DCNAT 4 - Galvanização

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Galvanização e Metalização 
Galvanização e Metalização 
Fatores analisados para seleção do sistema de revestimento mais econômico:
custo inicial de aplicação do revestimento por peça; 
vida do revestimento antes de qualquer manutenção; 
custo da manutenção do revestimento; 
custos da paralisação para se efetuar a manutenção. 
zincagem por imersão a quente 
Mais econômico que eletrodeposição do zinco, metalização e pintura com tintas à base de zinco ou de outros pigmentos protetores contra a corrosão .
Galvanização e Metalização 
CUSTO DO REVESTIMENTO: custo inicial de aplicação do revestimento e o custo de manutenção do revestimento a ser realizada no futuro.
Seleção do melhor sistema de proteção
Problemas de aparência, 
Disponibilidade de mão-de-obra e de material,
Disponibilidade de fornecedores de serviços de aplicação do revestimento.
Galvanização por imersão a quente 
A zincagem por imersão a quente é um processo de revestimento de peças de aço ou ferro fundido, de qualquer tamanho, peso, forma e complexidade, visando sua proteção contra a corrosão. 
Preparação da superfície do metal-base
Desengraxamento necessário para remover óleos e graxas.
Decapagem: Ácido clorídrico ou sulfúrico. Os inibidores podem ser adicionados ao ácido , de maneira que se removam somente a ferrugem e as escamas (ou carepas) de óxidos e o metal-base seja pouco atacado. 
O jato abrasivo usado na limpeza de peças fundidas e em peças de aço laminado, para eliminar salpicos de solda, ferrugem, carepas ou tinta. Melhorar a ancoragem. 
Galvanização por imersão a quente 
Fluxagem: 
Remover qualquer impureza remanescente na superfície do metal-base.
Melhorar a molhabilidade pelo zinco fundido
Evitar a oxidação das peças. 
Dois métodos de fluxagem são usados:
Método a seco: A peça decapada é enxaguada em água corrente, mergulhada em tanque de fluxo e secada. 
Método úmido: A peça é retirada do tanque de enxaguamento, indo direto para o banho de zinco fundido que tem uma camada de fluxo sólido e glicerina sobrenadante na sua superfície.
Galvanização por imersão a quente 
Imersão na cuba de zincagem: 
O ferro e o aço são imediatamente molhados pelo zinco. 
Retira as peças do banho : Uma quantidade de zinco fundido é arrastada sobre as camadas de liga.
Tempo de solidificação: Camada externa de zinco praticamente puro. 
Temperatura normal de zincagem: 445 a 455°C.
Velocidade da reação é muito rápida a princípio, formando-se durante esse período inicial a maior parte da espessura da camada. Em seguida, a reação passa a ser mais lenta e a espessura não aumenta muito, mesmo que a peça permaneça imersa por longo período.
Galvanização por imersão a quente 
Resultado: Recobrimento formado por uma camada externa de zinco e várias camadas de liga Fe-Zn que estão unidas metalurgicamente ao metal-base. 
Galvanização por imersão a quente 
Resultado: Recobrimento formado por uma camada externa de zinco e várias camadas de liga Fe-Zn que estão unidas metalurgicamente ao metal-base. 200x
Galvanização por imersão a quente 
Considerações:
Pureza do zinco não é crítica:
 Zn 98,0% de pureza
1,0% de chumbo
Pequenos teores de cádmio, ferro, estanho e cobre.
Alumínio adicionado com 0,005%: Aumentar o brilho da peça e deixar o revestimento mais liso.
Resíduos que podem contaminar o banho: 
Borra, uma massa pastosa constituída de liga Fe-Zn (5,0% + 95,0%), mais pesada do que o zinco fundido, que se concentra no fundo do tanque.
Cinza ou escória de óxido de zinco que ser forma na superfície do banho.
Galvanização por imersão a quente 
Camadas espessas de revestimento:
Jato abrasivo 
A espessura do revestimento varia de acordo com:
Composição química do aço.
Composição do banho de zinco.
Temperatura.
Tempo de imersão.
 
Galvanização por imersão a quente 
Galvanização por imersão a quente 
DESENGRAXE
Remoção dos materiais orgânicos. 
Processo mais conhecido: alcalino em solução aquosa a quente, à base de carbonatos, silicatos, hidróxidos, fosfatos, detergentes e outros. 
Fornecimento: normalmente no estado sólido para serem dissolvidos em água, conforme orientações dos fabricantes. 
Galvanização por imersão a quente 
LAVAGEM - Operação fundamental 
Qualquer resíduo que permaneça sobre a peça, contaminará os tratamentos subseqüentes. 
Tintas, vernizes e resinas, não podem ser removidos por banhos de desengraxe alcalino, devendo sofrer um tratamento prévio com solventes ou removedores.
 
Devido às características combustíveis destes produtos, muitas vezes opta-se pela remoção por jateamento abrasivo. 
Galvanização por imersão a quente 
DECAPAGEM - banhos e soluções ácidas.
Óxidos, cascas de óxidos e carepas não são removidos nos banhos de desengraxe alcalino. 
camada típica de oxidação apresenta os elementos e compostos: 
Fe (ferro base) 
FeO (óxido de ferro no estado menos oxidado) 
Fe3O4 (óxido de ferro no estado intermediário de oxidaçã ) 
Fe2O3 (óxido de ferro no estado mais oxidado) 
Galvanização por imersão a quente 
DECAPAGEM - Características
Camada de FeO contribui com 80% da espessura da camada total e é o elemento mais solúvel em ácidos.
Camada de Fe3O4 contribui com cerca de 18% e é menos solúvel do que a anterior.
A camada de Fe2O3 contribui com o restante de 2% e corresponde ao estado mais estável e menos solúvel destes óxidos.
Galvanização por imersão a quente 
DECAPAGEM - Aspecto prático: 
ácido clorídrico: Concentrações de 6 a 12%.
Ataque do ácido: através das rachaduras e poros existentes na camada de oxidação, até atingir o substrato de FeO, promovendo sua dissolução e propiciando o destacamento da camada de óxido. 
Quimicamente, o elemento mais solúvel nestas circunstâncias é o Fe base através da reação:
Fe + 2HCl è FeCl2 + H2
Galvanização por imersão a quente 
DECAPAGEM - Cuidado especial: Ocorre a geração de hidrogênio auxilia mecanicamente a remoção da camada e dissolve-se no ferro base fragilizando a peça (fragilização por hidrogênio).
Utilizam-se:
Inibidores (reduzindo o ataque do ácido ao ferro base) 
Agitação e aquecimento aumentam a velocidade de decapagem 
Galvanização por imersão a quente 
LAVAGEM –
lavagem em água corrente, em banhos subseqüentes ( de preferência mais de um ).
Remover os resíduos produzidos nas reações de decapagem.
Minimizar as contaminações dos banhos seguintes. 
Galvanização por imersão a quente 
FLUXAGEM –
Duas formas de processamento: 
a) parte é consumida na dissolução e escorificação dos resíduos remanescentes .
b) o restante exerce a função umectante ( ou mordente ) proporcionando um eficiente molhamento da peça pelo zinco fundido.
Galvanização por imersão a quente 
SECAGEM 
Objetivo do pré-aquecimento:
a) Diminuir o choque térmico das peças a serem galvanizadas.
b) Prevenir contra respingos de zinco, na área ao redor da cuba de galvanização, durante a imersão da peça no zinco fundido, fato que acontece quando há umidade
Galvanização por imersão a quente 
SECAGEM 
Cuidados práticos:
Início imediatamente após a retirada da peça do banho de fluxo, para manter a continuidade do aquecimento já iniciado na fluxagem. 
Manter a temperatura entre 110 e 140ºC. 
Temperaturas baixas não permitem a remoção total da umidade, havendo o risco de explosões durante o mergulho.
Galvanização por imersão a quente 
Imersão a quente - "Zincagem a quente" 
Imersão do substrato de aço, limpo e adequadamente preparado em um banho de zinco líquido, dentro de uma cuba metálica ou cerâmica, a uma temperatura em torno de 450oC. 
Galvanização por imersão a quente 
Imersão a quente - "Zincagem a quente" 
Aspecto prático: 
Camada de chumbo no fundo da cuba de zinco: Proteger a soleira e facilitar a remoção da borra.
Tal procedimento não traz inconvenientes porque o chumbo, sendo mais denso que o zinco,deposita-se no fundo da cuba, não interferindo em nada no processo de zincagem. 
Galvanização por imersão a quente 
Aspectos importantes na Galvanização a Fogo:
Temperatura do processo: 445 a 455oC.
Cuidados práticos:
Deve-se galvanizar à mínima temperatura que permita um escorrimento fácil do excesso de zinco durante a extração do material.
Temperaturas acima de 470oC - desaconselháveis reação do zinco com as paredes da cuba (para o caso de cubas metálicas) torna muito intensa acelerando seu desgaste e diminuindo sua vida útil.
Galvanização por imersão a quente 
Aspectos importantes na Galvanização a Fogo:
Velocidade de imersão
A imersão deve ser a mais rápida possível para que não haja tempo de uma espessa camada de zinco se formar na primeira parte da peça, antes que toda ela tenha entrado em contato com o zinco.
A velocidade de imersão varia de 6 a 7 m/minuto 
Velocidade de remoção
Em contrapartida, quanto mais lenta e constante for a velocidade de remoção, melhor será a uniformidade da camada e menos espessa a camada “eta”.
A velocidade de remoção está na média de 1,5 m/minuto 
 
Galvanização por imersão a quente 
Tempo de imersão 
Quanto maior o tempo de imersão, mais espessa é a camada, até determinado limite, passando a ocorrer uma estabilidade.
Crescimento acentuado no primeiro minuto de imersão, etapa que corresponde à rapidez da reação entre o zinco e o ferro para, em seguida, ocorrer uma etapa de reação mais lenta, correspondendo a um conseqüente crescimento mais lento da camada.
O término da primeira fase, na prática, é percebido durante a zincagem pelo cessar do borbulhamento da superfície do banho. Para espessuras normaisde camadas, este fenômeno é uma indicação do fim de reação e do momento de retirada da peça do banho.
O tempo de imersão pode variar de 10 a 300 segundos 
Galvanização por imersão a quente 
Galvanização por imersão a quente 
RESFRIAMENTO:
Galvanização por imersão a quente 
Estocagem dos materiais galvanizados
Resfriamento em solução cromatizante.
Empilhar as peças somente quando secas.
Adotar o critério de, sempre que possível, empilhar as peças com qualquer parte côncava para baixo. 
Passar a fita de aço para fixar os amarrados, sobre uma faixa de estopa para proteger o galvanizado.
Empilhar os amarrados, um sobre o outro, com espaçadores de madeira, não esquecendo que o primeiro, rente ao chão, deverá estar também sobre estes espaçadores. 
Galvanização por imersão a quente 
Resíduos gerados no processo de galvanização a fogo
Borra de Zinco
Borra de zinco, mais conhecida como "areião", é um resíduo formado por cerca de 96% Zn e 4% Fe 
Aparência arenosa e composta de cristais de ferro-zinco insolúveis à temperatura normal de trabalho, que se depositam no fundo da cuba durante o processo de galvanização 
Além de representar uma perda de zinco, prejudica o aquecimento da cuba, (mau condutor de calor) e o aspecto das peças zincadas, quando adere a sua superfície 
Não é possível impedir a formação de borra, porém, é indispensável que se saiba sua origem para poder controlar sua formação 
Galvanização por imersão a quente 
Resíduos gerados no processo de galvanização a fogo
Cinza de Zinco
Cinza de zinco, mais conhecida como "terra de zinco", é um resíduo composto de óxido de zinco, zinco metálico e cloretos em teores variáveis 
A cinza forma-se na superfície do banho devido à oxidação do zinco com o oxigênio do ar e as escórias da reação fluxo-zinco-ferro 
Facilitadores na geração de cinza
Temperatura de trabalho, quanto mais alta, mais intensa a oxidação da superfície do banho 
Agitação do banho, quanto maior a perturbação da superfície do banho, mais intensa é a formação de cinzas 
NORMAS
ENTIDADES INTERNACIONAIS
Comportamento dos revestimentos de zinco em diversos ambientes 
Tempo de vida do revestimento - Peso da camada de zinco, variando para cada ambiente de trabalho. 
Determinação pela medida de sua espessura - Método magnético. 
A relação entre o peso e suas respectivas espessuras é a seguinte:
1 g/m2 : 7,14 g/cm3 = espessura em micra 
Taxa de corrosão do Zinco 
Espessura mínima em Micra 
ISO 12 944-2:1998 
Taxa de corrosão 
Comparação entre as diferentes atmosferas
Resultados dos ensaios de exposição de painéis de aço zincado, realizados pelo IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas / SP.
 
12 anos nas atmosferas rural e industrial 
17 anos na atmosfera urbana Critérios recomendados pelas Normas ISO 9223 e 9224 
 
Comparação entre as diferentes atmosferas
Parafusos Galvanizados
Parafusos Galvanizados
Parafusos Galvanizados
Parafusos Galvanizados
Parafusos Galvanizados
Vergalhões Galvanizados
Vergalhões Galvanizados
Vergalhões Galvanizados
ISOLAR ESTRUTURA GALVANIZADA DA NÃO GALVANIZADA !
Vergalhões Galvanizados
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