controle de banhos

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  • UNIVERSIDADE DE SO PAULO

    ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

    BRENO LYOGI OKAMURA

    Reduo do ndice de retrabalho proveniente do processo de pr-

    tratamento da pintura.

    Lorena

    2011

  • BRENO LYOGI OKAMURA

    Reduo do ndice de retrabalho proveniente do processo de pr-

    tratamento da pintura.

    Orientador: Gernimo Virgnio Tagliaferro

    Lorena

    2011

  • RESUMO

    Em diversos segmentos industriais observam-se problemas com a corroso em

    metais, e atualmente vem sendo empregados diversos mtodos para diminuir

    essa corroso. No setor automotivo a proteo anticorrosiva depende da

    preparao da chapa, pelos processos de fosfatizao, eletroforese e primer. A

    qualidade da fosfatizao funo do controle rgido das caractersticas fsico-

    qumicas dos banhos que compem cada estgio, presses e temperaturas,

    porm o descontrole de um destes parmetros gera defeitos na pintura como a

    falta de aderncia da tinta de acabamento e falha na proteo anticorrosiva. O

    presente trabalho estuda formas de se reduzir elevada quantidade de

    defeitos atravs da definio dos defeitos, padronizao das causas e

    solues. Assim minimiza-se os retrabalhos gerados pelo processo de pr-

    tratamento, sendo este responsvel pela fosfatizao, assim obteremos maior

    produtividade e qualidade das carrocerias produzidas.

    Palavras-chave: Fosfatizao, Corroso, Produtividade, Qualidade.

  • ABSTRACT

    In several industrial segments, problems with the corrosion in metals are

    observed, and now it has been used a lot of methods to reduce this corrosion.

    In the automotive section the anticorrosive protection depends of the foils

    preparation by phosphate, electrophoresis and primer process. The quality of

    the phosphating is function of the rigid control of pressures, temperatures and

    the physic-chemical characteristics of each stage baths. However the discontrol

    of, at least, one of these parameters, generates defects in the painting, lack of

    adherence in the final paint and failure in the anticorrosive protection. The

    present work studies ways to reduce the high amount of defects through the

    defects definition, standardization of causes and solutions. Thus is possible to

    minimize the rework generated by the pre-treatment process, wich is

    responsible for the phosphating. This way we will obtain larger productivity and

    quality of the produced trucks.

    Keywords: Phosphating, Corrosion, Productivity, Quality.

  • SUMRIO

    1.INTRODUO ....................................................................................................................... 1

    2.OBJETIVO ................................................................................................................................ 3

    3.JUSTIFICATIVA ...................................................................................................................... 4

    4. REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................................. 5

    4.1.1 Contexto ......................................................................................................................... 5

    4.1.2 Corroso e proteo anticorrosiva ............................................................................. 5

    4.1.3 Preparao da superfcie ............................................................................................ 5

    4.2 Estgios que compem o pr-tratamento de superfcie ................................................ 6

    4.3 Desengraxe e decapagem ................................................................................................. 8

    4.3.1 Estgio pr-desengraxante ......................................................................................... 9

    4.3.2 Estgio desengraxante ................................................................................................ 9

    4.3.3 Teoria da reao do estgio desengraxante .......................................................... 11

    4.3.4 Teste prtico para verificao da qualidade do desengraxante ......................... 12

    4.4 Estgio enxaguamento I ................................................................................................... 12

    4.5 Refinador de cristais .......................................................................................................... 14

    4.5.1 Estgio refinador de cristais...................................................................................... 14

    4.5.2 Teoria de reao do estgio refinador de cristais ................................................. 15

    4.6 Fosfatizao ....................................................................................................................... 16

    4.6.1 Estgio de Fosfatizao ............................................................................................ 17

    4.6.2 Teoria de reao do estgio de fosfatizao ......................................................... 18

    4.6.3 Reaes envolvidas ................................................................................................... 19

    4.7 Estgios enxaguamento II ................................................................................................ 21

    4.8 Passivao .......................................................................................................................... 22

    4.8.1 Estgio Passivador ..................................................................................................... 22

    4.8.2 Teoria da reao do estgio passivador ................................................................. 23

    4.9 Estgio enxaguamento gua D.I. recirculada ........................................................... 24

    4.9.1 Estgio enxague gua D.I. .................................................................................... 24

    4.10 Estgio Estufa/Secagem ................................................................................................ 25

    4.11 Controle da camada de fosfato ..................................................................................... 25

  • 5. METODOLOGIA ................................................................................................................... 27

    5.1 Identificao das anlises executadas ........................................................................... 27

    5.1.1 Procedimento analtico .............................................................................................. 28

    5.2. Parmetros do processo.................................................................................................. 32

    5.3. Controle dos banhos do pr-tratamento ....................................................................... 34

    6. RESULTADOS E DISCUSSES ...................................................................................... 36

    6.1. Otimizao do processo .................................................................................................. 36

    6.2. Anlise dos resultados ..................................................................................................... 36

    6.3. Padronizao da soluo de problemas ....................................................................... 45

    6.4. Avaliao da sistemtica ................................................................................................. 47

    7. CONCLUSO ....................................................................................................................... 48

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1. Estgios que compe o pr-tratamento. ................................................................ 6

    Figura 2. Aplicao via Spray ................................................................................................... 7

    Figura 3. Fluxograma do estgio Pr-desengraxante .......................................................... 9

    Figura 4. Fluxograma do estgio Dsengraxante. ................................................................ 11

    Figura 5. Reao do Desengraxante. ................................................................................... 12

    Figura 6. Exemplo de superfcies desengraxadas. ............................................................. 12

    Figura 7. Fluxograma do estgio Enxaguamento I. ............................................................ 13

    Figura 8. Fluxograma do estgio Refinador de cristais. ..................................................... 15

    Figura 9. Variao da concentrao do Refinador de Cristais. ......................................... 16

    Figura 10. Fluxograma do estgio de Fosfatizao. ........................................................... 18

    Figura 11. Mecanismo de formao da camada de fosfato. ............................................. 19

    Figura 12. Fluxograma do estgio Enxaguamento II. ......................................................... 22

    Figura 13. Fluxograma do estgio Passivador. ................................................................... 23

    Figura 14. Teoria de reao do Passivador. ........................................................................ 23

    Figura 15. Fluxograma do estgio gua D.I. recirculada. .................................................. 24

    Figura 16. Fluxograma do estgio Enxaguamento gua D.I. ........................................... 25

    Figura 18. Controle dos parmetros do processo. .............................................................. 35

    Figura 19.Temperatura do estgio desengraxante. ............................................................ 37

    Figura 20.Concentrao do estgio desengraxante. .......................................................... 37

    Figura 21.Presso do estgio desengraxante. .................................................................... 38

    Figura 22. Teor de Zinco do estgio de fosfatizao.......................................................... 39

    Figura 23. Temperatura do estgio de fosfatizao. .......................................................... 39

    Figura 24. Presso do estgio de fosfatizao.................................................................... 40

    Figura 25. Acidez total do estgio de fosfatizao.............................................................. 40

    Figura 26. pH do estgio passivador. .................................................................................... 40

    Figura 27. pH do refinador. ..................................................................................................... 41

  • Figura 28.Acidez livre do estgio de fosfatizao. .............................................................. 42

    Figura 29. Acidez total do estgio de fosfatizao.............................................................. 42

    Figura 30. Presso do estgio refinador de cristais............................................................ 43

    Figura 31.pH do estgio refinador de cristais. ..................................................................... 43

    Figura 32.Acidez livre do estgio de fosfatizao. .............................................................. 44

    Figura 33. pH do estgio refinador de cristais. .................................................................... 44

  • LISTA DE TABELA

    Tabela 1. Estgios do Pr-Tratamento. .................................................................................. 6

    Tabela 2. Volume dos tanques................................................................................................. 7

    Tabela 3. Anlise executadas nos estgios de pr-tratamento. ....................................... 28

    Tabela 4. Especificao dos parmetros do processo. ...................................................... 33

    Tabela 5. Defeitos, causas e solues de problema. ......................................................... 46

  • 1

    1.INTRODUO

    Segundo Nunes (1990), a corroso consiste na deteriorao, devido a um

    ataque destrutivo no intencional e progressivo, entre o material e o meio

    ambiente, podendo ocorrer de formas variadas, sendo a corroso sobre a

    superfcie metlica a mais comum de encontrarmos.

    A utilizao de processos que protejam a superfcie metlica contra o

    ataque corrosivo possui extrema importncia, pois os custos diretos e indiretos

    da corroso so altssimos, distribudos em maior ou menor escala em todos os

    setores da economia.

    Santos (2006), afirma que as camadas fosfatizadas apresentam grande

    importncia industrial e so utilizadas em diversas aplicaes, como por

    exemplo: proteo temporria contra a corroso, pr-tratamento de superfcie

    para a pintura; redutor de atrito entre superfcies; lubrificantes em operaes de

    deformao de superfcies metlicas e como isolante eltrico, sendo que, as

    caractersticas das camadas de fosfato o que determinam a sua aplicabilidade

    e desempenho.

    Analisando a indstria automotiva, poderemos verificar que a corroso

    afeta o acabamento, aspectos visuais, e a estrutura do veculo. Segundo Villas

    (2006), um carro fica exposto a situaes extremas como a chuva, sol,

    ambientes martimos, diversidade de climas e produtos que se depositam

    diariamente sobre sua pintura. Devido estas situaes faz-se necessrio um

    processo de proteo anticorrosiva eficiente.

    A superfcie da carroceria a ser tratada constituda de ao carbono e

    ao zincado.

    Jurgetz (1995) define que a proteo anticorrosiva consiste em dois

    aspectos: primeiramente a preparao da superfcie da carroceria constituda de

    ao carbono e ao zincado, atravs do pr-tratamento, eletroforese e primer,

    enquanto a segunda seria na aparncia que deve estar baseada nas tintas de

    acabamento, esmalte e verniz que possuem caractersticas protetoras.

  • 2

    Segundo Rodrigues (2007), entre os processos de tratamento de

    superfcie temos a fosfatizao que um tratamento de converso, ou seja, a

    transformao de um metal em um xido ou um sal de metal atravs de reaes

    eletroqumicas que podem ocorrer pela imposio de corrente eltrica ou devido

    ao ataque do metal por um agente oxidante presente na soluo.

    O pr-tratamento de superfcie parte fundamental desta proteo, sendo

    responsvel pela preparao da carroceria atravs da criao de uma camada

    micro-cristalina de fosfato. Este trabalho possui o intuito de verificar

    oportunidades de melhorias no processo de pr-tratamento e consequentemente

    ganho de qualidade na produo da carroceria.

  • 3

    2. OBJETIVO

    O presente estudo possui como objetivo melhorar a eficincia da proteo

    das carrocerias contra a corroso, minimizando a quantidade de retrabalho

    provenientes deste processo. Pelo mapeamento e avaliao do processo de pr-

    tratamento de superfcie, identificou-se oportunidades de melhorias no processo,

    pesquisando metodologias e tcnicas que indiquem possibilidades de reduo

    dos defeitos nas carrocerias, avaliando mecanismos de deposio de uma

    camada micro-cristalina de fosfato na superfcie da carroceria em funo dos

    parmetros estudado. A padronizao das causas e solues dos defeitos

    provenientes deste processo faz-se necessria, visando tomada de ao com

    maior eficincia e solucionando este estes defeitos o mais rpido possvel,

    afetando o menor nmero de carrocerias.

  • 4

    3.JUSTIFICATIVA

    Devido necessidade de desenvolver ou adequar o processo pintura aos

    diversos problemas que afetam a qualidade final da superfcie da carroceria e a

    necessidade de garantir que resultados inesperados como: marca d gua,

    camada aberta, amarelamento, entre outros, no ocorram, ou quando ocorram,

    saiba-se onde est a origem do problema, minimizando os efeitos da corroso

    sobre a carroceria. Com isto, podem-se tomar aes corretivas mais

    rapidamente, com a minimizao de retrabalho e/ou perdas de carrocerias

    obtendo-se maior produtividade do processo e qualidade das carrocerias

    produzidas, em consequncia diminuiremos perdas financeiras decorrentes de

    retrabalhos.

  • 5

    4. REVISO BIBLIOGRFICA

    4.1.1 Contexto

    A tecnologia das tintas aplicadas aos bens de consumo durveis como os

    automveis e eletrodomsticos esto em pleno desenvolvimento com a

    utilizao cada vez maior de produtos que agridam menos o ambiente alm de

    possurem maior resistncia e melhor aparncia (Chemetall, 2007).

    De Bem (2008), afirma que em caminho contrrio, esto s agresses

    que o revestimento sofre diariamente. Muitos destes danos no sero removidos

    sem haver um reparo total da rea afetada.

    4.1.2 Corroso e proteo anticorrosiva

    Os processos de corroso so frequentes e ocorrem em diversas

    atividades como na indstria qumica, petrolfera, naval, de construo civil,

    automobilstica, petroqumica, ferrovirio, aerovirio, metroviria, martimo, na

    rea da sade: odontologia e medicina (Guerreiro, 2009).

    Segundo Gentil (2003), corroso a deteriorao de um material por

    ao qumica ou eletroqumica do meio ambiente, aliada ou no a esforos

    mecnicos, provocado por fenmenos da oxidao, que consiste na perda de

    eltrons por uma espcie qumica, e da reduo, que o ganho de eltrons por

    uma espcie qumica.

    Villas (2006) descreve que a pintura automotiva est alicerada em dois

    pontos bsicos: a proteo anticorrosiva e a aparncia.

    O processo de pr-tratamento de superfcie possui como objetivos evitar,

    prevenir ou impedir o desenvolvimento das reaes de corroso na fase gasosa,

    aquosa ou oleosas (Mainier, 2000).

    4.1.3 Preparao da superfcie

    Segundo Sobrinho (2000), a retirada de impurezas como leos e limalhas,

    alm da formao de uma camada micro-cristalina de fosfato, promovendo a

    aderncia do revestimento ao substrato so responsabilidades do processo de

    pr-tratamento. Entretanto, as impurezas ou sujidades so as substncias

    encontradas na superfcie, podendo interferir no desempenho da proteo,

  • 6

    sendo a limpeza da superfcie requisito essencial para a fosfatizao de

    qualidade (Guerreiro, 2009).

    4.2 Estgios que compem o pr-tratamento de superfcie

    O processo a ser estudado possui 09 estgios.

    O processo de pr-tratamento de superfcie possui estgios que so

    caracterizados por operar em meio alcalino e meio cido.

    Tabela 1. Estgios do Pr-Tratamento.

    Meio Estgios

    Meio Alcalino 1. Pr-Desengraxante

    2. Desengraxante

    3. Enxaguamento I 4. Refinador de Cristais

    Meio cido 5. Fosfatizao

    6. Enxaguamento II

    7. Passivador

    8.1 Enxaguamento - gua D.I. Recirculada

    8.2 Enxaguamento gua D.I.

    - 9. Estufa/Secagem

    De acordo com dados colhidos em uma empresa do setor automobilstico,

    cada estgio possui tanques com volumes distintos, distribudos conforme a

    vazo na aplicao e quantidade de bicos. Os tanques so divididos nas

    categorias: Principal, Reposio e Intermedirio.

    1. PR DESENGRAANTE

    4. REFINADOS

    DE CRISTAIS

    8.1. ENXAGUAMENTO GUA D.I. RECIRCULADA 7. PASSIVAO 6. ENXAGUAMENTO II

    5. FOSFATIZAO 2. DESENGRAXANTE

    09. ESTUFA//

    SECAGEM

    RECEBIMENTO

    DA CARROCERIA

    8.2. ENXAGUAMENTO GUA D.I.

    3. ENXAGUAMENTO I

    Figura 1. Estgios que compe o pr-tratamento.

  • 7

    Tabela 2. Volume dos tanques.

    Estgios Volume do tanque (l)

    Principal Reposio Intermedirio

    1. Pr-Desengraxante 8500 - -

    2. Desengraxante 20500 630 -

    3. Enxaguamento I 12000 - -

    4. Refinador de Cristais 7000 630 2000

    5. Fosforizao 20500 630 -

    6. Enxaguamento II 7000 - -

    7. Passivador 7000 - -

    8.1 Enxaguamento - gua D.I. Recirculada - - -

    8.2 Enxaguamento gua D.I. - - -

    9. Estufa/Secagem - - -

    Todos os efluentes do Pr-Tratamento so direcionados para a Estao

    de Tratamento de Efluentes, sendo reutilizados no processo como gua de

    reuso.

    Em todos eles a aplicao ocorre por Spray. Nos processos mais

    modernos a aplicao ocorre por Spray e Imerso.

    Figura 2. Aplicao via Spray

  • 8

    4.3 Desengraxe e decapagem

    O processo de desengraxe retira sujidades como gorduras, leos e

    limalhas de ferro provenientes do processo de estamparia e armao, sendo

    extremamente importante para a garantia de um processo de fosfatizao isento

    de erros.

    Segundo Carreira (2008), os processos de tratamento de superfcie

    exigem um desengraxe, pois a qualidade final do acabamento est diretamente

    ligada qualidade da limpeza.

    Segundo Guerreiro (2009), utilizam-se trs tipos de desengraxantes na

    indstria de tratamento de superfcies: os cidos, neutros e alcalinos.

    Os agentes de desengraxe alcalinos so formados por surfactantes,

    lcalis e complexantes.

    A remoo de impurezas realizada atravs da decapagem, h trs tipos

    de decapagem, a cida, a neutra e a alcalina.

    Gnecco (2003), afirma que a decapagem alcalina responsvel pela

    remoo de xidos leves e sujidades orgnicas, alm de haver certo

    condicionamento da superfcie, dependendo do valor de seu pH, de sua

    composio qumica de lcali ativa, de hidroxila livre e de sua capacidade

    umectante e emulsionante.

    Caso a decapagem cida for muito prolongada, ela possuir uma

    tendncia a influenciar na fosfatizao formando cristais grandes.

    Segundo Olivera (1996), o meio mais apropriado para os desengraxantes

    neutros com pH entre 7 e 8, possuindo poder de detergncia menor do que os

    alcalinos. O desengraxante neutro utilizado em processos onde a pea fique

    estocada por um curto perodo de tempo.

    Chemetall (2007), afirma que a soluo de um desengraxante cido ter

    pH entra 2 e 5 na qual o metal ao entrar em contato com a soluo sofra um

    ataque liberando hidrognio. O hidrognio, tendo uma densidade baixa, tender

    a ser expelido, e, ao desprender-se da superfcie metlica, levar consigo o

    leo.

  • 9

    4.3.1 Estgio pr-desengraxante

    Segundo Villas (2006), o processo pr-desengraxante visa preparar a

    superfcie da carroceria para o recebimento do desengraxante. No estgio pr-

    desengraxante ocorre um enxague com gua de reuso e gua potvel, onde

    parte desta gua de reuso proveniente da reutilizao do transbordo do

    estgio enxaguamento I (Estgio n3).

    Em uma empresa do setor automobilstico, o pr-desengraxante

    bombeado diretamente para o tanque, passando pela bomba sendo aplicado por

    spray, pulverizado por um conjunto de bicos, com uma presso constante, na

    superfcie da carroceria. Aps a aplicao efetuada a reutilizao de parte do

    material pr-desengraxante, sendo outra parte descartada como efluente.

    A aplicao do pr-desengraxante resulta em um fluido com gordura, leo

    e limalhas de ferro.

    A retirada da limalha de ferro do fluido efetuada por placas magnticas.

    A limpeza das placas de extrema importncia, uma vez que sujas elas

    interferem na qualidade das carrocerias.

    Figura 3. Fluxograma do estgio Pr-desengraxante

    4.3.2 Estgio desengraxante

    Chemetall (2007), afirma que o processo desengraxante tem como

    finalidade a remoo de leos e sujidades orgnicas, alm de outras impurezas,

    que no foram retiradas no estgio pr-desengraxante (Estgio n1)

    provenientes da Estamparia e Armao, impedindo sua redeposio e facilitando

    sua remoo.

  • 10

    O banho desengraxante tem por caracterstica trabalhar em temperaturas

    elevadas, de 60 a 80C. Esta temperatura elevada aumenta a energia cintica

    das molculas, aumentando a capacidade de reao e eficincia do

    desengraxante ajudando a dissolver algumas sujidades.

    Em uma empresa do setor automobilstico, o desengraxante

    homogeneizado no tanque pr-mix, bombeado para o tanque onde se adiciona

    gua potvel e gua de reuso, sendo aplicado por spray atravs de um conjunto

    de bicos, com uma presso constante, na superfcie da carroceria.

    Aps a aplicao o desengraxante retorna ao tanque, havendo

    recirculao. Esta aplicao resulta em um fluido contaminado com limalha de

    ferro e leo. A retirada da limalha de ferro do fluido realizada por placas

    magnticas. A limpeza das placas de extrema importncia, pois sujas elas

    interferem na qualidade das carrocerias.

    A filtrao do fluido contaminado com leo, resultante do processo, ocorre

    no tanque de separao de leo. A soluo retorna ao tanque, caracterizando a

    recirculao.

    Caso o banho desengraxante encontre-se em no conformidade, o

    Tanque Reserva de desengraxante ser utilizado para que correes ocorram

    voltando este banho conformidade pr-estabelecida.

  • 11

    Figura 4. Fluxograma do estgio Dsengraxante.

    4.3.3 Reao do estgio desengraxante

    Segundo Jurgetz (1995), o desengraxante contem produtos

    compostos de sais alcalinos, tensoativos e agentes sequestrantes,

    possuindo como caractersticas a capacidade de retirar as impurezas da

    superfcie da carroceria. Deslocam e emulsificam a sujeira na soluo,

    reagindo com as mesmas para formar sabes solveis em gua.

    Almeida (2000), afirma que quando h o ataque do desengraxante

    sobre a superfcie a ser tratada, o desengraxante ataca as impurezas,

    envolvendo-as, devido presena do agente sequestrante no

    desengraxante.

    A impureza da carroceria tensionada para fora da superfcie

    aderida, nesse momento a atuao dos tensoativos de extrema

    importncia para que a retirada ocorra, como mostrado na Fig.5, impedindo

    o seu retorno superfcie tratada.

  • 12

    Figura 5. Reao do Desengraxante.

    4.3.4 Teste prtico para verificao da qualidade do desengraxante

    Em uma carroceria com desengraxe eficiente, como mostra a Fig.6, se

    colocarmos gua, por exemplo, nesta superfcie ela pecorrer esta superfcie

    uniformemente, formando um filme contnuo, diferente do que ocorre em uma

    superfcie mal desengraxada devido a presena de leos e gorduras,

    dificultando a passagem da gua nesta superfcie com o aparecimento de gotas

    ou lugares secos.

    Figura 6. Exemplo de superfcies desengraxadas.

    4.4 Estgio enxaguamento I

    Segundo Villas (2006), o processo de enxaguamento I tem como

    finalidade a completa remoo de resduos (leos e sais residuais

    desengraxantes) das superfcies desengraxadas proveniente do estgio

    anterior ou desengraxante (Estgio n2), evitando a contaminao do estgio

    posterior ou refinador de cristais (Estgio n4).

  • 13

    Em uma empresa do setor automotivo, o enxaguamento I caracteriza-

    se por trabalhar em regime de transbordamento contnuo, minimizando a

    contaminao do estgio posterior ou Refinador de Cristais (Estgio n4).

    No estgio de enxaguamento I utiliza-se gua de reuso em menor

    porcentagem e gua potvel em maior porcentagem.

    As guas so bombeadas diretamente para o tanque, passam pela

    bomba sendo aplicada por spray, pulverizadas por um conjunto de bicos, com

    uma presso constante, na superfcie da carroceria. O enxaguante retorna ao

    tanque, ocorrendo recirculao do mesmo.

    Como resultado deste processo ocorre produo de arraste, devido

    carroceria possuir desengraxante que em contato com a gua resulta em

    formao de espuma.

    Ao final deste processo obteremos uma superfcie condicionada para

    uma perfeita atuao do Refinador, caso todos os parmetros encontrem-se

    dentro do estabelecido.

    Figura 7. Fluxograma do estgio Enxaguamento I.

  • 14

    4.5 Refinador de cristais

    Devido presena de sais coloidais de titnio ocorre o condicionamento e

    orientao para a obteno da camada de fosfato. Os coloides de titnio

    adsorvem sobre a superfcie do metal e servem como stios de nucleao para o

    crescimento da camada de fosfato. Segundo Wolpers (2003), a ativao

    aumenta o nmero de cristais de fosfato por unidade de rea, enquanto o

    tamanho do cristal, peso do revestimento e tempo de reao mnimo diminuem.

    Sistemas de fosfatizao a zinco, em sua maioria, so dependentes do

    estgio de condicionamento, depositando uma camada de fosfato de zinco

    uniforme. Devido ao seu carter coloidal, as disperses de ativao no so

    estveis, e os coloides tm uma tendncia a coagular, baixando a frequncia de

    nucleao e a taxa de formao do filme (Wolpers, 2003).

    Segundo Chemetall (2007), o refinador de cristais indispensvel por

    dois motivos: condicionar uma camada com peso e cristal menores e mais

    compacta e diminuir o tempo mnimo de fosfatizao.

    4.5.1 Estgio refinador de cristais

    No estgio refinador de cristais, utiliza-se o refinador, que contem os

    seguintes componentes: carbonato de sdio, fosfato de sdio e dixido de

    titnio.

    Em uma empresa do setor automotivo, o refinador homogeneizado no

    tanque pr-mix, passa pelo tanque Intermedirio (sendo diludo com gua

    potvel) chegando ao tanque sendo aplicado por spray, atravs de um conjunto

    de bicos, com uma presso constante, na superfcie da carroceria. Aps a

    aplicao o refinador retorna ao tanque caracterizando-se a recirculao.

  • 15

    Figura 8. Fluxograma do estgio Refinador de cristais.

    4.5.2 Reao do estgio refinador de cristais

    Segundo Chemetall (2007), o refinador possui como funo a atuao de

    sais coloidais de titnio, que iro se depositar na superfcie da carroceria,

    preparando-a e a orientando para o recebimento da camada de fosfato. As

    partculas coloidais so atradas eletrostaticamente sobre as zonas catdicas do

    metal a ser tratado, formando ncleos, que do origem a cristais de fosfato.

    O refinador atua em conjunto com o fosfato, condicionando a superfcie a

    ser tratada para que ocorra uma deposio perfeita da camada de fosfato.

    No se pode variar concentrao do refinador, como visto na fig. 9, caso

    a concentrao desta encontre-se fora do estabelecido, no haver formao de

    camada de fosfato uniforme.

  • 16

    Figura 9. Variao da concentrao do Refinador de Cristais.

    4.6 Fosfatizao

    Segundo Guerreiro (2009), as camadas fosfatizadas apresentam grande

    importncia industrial, sendo utilizada para tratar substratos. Pois, a maior parte

    dos automveis so fosfatizadas antes da pintura, aumentando sua resistncia

    corroso e adeso da tinta.

    Somente aps limpeza adequada das superfcies da carroceria que se

    procede a um condicionamento das mesmas, o que ir permitir nuclear

    adequadamente os cristais de fosfato formados durante a posterior etapa de

    fosfatizao. Esta ltima efetuada por processos de imerso/asperso, atravs

    de reaes qumicas adequadas entre substratos metlicos e o banho de

    fosfato, que garantiro a aderncia do revestimento por pintura posterior ao

    substrato. Segundo Almeida (2000), as pelculas de fosfato formadas so

    submetidas a operaes adequadas selagem do revestimento fosftico, de

    modo que este venha a constituir uma excelente camada de aderncia do

    primrio anticorrosivo.

    Scislowski (1990), afirma que em banhos de fosfatizao do tipo pseudo-

    converso, os principais constituintes so o cido fosfrico livre, fosfato dicido

    de um metal formador da camada (zinco, mangans, clcio) e aceleradores

    (nitratos, cloratos, nitrito, perxidos, sais de cobre, nquel, etc.). A grande maioria

    dos banhos base de fosfato de zinco contm cido fosfrico, cido ntrico,

    fosfato dicido de zinco (obtido pela dissoluo de xido de zinco em cido

    fosfrico), que um composto formador da camada de fosfatizao, e nitrato de

    sdio que funcionam como aceleradores.

  • 17

    Segundo Rodrigues (2007), os banhos fosfatizantes podem conter outros

    elementos, so os chamados aditivos (compostos de clcio, cidos orgnicos,

    boratos, fluoretos, etc.), que atuam na reduo da temperatura de operao, e

    podem alterar a estrutura do depsito e/ou aumentar o efeito dos aceleradores.

    Muitas vezes, detergentes sintticos so adicionados para realizar a funo de

    desengraxe e fosfatizao em uma nica etapa. Os agentes sequestrantes ou

    quelantes podem estar presentes nos banhos de fosfatizao provenientes do

    arraste de desengraxantes ou decapantes ou de substncias utilizadas para

    tratamento de guas duras. Outras contaminaes podem estar presentes e

    estas, mesmo em pequenas concentraes, podem interferir de maneira

    significativa na formao das camadas fosfatizadas.

    Segundo James e Freeeman (1971), a composio e a concentrao dos

    constituintes dos banhos de fosfatizao determinam a estrutura, a cristalizao

    e a espessura das camadas fosfatizadas. Existe no mercado uma grande

    variedade de banhos fosfatizantes comerciais. As diferenas entre tais banhos

    so devidas aos diferentes aceleradores ou combinao de aceleradores

    utilizados. Em menor escala, os aditivos tambm so responsveis por estas

    diferenas.

    4.6.1 Estgio de Fosfatizao

    Segundo Rodrigues (2007), o processo de fosfatizao possui a

    finalidade de depositar uma camada de fosfato de zinco uniforme, densa e

    micro-cristalina firmemente aderida superfcie da carroceria. Confere a esta

    superfcie tratada excelente aderncia, facilitando a reteno do primer e da

    tinta de acabamento, aumentando resistncia a corroso.

    Em uma empresa do setor automobilstico, utiliza-se nitrito e um

    produto cido no estgio de fosfatizao. O nitrito contm como

    componentes: o nitrito de sdio e o produto cido contem como

    componentes: gua, cido fosfrico, fosfato, dicido de zinco, nitrato de

    nquel, fosfato dicido de mangans.

    Neste estgio, o nitrito possui como caractersticas atuar como

    acelerador (catalisador) do fosfato e retirar o ferro da superfcie a ser

    tratada.

  • 18

    O nitrito e o produto cido so bombeados para o tanque, adiciona-

    se gua potvel a esta mistura. A mistura chega s bombas sendo o

    fosfato aplicado por spray, borrifado por um conjunto de bicos, com uma

    presso constante, na superfcie da carroceria.

    Aps a aplicao o fosfato filtrado, passando por um decantador

    onde a borra de fosfato se depositar nas telas do decantador, o fosfato

    resultante enviado para o tanque de retorno e bombeado para o tanque

    de fosfatizao, sendo caracterizada a recirculao. Existe um tanque

    reserva de fosfato, que ser utilizado quando necessrio.

    Figura 10. Fluxograma do estgio de Fosfatizao.

    4.6.2 Reao do estgio de fosfatizao

    Segundo Chemetall (2007), o fosfato de zinco solvel ir reagir com o

    substrato, carroceria, liberando-se Fe (fosfato de ferro solvel) devido

    presena do nitrito de sdio. O nitrito de sdio possui como funo atuar como

    acelerador da reao do fosfato, sendo responsvel pela liberao do Fe da

    reao formando a lama que ser separada pelo filtro prensa obtendo-se a borra

    de fosfato.

    Nesta reao h o desgaste do H2 (hidrognio), iniciando a formao a

    camada de fosfato como mostra a Fig.11.

  • 19

    Figura 11. Mecanismo de formao da camada de fosfato.

    4.6.3 Reaes envolvidas

    1) Decapagem do metal pela acidez livre do banho, dissolvendo o

    ferro com liberao do hidrognio.

    ATAQUE:

    Fe0 + 2H+ Fe+2 + H2

    DEPOLARIZAO:

    2H+ + 0-2 H20

    Segundo Chemetall (2007), quanto maior for acidez livre, maior ser o

    poder cido da soluo, assim ser maior a dissoluo de metal no banho. A

    camada comear a ser formada quando houver uma supersaturao. Em

    fosfatos com baixo valor de acidez livre, h uma supersaturao da soluo na

    interface gerando uma deposio mais acelerada e, consequentemente uma

    camada mais baixa.

    Chemetall (2007), afirma que se utilizando um banho fosfatizante

    equilibrado com um valor de acidez livre mais alto, tem-se a tendncia a

    formarem-se camadas mais pesadas, com tempo de fosfatizao mais longos.

  • 20

    Maiores camadas de fosfato de zinco esto ligadas com o tempo mnimo de

    fosfatizao, devido ao forte teor de cido na interface, necessrio mais metal

    do substrato para ocorrer a supersaturao. Deste modo, mais tempo ser

    necessrio para a precipitao do fosfato insolvel no substrato.

    2) Desgaste da concentrao do on Hidrognio prximo ao metal

    inicia-se com a formao do produto de solubilidade do Fosfato tercirio,

    convertendo a superfcie metlica, a ser tratada, para Fosfato de Zinco.

    HOPEITA

    3 Zn+2 + 6H2PO4- ZN3(PO4)2 . 4H2O + 4H3PO4

    HOPEITA

    FOSFOLITA

    2 Zn+2 + Fe+2 + 6 H2PO4- Zn2Fe(PO4)2 . 4H2O + 4 H3PO4

    FOSFOLITA

    FOSFOLITA MODIFICADA

    2 Zn+2 + Mn+2 + 6 H2PO4- Zn2Mn(PO4)2 . 4H2O + 4 H3PO4

    FOSFOLITA MODIFICADA

    Segundo Chemetall (2007), a camada de fosfato de zinco que se forma

    consiste em uma camada fina de fosfolita, Zn2Fe(PO4)2 . 4H2O, que depositada

    junto superfcie metlica e abaixo da camada de hopeita, ZN3(PO4)2 . 4H2O.

    3) FORMAO DA LAMA:

    4 Fe+2 + 4 H2PO4- + O2 2 FePO4 . 2H2O + H3PO4

    LAMA

    A formao da lama est relacionada com a primeira reao, ou seja, a

    decapagem. Chemetall (2007) afirma que esta reao de vital importncia

    sobre o que ser gerado de resduo, pois, a borra ser determinada pela relao

  • 21

    perda do substrato pelo peso da camada deposita. Quanto maior for esta

    relao, maior ser a borra formada.

    A lama formada prejudicial aos processos posteriores a fosfatizao,

    para a sua remoo so utilizados dois processos:

    remoo contnua da lama formada utilizando-se um filtro prensa

    responsvel pela separao da lama, devolvendo a soluo limpa ao tanque;

    remoo peridica aps intervalos determinados de utilizao do

    banho, utilizado em instalaes mdias e pequenas. O banho decantado no

    prprio especialmente construdo para isto. A soluo limpa transferida para

    um tanque reserva sendo a lama descartada e o banho devolvido ao tanque de

    trabalho.

    4.7 Estgios enxaguamento II

    Rodrigues (2007) afirma que o processo de enxaguamento II possui como

    finalidade a remoo de sais residuais, sub-produtos de reao e acidez

    provenientes do estgio de fosfatizao (estgio n5), evitando a contaminao

    do estgio posterior ou passivador (estgio n 7). No estgio do enxaguamento II

    utiliza-se gua de reuso em menor porcentagem e gua potvel em maior

    porcentagem. Parte desta gua de reuso proveniente do transbordamento do

    estgio de gua D.I. recirculada (Estgio n 8.1).

    Em uma empresa do setor automobilstico, a aplicao ocorre por spray,

    pulverizada por um conjunto de bicos, com uma presso constante, na superfcie

    da carroceria. A gua bombeada para o tanque, passa pela bomba chegando

    aos Sprays, aps a aplicao a gua volta ao tanque onde parte desta recircula

    e outra parte descartada.

    O estgio enxaguamento II caracteriza-se por trabalhar em regime de

    transbordamento contnuo, minimizando a contaminao da gua e do estgio

    posterior.

  • 22

    Figura 12. Fluxograma do estgio Enxaguamento II.

    4.8 Passivao

    A camada de fosfato formada, independente do tipo de cristal obtido,

    possui poros que ficam expostos ao ar podendo oxidar. O passivador selar as

    porosidades, evitando a corroso, melhorando a aderncia da tinta de

    acabamento.

    Segundo De Bem (2008), a selagem foi feita durante anos utilizando-se

    banho de passivao diludo baseado em cido crmico, este tratamento reduzia

    a porosidade fosftica em cerca de 50% porm, tal tratamento conduz a um

    excesso de acido crmico na superfcie passivada, originando empolamentos e

    outros defeitos dos revestimentos por pinturas aplicados posteriormente.

    Alternativas esto sendo estudadas, contudo os resultados obtidos com

    as diferentes alternativas aos banhos baseados em cromo hexavalente

    estudados at agora no apresentam to boa eficincia corrosiva como os

    tradicionais banhos baseados em cromo hexavalente (Chemetall, 2007).

    4.8.1 Estgio Passivador

    O Banho do estgio passivador possui como componentes: gua e

    carbonato de sdio, possuindo a funo de aumentar o pH e abaixar a acidez do

    nvel, possuindo caractersticas orgnicas, cido fluorzincnico, possuindo a

    funo de diminuir o pH e subir a acidez do nvel, possuindo caractersticas

    inorgnicas.

    Em uma empresa do setor automobilstico, o passivador

    homogeneizado no tanque com gua potvel, bombeado sendo aplicado por

  • 23

    spray, pulverizado por um conjunto de bicos, com uma presso constante, na

    superfcie da carroceria. Aps a aplicao o mesmo volta ao tanque sendo parte

    recirculada e o restante descartado.

    Figura 13. Fluxograma do estgio Passivador.

    4.8.2 Teoria da reao do estgio passivador

    Segundo Villas (2006), a Camada de Fosfato possui porosidades,

    independentes do tamanho de cristal obtido. Estas porosidades sero selados

    pela passivador que eliminar essas porosidades, evitando que haja

    oxidao, como visto na Fig.14.

    Figura 14. Teoria de reao do Passivador.

  • 24

    4.9 Estgio enxaguamento gua D.I. recirculada

    O processo de gua D.I. recirculada tem como objetivo remover e eliminar

    os sais residuais do passivador superficiais existentes, alm do excesso de

    acidez proveniente do passivador (Estgio n 7) evitando a formao de blisters

    e focos de corroso.

    No estgio de gua D.I. recirculada utiliza-se gua D.I. recirculada,

    proveniente do estgio posterior (estgio de enxague gua D.I.).

    Em uma empresa do setor automobilstico, a gua D.I. recirculada

    bombeada para o tanque, passando pela bomba sendo aplicada por Spray,

    pulverizado por um conjunto de bicos, com uma presso constante, na superfcie

    da carroceria. Por este estgio trabalhar por transbordamento e recirculao,

    aps a aplicao parte desta gua volta ao tanque e outa parte descartada do

    estgio, sendo reaproveitada no Enxaguamento II.

    Figura 15. Fluxograma do estgio gua D.I. recirculada.

    4.9.1 Estgio enxague gua D.I.

    O processo de enxaguamento-gua D.I. tem como finalidade remover e

    eliminar todos os sais residuais do passivador existentes, alm do excesso de

    acidez proveniente do passivador (estgio n7) evitando a formao de blisters e

    focos de corroso. Confere uma superfcie perfeitamente limpa para receber a

    aplicao do primer e tinta de acabamento.

    No estgio utiliza-se gua desmineralizada, ou seja, com baixo teor de

    sais.

  • 25

    Em uma empresa do setor automobilstico, a gua D.I. bombeada para

    o tanque, passando pela bomba sendo aplicada por spray, pulverizado por um

    conjunto de bicos, com uma presso constante, na superfcie da carroceria

    trabalhando por transbordamento. Esta gua D.I. recirculada enviada para o

    estgio anterior.

    Figura 16. Fluxograma do estgio Enxaguamento gua D.I.

    4.10 Estgio Estufa/Secagem

    Este estgio responsvel pela secagem da carroceria.

    O ar puxado por um ventilador, aquecido por resistncias eltricas e

    enviado para a Estufa, esse ar recirculado voltando Estufa. A renovao do

    ar feita continuamente, evitando sua contaminao, passando por filtros de ar

    frio sendo que uma parte enviada para a atmosfera e outra recirculada,

    voltando para a estufa.

    O Controle da Temperatura deve ser rgido uma vez que encontrando-se

    fora do Set Point especificado poder acarretar em carrocerias fora dos padres

    estabelecidos.

    Um dos provveis problemas que ocorrer ser a Marca dgua na

    carroceria, o que acarretar em retrabalho.

    4.11 Controle da camada de fosfato

    H duas razes que justificam a caracterizao de camadas de fosfato: o

    controle de processo e desenvolvimento de processo. O controle de processo

  • 26

    possui como parmetro mais importante a massa da camada por unidade de

    rea.

    Com base em Guerreiro (2009), para se caracterizar uma camada

    fosfatizada, com o objetivo de garantir a qualidade da carroceria e para

    obtermos o controle do processo so verificados um ou mais parmetros:

    aspecto visual;

    verificao da presena da camada fosfatizada;

    determinao do tipo de fosfato;

    determinao da massa de fosfato por unidade de rea;

    determinao da espessura da camada fosfatizada;

    resistncia a ensaios acelerados de corroso.

  • 27

    5. METODOLOGIA

    O processo de pr-tratamento de superfcie ser mapeado atravs do

    acompanhamento dirio e da coleta de dados como os volumes dos banhos, as

    etapas do processo, produtos utilizados, alcalinidade, acidez, pH, entre outros.

    Com estas informaes, realizou-se a anlise dos dados obtidos e a

    busca por melhorias na padronizao, impactando diretamente na diminuio do

    tempo para a soluo dos problemas encontrados, analisando como cada

    estgio afeta a busca por uma camada micro-cristalina de fosfato isenta de

    imperfeies.

    Os defeitos provenientes do processo de pr-tratamento de superfcie

    sero mapeados ao final deste processo, identificando-se os que mais afetam as

    carrocerias, verificando as suas causas, possveis solues e melhorias no

    processo, impactando na minimizao destes defeitos e consequentemente, na

    diminuio do ndice de retrabalho.

    5.1 Identificao das anlises executadas

    Em cada estgio do pr-tratamento anlises so executadas visando

    garantir a qualidade final de cada estgio. As anlises possuem importncia

    fundamental, pois atravs delas verificaremos a se os banhos dos estgios do

    pr-tratamento esto de acordo com a especificao presente no plano de

    controle.

    Caso isto no ocorra, medidas para que estes parmetros retornem ao

    especificado devero ser tomadas, para que os banhos dos estgios no sejam

    perdidos, afetando o mnimo de carrocerias possvel.

    A tabela 3 representa as anlises executadas em cada estgio do pr-

    tratamento.

  • 28

    Tabela 3. Anlise executadas nos estgios de pr-tratamento.

    Estgios Anlises

    1. Pre-desengraxante Temperatura

    Presso

    2. Desengraxante

    Alcalinidade livre

    Concentrao

    Temperatura

    Presso

    3. Enxaguamento I

    Alcalinidade livre

    Temperatura

    Presso

    4. Refinador de Cristais

    Alcalinidade total

    pH

    Temperatura Presso

    5. Fosfatizao Acidez livre Acidez total

    Teor de zinco

    Nitrito de sdio

    Temperatura

    Presso

    6.Enxaguamento II Temperatura

    Presso

    7. Passivador Concentrao

    pH

    Presso

    8.1. Enxaguamento gua D.I. Recirculada

    Presso pH

    8.2. Enxaguamento gua D.I.

    Presso pH

    9. Estufa/Secagem Temperatura

    5.1.1 Procedimento analtico

    Os procedimentos de exame analtico compreendem a anlise dos rcios

    e das tendncias significativas incluindo a investigao resultante de flutuaes

    pouco usuais em determinadas rubricas.

  • 29

    Segundo Leite (1997) para se realizar estes testes podem ser utilizados

    vrios mtodos, desde a simples comparao at anlises complexas utilizando

    tcnicas estatsticas avanadas. Estes procedimentos podem ser aplicados a

    segmentos da empresa ou informao consolidada.

    A empresa em estudo utiliza o procedimento analtico com o objetivo de

    controlar os banhos que compe o pr-tratamento.

    A figura 17 representa a instruo de trabalho com o objetivo de controlar

    os banhos do pr-tratamento. Nela sero verificados os procedimentos analticos

    de cada estgio como a alcalinidade livre, alcalinidade total, acidez livre, acidez

    total, teor de zinco, entre outros.

  • 30

    INSTRUO DE TRABALHO

    Denominao:

    PROCEDIMENTO ANALTICO

    Objetivo:

    CONTROLE DE BANHOS (PR-TRATAMENTO)

    1- DESENGRAXANTE

    Alcalinidade Livre

    a) Pipetar 10ml do banho para um frasco Erlenmeyer de 250 ml.

    b) Juntar 50ml de gua destilada e 3 (trs) gotas de indicador Fenoftalena.

    c) Titulas com soluo de H2SO4 (0,11 N) at viragem de vermelho para incolor.

    Clculo da Alcalinidade do Banho:

    a) ml gastos de H2SO4 x fator do H2SO4 = pontos de Alcalinidade Livre

    Clculo da concentrao do desengraxante:

    a) ml gastos de H2SO4 (0,1 N) x fator do desengraxante = Concentrao (%)

    fator do desengraxante: 0,13

    2 -ANLISE DE ALCALINIDADE LIVRE

    a) Pipetar 100 ml do banho e transferir para um Erlenmeyer de 250 ml.

    b) Adicionar 2 3 gotas do indicador fenoftalena.

    c) Titular contra HCl (0,1 N) at a viragem de cor rosa para incolor.

    d) Volume de HCl gasto = pontagem de Alcalinidade Livre.

    3 - REFINADOR DE CRISTAIS

    Alcalinidade Total

    a) Pipetar 100 ml do banho e transferir para um Erlenmeyer de 250 ml.

    b) Adicionar 3(trs) gotas do indicador Azul de Bromofenol.

    c) Titular com soluo de H2SO4 (0,1 N) at viragem de azul para amarelo claro.

    Clculo da Alcalinidade Total do Banho:

    a) ml gastos de H2SO4 (0,1 N) x fator do H2SO4 = pontos de Alcalinidade Total

    4 - FOSFATO

    Acidez Livre

    a) Pipetar 10 ml do banho para um frasco de Erlenmeyer de 250 ml.

    b) Adicionar 3 (trs) gotas de indicador Azul de Bromofenol.

    c) Titular com soluo de NaOH (0,1 N) at viragem de amarelo para azul.

    Figura 17. Instruo de trabalho.

  • 31

    INSTRUO DE TRABALHO Denominao:

    PROCEDIMENTO ANALTICO Objetivo:

    CONTROLE DE BANHOS (PR-TRATAMENTO)

    4 FOSFATO

    Clculo da Acidez Livre do Banho:

    a) ml gastos de NaOH x fator do NaOH = pontos de Acidez Livre

    Acidez Total

    a) Pipetar 10 ml do banho para um frasco de Erlenmeyer de 250 ml.

    b) Adicionar 3 (trs) gotas de indicador Fenolftalena.

    c) Titular com soluo de NaOH (0,1 N) at viragem de incolor para rosa claro.

    Teor de Zinco

    a) Pipetar 10 ml de amostra do banho para um frasco de Erlenmeyer de 250 ml

    e diluir com 50 ml de H2O D.I.

    b) Adicionar 10 ml de H2SO4 (0,1 N)

    c) Aquecer 50 - 60 C.

    d) Adicionar 5 8 gotas de soluo KMnO4

    e) Adicionar 5 gotas de soluo de Ferricianeto de Potssio (1%).

    f) Adicionar 10 gotas de Difenilamina Sulfanato de Brio (0,3%). g) Titular com soluo de Ferrocianeto de Potssio at que a amostra tenha colorao verde permanente.

    h) Aquecimento: 50 60 C.

    Clculo do Teor de Zinco

    a) ml gastos de Ferrocianeto de Potssio = pontos de zinco

    b) ml gastos de Ferrocianto de Potssio x 0,25 = g/l de zinco

    Acelerador: (Nitrito de Zinco)

    a) Transferir 25 ml do banho para um frasco de Erlenmeyer de 250 ml.

    b) Adicionar 5 ml de H2SO4 (50%).

    c) Ttular com soluo de KMnO4 (0,042 N), at a colorao rosa persistente por

    pelo menos 15 segundos.

    Clculo

    a) Volume de KMnO4 (0,042N) gasto = Pontagem de Nitrito de Sdio.

    Figura 17. Instruo de trabalho.

  • 32

    INSTRUO DE TRABALHO Denominao:

    PROCEDIMENTO ANALTICO Objetivo:

    CONTROLE DE BANHOS (PR-TRATAMENTO)

    5 - PASSIVADOR ORGNICO

    Concentrao:

    a) Adicionar 100 ml do banho para um frasco Erlenmeyer de 250 ml.

    b) Adicionar 4 6 gotas de indicador Fenolftalena.

    c) Titular com soluo de NAOH (0,1 N) at a viragem de incolor para rosa claro.

    Clculo:

    Volume de NaOH (0,1 N) gasto = Concentrao de Passivador.

    Figura 17. Instruo de trabalho.

    5.2. Parmetros do processo

    Segundo Pierozan (2001), para os parmetros do processo utiliza-se o

    plano de controle visando minimizar a variao do processo. O plano controle

    consiste na listagem de parmetros e caractersticas a serem controladas e das

    faixas de especificao correspondentes, determinadas em funo de uma

    otimizao do conhecimento tcnico ou mesmo de especificaes de

    engenharia.

    A figura 18 mostra o controle do banho da instalao do pr-tratamento

    de superfcie. Este controle realizado diariamente, de hora em hora.

  • 33

    Tabela 4. Especificao dos parmetros do processo.

    Estgio Temp.(C) Presso Conc.

    Alc. Acidez

    pH

    Pontagem Conc.

    Livre Total Livre Total Nitrito Zinco Pass. Ni Mn

    1. Pr-desengraxante

    30 3,0

    - - - - - - - - - - - A a

    50 6,0

    2. Desengraxante 60 1,0 2,0 15

    - - - - - - - - - A a a a

    80 2,0 2,5 20

    3. Enxaguamento I

    < 50,0

    1,0

    - < 3,0 - - - - - - - - - a

    1,5

    4. Refinidor de

    < 40,0

    0,8

    - -

    15

    - -

    8,0

    - - - - - Cristais

    a a a

    1,2 35 10

    5. Fosforizao 40 0,8

    - - -

    0,5 20

    -

    2,0 4,0

    -

    0,5 0,4

    A a a a a A a a

    50 1,2 0,9 23 5,0 8,0 0,8 0,7

    6. Enxaguamento II

    Ambiente

    0,8

    - - - - - - - - - - - a

    1,2

    7. Passivador

    Ambiente

    0,8

    - - - - -

    4,0

    - - - - - a a

    1,2 6,0

    8.1. Enxaguamento

    Ambiente

    4,5

    - - - - -

    4,5

    - - - - - gua D.I. a a

    Recirculada 6 6,0

    8.2. Enxaguamento

    Ambiente

    4,5

    - - - - -

    4,5

    - - - - - gua D.I. a a

    6,0 6,0 9.Estufa/Secagem Q1 = 225

    a 275

    - - - - - - - - - - - - Q2 = 225 a 275

    Q3 = 207 a 250

  • 34

    5.3. Controle dos banhos do pr-tratamento

    Atravs da anlise do controle dos parmetros do processo do pr-

    tratamento, durante um perodo de trs meses, verificamos que quando os

    defeitos ocorrem estes esto associados anormalidade dos parmetros de

    estgios especficos. O controle realizado por um operador nos trs turnos de

    hora em hora.

    A tabela 4 mostra as especificaes de cada estgio que compe o pr-

    tratamento.

  • 35

    CONTROLE DE PARMETROS PROCESSO

    Denominao:

    CONTROLE DE BANHOS PR-TRATAMENTO

    Objetivo:

    CONTROLE DO BANHO DA INSTALAO DO PR-TRATAMENTO

    _____TURNO DATA: / /

    Parmetros Horrio

    Estabelecidos 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00

    PR-DESENGRAXANTE

    Temperatura C 30 a 50

    Presso (bicos) kgf/cm 1,0 a 2,0

    DESENGRAXANTE

    Alcalinidade Livre Pontos 15 a 20

    Temperatura C 60 a 80

    Presso (bicos) kgf/cm 1,0 a 2,0

    Concentrao % 2,0 a 2,5

    ENXAGUAMENTO I

    Temperatura C < 50

    Presso (bicos) kgf/cm 1,0 a1,5 Alcalinidade Livre Pontos < 3,0

    REFINADOR

    Temperatura C < 40

    pH pH 8,0 a 10,0

    Presso (bicos) kgf/cm 0,8 a 1,2

    Presso anel kgf/cm 0,8 a 1,1

    Alcalinidade total Pontos 15 a 35

    FOSFATO

    Acidez Livre Pontos 0,5 a 0,9

    Acidez Total Pontos 20 a 23

    Temperatura C 40 a 50

    Presso kgf/cm 0,8 a 1,2

    Teor de Zinco Pontos 4,0 a 8,0

    Nitrito de Sdio Pontos 2,0 a 5,0

    ENXAGUAMENTO I

    Temperatura C Ambiente

    Presso (bicos) kgf/cm 0,8 a 1,2

    PASSIVADOR ORGNICO

    Presso (bicos) kgf/cm 0,8 a 1,2

    Concentrao Pontos 3,0 a 5,0

    pH pH 4,0 a 6,0

    GUA DESMINERALIZADA

    Presso (bicos) kgf/cm 0,6 a 1,2

    pH pH 4,5 a 6,0 Figura 18. Controle dos parmetros do processo.

  • 36

    6. RESULTADOS E DISCUSSES

    6.1. Otimizao do processo

    Verificando a necessidade de evitar perdas de produo, para produzir

    mais produtos com maior qualidade necessrio aprimorar a produo. Por isto

    conhecer bem todos os parmetros do processo, identificando como cada um

    destes influencia o processo necessrio.

    6.2. Anlise dos resultados

    No presente item sero apresentados os resultados referentes ao controle

    dos parmetros de banhos do pr-tratamento e suas influncias sobre os

    defeitos deste processo.

    Sero identificados quais estgios que compe o processo afetam

    diretamente determinado defeito. Assim poderemos verificar quais parmetros

    do estgio influenciam diretamente determinado defeito.

    Ao final do processo de pr-tratamento, verificamos a presena da

    mancha d gua e de leve amarelamento das carrocerias. Analisando a

    especificao dos parmetros do processo presentes na tabela 4, verificamos

    que quando os parmetros do estgio desengraxante estavam fora do

    especificado como mostrados nas figuras 19, 20 e 21, estes influenciam

    diretamente a presena de mancha d gua e no leve amarelamento das

    carrocerias.

    Como observa-se na figura 19, a temperatura do desengraxante se

    encontra perto do limite inferior especificado, qualquer alterao nas condies

    deste faro com que sua temperatua fique abaixo do especificado como pode

    ser obervado no horrio das nove horas e do meio-dia. Tal anomarlidade

    ocorreu devido a falha no trocador de calor, as nove horas a falha foi detectada

    e um reparo emergencial realizado, sendo reestabelecido a normalidade aps a

    folga.

    A concentrao do desengraxante, figura 20, encontra-se no limite inferior

    do especificado na tabela 4 , devido a dosagem incorreta do banho com o

    desengraxante, observamos que a concentrao esteve abaixo do especificado.

  • 37

    Correes na dosagem do banho foram realizadas para que a concentrao

    volte a normalidade.

    A presso esteve abaixo do especificado, como mostra a figura 21, isto

    ocorreu devido a alguns bicos de spray estarem obstruidos. A desobstruo

    deste ocorreu durante a folga, retornando este a normalidade.

    Figura 19.Temperatura do estgio desengraxante.

    Figura 20.Concentrao do estgio desengraxante.

  • 38

    Figura 21.Presso do estgio desengraxante.

    O amarelamento da carroceria ocorre em decorrncia de parmetros fora

    do especificado e/ou nos limites superiores ou inferiores por um perodo muito

    longo, podendo ocasionar defeitos, alm de poder oscilar para fora do

    especificado rapidamente. Verificamos que o amarelamento ocorre devido a

    problemas nos parmetros, citados na tabela 4, do estgio desengraxante

    (temperatura, concentrao e presso) como mostrado nas figuras 19, 20 e 21,

    estgio de fosfatizao (temperatura, acidez total, teor de zinco e presso),

    estgio refinador de cristais (concentrao do banho) e estgio passivador (pH).

    Atravs da anlise percebemos que quando um desses parmetros encontra-se

    fora do especificado, ocorre o amarelamento da carroceria, a intensidade do

    defeito maior quando mais de um parmetro citado acima se encontra fora do

    especificado, os parmetros que influenciam este defeito esto dispostos nas

    figuras 22, 23, 24, 25, 26 e 27.

    Podemos verificar atravs da figura 22 que o teor de zinco da fosfatizao

    encontra-se abaixo do especificado durante grande parte da observao. O teor

    de zinco variou at que ajustes foram executados para que este retorne ao

    especificado.

    Atravs da anlise da figura 23, verifica-se que a temperatura do fosfato

    se encontra perto do limite inferior ou abaixo especificado, Tal anomarlidade

    ocorreu devido a falha no trocador de calor, sendo reestabelecido a normalidade

    aps a folga.

  • 39

    A presso da fosfatizao esteve abaixo do especificado, como mostra a

    figura 24, devido a obstruo de alguns bicos de spray. A desobstruo deste

    ocorreu durante a folga, retornando este a normalidade.

    A acidez total da fosfatizao esteve fora do especificado, como se

    observa na figura 25, das nove s doze horas, devido a problemas na bomba

    dosadora de fosfato. Aps o reparo a bomba, verificou-se a melhora da acidez

    total.

    O pH do passivador e do refinador de cristais encontrassem abaixo do

    especificado, como pode se verificar na figura 26 e 27. Isto ocorre devido

    deficincia na bomba dosadora, quando esta reparada observasse que o pH

    retorna a normalidade.

    Figura 22. Teor de Zinco do estgio de fosfatizao.

    Figura 23. Temperatura do estgio de fosfatizao.

  • 40

    Figura 24. Presso do estgio de fosfatizao.

    Figura 25. Acidez total do estgio de fosfatizao.

    Figura 26. pH do estgio passivador.

  • 41

    Figura 27. pH do refinador.

    Pela anlise dos dados obtidos, a existncia da camada aberta funo

    de variabilidade no parmetro dos estgios refinador (pH e presso) e de

    fosfatizao (acidez livre alta, acidez total baixa). Verificamos a necessidade de

    realizar a limpeza dos bicos para a presso retornar a normalidade.

    Durante a ocorrncia deste defeito observamos que os dois estgios

    possuem parmetros fora do especificado simultaneamente, e que os outros

    estgios no sofrem variabilidade, assim verificamos que os estgios citados so

    responsveis pela presena deste defeito sobre a carroceria. Os parmetros que

    influenciam este defeito esto dispostos nas figuras 28, 29, 30 e 31.

    A alta acidez livre do fosfato pode ser verificada na figura 28, no horrio

    das onze horas a acidez livre do fosfato esta acima do especificado. Ajustes

    para que a acidez voltasse normalidade foram realizados, com isto o banho

    retornou a normalidade.

    A acidez total baixa do fosfato pode ser observada na figura 29, no

    horrio das nove s onze horas a acidez total do fosfato esteve abaixo do

    especificado. Verificou-se a bomba dosadora e ajustou-se a acidez para que

    esta retornasse normalidade.

    A presso do refinador de cristais esteve abaixo do especificado, como

    mostra a figura 30, devido a bomba recalque apresentar deficincias,

    bombeando pouco refinador e em consequncia diminuindo a pressao deste

    estgio. O aumento na presso ocorreu aps conserto da bomba recalque.

  • 42

    O pH do refinador de cristais encontrasse abaixo do especificado,como

    mostra a fiura 31, das seis s nove horas devido a concentrao deste estar

    baixa. A bomba dosadora foi verificada e aps ajusto, o pH retornou a

    normalidade.

    Figura 28.Acidez livre do estgio de fosfatizao.

    Figura 29. Acidez total do estgio de fosfatizao.

  • 43

    Figura 30. Presso do estgio refinador de cristais.

    Figura 31.pH do estgio refinador de cristais.

    Observando os dados obtidos, a passivao ocorre devido a variabilidade

    no parmetro dos estgios refinador (pH) e de fosfatizao (acidez livre alta),

    deve-se verificar os sprays devido a deficincia na lavagem das carrocerias.

    Verificamos que os estgios acima citados so responsveis pela

    presena da passivao sobre a carroceria, pois apenas os parmetros destes

    esto fora do especificado, enquanto os outros no sofrem variao.

    Os parmetros que influenciam este defeito esto dispostos nas figuras

    32 e 33.

  • 44

    A acidez livre alta do fosfato pode ser verificada na figura 32. Ajustes para

    que a acidez voltasse normalidade foram realizados, com isto o banho

    retornou a normalidade.

    O pH do refinador de cristais encontrasse abaixo do especificado, como

    mostra a figura 33. Para retornar a normalidade, verificou-se a bomba dosadora

    do refinador de cristais e os sprays da fosfatizao.

    Figura 32.Acidez livre do estgio de fosfatizao.

    Figura 33. pH do estgio refinador de cristais.

    Atravs da anlise diria do processo se verificou mais dois defeitos

    provenientes do processo de pr-tratamento, a poeira e estrias amarelas.

  • 45

    A poeira ocorre devido presena de alto teor de borra de fosfato, devido

    ao sistema de lavagem no possuir a eficincia esperada, contaminando o

    banho com excesso de borra de fosfato. Caso o enxaguamento II no atue

    removendo sais residuais, subprodutos provenientes do estgio de fosfatizao

    teremos a ocorrncia de poeira sobre a carroceria em decorrncia do mau

    funcionamento devido ao entupimento ou m orientao dos bicos responsveis

    pelo enxague.

    As estrias amarelas ocorrem devido ao estgio enxaguamento com gua

    D.I. no ser eficiente assim, no h remoo de sais residuais provenientes do

    estgio passivador devido ao entupimento ou m orientao dos bicos de spray

    que so responsveis pelo enxague, ocasionando este defeito sobre as

    carrocerias.

    6.3. Padronizao da soluo de problemas

    Com base nos resultados obtidos, criamos um padro identificando as

    causas de cada defeito e suas respectivas solues. Assim as tomadas de ao

    sero mais rpidas e possuram maior eficincia.

    A tabela 5 mostra os defeitos encontrados ao final do pr-tratamento, as

    causas deste defeito e suas solues. Assim, obteremos um padro para

    solucionar os defeitos, resolvendo-os mais rapidamente e com maior eficincia.

  • 46

    Tabela 5. Defeitos, causas e solues de problema.

    Defeitos Causas Soluo

    Marca dgua Temperatura do Desengraxante Baixa

    A1 - Ajustar as Condies para o Especificado Baixa Concentrao do Desengraxante

    Baixa Presso dos Sprays

    Bicos Entupidos / Mal Orientados A2 - Desentupir e Orientar os Bicos

    Excesso de leo no banho A3 - Melhorar Sistema de Separao de leo (Filtro ou Separador)

    Camada Aberta Acidez Livre Alta B1 - Ajustar Acidez Livre

    Concentrao Baixa do Refinador B2 - Ajustar Concentrao (Verificar Bomba Dosadora)

    Presso Baixa B3 - Ajustar Presso (Verificar Bomba Recalque)

    Bicos Entupidos B4 - Desentupir Bicos

    Acidez Total Baixa B5 - Ajustar Acidez Total (Verificar Bomba Dosadora)

    Passivao Paradas de Linha C1 - Evitar Paradas Sempre que Possvel

    Acidez Livre Alta C2 - Ajustar Acidez Livre

    Concentrao Alta do Refinador C3 - Drenar o Banho

    pH do Refinador Baixo C4 - Verificar Dosadora do Refinador ou Sprays do Fosfato

    Deficincia dos Sprays Estgios Fosfato/Refinador

    C5 - Inspecionar, Desobstruir ou Reorientar os Bicos. Verificar Bomba Recalque.

    Amarelamento Desengraxe Ineficiente D1 Verificar Itens A1, A2, A3

    Concentrao Baixa do Refinador D2 Ajustar Concentrao (Verficar Dosadora)

    Contaminao do Refinador D3 Renovar Banho

    Temperatura Baixa do Banho de Fosfato D4 Aumentar Temperatura (Verificar Termmetros)

    Acidez Total Baixa D5 - Aumentar a Acidez Total (Verificar Dosadora)

    Lavagem Aps Fosfato Muito cida D6 Aumentar o Transbordamento

    Teor de Zinco Baixo D7 Ajustar Teor de Zinco para Faixa Especificada

    Presso dos Estgios de Fosfato Baixa D8 Ajustar Presso (Verificar Bombas de Recalque)

    Bicos do Estgio de Fosfato Entupidos D9 Desobstruir Bicos

    Concentrao do Passivador Muita Alta (pH Baixo)

    D10 Drenar Banho e Ajustar pH

    Poeira Alto Teor de Borra no Banho de Fosfato E1 Verificar Sistema de Filtragem

    Lavagem Aps Fosfato Ineficiente E2 Verificar Bicos e Bomba de Recalque

    Estrias Amarelas

    Excesso de Passivador F1 Verificar Lavagem com gua D.I.

  • 47

    6.4. Avaliao da sistemtica

    Entre as alteraes executadas, a principal impacta diretamente nas

    aes de melhoria, minimizando a ocorrncia de defeitos, onde para cada tipo

    de defeito estabeleceu-se causas e esta possui uma ao bem definida e

    estruturada, permitindo agilidade na resoluo de problemas e diminuio da

    variabilidade do processo.

  • 48

    7. CONCLUSO

    Este trabalho apresentou um estudo para a otimizao do processo de

    pr-tratamento, reduzindo a quantidade de retrabalho proveniente deste

    processo.

    O estudo baseou-se na identificao dos defeitos ao final do processo de

    pr-tratamento, identificando quais estgios e respectivos parmetros so

    responsveis por cada defeito, atravs da anlise diria dos parmetros deste

    processo e acompanhamento do processo verificando ocorrncia de defeitos

    nas carrocerias. Aps a identificao das causas de um defeito, solues para

    estas causas foram estabelecidas. Assim, criamos um padro para a causa e

    soluo dos defeitos.

    A partir dos resultados obtidos conclui-se que a padronizao dos

    defeitos, causas e solues destes possui fundamental importncia para a

    otimizao do processo, evitando e/ou diminuindo a perda de carrocerias ou

    retrabalhos que geram custos indesejados, alm afetar a qualidade do produto

    final. Aes rpidas e eficazes evitam a perda dos banhos.

    Este estudo afeta diretamente a produtividade, pois aes com maior

    rapidez sero tomadas, fazendo com que o processo volte normalidade

    evitando perda de carrocerias por refugo e/ou retrabalho e consequentemente

    aumentando a produtividade do processo.

  • 49

    Referncias Bibliogrficas

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