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Zehbour Panossian, Neusvaldo L. de Almeida, Adriana de Araujo, Márcio B. de Almeida, Eduardo A. Faria e Alberto S. Junior.

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1 Zehbour Panossian, Neusvaldo L. de Almeida, Adriana de Araujo, Márcio B. de Almeida, Eduardo A. Faria e Alberto S. Junior

2 ESTUDO DE REVESTIMENTOS ORGÂNICOS NA PROTEÇÃO DO AÇO-CARBONO EM AMBIENTE MARINHO OFFSHORE EQUIPE TÉCNICA PETROBRAS: Gutemberg de Souza Pimenta, Nara G. Berry, Joaquim P. Quintela e Gerson V. Vieira EQUIPE TÉCNICA IPT: Zehbour Panossian, Neusvaldo L. de Almeida, Adriana Araujo, Márcio B. de Almeida, Eduardo A. Faria e Alberto S. Junior Empresas: Jumbo, Sherwin Willians, Renner, International Paint, Sigma, Advance, Weg, Calamar, Vitória Química, Chersterton, Belzona, Rust Resinar, Jotun e Euronavy.

3 industria petroleira: Necessidade de minimizar custos maior intervalos entre manutenções e menor período de sua realização; Necessidade de equipamentos e estruturas metálicas duráveis ampla avaliação de tintas: ensaio natural, além de ensaio acelerado; Necessidade de avaliação contínua de tintas recém-introduzidas no mercado (tolerante a superfície úmida e ao tratamento mecânico, elevada espessura por demão e ecologicamente corretas).

4 Proposição de metodologia: ensaios em ambiente natural offshore: exposição à atmosfera marinha; exposição à água do mar e suas marolas e respingos; exposição ao óleo cru e à água de lastro (navio tanque). Construção de um laboratório flutuante como infraestrutura de apoio Avaliação comparativa de desempenho de revestimentos orgânicos: tradicionais e de nova geração e de diferentes fabricantes na proteção de equipamentos e de estruturas da industria petroleira brasileira.

5 Estrutura de aço-carbono ABNT m de comprimento e 10 m de largura 2 m de boca e 0,5 m de calado 17 t de arqueadura bruta Fundeado em São Sebastião – próximo ao Píer TEBAR Laboratório Flutuante

6 Painéis de exposição à atmosfera marinha: CP 10 x 15 x 4 cm. Painéis de exposição direta à água do mar e a suas marolas e respingos (imersão parcial): 20 x 30 cm e 100 x 20 cm Respingos Imersão Marolas

7 Exposição à água do mar: antiincrustantes Tanque de óleo Tanque de lastro Exposição ao óleo cru e à água de lastro (imersão total)

8 Acrílica à base de solvente e de água AC, ACW Epóxi à base solvente (N2629 e N2628) e de água EP, EPW epóxi alumínio (N2678) EP-AL epóxi c/ cerâmica e c/ flocos de vidro (N1201) EP-CE, EP-FL epóxi c/ fosfato de zinco (N2630) EP-FZN epóxi isocianato (N2198) EP-ISO epóxi c/ e livre de alcatrão de hulha (N1265) EP-TF, EP-AH epóxi rica em zinco (N1277) EP-ZN etil silicato inorgânico de zinco (N1661) ES-ZN éster vinílica c/ flocos ou escama de vidro EV-FL, EV-ES poliureia alifática PE polisiloxano acrílico ou epóxi PS-AC, PS-EP poliaspártica PA poliuretânica acrílica (N2677) e rica em zinco PU, PU-AC, PU-ZN antiincrustante siliconada ou de autopolimento SIL, SPC

9 Fab. Prepa- ro Tinta fundoTinta intermediária Tinta acabamento Tinta VOL (%) EPS (µm) DTTS LOW VOC (g/l) Resina VOL (%) EPS (µm LOW VOC (g/l) Resina VOL (%) EPS (µm) LOW VOC (g/l) 1St 3EP100150XXX PU6050 1St 3EP100150XXX EP80200 PU6050 1St 3EP100150XXX PE Sa 2 ½EPW58125X X PUW62225X 2Sa 2 ½EPW58125XX ACW42100X 3Sa 2 ½EP-ZN7565 EP82240XPS-EP92150X 4Sa 2 ½EP-ZN65 EP82200XPS-AC76150X 5Sa 2 ½EP-ZN66150 X EP57200 PU-AC5660X 2St 3EP-ZN7570 X EP82240XPU-AC6370 3Sa 2 ½EP-ZN7565 EP82240XPA90250X 6Sa 2 ½EP-ZN8653 EP56140 PU6140 1St 3PU-ZN5375 EP PU6050 1Sa 2 ½PU-ZN5375 EP80200 PU6050 4St 3EP-AL71125XX EP82200XPU-AC5755X 7Sa 2 ½ES-ZN5475 EP3240 PU-AC6965 8Sa 2 ½EP-FZN85150 XX XPU-AC7240X Esquemas de pintura: atmosfera marinha, CP 10 cm x 15 cm.

10 VOL: teor de sólidos por volume da tinta 75 % alto teor de sólidos. EPS: espessura máxima do filme seco por demão 150 µm alta espessura. DT: tolerante a umidade (elevada UR e residual de hidrojateamento) TS: tolerante a corrosão aderida (St3 e reoxidação). LOW VOC: baixa concentração de compostos orgânicos voláteis 340 g/l (EPA: Environmental Protection Agency). Identificação de características das tintas:

11 10 x 15 cm (4 un., 2 com incisão vertical): jateamento (Sa 2 ½), perfil de rugosidade de 70 m; tratamento mecânico (St 3) em chapas expostas ao intemperismo; zincagem por imersão a quente (70 m), lavados ou hidrojateados. 30 x 20 cm (4 un., 2 com incisão vertical) e 100 x 20 cm (2 un., 1 com incisão vertical) e nos tanque e flutuadores: jateamento (Sa 2 ½) perfil de rugosidade de 70 m. Preparo dos corpos de prova de aço-carbono (ABNT 1020):

12 Metodologia 1.empolamento - EMPO (ISO , blister): saliências (bolhas) na película (ABNT NBR 15156); 2.enferrujamento - ENFE (ISO , rust): termo adotado pelo LCP para caracterizar o aparecimento de corrosão na película (rust); 3.trincamento - TRIN (ISO , crack): descontinuidades alongadas (trincas) na película: com (fendilhamento) ou sem (craqueamento) exposição do substrato (ABNT NBR 15156); 4.desplacamento - DESPLA (ISO , flak): termo adotado pelo LCP para caracterizar a perda de aderência da película ao substrato; 5.avanço de corrosão - INCI (DIN ISO , scribe): avaliação sem e com remoção do revestimento. 1. a 1. antiincrustantes: verificação da facilidade de remoção das incrustações (espátula de silicone) e inspeção visual da permanência de resíduos Atribuição de uma nota (0 a 10) para cada um dos defeitos, com a soma dos valores obtidos (máximo 50 ou 40) foi feita uma classificação geral de desempenho dos esquemas de pintura.

13 Nota (Intensidade/S) Dimensão do empolamento predominante (S) S0 (não visível a olho desarmado) S2 (visível a olho desarmado até 1 mm) S3 (1 mm < S 2 mm) S4 (2 mm < S 6 mm) S5 (S > 6 mm) Intensidade do empolamento ,5 7,06, ,05,554, ,03,53 2, ,01,40,70 Nota (Ri/S) Dimensão do enferrujamento predominante (S) S0 (não visível a olho armado)* S1 (visível a olho armado)** S2 (visível a olho desarmado) S3 (claramente visível até 0,5 mm) S4 (0,5 mm < S 5 mm) S5 (> 5 mm) Intensidade do enferrujamento Ri 0 (0 %) Ri 1 (0,05 %) -87,67,26,86,4 Ri 2 (0,5 %) -6,465,65,24,8 Ri 3 (1 %) -4,84,443,63,2 Ri 4 (8 %) -3,22,82,421,6 Ri 5 (40 % a 50 %) -1,61,20,80,40 * não visível até 10 vezes de aumento; ** visível até 10 vezes de aumento

14 Nota (Intensidade/S) Abertura trincamento predominante (S) S0 (não visível a olho armado)* S1 (visível a olho armado)** S2 (visível a olho desarmado) S3 (c laramente visível, olho desarmado ) S4 (até 1 mm) S5 (> 1 mm) Intensidade do craqueamento ,67,26,86, ,65,24, ,443,63, ,82,421, ,20,80,40 * não visível até 10 vezes de aumento; ** visível até 10 vezes de aumento Nota (Intensidade/S) Dimensão do desplacamento predominante (S) S0 (não visível a olho armado)* S1 (até 1 mm) S2 (1 mm < S 3 mm) S3 (3 mm < S 10 mm) S4 (10 mm < S 30 mm) S5 (> 30 mm) Intensidade do desplacamento 0 (0 %) (0,1 %) -87,67,26,86,4 2 (0,3 %) -6,465,65,24,8 3 (1 %)- 4,84,443,63,2 4 (3 %)- 3,22,82,421,6 Ri 5 (15 %)- 1,61,20,80,40 * não visível até 10 vezes de aumento

15 Notas atribuídas ao avanço (A): 10 – 0 mm mm < A 1 mm mm < A 2 mm mm < A 4 mm mm < A 6 mm mm < A 8 mm mm < A 9 mm mm < A 13 mm mm < A 16 mm mm < A 20 mm 0 - A >20 mm Avanço de corrosão Grau 1 muito leve Grau 2 leve Grau 3 moderado Grau 4 considerável Grau 5 severo

16 EP-AL/EP/PU-AC (fabricante 4) EP/EP/PU (fabricante 1) Resultados Parciais – 830 dias EPW/PUW (fabricante 2)

17 EP (fabricante 11) EP-CE (fabricante 10) Após 830 dias de exposição

18 EP-AH (fabricante 8) EP-SIL-SIL EP-FZN/EP-TF (fabricante 7) EP (fabricante 9) Após 600 dias de exposição.

19 Fabri cante RevestimentoPreparo EPS total (μm) ENFETRINDESPLA INCI (mm) Nota final Classificação geral 1 EP/PU St ,04 1 EP/EP/PU St ,04 1 EP/PE St ,04 2 EPW/PUW Sa 2 ½ 250 Ri 1(S3) ,25 2 EPW/ACW Sa 2 ½250Ri 3(S3)001434,06 3 EP-ZN/EP/PS-EP Sa 2 ½ ,02 4EP-ZN/EP/PS-AC Sa 2 ½ ,01 5EP-ZN/EP/PU-AC Sa 2 ½ ,01 2EP-ZN/EP/PU-ACSt 3250Ri 1(S3)00241,23 3EP-ZN/EP/PA Sa 2 ½ ,01 6EP-ZN/EP/PU Sa 2 ½ ,01 1PU-ZN/EP/PU St ,01 1PU-ZN/EP/PU Sa 2 ½ ,01 4EP-AL/EP/PU-ACSt ,04 7ES-ZN/EP/PU-AC Sa 2 ½ 25005(S5)5(S5) b0 30,07 8 EP-FZN/PU-AC Sa 2 ½ ,04 EP-ZN /EP/PS-EP e EP-ZN /EP/PA (fabricante 3), EP- ZN /EP/PS-AC (fabricante 4): tinta intermediária e de acabamento LOW VOC 340 g/l, EPS 150 µm, VOL 75 %. Exposição à atmosfera marinha (CP 10 cm x 15 cm):

20 Fabri cante RevestimentoPreparo EPS total (μm) EMPOENFETRINDESPLA INCI (mm) Nota final Classificação geral 2 EP-ISO/EP-AL/PU- AC GN+LAV ,01 2 EP-ISO/EP-AL/PU- AC GN+HID ,01 4 EP-ISO/EP-AL/PU- AC GN+LAV ,01 4 EP-ISO/EP-AL/PU- AC GN+HID ,01 6 EP-ISO/EP-AL/PU- AC GN+LAV ,01 6 EP-ISO/EP-AL-PU- AC GN+HID ,01 Não foram visualizados defeitos e nem corrosão subcutânea. O diferente preparo e fabricante não influenciaram nos resultados obtidos. Exposição à atmosfera marinha (CP 10 cm x 15 cm):

21 Exposição direta à água do mar e as suas marolas e respingos: FabricanteRevestimento EPS (μm) INCI (mm) Nota final Classificação geral 2 EP-TF ,02 9 EP-AH ,02 1 EP ,03 10 EP-CE ,02 11 EP ,02 12 EP/EP-FL ,02 12 EP-FZN/EP-FL ,02 4 EP-FL ,01 9 EP-ZN/EP ,01 EP-FL (fabricante 4) e EP-ZN/EP (fabricante 9). EP-FL (fabricante 4): LOW VOC 340 g/l, EPS 150 µm e VOL 75 %.

22 Exposição ao óleo cru – Tanque petróleo: FabricanteRevestimento EPS (μm) TRIN Nota final Classificação geral 2 EP-TF ,01 8 EP-AH ,01 4 EP ,01 5 EP ,01 11 EP ,01 9 EP 4005(S5)30,02 8 EP ,01 13 EP ,01 12 EP/EP-FL ,01 12 EP-FZN/EP-FL ,01 12 EP-FL ,01 12 EV-ES 5500** 10 EP-CE ,01 7 EP-FZN/EP-TF ,01 Exceção: EP (fabricante 9) que apresentou trincamento e EV-ES (fabricante 12) que apresentou aspecto pastoso, sendo desclassificado*.

23 Fabri- cante Revestimento EPS (μm) ENFEDESPLA Nota final Classificação geral 2 EP-TF ,01 8 EP-AH 170Ri 1(S1)038,02 4 EP ,01 5 EP ,01 11 EP ,01 9 EP 250Ri 1(S1)038,02 8 EP ,01 13 EP ,01 12 EP/EP-FL ,01 12 EP-FZN/EP-FL ,01 12 EP-FL ,01 12 EV-ES ,01 10 EP-CE ,01 7 EP-FZN/EP-TF 25002(S5)34,83 Exposição à água salgada – Tanque de lastro: Exceção: EP-AH (fabricante 8) e EP (fabricante 9) que apresentarem enferrujamento e EP-FZN/EP-TF (fabricante 7) que se desplacou do substrato.

24 Fabri cante Revestimento EPS (μm) Resultados Classificação geral 5 EP/SIL/SIL 600 Fácil remoção, sem deixar resíduo. Houve dano ao revestimento EP-CE/EP-SIL- CE/SIL 600 Difícil remoção, mas sem deixar resíduo. Houve dano ao revestimento. 2 5 EP/EP/SPC 600 Difícil remoção, mas sem deixar resíduo. Houve dano ao revestimento EP/EP-AH/SPC 500 Difícil remoção, deixando resíduos. Não houve dano ao revestimento. 3 2 EP-TF/SPC 500 Difícil remoção, deixando resíduos. Não houve dano ao revestimento. 3 7 EP-TF/EP- TF/SPC 500 Difícil remoção, deixando resíduos. Não houve dano ao revestimento. 3 4 EP-AL/EP/SPC 600 Difícil remoção, mas sem deixar resíduo. Houve dano ao revestimento EP-AL/SPC/SPC 700 Fácil remoção, sem deixar resíduo. Não houve dano ao revestimento. 1 8 EP-FZN/SPC 500 Difícil remoção, mas sem deixar resíduo. Houve dano ao revestimento. 2 Exposição à água do mar: antiincrustantes

25 CONCLUSÕES A concepção do laboratório possibilitou a avaliação dos revestimentos em diferentes condições de exposição. Os critérios adotados permitiram a sua classificação, sendo os resultados representativos de desempenho real. Boa parte dos revestimentos de melhor desempenho apresentaram características relacionadas a revestimentos de nova geração. Isto é um indicativo da qualidade de produtos nacionais para o segmento de manutenção industrial. O defeito mais usual foi a corrosão pela incisão, enquanto em nenhum revestimento foi observado empolamento.

26 CONCLUSÕES Como muitos dos revestimentos obtiveram a mesma classificação, um período maior dos ~ 3 anos realizados foi necessário. Atmosfera marinha (CPs): foi a condição de exposição mais agressivas aos revestimentos (+ defeitos). O melhor desempenho foi obtido para os esquemas de pintura com fundo epóxi ou poliuretano rico em zinco e sobre aço galvanizado. Isto foi valido para as diferentes acabamentos e fabricantes. Imersão parcial (CPs): a grande maioria dos revestimentos apresentou excelente desempenho. Os melhores esquemas foram com tinta epóxi com cerâmica, com flocos de vidro e rica em zinco.

27 CONCLUSÕES Imersão total (tanques): a grande maioria dos revestimentos apresentou excelente desempenho. Os piores esquemas foram epóxi fosfato de zinco + epóxi livre de alcatrão de hulha (tanque de lastro) e éster vinílica com escama de vidro (tanque de petróleo). Antiincrustantes: houve muita fixação e dificuldade de remoção das incrustações na maioria dos revestimentos. O melhor desempenho foi obtido por um dos esquemas tradicionais (óxido cuproso) e um com tinta siliconada.

28 OBRIGADA!


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