tcc-tratamento de superficie em tanques de estocagem

8/19/2019 TCC-tratamento de Superficie Em Tanques de Estocagem

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RODRIGO NUNES DOS SANTOS

TRATAMENTO DE SUPERFÍCIES METÁLICASDE TANQUES DE ESTOCAGEM

Trabalho de Conclusão de Cursoapresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito doCurso de Engenharia Civil comênfase na Área Ambiental.

SÃO PAULO2003


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RODRIGO NUNES DOS SANTOS

TRATAMENTO DE SUPERFÍCIES METÁLICASDE TANQUES DE ESTOCAGEM

Trabalho de Conclusão de Cursoapresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito doCurso de Engenharia Civil comênfase na Área Ambiental.

Orientador:

Profa. (Dra.) ADIR JANETEGODOY DOS SANTOS.

SÃO PAULO2003


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AGRADECIMENTOS

Agradeço as pessoas que me ajudaram a concluir este trabalho, e que

fizeram com que eu pudesse alcançar o meu objetivo.

Agradeço em especial a Deus e as pessoa que depositaram confiança,

minha esposa e meus pais; além de poder contar com a cordialidade das

empresas Jocar Engenharia e Sumaré Tintas.

Portanto, agradeço a todos os envolvidos e aos professores da Universidade

Anhembi Morumbi, e à coordenadora do trabalho pelas críticas, sugestões e

correções construtivas, realizadas neste trabalho.


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i

SUMÁRIO

RESUMO....................................................................................................... III

ABSTRACT...................................................................................................IV

LISTA DE FIGURAS......................................................................................V

LISTA DE FOTOGRAFIAS ...........................................................................VI

LISTA DE TABELAS ...................................................................................VII

1 INTRODUÇÃO........................................................................................1

2 OBJETIVOS............................................................................................3

2.1 Objetivo Geral........................................................................................... 3

2.2 Objetivo Específico ................................................................................. 3

3 METODOLOGIA DO TRABALHO..........................................................4

4 JUSTIFICATIVA......................................................................................5

5 MÉTODOS DE TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE..................................6

5.1 Ensaio cíclico. .......................................................................................... 6

5.2 Decapagem Química ............................................................................... 8

5.3 Jateamento de ar e areia ...................................................................... 11

5.3.1 Areia .................................................................................................. 12

5.3.2 Granalha ........................................................................................... 15

5.3.3 Sinterball ........................................................................................... 16


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ii

5.3.4 Jateamento com água e areia ........................................................ 17

5.3.5 Hidrojateamento ............................................................................... 20

5.4 Camadas de proteção anticorrosiva.................................................. 21

6 ESTUDO DE CASO..............................................................................22

6.1 Análise do caso...................................................................................... 22

6.2 Roteiro de Inspeção Externa (Tanque em Operação)/Norma N-

2318/Mai2003...................................................................................................... 22

6.3 Resultado da Inspeção tratamento Externo..................................... 26

6.4 Resultado de Inspeção Tratamento Interno..................................... 28

7 ANÁLISE...............................................................................................30

8 CONCLUSÕES.....................................................................................31

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................32

ANEXO 1 - MANUAL DE INSPEÇÃO DE TANQUES DA PETROBRÁS ...34


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RESUMO

O tratamento de superfície metálica é um assunto abrangente por tratar de

diversos tipos de materiais, com acabamentos diferenciados.

Para que se opte pelo melhor forma de prevenção a corrosão é necessário

ter conhecimento sobre os mais diferentes métodos e suas aplicações, como

o químico, o físico e o biológico, e especialmente ter uma visão ambiental e

verificar-se os impactos que podem ser causados por ele. Os mais diferentes

ramos utilizam-se dos métodos de tratamento para a manutenção de seus

produtos e equipamentos, como as indústrias, obras, estaleiros, entre outros,

sob a responsabilidade de preservar a característica original dosequipamentos e peças, para que, com a recuperação dos materiais, exista a

redução de custos nos investimentos.

Este trabalho apresenta um levantamento bibliográfico sobre o tratamento de

superfície, considerado por análises laboratoriais e estudos comparativos de

desempenho, adotando as normas existentes e obtendo assim um método

ideal a ser aplicado.

Através do estudo de caso é caracterizado o tratamento de superfíciemetálica de tanques de estocagem em Itajaí – Santa Catarina , com

aplicações de técnica de prevenção e correção, adotando o jateamento com

granalha de aço como técnica de limpeza e em seguida a aplicações de

barreiras físicas de tintas epóxi bicomponentes, sendo necessário a

periodicidade da manutenção, devido aos desgastes da estrutura, através

da reação eletroquímica resultando a na reação de oxi-redução que dá

origem à corrosão. A viabilização e o conhecimento de cada processo, implica no meio em que

será ser utilizado, o que está relacionado em grande parte com os padrões

de desempenho, resultando em geral ganho de tempo e otimização dos

recursos e investimentos.

Palavras – Chave: tratamento, superfície, metálica.


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iv

ABSTRACT

The metallic pre-tratment of surface is an including subject for dealing with

diverse types of products with differentiated finishings. So that if it opts to the

best form of prevention the corrosion is necessary to have knowledge on the

most different methods and its applications as chemistry, the physicist and

the biological one, and especially to have an ambient vision and to verify the

impacts that can be caused by it.

The most different branches use of the methods of treatment for the

maintenance of its products and equipment, as the industries, workmanships,

shipyards, among others, under the responsibility to preserve the severalcharacteristic of the equipment and parts, so that with the recovery of the

products the reduction of costs in the investments exists.

This work presents a bibliographical survey on the treatment of surface,

considered for laborious analyses and comparative studies of performance,

adopting the existing norms and thus getting an ideal method to be applied.

Through the case study is characterized the treatment of metallic surface of

tanks of stockage in Itajaí - Santa Catarina, with applications of technique ofprevention and correction, adopting the blasting with granalha of steel as

cleanness technique and after that the applications of physical barriers with

the application of bicomponent inks epóxi, being necessary the regularity of

the maintenance, which had to the consumings of the structure through the

electrochemical reaction resulting in the oxi-reduction reaction that if of the

origin the corrosion.

The viable and the knowledge of each process, imply in the way where it willgo to be used, what it is related to a large extent with the performance

standards, having resulted in general profit of time and otimização of the

resources and investments.

Key - Word: pre-treament, surface, metalic.


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LISTA DE FIGURAS

Figura 5.1: Percentual de quebra da areia após jateamento........................13

Figura 5.2: Perfil obtido com cada formato de granalha...............................15

Figura 5.3: Equipamento completo de jateamento abrasivo.........................16

Figura 5.4: Equipamento Wet Blast..............................................................19

Figura 5.5: Funcionamento do bico Wet.......................................................19


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LISTA DE FOTOGRAFIAS

Foto 5.1: Jateamento de uma estrutura metálica com o abrasivo “areia”.... 14

Foto 5.2: Jateamento de um navio petroleiro com o método de

hidrojateamento.....................................................................................20

Foto 5.3: Jateamento de um tanque da Petrobrás ...................................... 21

Foto 6.1: Jateamento externo dos tanques da Base de Distribuição de Itajaí

(SC).......................................................................................................27

Foto 6.2: Tanques já restituído da Base de Distribuição de Itajaí (SC). ...... 29


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LISTA DE TABELAS

Tabela 5.1: Normas para ensaios de corrosão atmosférica ...........................7

Tabela 5.2: Normas SIS 055900 ....................................................................8

Tabela 5.3: Reações químicas no tratamento de ferro oxidado ................... 10

Tabela 6.1: Intervalo de inspeção de acordo com o produto armazenado...26


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1 INTRODUÇÃO

O tratamento de superfícies metálicas em tanques de estocagem se iniciacom métodos utilizados para a eliminação da corrosão, isto é o desgaste

decorrente da modificação química ou estrutural de um material, provocado

pela ação química ou eletroquímica espontânea de agentes do meio

ambiente.

Sob o ponto de vista eletroquímico, deve-se considerar os potenciais

padrões de redução (Eº Red) dos materiais. Quando os valores de Eº redsão diferentes, ocorre a perda de elétrons, espontaneamente, do material de

menor Eº red, para o material de maior Eº red.

Esta transferência de elétrons ocasiona um desgaste que transforma a

estrutura coesa, dura e resistente do aço em ferrugem, que é um material

friável, com pouca coesão de suas partículas, que pode ser desagregado e

lavado pelas águas das chuvas.

A formação de ferrugem ocorre pela reação do oxigênio do ar atmosférico

com o aço (liga contendo principalmente ferro e carbono, este último em

teores de 0,008 % a 2,000 %, e elementos de liga em pequenas proporções,

como silício, manganês, alumínio, cobre, nióbio, cromo, níquel, vanádio,

etc.). A modificação química referida é a transformação do metal em seu

óxido respectivo. Basta deixar o aço exposto ao intemperismo sem proteção,

ou seja, sujeito à ação do sol e da chuva, que ele enferrujará

espontaneamente.

Com o passar do tempo foram desenvolvidas técnicas que a cada dia se

aprimoram. Técnicas que implicam na remoção da camada oxidada,

desincrustação da superfície, com métodos mais eficazes. Há dez anos

aproximadamente este processo era realizado através de lixamentos e

aplicações de produtos químicos ultrapassados, o que fazia com que este


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2

tratamento levasse um bom tempo para a obtenção do resultado final,

implicando numa relação indesejada custo – benefício.

Os métodos existentes são definidos em função do serviço a ser realizado e

das condições mais favoráveis. Na construção civil estes métodos são

aplicados em fachadas de pedra, limpeza em alvenaria, recuperações de

vigas metálicas estruturais, artesanatos em madeiras e vidros, além do

acabamento final de uma obra, em plataformas de estação de petróleo,

como as da Petrobrás, na manutenção e conservação de tanques, navios

petroleiros e óleodutos.

Este trabalho aborda o levantamento bibliográfico dos métodos aplicáveis ao

tratamento de superfície metálicas, de tanques empregados na estocagem

de combustíveis orgânicos. Este levantamento inclui também a discussão

das normas de inspeção.


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3

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

A pesquisa bibliográfica sobre tratamento de superfícies metálicas de

tanques de estocagem tem como objetivo principal contribuir para a

divulgação dos meios utilizados para este fim e exigências a serem

cumpridas para o melhor aproveitamento dos serviços, principalmente na

área da construção civil. Fazer um estudo de caso demonstrando a eficácia

de um determinado processo como o tratamento mais adequado o qualempregou o jateamento dos tanques com granalha de aço e a aplicação de

tintas epóxi.

2.2 Objetivo Específico

Verificar e discutir porquê o processo de tratamento de superfície metálica,com o pré-tratamento e limpeza por técnicas de jateamento a seco com

granalha de aço, seguida da aplicação de barreiras físicas com pintura a

base de tintas epóxi bicomponentes, respeitando todos os critérios das

normas brasileiras e internacionais de segurança e manutenção da

Petrobrás, mostrou-se eficaz na manutenção dos tanques de estocagem de

combustível em Itajaí/SC.


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4

3 METODOLOGIA DO TRABALHO

O desenvolvimento deste trabalho baseia-se em levantamentosbibliográficos que abrangem o assunto. Foram pesquisadas normas técnicas

regulamentadoras, seminário, revistas técnicas, pagina da internet com

dados de referências com produtos específicos, tais como os que se

relacionam o uso de abrasivos para jateamento, que apresentam

características físicas e químicas além das informações técnicas sob a sua

fabricação e aplicação (ABTS, 2002; Petrobrás, 2003; SIS, 1967; Maciel,

2002).


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5

4 JUSTIFICATIVA

Considerando que a corrosão é uma reação espontânea de oxi-redução, énecessário buscar o melhor método a ser utilizado no tratamento de

superfícies metálicas, pois a manutenção relacionada à corrosão resulta em

custos altos onde e gasto cerca de R$ 120.000,00, no Brasil, conforme

dados da ABST. As obras civis dependem dos interesses governamentais,

políticos, sociais e ambientais. O seu planejamento, projeto, construção e

manutenção devem seguir as exigências legais e normas vigentes. As

condições de execução e uso, bem como os materiais em pregados, podemfacilitar a corrosão em determinados empreendimentos. O método mais

barato de mitigar a corrosão e a aplicação de barreiras físicas, como a

pintura, porem é necessário o pré-tratamento adequado da superfície a ser

pintada, com a eliminação da camada de óxidos, empregando métodos

abrasivos que aumentem a rugosidade superficial.

Considerando todos os fatores acima e o custo elevado da maioria destes

processos é necessário que se faça um planejamento das fases demanutenção, para mitigação da corrosão por tratamento de superfície e

assim, assumir uma visão estratégica e mercadológica para a escolha da

técnica abrasiva mais adequada e do tipo de tinta que possa impedir ou

diminuir a exposição da estrutura ao intemperismo.


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5 MÉTODOS DE TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

5.1 Ensaio cíclico.

Este ensaio resultou de trabalhos realizados por diversos institutos

internacionais, como o J. A. Capp (1914), com o objetivo de desenvolver

ensaios cíclicos que propiciem uma avaliação realística dos sistemas de

proteção contra a corrosão antes da execução da obra, e após a obra, com o

seu monitoramento, para as manutenções eventuais. Maciel (2003) ressaltaque o ensaio cíclico é a preparação necessária para á obtenção de

resultados mais confiáveis nos ensaios que simulam a corrosão.

As normas nesta área são ensaiadas no Brasil quase exclusivamente pelos

tradicionais métodos de névoa salina. O método mais adotado mundialmente

para o ensaio cíclico é o método de névoa salina que foi introduzido por J. A.

Capp (USA) em 1914, e em 1939 o método se tornou-se mundialmente

conhecido como ASTM B 117 (“neutral salt spray”).O ensaio de névoa salina simula um clima marinho úmido e salino, onde o

produto será submetido durante a sua utilização a diversos fatores que

influenciam a corrosão: temperatura (ciclagem térmica), umidade (saturada e

não – saturada), secagem, repouso, radiações UV, sais presentes em

suspensão, poeiras e impacto de pedras. O acompanhamento das

alterações resultantes da ocorrência da corrosão através do tempo

possibilitou que diversas normas combinassem alguns fatores surgindo

resultados mais realistas.

A norma ISO 9227 congrega detalhadamente todos os requisitos e

procedimentos para o ensaio de névoas salina neutra, acética ou cupro-

acética. Esta norma é o resultado de um acordo entre diversas entidades

internacionais de normatizações e obtém o mesmo nível de “status” da

norma ASTM B 117, sendo obrigatória à utilização de equipamentos e

procedimentos que atendam a todos os requisitos da mesma.


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7

As normas mais utilizadas nos ensaios que simulam a corrosão provocada

pelas condições atmosféricas são mostradas na tabela 5.1.

Tabela 5.1: Normas para ensaios de corrosão atmosférica

Fonte: Revista Tratamento de Superfície, Edição nº 115.

Névoa Salina Umidade Clima Industrial

ABNT NBR 8094 ABNT NBR 8095 ABNTNBR 8096

ABNT NBR 8823 - -ABNT NBR 8824 - -

ASTM B 117 ASTM D 2247 ASTM G 87

ASTM B 287 ASTM D 1735 -

ASTM B 368 - -

DIN 50021 DIN 50017 DIN 50018

JIS Z 2371 - -

BSI 7479 - -AFNOR A05 101 - -

Muitas empresas desenvolveram ensaios para atender suas necessidades

específicas. Devido à importância dessas empresas, muitos destes ensaios

se propagaram na indústria automobilística como, a General Motors e

empresas petrolíferas, como a Petrobrás, que criaram assim suas própriasnormas, baseadas em normas pré-existentes.

Dentre as normas de preparação de superfície, a mais usada no Brasil é a

Sueca Swedish Standard Institution (SIS 055900), de 1967. Na tabela 5.2.

são apresentados os graus de oxidação definidos na norma SIS 0559000:


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Tabela 5.2: Normas SIS 055900


Grau de

OxidaçãoComentários

GRAU ASuperfície de aço completamente coberta pela carepa1 de laminação,

intacta e aderente.

GRAU BSuperfície de aço com principio de corrosão, cuja carepa tenha

começado a desagregar-se.

GRAU CSuperfície de aço, cuja carepa tenha sido removida pela corrosão ou

possa ser removida com pequenos alvéolos.

GRAU DSuperfície de aço, cuja carepa tenha sido removida pela corrosão,

apresentando como são alvéolos de serena intensidade.

É importante salientar que, os ensaios aceleradores de corrosão, tais como

os ensaios cíclicos e os seus respectivos equipamentos, não originam

resultados absolutos sempre é possível observar as condições de uso de

estruturas para introduzir as alternativas novas nos ensaios, com o objetivo

de reproduzir o desempenho mais realista do produto ou estrutura durante

sua a vida útil.

Como o ambiente terrestre está sujeito a alterações climatológicas, pode

ocorrer a necessidade de se modificar alguns parâmetros do ensaio,

considerando-se do desequilíbrio ecológico, tal como a chuva ácida, cuja

ocorrência acidental aumentou nos últimos anos. É importante que os

métodos cíclicos desenvolvidos considerem as condições ambientais do

Brasil, regionalmente localmente.

5.2 Decapagem Química

A decapagem refere-se à remoção da oxidação formada sobre superfície de

ferro, aço e sua ligas. Este método envolve as aplicações de soluções para a

remoção.

1 - Carepa – camada de óxido, que possui espessura que varia entre 0,001 e 0,002


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Caraciolo (2002, p.40) define a decapagem química como a técnica para a

remoção de camadas de oxidação, aplicada às superfícies de ferro, aço e

suas ligas, que pode apresentar diferenças na composição química e tempo,dependendo da finalidade com que se emprega.

Os métodos de remoção das camadas de oxidação dependem da estrutura

e composição do óxido formado, pois para cada tipo de óxido há um tipo de

solvente adequado e uma determinada condição de trabalho.

As camadas de óxido mais comumente formadas nas superfícies metálicas

são denominadas rotineiramente de casca de laminação, cascas de

recozimento ou “carepa” e possuem uma espessura que varia entre 0,001 e0,002 mm. Diferentes tipos de óxidos formados e suas diferentes

características originais solubilidade diferenciada em ácidos, influindo

altamente no processo de decapagem. A casca de laminação uniforme e

terraz só pode ser removida por dissolução química. Camadas de óxidos

com muitas rachaduras permitem uma penetração melhor do solvente, além

de possibilitar a utilização de concentração e de temperatura menores

sendo, portanto a mais favorável ao ensaio. O processo de decapagem varia

de acordo com o solvente empregado. Quando se emprega ácido sulfúrico

(H2SO4) a temperatura varia de 50 a 70º C e no caso do ácido clorídrico

(HCl) costuma-se utilizar a temperatura de trabalho de até no máximo 40º C.

Outro fator que influencia acentuadamente o processo de decapagem é o

tempo, especialmente quando se tem uma movimentação do banho ou das

peças.

Cabe salientar a importância do teor de carbono da estrutura metálica ou liga

sobre a formação da casca de laminação. Como o carbono tem a

propriedade de difundir da superfície do aço para a camada da casca, ocorre

a descarbonização da superfície do aço. Essa difusão influi no processo de

decapagem, porque pela reação do carbono com os componentes dessa

casca processa-se uma redução de ferro de maior valência (3+) para os de

menor valência (2+, 0).


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Entre os ácidos para a remoção dessa casca, os mais usados são o ácido

clorídrico e o ácido sulfúrico. Veremos na Tabela 5.3. as reações químicas

decorrentes do tratamento de ferro oxidado, com solução de ácido clorídrico.

Tabela 5.3: Reações químicas no tratamento de ferro oxidado


1 FeO + 2 HCl = FeCl2 + H2O

2 Fe + 2 HCl = FeCl2 + H2

3 Fe3O4 + 8 HCl = 2 FeCl3 + FeCl2 + 4 H2O4 Fe2 O3 + 6 HCl = 2 FeCl3 +3 H2O

5 FeCl3 + H = FeCl2 + HCl

6 2 FeCl3 + Fe = 3 FeCl2

As reações mais importantes em aço descarbonizado são as de numero 1 e

2, porque entre todos os óxidos de ferro, aqueles de Valencia menor são os

mais facilmente solúveis. Estas reações descritas se processam da mesmamaneira para o uso do ácido sulfúrico.

No controle dos banhos de decapagem são normalmente aplicados métodos

conhecidos para a determinação da concentração dos ácidos. É importante

o controle do teor de ferro nos banhos de decapagem, o que pode ser

determinado por titulação.

Nos casos de decapagem com estes tipos de ácido, é conveniente a

aplicação posterior de inibidores, para a neutralização da superfície antes dapintura. Os efluentes líquidos, gerados na decapagem química, devem ser

tratados antes da liberação para o meio ambiente.

No caso do ácido clorídrico, deverá ser feita uma neutralização e

precipitação do ferro com uma filtração posterior do resíduo sólido e no caso

do ácido sulfúrico, além dos passos de neutralização, precipitação e

filtração, há necessidade de controle do teor de sulfatos, o que, dependendo

do processo, se torna relevante. Deve-se obedecer a todos os limites de

descarga estabelecidos na legislação vigentes.


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5.3 Jateamento de ar e areia

Uma superfície metálica limpa, livre de ferrugem, graxa, sujeira e umidadesão o melhor substrato para um bom revestimento protetor. O jateamento de

material abrasivo pode ser feita de duas maneiras: por ar comprimido ou por

turbinas centrífugas. Os abrasivos mais usados em operações de

jateamento são: areia, granalhas de aço e óxido de alumínio, após o

jateamento, a superfície deverá ser limpa por meio de escovas, aspirador de

pó (de jato de ar seco) para a remoção de partículas. A profundidade do

jateamento de areia, segundo um grau específico, o comitê 303 do ACI listaem 4º o jateamento de areia por expor o agregado fora da matriz.

Para uma melhor preparação da superfície de aço pelo emprego de areia,

granalha de aço ou outros abrasivos, respeita-se os seguintes padrões:

Padrão Sa 1: Limpeza por jateamento abrasivo ligeiro (BRUSH-OFF)

Carepas de laminação soltas, ferrugem e matérias estranhas devem ser

removidas. A superfície deve ser limpa imediatamente com aspirador, ar

comprimido limpo e seco ou escova limpa. A aparência final devecorresponder aos padrões fotográficos e visuais, conforme estabelecida

neste padrão Sa 1. Este tratamento de acordo com a tabela 5.2. pg. 7, não

se aplica a superfícies que apresentem grau A de oxidação. Para os demais,

os padrões de tratamento são: B Sa 1, C Sa 1 e D Sa 1 da (Norma SIS 05

5900 – 1988).

Padrão Sa 2: Limpeza por jateamento abrasivo comercial

Praticamente toda carepa de laminação, óxidos e outras impurezas são

eliminados por este tratamento. Se a superfície possui alvéolos (crateras),

pelo menos 66,7% da área de 6,45cm² deverão estar livres de resíduos

visíveis. A superfície deve ser limpa imediatamente com aspirador, ar

comprimido limpo e seco ou escova limpa. A aparência final deve

corresponder aos padrões fotográficos e visuais, conforme Sa 2. Este

tratamento não se aplica a superfícies que apresentem grau A de oxidação.

Para os demais, os padrões de tratamento são: B Sa 2, C Sa 2 e D Sa 2 da

(Norma SIS 05 5900 – 1988).


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Padrão Sa 2 ½: Tratamento por jateamento abrasivo do metal quase

branco

Carepas de laminação, ferrugem e matérias estranhas devem ser removidasde maneira tão perfeita que seus vestígios apareçam somente com manchas

tênues ou estrias. A superfície deve ser limpa imediatamente com aspirador,

ar comprimido limpo e seco ou escova limpa. A superfície deve apresentar

aspecto correspondente aos padrões fotográficos e visuais, conforme Sa 2

½, com seus respectivos graus de oxidação: A Sa 2 ½, B Sa 2 ½, C Sa 2 ½

e D Sa 2 ½da (Norma SIS 05 5900 – 1988).

Padrão Sa 3: Limpeza por jateamento abrasivo ao metal branco Carepas de laminação, óxidos e materiais estranhos devem ser removidos

totalmente, que lhe dará uma aparência cinza clara e isento de manchas ou

estrias. A superfície deve ser limpa imediatamente com aspirador, ar

comprimido limpo e seco ou escova limpa. A aparência final deve estar de

acordo com os padrões fotográficos e visuais, conforme Sa 3, com seus

respectivos graus de oxidação: A Sa 3, B Sa 3, C Sa 3 e D Sa 3 da (Norma

SIS 05 5900 – 1988).

O tratamento por jateamento abrasivo é mais rápido que os outros métodos

para tratar as superfícies por decapagem química, porem em menor tempo

de trabalho e sem necessidade do tratamento dos efluentes líquidos. Mesmo

tendo como problema à geração excessiva de pó, o processo de jateamento

consiste em retirar apenas os óxidos existentes na superfície da estrutura

metálica. Como resultado final deste tipo de técnica, a superfície ficará com

um aspecto semelhante ao método de tratamento.

5.3.1 Areia

A areia é um abrasivo natural, proveniente de margem dos rios ou de

jazidas. É uma matéria prima de baixo custo. Seu uso só é recomendado em

campo aberto, pois o seu uso gera alto teor de sílica livre no ar, que pode

provocar problemas respiratórios além de silicose2. O impacto da areia

contra a superfície provoca a quebra das partículas produzindo poeira.

2 Silicose – doença que afeta os brônquios quando estes se expõem ao ar com alta

concentração de sílica livre, o que provoca uma reação de petrificação das células

impedindo a contração na respiração.


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Após uma operação de jateamento, cerca de 70 % da areia resulta em pó e

a sua reutilização como abrasivo atinge no máximo dois ciclos. Após duas

operações de jateamento 100% da a areia é transformada pó e não é maispossível o seu aproveitamento para este fim.

Veremos na figura 5.1. o desempenho da areia em relação ao seu grau de

quebra após o jateamento.

Figura 5.1: Percentual de quebra da areia após jateamento

Fonte: Manual de Jateamento – Techgel Comercial LTDA

100%

0%


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A foto 5.1. apresenta um operador jateando uma estrutura metálica e

observa-se a poeira que este tipo de jateamento provoca.

Foto 5.1: Jateamento de uma estrutura metálica com o abrasivo “areia”

Fonte: Empresa de Jateamento e Pintura Jacoar

No caso de jateamento de superfícies com pintura que contenham metais

pesados como o chumbo, por exemplo, o descarte do pó gerando no

processo, deve obedecer à classificação dos resíduos sólidos.

Por estes motivos ocupacionais e ambientais, a areia é proibida em diversos

Estados brasileiros. A poeira pode ser prejudicial também para os

equipamentos elétricos e mecânicos.

A areia para uso em jateamento deve ser isenta de sais, de umidade, de

argila, de mica, de carvão e isenta de partículas de conchas3.

3 – carapaças rica em CaCO3 que vivem enterradas nos leitos dos rios onde se extrai aareia.


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O uso de jateamento de areia em cabinas se torna antieconômico, pois o

seu custo final é cerca de 6 vezes maior, do que o custo empregando

granalhas como abrasivo.

5.3.2 Granalha

As granalhas são partículas feitas com um tipo especial de aço, de alta

dureza e são obtidas em dois formatos, esféricas(shot) e angulares (grit). As

shot têm dureza Rockwell C de 40 a 50 e as grit de 55 a 60. A figura 5.2.

apresenta os formatos comerciais de granalha, com os respectivos tipos de

superfícies metálicas aos quais estas se aplicam.

Figura 5.2: Perfil obtido com cada formato de granalha

Fonte: Manual de Jateamento – Techgel Comercial LTDA “site”

O jateamento que emprega as granalhas como abrasivo permite reciclagens

de até 350 vezes. Existem sistemas de recuperação automáticos das

granalhas, com piso gradeado, elevadores de canecas e sistema de

purificação das granalhas. O sistema mais simples de recuperação manual émuito penoso para o operador, pois uma pá de granalhas pesa quase 15 kg.


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5.3.3 Sinterball

O sinterball é obtido da bauxita sinterizada, não contém sílica porque mais

de 80 % de sua composição é de óxido de alumínio. É um material duro,leve e não gera oxidação de ferro. É apresentado nas formas esférica e

angular. Pode ser usada com pressões mais baixas de jateamento na faixa

60 a 70 lb/pol. Produz pó preto quando usada sob pressões altas. Pequena

porção do material fica incrustada na estrutura de aço, o que torna a

coloração da superfície tratada mais escura do que uma jateada com areia

ou granalha. No entanto, este material incrustado não prejudica a aderência

das tintas, nem causa problemas de corrosão galvânica devido àspropriedades do oxido de alumínio, citados acima. O jato abrasivo é

impulsionado por meio de ar comprimido com pressões ao redor de 4 kg/cm2

(60 a 70 lb/pol ).

A figura 5.3. apresenta uma instalação para jateamento, incluindo os

equipamentos de proteção individual (EPI), do operador, transporte e

estocagem da matéria – prima.

Figura 5.3: Equipamento completo de jateamento abrasivo.

Fonte: Manual de Jateamento – Techgel Comercial LTDA” site"


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5.3.4 Jateamento com água e areia

O jateamento abrasivo com água e areia é praticamente o mesmo do

jateamento a seco, exceto que é introduzida água na corrente de ar + areia.Existem vários métodos, todos baseados na umidificação da areia antes do

bico, no bico de saída, ou após o bico.

Este método surgiu da necessidade de se eliminar os riscos proporcionados

pelo jateamento a seco convencional. No jateamento com abrasivo úmido, o

perfil é similar ao jateamento a seco e os produtos possíveis contaminantes,

presentes são água, inibidor de corrosão e “flash rusting”.

O “flash rusting” é a corrosão leve que se forma quando a superfície é jateada a úmido sem inibidor de corrosão e inicia a secagem. Pode ocorrer

também após lavagem de uma superfície jateada com água doce, sem

inibidor de corrosão e mesmo, com abrasivo úmido na presença do inibidor

de corrosão.

A utilização de jateamento com abrasivo úmido requer mudança conceitual

relativa ao aspecto final da superfície a ser pintada. Durante décadas

costumou-se a pintar áreas jateadas, sem presença visual de corrosão. O

jateamento com abrasivo úmido, sem inibidor de corrosão, origina uma

superfície com flash rusting, que é perfeitamente aceitável do ponto de vista

de pintura, desde que se utilize produto adequado, mais corrosão.

Não é recomendo qualquer tipo de inibidor de corrosão em superfícies

sujeitas a imersão constante e também para tintas ricas em zinco.

Para superfícies que apresentem umidade residual após o jateamento com

abrasivo úmido, recomenda-se que os operários resolvam a origem deste

problema eliminando esta fonte de umidade.

No jateamento sem inibidor de corrosão, a água deve ser limpa e

ligeiramente alcalinizada(pH acima de 8,5). O processo deve ser rápido e

após o jateamento, deve-se secar rapidamente a superfície com ar

comprimido limpo e seco. No jateamento com inibidor de corrosão, o inibidor

mais usado é o Nitrito de Sódio(NaNO2 ). Concentração mais usada: 0,5% (1

kg de nitrito para cada 200L de água). Após o jateamento a úmido, deve se


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lavar com água limpa e secar rapidamente com ar comprimido limpo e seco.

O grau máximo conseguido é Sa 2 1/2.

O jateamento com inibidor do tipo Nitrito de Sódio necessita de muitaatenção na execução em virtude de ser um sal solúvel em água. Se os

resíduos não forem completamente removidos da superfície jateada podem

causar bolhas e corrosão, principalmente em frestas e superposições de

chapas, principalmente quando estas são expostas em ambientes úmidos. O

Nitrito dissolvido em água proporciona um pH alcalino. Se o tempo entre o

jateamento a úmido e a pintura for longo e a superfície começar a amarelar

tendendo a cor marrom-alaranjado, deve-se esfregar com escova de açopara remover a ferrugem formada. Após jateamento a úmido é

recomendável a utilização de tintas a base de resina de epóxi, pois tipo de

preparação de superfície, dificilmente evita a ferrugem instantânea “flash

rust”.

O processo em que a mistura da água com a areia é feita antes desta

chegar ao bico é mais difícil de executar, pois a areia molhada pode

empelotar e entupir o bico ou a mangueira.

O processo que mistura a água após o bico, não é tão eficiente e consome

um volume muito grande de água, além de ser muito pesado para o jatista.

Por este motivo já deixou de ser utilizado. O processo que tem apresentado

melhores resultados é o que molha a areia no meio do bico, conforme

figuras 5.4 e 5.5.


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Figura 5.4: Equipamento Wet Blast

Fonte: catálogo CMV “site”

Figura 5.5: Funcionamento do bico Wet

Fonte: catálogo CMV “site”

As pressões no jateamento com areia e água, são menores do que no

hidrojateamento, da ordem de 6.500 lb/pol. Consegue-se rugosidade

suficiente para a aderência das tintas.


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5.3.5 Hidrojateamento

No Hidrojateamento é empregada somente água, sob alta pressão. O

impacto do jato de água contra a superfície, com pressão ao redor de 40.000lb/pol consegue remover ferrugens, tintas velhas e até carepa de laminação.

Mas, por não conter partículas sólidas, a água não produz rugosidade

suficiente na superfície para alguns tipos de pintura. A foto 5.2. mostra a

aplicação de hidrojateamento em um navio petroleiro ancorado em um

estaleiro. A foto 5.3. mostra a aplicação da mesma técnica em um tanque da

Petrobrás.

Foto 5.2: Jateamento de um navio petroleiro com o método de hidrojateamento

Fonte: Empresa de Jateamento e Pintura Cortes, comunicação pessoal.


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Foto 5.3: Jateamento de um tanque da Petrobrás

Fonte: Empresa de Jateamento e Pintura Cortes, comunicação pessoal.

O hidrojateamento é indicado para superfícies que já sofreram manutenção

por jateamento uma vez, por que removendo a tinta velha, expõe a

rugosidade do jateamento anterior.

5.4 Camadas de proteção anticorrosiva

Camadas pretas com proteção anticorrosiva catódica com custo mais

favorável e menor carga para o homem e o meio ambiente, a cromatização

preta para potencial padrão de redução é a opção ideal.

As peças pretas quase sempre são exigidas por puras razões estéticas: por

exemplo, para peças funcionais e decorativas da indústria automobilística.

Por muitos anos o preto era, com exceção da cor natural do metal, a única

cor aceitável, tendo desempenhado uma função técnica somente em poucos

casos, como nos painéis coletores de energia solar. A proteção anticorrosiva

pouco influencia o pólo do pigmento incorporado, ficando igual tanto em

amarelo quanto em verde-oliva.

Com o custo mais favorável e menor carga para o homem e o meio

ambiente, a cromitização preta para zinco/ferro é a opção ideal, podendo

substituir os vernizes com solvente.


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6 ESTUDO DE CASO

Estudou-se o tratamento de superfície metálica em uma obra localizada naBase de Distribuição de combustíveis de Itajaí (SC), em uma área

correspondente a 19.116,30 m², onde foi realizados a manutenção de cinco

tanques de armazenamento de derivados de petróleo, com o tratamento de

recuperação das partes corroídas, base anticorrosiva e pintura.

6.1 Análise do caso

Os responsáveis pelo empreendimento contrataram uma empresaconceituada no mercado de engenharia civil, com o objetivo de inspecionar

os tanques deteriorados, devido à corrosão, em atmosfera litorânea.

As normas da Petrobrás possuem o seguinte roteiro de inspeção de

tanques, os quais a empresa contratada seguiu, de modo a verificar o estado

dos tanques, para a sua manutenção.

6.2 Roteiro de Inspeção Externa (Tanque em Operação)/Norma N-2318/Mai2003.

Bacia de Contenção

a) inspecionar o dique quanto às condições físicas e integridade dos taludes;

a grama do dique deve ser rasteira;

b) inspecionar a bacia quanto ao acúmulo de sujeira ou areia de jateamento,

Indícios de vazamentos e suas condições físicas;c) inspecionar o sistema de drenagem:

- canaletas: quanto ao acúmulo de detritos;

- válvulas e grades: quanto à corrosão e emperramento;

- adufas ou comportas: quanto à corrosão e emperramento;

d) verificar as condições físicas das plataformas sobre o dique e sobre as

linhas de entrada e saída e dos acessos para veículos ao interior da bacia;


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e) verificar as condições físicas dos eletrodutos: do sistema de iluminação,

dos misturadores, da instrumentação eletrônica e dos atuadores das

válvulas.

Base

a) verificar a existência de recalques; caso necessário, executar medição do

prumo do costado e/ou levantamento topográfico;

b) inspecionar o anel de concreto ou o berma quanto às fissuras, ferragens

expostas, avarias mecânicas, desagregação do concreto e declividade;

c) inspecionar as chapas de apoio quanto à corrosão;d) verificar a existência de possíveis vazamentos nas regiões dos drenos de

fundo ou pelo concreto do berma quando trincado;

e) inspecionar a impermeabilização da base, principalmente sob a porta de

limpeza e drenos do fundo, quando aplicável;

f) verificar as condições físicas e fixação do cabo terra, quando aplicável.

Pintura e Isolamento Térmicoa) o estado físico da pintura deve ser verificado e avaliado em comparação

com os padrões fotográficos das normas Da Petrobrás N-2318;

b) verificar as condições físicas do isolamento térmico.

Escadas, Plataformas e Passadiços

a) inspecionar todos os degraus, corrimãos e plataformas quanto à corrosão

e peças danificadas;

b) verificar a existência de furos para o escoamento de água nos degraus e

pisos das plataformas;

c) verificar as condições físicas dos dispositivos antiderrapante dos degraus

e pisos (revestimentos ou detalhe construtivo das chapas);

d) inspecionar visualmente, conforme a norma PETROBRAS N-2318, as

soldas de fixação das estruturas ao tanque, quanto à existência de trincas ou

corrosão; caso necessário, executar ensaio por líquido penetrante;


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e) para os tanques de teto flutuante, verificar também a escada de acesso

ao teto quanto à corrosão nos trilhos e se a articulação e o sistema rolante

da escada (rodas, guias) podem mover-se livremente;f) inspecionar o aterramento entre o costado e o teto flutuante e entre a

escada do teto e o teto flutuante.

Costado

a) verificar através de exame visual em todo o costado, os seguintes itens:

- vazamentos;

- corrosão nas chapas e juntas soldadas; locais mais susceptíveis: rodapé,região sob degraus da escada helicoidal, eventuais frestas entre os perfis

soldados e o costado e regiões de acúmulo de vegetação;

- deformação nas chapas;

- verticalidade;

b) executar medição de espessura em todos os anéis em pontos

predeterminado são longo da escada, localizados a uma altura de 300 mm

acima da extremidade inferior de cada anel; no anel superior efetuar uma

medição na região correspondente à fase gasosa, acima do nível de líquido;

caso constatado baixa espessura ou alta taxa de corrosão, aumentar a

quantidade de medições e, sendo necessário, montar andaime e medir em

outras regiões;

c) inspecionar, através de exame visual e medição de espessura, quando

aplicável, as conexões do costado e as respectivas válvulas quanto à

corrosão nas faces dos flanges e vazamentos;

d) inspecionar a porta de limpeza e bocas de visita quanto a vazamento e

corrosão;

e) verificar as condições físicas do sistema de combate a incêndio

(tubulação, câmara de espuma, selo de vidro) quanto à deterioração;

f) inspecionar os acessórios, equipamentos e instrumentação quanto a

condições físicas:

- sistema de içamento do tubo móvel (cabos e roldanas);

- misturadores (bocal), tirantes, motor e suporte;


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- indicador de nível;

- indicador de temperatura;

g) verificar as condições físicas na região dos misturadores;h) inspecionar o anel de contraventamento e seus suportes quanto à

corrosão; verificar a existência e situação de furos para escoamento de

águas pluviais.

Teto Fixo

a) inspecionar as chapas e juntas soldadas quanto à corrosão, deformação e

furos; regiões externas mais susceptíveis: regiões de acúmulo de água e sob

isolamento térmico (caso existente);

b) executar medição de espessura de acordo com o seguinte critério:

- diâmetro do tanque < 50 m: no mínimo em 5 chapas (4 na periferia e 1 no

centro);

- diâmetro do tanque > 50 m: no mínimo em 6 chapas (4 na periferia, 1 na

intermediária e 1 no centro);

Notas:

1) As medições devem ser feitas preferencialmente nas regiões de

empoçamento de água, regiões de maior insolação, próximo aos

mostradores e respiros e nas regiões de apoio sobre as vigas.

2) Em cada chapa deve ser executada uma medição no centro e outra

próxima à solda (região de sobreposição). Caso constatado baixa espessura

ou alta taxa de corrosão, aumentar a quantidade de medições.

a) inspecionar as bocas de visita e conexões do teto quanto à corrosão e

vazamentos;

b) inspecionar visualmente os acessórios quanto a ataque corrosivo, limpeza

e estanqueidade:

- válvulas de pressão e vácuo;

- corta-chamas;

- suspiros (“vent’s”);

- guarda-corpo;


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- sistema de medição e tomada de amostra; verificar se a escotilha de

medição atende à condição antifaiscante.

O critério adotado, pelo qual se verificou a necessidade da manutenção dostanques, e considerando o produto armazenador mostrado na tabela 6.1, de

acordo com manual de inspeção da Petrobrás em anexo I.

Tabela 6.1: Intervalo de inspeção de acordo com o produto armazenado.

Fonte: Manual de Inspeção de Tanque da Petrobrás N-2318

6.3 Resultado da Inspeção tratamento Externo

Após a inspeção verificou-se que os tanques necessitavam de manutenção,

pois já se encontravam em estado fora daquela estabelecido pelas normas

técnicas da Petrobrás.

Iniciou-se a manutenção dos tanques, onde a execução dos trabalhos teve a

durabilidade de 292 dias de obra.

O tratamento que se mostrou favorável foi o jateamento a seco com o

abrasivo granalha de aço, por ser o melhor material abrasivo entre os que

existem, pois o seu ciclo de vida é maior do que os demais como o Sinter-

Ball ou areia alem de representar um custo mais barato, possui também um

perfil de aspereza ideal para um sistema de pintura correspondente a 30%

da espessura final da estrutura.

Antes de se iniciar o jateamento foi necessário à remoção da gorduras,

graxas e óleos, presentes nos tanques, através do desengorduramento companos e estopas embebidos em solventes.


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O jateamento abrasivo teve que alcançar o grau mínimo de limpeza Sa 3-

metal branco (norma SIS 05 59 00 - 88).

Após o jateamento da totalidade da área externa do tanque, a superfície foilimpa por meio de escova e o jato de ar seco, com a finalidade da remoção

de grãos de granalhas e particulados. Os pontos de solda como os cordões

de solda e arestas vivas tiveram que ser esmerilhadas para evitar baixa

espessura de tinta nas arestas vivas, que diminuiria a proteção.

A foto 6.1,. apresenta a operação de jateamento externo de um dos cincos

tanques recuperados.

Foto 6.1: Jateamento externo dos tanques da Base de Distribuição de Itajaí (SC).

Fonte: Empresa de Jateamento e Pintura Jacoar “site”


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Tomou-se todos os cuidados em relação ao revestimento interno, pois a

maioria das falhas que se apresentam, após a execução são relacionadas a

defeitos apresentados durante a cura do material aplicado, no seu interior.

Foto 6.2: Tanques já restituído da Base de Distribuição de Itajaí (SC).

Fonte: Empresa de Jateamento e Pintura Jacoar “site "


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7 ANÁLISE

Para a execução e restauração desta obra foram obedecidas, todas as

normas já estabelecidas, normas estas que compreendem testes, como oensaio cíclico, com este ensaio pode-se verificar, que a opção pelo

jateamento, seguido da aplicação de camadas de tintas protetoras, foi o

melhor método de manutenção. A obra tratava-se de uma dimensão grande,

vindo assim obter resultados positivos e eficientes, e principalmente

lucrativos para a empresa contratada.


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8 CONCLUSÕES

O levantamento bibliográfico e estudo de caso, assim como os resultados

apresentados indicam a grande contribuição que esta metodologia tem aoferecer nos programas de inspeção através do monitoramento da condição

de integridade dos tanques, proporcionado à implantação de um efetivo

programa preventivo de manutenção.

Os resultados são significativos, quando considerada a não retirada de

serviço de tanques, refletindo numa economia nos custos de manutenção, e

diminuição do impacto ambiental causado pelo descarte dos produtos

depositados nos tanques, os quais devem necessariamente ser removidos,quando da retirada de serviço por motivos de inspeção.

A otimização dos sistemas construtivos para alcançar a minimização dos

prazos das construções. Para isso, é possível empregar as técnicas de

tratamentos de superfície desde o principio básico como ensaios e teste

para a realização de ocorrências de ataque corrosivos em peças de acordo

como o seu habitate natural, provenientes de laboratórios para a realização

da escolha da melhor norma de prevenção da corrosão.


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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABTS – Associação Brasileira de Tratamentos de Superfície. Edição

setembro/outubro nº 115, novembro/2002;

ASTM Handbook. 1939. ASM Internacional: USA, xv. V3: Alloy phase

diagrams;

Capp. J. A.,Ensaio de nevoa, USA, 1914;

Caraciolo, Marco Antonio; Revista Tratamento de Superfície Nº 117, pp. 40 –

45, Fevereiro 2002;

Catálogo de produtos da Empresa CMV, -

Acesso em 08/06/2003;

MACIEL, Carlos Alberto; Revista Tratamento de Superfície N º 115, pp. 56-58, Setembro 2002;

Manual técnico de jateamento, - Acessado em

21/06/2003;

FEEMA, Normas Técnicas nº NT –560- Padrão de Emissão de partículas

para Operações de Jateamento;

Norma Técnica CONTEC-SC-14– Emenda da norma PETROBRAS N-9 VER

- Pintura e Revestimento Anticorrosivos;

Norma ISO 9227 para ensaios de corrosão atmosférica. International

Standardizations Organization, Genebra, 1990;


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SIS, normas de preparação de superfície - Sueca Swedish Standard

Institution (SIS 055900) de 1988;

Petrobrás, Norma N-2318, Inspeção em serviço de tanques de

armazenamento atmosférico, Petrobrás Brasileira S/A, Brasília, 2003;

- Acessado em 05/06/2003;

- Acesso em 20/05/2003.


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ANEXO 1 - MANUAL DE INSPEÇÃO DE TANQUES DA

PETROBRÁS


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tcc-tratamento de superficie em tanques de estocagem

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