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 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. 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

5 Laboratório Flutuante
Estrutura de aço-carbono ABNT 1020 10 m de comprimento e 10 m de largura 2 m de boca e 0,5 m de calado 17 t de arqueadura bruta Laboratório Flutuante Fundeado em São Sebastião – próximo ao Píer TEBAR

6 Painéis de exposição à atmosfera marinha: CP 10 x 15 x 4 cm.
Respingos Marolas Imersão 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

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

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 Esquemas de pintura: atmosfera marinha, CP 10 cm x 15 cm.
Fab. Prepa- ro Tinta fundo Tinta intermediária Tinta acabamento Tinta VOL (%) EPS (µm) DT TS LOW VOC (g/l) Resina EPS (µm 1 St 3 EP 100 150 X PU 60 50 80 200 PE 88 120 2 Sa 2 ½ EPW 58 125 X  PUW 62 225 ACW 42 3 EP-ZN 75 65 82 240 PS-EP 92 4 PS-AC 76 5 66 57 PU-AC 56 70 63 PA 90 250 6 86 53 140 61 40 PU-ZN EP-AL 71 55 7 ES-ZN 54 32 69 8 EP-FZN 85 72

10 VOL: teor de sólidos por volume da tinta
Identificação de características das tintas: 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).

11 10 x 15 cm (4 un., 2 com incisão vertical):
Preparo dos corpos de prova de aço-carbono (ABNT 1020): 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.

12 Metodologia empolamento - EMPO (ISO 4628-2, blister): saliências (bolhas) na película (ABNT NBR 15156); enferrujamento - ENFE (ISO 4628-3, rust): termo adotado pelo LCP para caracterizar o aparecimento de corrosão na película (rust); trincamento - TRIN (ISO 4628-3, crack): descontinuidades alongadas (trincas) na película: com (fendilhamento) ou sem (craqueamento) exposição do substrato (ABNT NBR 15156); desplacamento - DESPLA (ISO 4628-5, flak): termo adotado pelo LCP para caracterizar a perda de aderência da película ao substrato; avanço de corrosão - INCI (DIN ISO , scribe): avaliação sem e com remoção do revestimento. 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. 1. antiincrustantes: verificação da facilidade de remoção das incrustações (espátula de silicone) e inspeção visual da permanência de resíduos

13 Dimensão do empolamento predominante (S)
Nota (Intensidade/S) Dimensão do empolamento predominante (S) S (não visível a olho desarmado) S (visível a olho desarmado até 1 mm) S (1 mm < S ≤ 2 mm) S (2 mm < S ≤ 6 mm) S (S > 6 mm) Intensidade do empolamento 10  - -  2 8 7,5   7,0 6,5  3  6,0 5,5 5 4,5  4 -  4,0 3,5  2,5  2,0 1,4 0,7 Nota (Ri/S) Dimensão do enferrujamento predominante (S) S (não visível a olho armado)* S (visível a olho armado)** S (visível a olho desarmado) S (claramente visível até 0,5 mm) S (0,5 mm < S ≤ 5 mm) S (> 5 mm) Intensidade do enferrujamento Ri 0 (0 %) 10  - Ri 1 (0,05 %) 8 7,6 7,2 6,8 6,4 Ri 2 (0,5 %) 6 5,6 5,2 4,8 Ri 3 (1 %) 4,4 4 3,6 3,2 Ri 4 (8 %) 2,8 2,4 2 1,6 Ri 5 (40 % a 50 %) 1,2 0,8 0,4 * não visível até 10 vezes de aumento; ** visível até 10 vezes de aumento

14 Abertura trincamento predominante (S) S0 (não visível a olho armado)*
Nota (Intensidade/S) Abertura trincamento predominante (S) S (não visível a olho armado)* S (visível a olho armado)** S (visível a olho desarmado) S (claramente visível, olho desarmado) S4 (até 1 mm) S (> 1 mm) Intensidade do craqueamento 10  - -  1 8 7,6 7,2 6,8 6,4 2 6 5,6 5,2 4,8 3 4,4 4 3,6 3,2 2,8 2,4 1,6 5 1,2 0,8 0,4 * não visível até 10 vezes de aumento; ** visível até 10 vezes de aumento Nota (Intensidade/S) Dimensão do desplacamento predominante (S) S (não visível a olho armado)* S (até 1 mm) S (1 mm < S ≤ 3 mm) S (3 mm < S ≤ 10 mm) S (10 mm < S ≤ 30 mm) S (> 30 mm) Intensidade do desplacamento 0 (0 %) 10 -  - 1 (0,1 %)  - 8 7,6 7,2 6,8 6,4 2 (0,3 %) 6 5,6 5,2 4,8 3 (1 %) 4,4 4 3,6 3,2 4 (3 %) 2,8 2,4 2 1,6 Ri 5 (15 %) 1,2 0,8 0,4 * não visível até 10 vezes de aumento

15 Avanço de corrosão Notas atribuídas ao avanço (A): 10 – 0 mm
Grau 1 muito leve Notas atribuídas ao avanço (A): 10 – 0 mm 9 - 0 mm < A ≤ 1 mm 8 - 1 mm < A ≤ 2 mm 7 - 2 mm < A ≤ 4 mm 6 - 4 mm < A ≤ 6 mm 5 - 6 mm < A ≤ 8 mm 4 - 7 mm < A ≤ 9 mm 3 - 9 mm < A ≤ 13 mm mm < A ≤ 16 mm mm < A ≤ 20 mm 0 - A >20 mm Grau 2 leve Grau 3 moderado Grau 4 considerável Grau 5 severo

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

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

18 Após 600 dias de exposição. Após 830 dias de exposição EP-SIL-SIL
EP-FZN/EP-TF (fabricante 7) EP-AH (fabricante 8) EP (fabricante 9)

19 Exposição à atmosfera marinha (CP 10 cm x 15 cm):
Fabri cante Revestimento Preparo EPS total (μm) ENFE TRIN DESPLA INCI (mm) Nota final Classificação geral 1 EP/PU St 3 250 22 40,0 4 EP/EP/PU 15 EP/PE 29 2 EPW/PUW Sa 2 ½ Ri 1(S3) 19 37,2 5 EPW/ACW Ri 3(S3) 14 34,0 6 3 EP-ZN/EP/PS-EP 44,0 EP-ZN/EP/PS-AC 50,0 EP-ZN/EP/PU-AC 41,2 EP-ZN/EP/PA EP-ZN/EP/PU PU-ZN/EP/PU EP-AL/EP/PU-AC 12 7 ES-ZN/EP/PU-AC 5(S5) 5(S5) b 30,0 8 EP-FZN/PU-AC 26 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 %.

20 Não foram visualizados defeitos e nem corrosão subcutânea.
Exposição à atmosfera marinha (CP 10 cm x 15 cm): Fabri cante Revestimento Preparo EPS total (μm) EMPO ENFE TRIN DESPLA INCI (mm) Nota final Classificação geral 2 EP-ISO/EP-AL/PU- AC GN+LAV 200 50,0 1 GN+HID 4 6 EP-ISO/EP-AL-PU- AC Não foram visualizados defeitos e nem corrosão subcutânea. O diferente preparo e fabricante não influenciaram nos resultados obtidos.

21 EP-TF EP-AH EP EP-CE EP/EP-FL EP-FZN/EP-FL EP-FL EP-ZN/EP
Exposição direta à água do mar e as suas marolas e respingos: Fabricante Revestimento EPS (μm) INCI (mm) Nota final Classificação geral 2 EP-TF 450 30  40,0 9 EP-AH 400 18 1 EP 40 3 10 EP-CE 500 13 40,0 11 1200 12 EP/EP-FL 1000 EP-FZN/EP-FL 1100 15 4 EP-FL 550 50,0 EP-ZN/EP 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:
Fabricante Revestimento EPS (μm) TRIN Nota final Classificação geral 2 EP-TF 500 40,0 1 8 EP-AH 350 4 EP 600 5 400 11 9 5(S5) 30,0 550 13 450 12 EP/EP-FL EP-FZN/EP-FL EP-FL 700 EV-ES * 10 EP-CE 7 EP-FZN/EP-TF Exceção: EP (fabricante 9) que apresentou trincamento e EV-ES (fabricante 12) que apresentou aspecto pastoso, sendo desclassificado*.

23 Exposição à água salgada – Tanque de lastro:
Fabri- cante Revestimento EPS (μm) ENFE DESPLA Nota final Classificação geral 2 EP-TF 500 40,0 1 8 EP-AH 170 Ri 1(S1) 38,0 4 EP 600 5 450 11 9 250 13 200 12 EP/EP-FL EP-FZN/EP-FL 550 EP-FL EV-ES 10 EP-CE 7 EP-FZN/EP-TF 2(S5) 34,8 3 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 Exposição à água do mar: antiincrustantes EP/SIL/SIL
Fabri cante Revestimento EPS (μm) Resultados Classificação geral 5 EP/SIL/SIL 600 Fácil remoção, sem deixar resíduo. Houve dano ao revestimento. 1 10 EP-CE/EP-SIL- CE/SIL Difícil remoção, mas sem deixar resíduo. Houve dano ao revestimento. 2 EP/EP/SPC 14 EP/EP-AH/SPC 500 Difícil remoção, deixando resíduos. Não houve dano ao revestimento. 3 EP-TF/SPC 7 EP-TF/EP- TF/SPC 4 EP-AL/EP/SPC 13 EP-AL/SPC/SPC 700 Fácil remoção, sem deixar resíduo. Não houve dano ao revestimento. 8 EP-FZN/SPC Difícil remoção, mas sem deixar resíduo. Houve dano ao revestimento.

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!