Noções básicas sobre Aço Galvanizado

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1 Noções básicas sobre Aço Galvanizado
Corrosão e Proteção Anticorrosiva Noções básicas sobre Aço Galvanizado [ Slide de Abertura com a presença de outras logomarcas ] A segunda opção é a mais apropriada para a presença de mais de duas marcas. Nesse caso, uma tarja azul clara é aplicada - como no exemplo acima - e as marcas entram em suas cores originais. No caso de problemas de visibilidade sobre o fundo azul claro, aplicar a marca em preto ou branco. O Nome do autor é posionado na página seguinte, como mostrado no próximo slide. Departamento de Tecnologias Especiais Departamento de Laboratórios do Fundão Centro de Pesquisas de Energia Elétrica

2 Como posso proteger eficientemente o aço carbono da ação agressiva do meio ambiente ?

3 Nesse caso pode-se utilizar.....
Tintas; Resinas; Metalização (aspersão térmica); Galvanoplastia: Galvanização eletrolítica; Galvanização por imersão a quente. Aderência superficial química ou física Difusão do zinco na rede cristalina do material

4 Principais benefícios da galvanização do aço carbono
Durabilidade; Confiabilidade; Revestimento metálico com boas propriedades mecânicas; Excelente proteção anticorrosiva; Facilidade de inspeção; Boa relação custo-benefício.

5 Princípios da proteção anticorrosiva do AGs
Proteção por barreira Barreira impermeável não permite que o meio entre em contato com o aço; Funciona somente se a camada de zinco estiver integra e sem defeitos; Proteção catódica (galvânica) Principal mecanismo anticorrosivo de proteção do zinco; O zinco é corroído para proteger o aço (sacrifício); Tem que haver contato elétrico entre o zinco e o ferro; Forma-se uma pilha entre o zinco e ferro; Cátodo: aço Ánodo: zinco Anódico Catódico Alumínio Magnésio Zinco Aço Cobre

6 Comportamento dos diferentes revestimentos perante a danos mecânicos
Proteção por barreira Proteção catódica Proteção anódica

7 Principais processos de revestimento superficial com zinco metálico
Eletrólise Processo baseia-se na redução de íons de zinco (Zn2+) presentes no banho eletrolítico em cima do substrato metálico, gerando um revestimento metálico de zinco praticamente puro; Imersão a quente O processo baseia-se na formação da camada de zinco devido o contato da chapa de aço carbono com o banho de zinco metálico fundido; Aspersão térmica ou Metalização O processo baseia-se na aspersão (projeção) de partículas de zinco fundido finamente divididas sobre um substrato devidamente preparado, formando uma camada superficial de zinco metálico. O calor necessário no processo é gerado na tocha de aspersão e pode vir da queima de um gás combustível ou da geração de um arco elétrico. 

8 Os principais revestimentos de zinco metálico

9 Espessura dos principais revestimentos de zinco metálico

10 Aspersão térmica de zinco
Processo também conhecido como metalização. Projeção em uma superfície metálica de partículas de zinco fundidas em uma chama, geralmente de acetileno. Revestimento poroso e heterogêneo. Processo muito utilizado no reparo danos em peças galvanizadas.

11 Processo de eletrogalvanização
O processo ocorre em baixas temperaturas (~50°C), por isso não altera as propriedades mecânicas do aço carbono.

12 Exemplos de peças eletrogalvanizadas

13 Galvanização por imersão a quente
Também conhecida como: Zincagem por imersão a quente; Zincagem a fogo; Galvanização a fogo. O processo é realizado com temperatura de 450ºC. Neste processo a camada de zinco não sofre tratamento térmico. Teor de zinco na camada

14 Processo de galvanização por imersão a quente
Remover resíduos do desengraxe Remover óxidos aderidos Remover materiais orgânicos Diminuir a tensão superficial entre o aço e o zinco Diminuir choque térmico e respingos de zinco durante imersão da peça Remover resíduos da decapagem Parar o crescimento da camada de zinco Selar a camada de zinco com cromato Recobrir o substrato com zinco metálico

15 Processo de imersão a quente

16 Defeitos gerados durante o processo de galvanização
Falha de revestimento - Área no metal base  não coberta pelo revestimento de zinco. Esfoliação ou Desplacamento - Desprendimento do revestimento de zinco em camadas ou lâminas devido a uma ação mecânica proposital ou não.

17 Defeitos gerados durante o processo de galvanização
Marcas de contato - Ocorrência provocada pelo contato entre as peças galvanizadas com suportes, peças, ferramentas ou outra superfície mais dura. Distorção da peça - Ocorrência provocada pelo impedimento da movimentação do aço para acomodar sua expansão térmica.

18 Defeitos gerados durante o processo de galvanização
Espinhos ou Gotas - Pequenas pontas salientes que aparecem na superfície do revestimento isoladamente ou em grupos, provenientes do escorrimento e/ou gotejamento do zinco durante o resfriamento. Cordão de zinco - Escorrimento superficial do revestimento de zinco, no qual aparecem linhas localizadas longitudinalmente com diferentes comprimentos e larguras.

19 Defeitos gerados durante o processo de galvanização
Choro ácido – Mancha marrom ou avermelhada provocada pela reação do ácido retido nas imperfeições da peça com o aço carbono (trincas, poros e chapas sobrepostas e soldas. Taxas de resfriamento diferentes – Pode ocorrer em peças grandes onde partes da peça resfriam com diferentes taxas, causando malhas escuras nas peças indicando ausência da camada de zinco puro (Eta).

20 Defeitos gerados durante o processo de galvanização
Sobreespessura de zinco - Acúmulo excessivo de zinco em algumas regiões da peça ocasionado falta de aderência da camada ao substrato. Inclusão de borra ou resíduos de fluxagem - Depósitos não metálicos de coloração cinza ou amarela, consistindo basicamente em óxido ou cloreto de zinco.

21 Defeitos graves gerados durante o processo de galvanização
Processo de fluxagem Resíduos do sal de fluxagem (ZnCl2.2NH4Cl ) podem ficar na “borra” no banho de Zn. Correção do excesso de espessura da peça depois da galvanização O NH4Cl reduz a viscosidade do zinco fundido e permite que o excesso de zinco escorra pela peça.

22 Trabalhos do CEPEL/IPT – Contaminação gerada no processo de galvanização

23 Processo de passivação da camada de zinco
AG sem passivação Àcido crómico A passivação estabiliza e sela a camada de zinco, retardando o aparecimento da corrosão branca durante o período de estocagem da peça. Se a peça for pintada posteriormente a passivação não é recomendada (NBR 6323). Existe grande risco de contaminação da camada superficial com H+ e cromatos residuais. AG passivado

24 Aço Galvanneal – Principais características
Segundo os fabricantes esse aço: Melhor soldabilidade comparado com o AG; Melhor conformabilidade mecânica; Facilidade de pintura e melhor aderência do revestimento; Devido a ausência da camada Eta (zinco puro); Maior rugosidade superficial; O Laboratório de Corrosão ainda não realizou nenhum estudo com o aço galvanneal, portanto não podemos afimar nada em relação a essas vantagens.

25 Processo de tratamento térmico da camada de zinco – Aço galvanneal

26 Flor de zinco Aparência padrão de uma superfície de aço galvanizado novo, visível a olho nu, em forma de flocos de neve ou estrela.

27 Por que a flor de zinco aparece ?
Quando a chapa de AG é retirada do banho de zinco fundido é resfriada abaixo do ponto de fusão do zinco as flores de zinco se desenvolvem. Os átomos de zinco se posicionam na chapa de modo organizado. Esse processo é chamado de solidificação ou cristalização. No caso do zinco, os cristais se formam com simetria hexagonal (seis pontas).

28 Fases intermetálicas de zinco e ferro
Eta (η), contendo menos de 0,1% de ferro; Zeta (ξ) contendo entre 5 % a 6 % m/m de ferro; Delta (δ), contendo entre 7 % a 12 % m/m de ferro; Gama (Γ), contendo entre 23 % a 28 % m/m de ferro. Microscopia eletrônica da camada de zinco Eta (η) Zeta (ξ) Delta (δ) Gama (Γ)

29 Imersão a quente X Eletrogalvanizado
Flores de zinco Fosco X

30 Imersão a quente X Eletrogalvanizado

31 Imersão a quente X Galvanneal
Brilhoso Fosco X

32 Imersão a quente X Galvanneal

33 Estado da corrosão no aço galvanizado
Novo Envelhecido – corrosão branca Envelhecido – corrosão vermelha Corrosão do aço carbono

34 Normas gerais para AGs Massa do revestimento;
O ensaio destrutivo deve ser realizado conforme a ABNT NBR 7397. Aderência do revestimento; A verificação da aderência do revestimento será de acordo com a ABNT NBR 7398. Uniformidade do revestimento O ensaio deve ser realizado conforme a ABNT NBR 7400. Verificação da espessura do revestimento O ensaio pelo método não destrutivo deve ser realizado conforme a ABNT NBR 7399. Critérios de qualidade e aceitação Critérios segundo a norma ABNT NBR 6323.

35 Massa do revestimento - NBR 7397
Massa inicial HCl 50% (v/v) + Hexametileno de tetramina Quando para a produção de H2 Após este ensaio é determinada a massa de zinco presente no revestimento metálico. HCl 50% (v/v) + Hexametileno de tetramina Massa final

36 Massa do revestimento - NBR 7397

37 Massa do revestimento - NBR 7397

38 Espessura do revestimento - NBR 7399 Esquema de medidas equidistantes

39 Critérios de rejeição do peso de camada de zinco - NBR 6323

40 É importante relacionar o peso de camada com a atmosfera de uso do AG
Evitar falhas prematuras dos materiais em campo em ambientes agressivos. Gastos excessivos com superdimensionamento de proteção anticorrosiva em condições de baixa agressividade. Adequar a expectativa da vida útil das empresas com o desempenho do AG em campo.

41 Aderência do revestimento - NBR 7398

42 Aderência do revestimento - NBR 7398

43 Uniformidade do revestimento - NBR 7400
Sulfato de cobre saturado Sulfato de cobre saturado Depois de várias imersões

44 Uniformidade do revestimento - NBR 7400
Segundo a norma NBR 6323, o revestimento é aprovado se ele resistir ao seguinte número de imersões do ensaio de Preece: partes lisas; seis imersões; elementos roscados e arestas vivas; quatro imersões.

45 Retoque do revestimento - NBR 6323
A somatória das áreas a serem retocada não deve ultrapassar 0,5% da área total da peça galvanizada, sendo que cada área individualmente não deve ultrapassar 10 cm2. Em áreas com falhas no revestimento de zinco dentro dos limites citados pode ser realizado o retoque, com no mínimo 100 μm e utilizando-se um dos seguintes processos: Aspersão térmica – metalização; Tinta com teor mínimo de 85% de zinco, na película seca. A superfície a ser retocada deve estar isenta de óleo, graxas, oxidação e umidade, e deve ser livre de elementos prejudiciais ao processo de retoque. As áreas retocadas poderão apresentar diferenciação na coloração, não sendo passiveis de rejeição.

46 Retoque do revestimento - NBR 6323

47 Soldagem da peça - NBR 6323 A escória da solda deve ser removida
A solda deve contornar toda a peça Soldas não devem invadir as áreas dos cantos recortados A peça deve ser toda soldada antes da galvanização

48 Armazenamento eficaz de chapas de AG
Evitar deixar as chapas e perfis em locais descobertos e úmidos; Usar transporte coberto entre a galvanizadora e a empresa, caso o transporte seja descoberto, utilizar uma lona para garantir que não haja intrusão de água, no caso de chuvas ocorrerem durante o transporte; Evitar deixar as chapas e perfis em contato, sugere-se separá-los com suportes de madeira; Não armazenar juntas chapas de diferentes materiais; Não enrole as chapas firmemente em plástico. Inspecionar as chapas para garantir que as mesmas não foram molhadas.

49 Armazenamento eficaz de chapas de AG
Lembre-se... Se uma peça galvanizada for mantida seca, a corrosão branca jamais será um problema..!!!