Decapagem Mecânica Abrasiva

Paulo TeixeiraMónica PinheiroSusana Marques

TMCB 002

INTRODUÇÃO O homem procura alternativas através da tecnologia para proteger os metais do oxigénio (principal responsável pela corrosão), empregando para isso grande quantidade de energia, altas temperaturas, reacções químicas complexas e processos complicados.

Definem-se como Tratamento de Superfície um conjunto de processos e métodos físico-quimicos aplicados a peças metálicas e não metálicas, destinado a conferir-lhes certas propriedades superficiais, tais como, durabilidade, resistência, protecção, aspecto estético, entre outras, adequadas a uma determinada função.

Os Tratamentos de Superfície podem conferir a um determinado material uma série de propriedades superficiais diferentes das suas propriedades originais, tais como:

propriedades decorativas, protecção contra a corrosão, resistência à oxidação a altas temperaturas, resistência à luz, propriedades mecânicas (resistência à fadiga, ductilidade, dureza, etc.), resistência ao uso (abrasão, aderência, corrosão, etc.), eléctricas, térmicas, óptica e magnéticas.

A Preparação de Superfície é obrigatória sempre que as peças sejam submetidas a qualquer tipo de tratamento.

É efectuada através do desengorduramento e/ou decapagem quando se pretende remover camadas de sujidade, matéria orgânica ou óxidos metálicos, de modo a melhorar o contacto entre a superfície da peça e o seu posterior revestimento.

Segue-se uma transformação como o polimento quando se pretende reduzir a rugosidade da peça a tratar, para melhorar as características, ou ainda, quando se pretende proteger a peça entre as etapas de fabrico distintas (anteriores ao tratamento de superfície propriamente dito) protegendo-a com um revestimento de filme ou película adequado, geralmente de plástico, denominado de protecção temporária.

Um dos processos abordados neste trabalho será a Decapagem Mecânica Abrasiva.

Fig.1 – Peças em Pré e Pós Decapagem

DECAPAGEMDesigna-se por Decapagem todo o processo aplicado sobre as superfícies metálicas que visa à remoção de oxidações e impurezas inorgânicas, como as camadas de óxido após laminação e/ou recozimento, crostas de fundição e incrustações superficiais.

Existem diversos tipos de processos que podem ser executados como decapagem, principalmente os seguintes: Decapagem Electrolítica, Decapagem Mecânica, Decapagem Química e a Decapagem Térmica.

Fig.2 Diagrama de Preparação de Superficie

O método de decapagem é escolhido consoante a natureza e o estado da superfície metálica, o tipo de estrutura, as condições da superfície (rugosidade e espessura), os produtos a aplicar, as condições e os processos de aplicação, as condições ambientais e os custos económicos.

As formas mais usadas de Decapagem Mecânica Abrasiva são:

Escovação e RaspagemEm pequenas indústrias, ou para peças avulsas,os métodos de remoção da sujidade ou camadas de óxidos servem-se da escovação, martelamento e raspagem como ferramentas manuais. É o tratamento conseguido com escovas rotativas (500 a 2000 rpm) de arame, aço ou bronze ( espessuras de 0,05 a 0,1 mm), de crina de cavalo ou de substâncias sintéticas.

O processo pode ser acompanhado com o uso de abrasivo misturado com óleo.Camadas mais espessas de óxidos pedem tratamento químico preliminar. O processo é geralmente anti-económico quando existem camadas mais espessas de óxidos a serem removidas.

Os métodos alternativos são a lixagem para juntas soldadas e fundidas, e o uso de martelos pneumáticos para remoção de incrustações em caldeiras.

DECAPAGEM MECÂNICA ABRASIVA

Fig.3 - Escovagem

Jacto Abrasivo

Processo: remove a camada de óxido e cascas de fundição por efeito do impacto de areia ou esferas de aço sobre a peça a limpar. A areia é impulsionada por ar comprimido, e o efeito de impacto pode também ser conseguido por centrifugação e/ou jacto turbulento.

Agentes: areia quartzítica ou esferas de aço.

Características: a superfície resultante terá uma superficie maior (comparada ao tamboreamento), mas pode ser controlada pela granulação do agente e pelo tempo de jacteamento.

Indicações: para peças de formatos complexos, recipientes e instalações estacionárias. O jacto de areia é o tratamento preliminar recomendado para a formação posterior de camadas de Fosfatos, assim como para a aplicação de camadas protectoras de borracha.

Fig.4 – Várias situações de Jacto Abrasivo

Esferas de Aço

Indicações: são indicadas para uso em material duro. A qualidade da superfície resultante depende da distância entre bocais, que pode ser optimizada. As esferas de aço são mais eficientes do que a areia, no entanto encarecem o processo pois a sua produção é demorada.

Fig. 5 – Várias dimensões Esferas de Aço

Flexionamento

Processo: consiste em romper as camadas de óxidos “frágeis” através da imposição da deformação do material. O método exige uma decapagem posterior e é somente empregue em casos especiais.

Características: requer um dispositivo de aplicação de carga adequado ao tipo de peça.

Indicações: para limpeza de tiras, arames e anéis.

Fig.6 – esquema funcionamento Flexionamento

Tamboreamento

Processo: é um método de lixagem onde as peças são colocadas dentro de um tambor fechado ou aberto que gira provocando a limpeza das peças pelo atrito com material abrasivo contido no tambor. Para tambores abertos o ângulo de inclinação pode ser controlado, alterando a altura de queda das peças.

Agentes: entre os componentes abrasivos utilizados destacam-se a areia, peças de aço pequenas e médias, óxido de alumínio, e eventualmente granito e quartzo.

Características: O processo pode ser feito a seco ou com agentes alcalinos ou ainda com Ácido Sulfúrico diluído. Para a eficiência do processo é necessário um peso mínimo das peças e um diâmetro adequado do tambor.

Indicações: O processo é indicado para peças com sujidade muito incrustada, e aplica-se a qualquer tipo de metal e/ou superfície, bastando adequar o processo a cada caso. Recomenda-se a limpeza de peças com tamanhos aproximados numa mesma operação.

Vantagens   Tem procedimentos simples e rápidos. Não apresentam as dificuldades do

trabalho com produtos químicos, como questões de segurança e de tratamento de efluentes.

Pode ser aplicado em peças de qualquer tamanho.

Por gerar tensões de compressão na superfície do material (jacteamento de granalhas), melhora a resistência à corrosão.

Podem ser facilmente automatizados para produções em série.

EPI´s (Equipamento de Protecção Individual)

O equipamento de protecção é indispensável no processo de decapagem tendo em

conta os riscos a que o operador está sujeito. Tais como:

Capacete

Feito em plástico, muito resistente aos abrasivos e desgaste mecânico, com isolamento

térmico e acústico. Tem um tubo de alimentação de ar e uma válvula para controlo do

caudal. A viseira é dupla, sendo a camada exterior de vidro e a interior de plástico, com

o objectivo de proteger o operador dos vidros partidos caso a camada exterior se parta.

Fato de Decapagem

O fato é feito de algodão e couro. A porção em couro é colocada na zona frontal do fato

para proteger o operador do abrasivo projectado.

Luvas de Decapagem

Luvas de comprimento médio em couro

Colete de Decapagem

O colete é usado nomeadamente quando são utilizados abrasivos muito agressivos ,

como granalha de aço esférica e angular.

As normas aplicadas na decapagem têm diversas designações, mas em Portugal é denominada por ISO 8501-1.

Nesta norma apresenta as seguintes classificações:

Graus de corrosão (enferrujamento)

Os padrões do grau de corrosão são definidos através de fotografias do estado em que a superfície de aço carbono se encontra para a pintura, antes da limpeza.

A. Superfície com camada de óxido de laminação intacta.

B. Superfície com camada de óxido de laminação destacada e com presença de ferrugem.

C. Superfície com corrosão generalizada sem camada de óxido.

D. Superfície com corrosão generalizada e com pontos profundos de corrosão, denominado pitting ou alvéolos, em virtude da corrosão localizada.

Graus de limpeza

Os graus de limpeza também são definidos através de fotografias do estado (fotografias padrão) em que as superfícies ficam após o tratamento de limpeza e remoção da poeira e partículas soltas.

•St 2 - Limpeza manual - executada com ferramentas manuais, como escovas, raspadores e

lixas;

•St 3 - Limpeza mecânica - executada com ferramentas como escovas rotativas pneumáticas ou

eléctricas;

•Sa 1 - Jacto ligeiro “brush off” - executado de forma rápida, como uma “escovada”.

O rendimento aproximado desta operação, considerando o grau C de corrosão é entre 30 a 45

m /h por bico;

•Sa 2 - Jacto comercial - executado de forma um pouco mais minuciosa do que no Jacto ligeiro.

Cerca de 65% das camadas de óxido e ferrugem são eliminadas. O rendimento aproximado é de

15 a 20 m /h por bico;

•Sa 2½ - Jacto ao metal quase branco – mais minucioso que o anterior, pois 95% das camadas

de óxido são removidas. A coloração da superfície é cinza clara, sendo toleradas pequenas

manchas. O rendimento aproximado é de 10 a 15 m /h por bico;

•Sa 3 - Jacto ao metal branco - 100% das camadas de óxido são removidas. É o grau máximo de

limpeza. A coloração da superfície é cinza clara e uniforme. O rendimento aproximado é de 6 a 2

12 m /h por bico.

Fig.7 – Correlação entre normas

Após um tratamento bem sucedido de decapagem o material deve-se apresentar completamente isento de partículas de ferro ou óxido de ferro na superfície.

Para que se verifiquem as condições superficiais quanto à contaminação ferrosa efectuam-se testes para os resíduos de óxido que se encontram ainda na superfície, conforme normas técnicas para cada tipo de material.

Tão importante quanto executar um bom acabamento é especificá-lo corretamente.

Este trabalho espera ter reunido as principais informações para permitir a diferenciação dos principais tipos de decapagem mecânica abrasiva.

Informações mais específicas e detalhadas, tanto técnicas como as que envolvem custos, devem ser requisitadas a fornecedores para cada tipo de processo.

CONCLUSÃO

PDF: PNAPRI - Guia Técnico – Sector dos Tratamentos de Superfície – INETI, Novembro de 2000

PDF: Decapagem de Metais - Universidade Cruzeiro do Sul - Tópicos Química

PDF: Decapagem de Superfícies - Processos Especiais de Fabricação (Universidade Federal do Mato Grosso)

Vídeo: Aula 02 - Tratamento de Superfície - Telecurso Profissionalizante PDF: Manual de Construção em Aço – Manual de Tratamento de

Superfície e Pintura

BIBLIOGRAFIA/ WEBGRAFIA