de produto de corroso. Esta pelcula denominada pelcula passivante. Os metais e ligas metlicas que se passivam so os formadores de pelculas protetoras. Como exemplo podem ser citados:- Cromo, nquel, titnio, ao inoxidvel, monel que se passivam na grande maioria dos meios corrosivos, especialmente na atmosfera;- Chumbo que se passiva na presena de cido sulfrico;- O ferro que se passiva na presena de cido ntrico concentrado e no se passiva na presena de cido ntrico diludo;A maioria dos metais e ligas passivam-se na presena de meios bsicos, com exceo dos metais anfteros (Al, Zn, Pb, Sn e Sb).

Figura - Zincofosfatizao

Pinturas

-Pintura catafortica -Camadas de PVC -Primer -Aplicao da tinta base -Aplicao do verniz

Pintura Catafortica (KTL)

um processo de eletrodeposio qumica onde a carroceria aterrada e h clulas de dilise que so responsveis pela ionizao do banho, fazendo com que a tinta se deposite nos locais de menor resistividade eltrica, ou seja, medida que a carroaria vai sendo recoberta por esta substncia, ela torna-se no condutiva e no existe mais deposio.

OBS1- A principal funo da cataforese est na proteo contra a corroso nas partes internas e externas.

OBS2- Devido a este fato a camada depositada fica uniforme em toda a rea da carroceria.

OBS3- importante salientar que a carroceria s pode ser passada uma vez por processo, pois se tentarmos pass-la novamente pelo banho, no ocorrer aderncia, j que as partes condutivas j estaro cobertas com material isolante.

A pintura por cataforese uma disperso de resinas e pigmentos num meio aquoso, com um contedo de solventes orgnicos baixo (inferior a 4%), e com trs componentes bsicos:

gua desmineralizada, cuja condutividade deva ser inferior a 10S/cm e que esteja isenta de microorganismos;

Resina Catinica, uma resina especialmente epxi (utilizam-se tambm as de natureza acrlica e outras) com grupos nitrogenados para neutralizao;

Pasta Pigmentada, cujos pigmentos so selecionados tendo em conta as usas propriedades anti-corrosivas, cor, cobertura e etc.

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

Figura Aplicao de KTL por imerso

Camadas de PVC (tambm conhecido como Mastic)

utilizado para evitar danos no assoalho e na caixa de roda do veculo, devido a batidas de pedras. Devido boa vedao depois de curado (altas temperaturas), tambm utilizado para a vedao, no permitindo a entrada de gua.

OBS1- Alm destas funes, tambm utilizado contra a corroso, melhorar os nveis sonoros e a estrutura da carroceria.

OBS2- Sua aplicao feita atravs de robs ou manualmente, e depois de depositados, so cozidos em uma estufa durante 30 minutos, sendo 10 minutos 150 C.

Figura -Aplicao de PVC robotizada (na regio do Assoalho)

Figura - Aplicaes de PVC

Primer

Os Primers so produtos usados como base da pintura, tanto no processo de pintura das montadoras como nos processos de reparao, ou repintura, a aplicao destes produtos como base necessria. O primer tem a finalidade de propiciar ao processo de pintura, uma resistncia anticorrosiva e antibatida de pedra eficiente e tambm nivelar a superfcie com o objetivo de permitir que a tinta, acabamento final da pintura, seja aplicado sobre um substrato isento de defeitos superficiais.

OBS:

1 _O primer, alm de garantir um pouco mais de revestimento contra o meio corrosivo, utilizado tambm pela baixa aderncia 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 descamao ou mesmo uma corroso extremamente precoce torna-se muito grande. 3 _O primer adere fortemente ao KTL e fornece uma rugosidade tal que a tinta base tambm responde com uma forte aderncia.4 _ O primer pode ser fabricado em diversas cores, mas para otimizao de processo, as cores brancas, pretas e vermelhas so as mais utilizadas. O cozimento feito em uma estufa de ar quente 150 C durante 15 a 17 minutos.

Figura Aplicao de Primer robotizada

Aplicao de tinta baseEsta a fase onde h a aplicao da tinta com a colorao que ser dada ao veculo. Hoje em dia as tintas so base dgua e para que o aspecto da carroceria possua uma qualidade aceitvel so necessrios vrios controles do processo como temperatura, presso, viscosidade, umidade, fluxo de ar, entre outros.

Obs: _as operaes so efetuadas por mquinas, no exterior do veculo, e pelos operadores com a ajuda de pistolas, no acabamento do interior da carroceria e_o cozimento das bases so realizadas em uma estufa de raios infravermelhos 180 C durante 5 7 minutos.

Bases hidrossolveisCom o propsito de reduzir as emisses de COV (Compostos Orgnicos Volteis), os produtos hidrossolveis foram desenvolvidos para resolver este problema que acarretava graves problemas ao ambiente.Estas bases apresentam a seguinte composio: 62% gua 82% solventes Pintura Hidrossolvel Pintura tradicional com solventes

14% solventes

24% pigmentos 18% pigmentos

A reduo da emisso de COV segue a seguinte trajetria:- _ Em 1988, 14 kg de COV/veculo eram lanados no processo de pintura;- _ Em 1998, 7 kg de COV/veculo foram atingidos com uma gesto racional de solventes;- _ Em 1999, 4 kg de COV/veculo eram lanados com a utilizao de bases hidrossolveis.

Aplicao de verniz Esta fase permite a impermeabilidade da pintura alm 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 C durante 15 17 minutos.

Figura Aplicao robotizada de Verniz

Proteo de Cavidades

Aplicao de cera Injeo de uma cera especial nas cavidades da carroceria para dificultar a ocorrncia da corroso. Normalmente a aplicao realizada manualmente com a ajuda de pistolas que dosam exatamente a quantidade a ser injetada. A cera se fixa definitivamente no veculo aps ser levado a uma temperatura de 80 C durante 2 minutos.

Esta ltima etapa do processo totalmente automatizada.

Figura Pontos de aplicao de cera

CUSTOS DEVIDO AOS REVESTIMENTOS

Para calcularmos os custos resultantes do processo de pintura dos automveis devemos utilizar dados desde o processo inicial, isto , no desengraxe do veculo no momento que chega do departamento de Carroceria, at a o processo de inspeo final, feito pelo pessoal da qualidade.

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

Custos de Preparao da superfcie- Custo da Inspeo.- Custo da limpeza, isto , do desengraxe (energia, abrasivos, equipamentos, material e mo-de-obra).- Custo da remoo de defeitos superficiais.

Custos de Aplicao:- Custo da mo-de-obra, de energias eltricas, pneumticas e de fluidos.- Amortizao de equipamentos.- Custo das Tintas- Custo da inspeo final e retrabalhoPara basearmos nosso estudo podemos utilizar o exemplo de uma fabricante francesa de automveis, cuja fbrica em estudo possui uma grande capacidade de produo devido sua boa automao.

Tomando como base o ano de 2000, temos uma produo anual de cerca de 400.000 veculos na categoria minivan, somente na unidade fabril em questo.Para isto foram necessrias 700 funcionrios efetivos somente no departamento de Pintura. Este departamento possui as seguintes instalaes:

Este departamento possui as seguintes instalaes:- rea total: 54.800 m2- Nmero de robs de aplicao de PVC: 37- Nmero de mquinas de pintura: 12Nmero de estufas: 9

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

As espessuras mdias obtidas das aplicaes foram as seguintes:- cataforese: 20 - primers: 40 - bases: 14 verniz: 40 Para a operao de revestimento ser efetuada, foram consumidas as seguintes quantidades de fludos:

- eletricidade: 56 milhes de KWh- gua industrial fria: 320.000 m3- gua desmineralizada: 145.000 m3- gs natural: 188 milhes de KWh