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TCC FINAL

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL – UCS 
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DA REGIÃO DOS VINHEDOS – CARVI 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS DA NATUREZA E DE TECNOLOG IA – CENT. 
ÁREA DE ENGENHARIA E ENGENHARIA E INFORMÁTICA- AEIN 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
LUCAS B. ANCEWSKI 
 
 
 
 
 
ESTUDO DAS CAUSAS DA OXIDAÇÃO EM PEÇAS PARA MÁQUINA S 
DE ENVASE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BENTO GONÇALVES - RS 
2015 
2 
 
LUCAS B. ANCEWSKI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DAS CAUSAS DA OXIDAÇÃO EM PEÇAS PARA MÁQUINA S 
DE ENVASE 
 
 
Trabalho de conclusão do curso, apresentado à 
Universidade de Caxias do Sul como requisito à 
conclusão do curso de Engenharia Mecânica, sob 
orientação do Prof. Me. Eng. Cláudio Soave. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
4 
 
RESUMO 
 
O presento trabalho de conclusão de curso teve como objetivo analisar o aparecimento de 
pontos de oxidação em peças de aço inoxidável em máquinas de envase de líquidos. Estas peças 
em contato direto com os fluídos inerentes ao trabalho, apresentam a formação de pontos de 
oxidação precoces, ou seja, poucos meses do start inicial da máquina ou até mesmo antes de 
funcionamento. Para identificação das possíveis causas foram selecionadas as peças que 
possuíam o maior índice de reposição identificado pelo setor de assistência técnica. Em seguida, 
tendo por base a literatura especializada, foram pré-elaboradas as análises das possíveis causas 
desse aparecimento. Através de testes em laboratório foi possível determinar que a origem dos 
problemas ocorria em sua maioria no processo de fabricação de cada componente. Após o 
levantamento dos dados e identificação dos defeitos, foram sugeridas ações em cada setor 
responsável. 
 
Palavras-chave: Alimentício. Fabricação. Inoxidável. Oxidação. Testes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
ABSTRACT 
 
This course conclusion work aimed to analyze the appearance of rust spots on stainless steel 
parts in liquid filling machines. These parts in direct contact with the fluid inherent in working, 
present the early formation of rust points, e a few months after the initial start of the machine, 
or even before use. The pieces that had the highest replacement rate identified by the service 
sector to identify the possible causes selected. Then, based on the literature, were pre-prepared 
analysis of the possible causes of this appearance. Through laboratory tests it was determined 
that the source of problems occurred mostly in the manufacturing process of each component. 
After the data collection and identification of defects, actions were suggested in each sector 
responsible. 
 
Keywords: Food. Manufacturing. Stainless. Oxidation. Tests. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Foto do atual local da Empresa Mesal Máquinas .................................................... 12 
Figura 2 - Morfologia da ferrita na zona fundida em aços inoxidáveis .................................... 15 
Figura 3 - Representação da fase Sigma em grãos ferríticos .................................................... 16 
Figura 4 - Desenho representação da Solda TIG ...................................................................... 16 
Figura 5 - Faixas de corrente e bocais para soldagem TIG ...................................................... 17 
Figura 6 - Processo esquemático do eletropolimento ............................................................... 18 
Figura 7 - Principais componentes aplicados no sistema de limpeza CIP ............................... 20 
Figura 8 - Diagrama de Ellingham ........................................................................................... 21 
Figura 9 - Corrosão uniforme ao longo de toda peça ............................................................... 22 
Figura 10 - Corrosão por pite em peça de aço inoxidável ........................................................ 23 
Figura 11 – Microestrutura corrosão intergranular................................................................... 23 
Figura 12 -Vista do processo de enchimento gravidade ........................................................... 24 
Figura 13 - Amostras escolhidas para análise .......................................................................... 25 
Figura 14 - a) Cabine de Salt Spray .......................................................................................... 26 
Figura 15 - Amostras embutidas; a) Amostra da peça 1; b) Amostra da peça 2; c) Amostra da 
peça 3 ........................................................................................................................................ 27 
Figura 16 - a) Imagem amostra antes da cabine; b) Imagem após teste de Salt Spray; c) Desenho 
técnico da peça; d) Metalografia da ZAC; e) Imagem da literatura da fase sigma .................. 28 
Figura 17 - Gráfico de Schaeffler ............................................................................................. 30 
Figura 18 - a) Imagem amostra antes da cabine; b) Imagem após teste de Salt Spray; c) Desenho 
técnico da peça; d) Metalografia da ZAC; e) Imagem da literatura da fase sigma presente na 
oxidação .................................................................................................................................... 31 
Figura 19 - Diagrama TTT do aço inoxidável variando temperatura em °C em função do Tempo 
em segundos ............................................................................................................................. 33 
Figura 20 - a) Imagem amostra antes da cabine; b) Desenho técnico da peça; c) Imagem após 
teste de Salt Spray; d) Metalografia da ZAC; e) Imagem da literatura da fase sigma ............. 34 
7 
 
LISTA DE QUADROS 
 
Quadro 1 - Composição química dos aços inoxidáveis 304, 304L, 316 e 316L ...................... 14 
Quadro 2 - Composição química da amostra 1 em comparação ao aço inoxidável 304 normas 
ASTM 240 ................................................................................................................................ 28 
Quadro 3 - Composição química aço inoxidável AISI 308L ................................................... 29 
Quadro 4 - Composição química da amostra 2 em comparação ao aço inoxidável AISI 304 
normas ASTM 240 ................................................................................................................... 31 
Quadro 5 - Composição química da amostra 3 em comparação ao aço inoxidável AISI 304 
normas ASTM 240 ................................................................................................................... 34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
LISTA DE SIGLAS 
AC Alternate Current 
AISI American Iron and Steel Institute 
ASTM American Society for Testing and Materials 
CIP Clean in Place 
DC Direct Current 
NBR Norma Brasileira 
OMS Organização Mundial da Saúde 
TIG Tungsten Inert Gas 
TTT Tempo Temperatura Transformação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 11 
1.1 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA .................................................................................. 11 
1.2 TEMA ................................................................................................................................. 12 
1.3 JUSTIFICATIVA DO TEMA ............................................................................................ 12 
1.4 OBJETIVO ......................................................................................................................... 13 
1.5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................. 13 
1.6 METODOLOGIA ...............................................................................................................13 
 
2 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 14 
2.1 AÇO INOXIDÁVEL .......................................................................................................... 14 
2.2 FASES DO AÇO INOX ..................................................................................................... 15 
2.3 SOLDAGEM TIG .............................................................................................................. 16 
2.4 PROCESSO DE ACABAMENTOS .................................................................................. 17 
2.4.1 Polimento ....................................................................................................................... 17 
2.4.2 Eletropolimento ............................................................................................................ 18 
2.4.3 Jateamento de Esferas .................................................................................................. 19 
2.5 CIP ( Clean in Place) ......................................................................................................... 19 
2.6 ENSAIO ACELERADO EM CÂMARA FECHADA – SALT SPRAY ........................... 20 
2.7 OXIDAÇÃO ....................................................................................................................... 21 
2.8 CORROSÃO ...................................................................................................................... 22 
2.8.1 Corrosão uniforme ....................................................................................................... 22 
2.8.2 Corrosão por pite .......................................................................................................... 22 
2.8.3 Corrosão intergranular ................................................................................................ 23 
 
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ........................................................................... 24 
3.1 PROCESSO DE ENVASE ................................................................................................. 24 
3.2 CONFERÊNCIA DAS AMOSTRAS ................................................................................ 25 
3.3 TESTE CABINE SALT SPRAY ....................................................................................... 26 
3.4 TESTE COMPOSIÇÃO QUÍMICA .................................................................................. 26 
10 
 
3.5 TESTE DE METALOGRAFIA ......................................................................................... 27 
3.6 RESULTADOS E ANÁLISES .......................................................................................... 27 
 
4 CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 36 
5 PROPOSTA PARA TRABALHOS FUTUROS .............................................................. 38 
6 REFERENCIAS ................................................................................................................. 39 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
O interesse da conquista de maior espaço no mercado consumidor por parte das 
empresas de alimentos faz com que seja almejado a melhora continua da qualidade dos produtos 
para satisfação de seus consumidores, e dentro disto a eliminação de quaisquer riscos vinculado 
a contaminação. (JORDAO, 2005) 
Segundo levantamento da Organização Mundial da Saúde (OMS) aproximadamente 1,8 
milhões de pessoas morrem por ano no mundo devido a doenças relacionadas a alimentos. No 
Brasil o Ministério da Saúde obteve entre 1999 e 2008 um registro de 6.062 evidências de 
doenças transmitidas por alimentos. (WHO, 2008) 
Nas últimas décadas surgiu uma linha tênue entre risco de contaminação e alta produção 
nas empresas, pois indústrias alimentícias passaram por mudanças na automação da produção 
para ganho de produtividade, gerando maiores rendas para as empresas e passando a introduzir 
no meio produtivo novas embalagens, fórmulas de alimentos e máquinas que representassem 
ganho de tempo e custo. (SILVA, 2013) 
 As empresas fabricantes de equipamentos para o setor alimentício são peça chave no 
começo da cadeia meticulosa do processo de trato do alimento até o consumidor. (VENTURINI 
FILHO, 2005) 
Em empresas de máquinas para envase de líquidos tem-se o cuidado na construção 
mecânica dos equipamentos, e responsabilidade por garantira a integridade dos componentes 
envolvidos no processo. 
Diante de tal cenário o presente trabalho busca avaliar os materiais, processos de 
fabricação e acabamentos em peças usadas em máquinas de envase e correlacionar com relatos 
de clientes quanto ao aparecimento de oxidação. Para obter tais resultados forma feitos testes 
em laboratório e analisados com a literatura existente para identificar as causas desse 
aparecimento. As análises destes resultados poderão gerar um plano de ação para corrigir tais 
problemas nos setores envolvidos e poder melhorar cada vez mais a qualidade dos produtos 
comercializados pela empresa. 
 
1.1 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA 
 
A empresa Mesal Máquinas, localizada no Bairro Vila Nova em Bento Gonçalves 
como visto na Figura (1), foi fundada em outubro de 1980, possui um amplo portfólio de 
produtos para linha de envase de sucos, água mineral, vinhos e outros. 
12 
 
Possui uma linha de pensamento na incorporação de tecnologia de ponta em todos seus 
equipamentos, mantendo a qualidade para satisfação de seus clientes. 
A Mesal atualmente firmou sua marca com máquinas em 34 países e 4 continentes. 
Hoje em dia conta com 185 colaboradores e é referência no segmento de máquinas de envase. 
 
Figura 1 - Foto do atual local da Empresa Mesal Máquinas 
 Fonte: http://www.mesal.com.br (2015) 
 
1.2 TEMA 
 
Analisar problemas de oxidação em peças de aço inoxidável que constituem a máquina 
de envase e vem apresentando problemas em clientes, gerando gastos com a reposição das 
mesmas e com falta de baseamento teórico para entendimento do problema. 
 
1.3 JUSTIFICATIVA DO TEMA 
 
A empresa Mesal máquinas LTDA vem sofrendo com os problemas de oxidação em 
peças de aço inoxidável que vem produzindo, vindo a ter problemas por as mesmas 
apresentarem defeitos quando estão nas máquinas estão instaladas nos clientes, fazendo com 
que a empresa tenha que repor a peça e arcar com todos os custos de logística e fabricação de 
novo componente. 
Dento disto faz-se necessário saber através deste estudo como surgem estes defeitos 
de oxidação nos componentes das máquinas que estão em contato com o produto, identificar a 
origem dos problemas e encontrar maneiras de corrigi-los. 
13 
 
Diante disto a empresa considera este estudo importante devido ao interesse em 
analisar de que forma os defeitos estão por afetar a condição final do produto envasado pelas 
máquinas e sendo assim, conseguir eliminar problemas indesejáveis nos equipamentos 
comercializados. 
 
1.4 OBJETIVO 
 
Investigar os possíveis motivos do aparecimento de pontos de oxidação em peças de aço 
inoxidável 304 em máquinas de envase de líquidos. 
 
1.5 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
a) Levantar os componentes de principais relatos de avarias e defeitos; 
b) Analisar a composição química dos materiais envolvidos na fabricação de cada 
componente; 
c) Localizar em cada componente os principais pontos para focos de oxidação através 
do teste de Salt Spray; 
d) Avaliar a estrutura metalográfica da região identificada como crítica de cada peça; 
e) Comparar os resultados frente a estudos já realizados, identificando os motivos das 
causas das oxidações; 
 
1.6 METODOLOGIA 
 
Junto ao departamento de assistência técnica interna da empresa Mesal máquinas foram 
selecionados os componentes que obtiveram os maiores índices de reclamaçõesde clientes. 
Após seleção, forma submetidas amostras a testes de laboratórios de composição 
química, Salt Spray e Metalografia. 
Os resultados obtidos forma comparados à bibliografia tentando justificar os dados 
obtidos pelas medições dos testes. 
Com o estudo realizado, foi traçado possíveis maneira de extinguir os problemas em 
questão. 
 
 
14 
 
2 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
2.1 AÇO INOXIDÁVEL 
 
Os aços inoxidáveis têm como importante propriedade alta resistência à corrosão 
quando expostos a atmosfera. Esta característica se deve pela presença do teor de Cr. 
(TEROERD, 2006) 
 Segundo Chiaverini (1996) o elemento de liga cromo quando exposto ao oxigênio forma 
uma película superficial de óxido invisível, dando proteção à peça de possíveis ameaças 
corrosivas. Esta camada protetora possui capacidades regenerativas, formando-se para cada vez 
que ocorre a quebra da estrutura da superfície. 
Costa e Mei (2011) comenta a existência de três principais tipos de aço inoxidável 
comercializados atualmente: martensíticos, austeníticos e ferríticos. 
 Na indústria alimentícia são usados aços inoxidáveis austeníticos por conterem Ni como 
elemento de liga, elemento responsável por fazer a camada protetora restaurar mais 
rapidamente. (CHIAVERINI, 1996) 
 Dentro dos aços inoxidáveis as ligas que possuírem teores de Ni acima de 3,7% tem 
como característica a estrutura austenítica por completo e tendo a aumentá-la conforme o teor 
presente na estrutura. Assim aços com teores de Ni cima de 8% possuem estrutura a temperatura 
ambiente. (ELIAS e PARANHOS, 2014) 
 O Quadro (1) ilustra os principais aços austeníticos da série 300 usados industrialmente, 
e as ligas respectivas produzidas com menor taxa de carbono. (COSTA e MEI, 2011) 
Quadro 1 - Composição química dos aços inoxidáveis 304, 304L, 316 e 316L 
Elemento C Mn P S Si Cr Ni Mo N 
304 
0.07% 2% 0.045% 0.03% 0.75% 17.5-
19.5% 
8-
10.5% 
- 0.1% 
304L 
0.03% 2% 0.045% 0.03% 0.75% 17.5-
19.5% 
8-
12% 
- 0.1% 
316 
0.08% 2% 0.045% 0.03% 0.75% 16-
18% 
10-
14% 
2-
3% 
0.1% 
316L 
0.03% 2% 0.045% 0.03% 0.75% 16-
18% 
10-
14% 
2-
3% 
0.1% 
 Fonte: Adaptada de ASTM A 240 (2007) 
15 
 
2.2 FASES DO AÇO INOX 
 
A microestrutura proveniente da soldagem de um aço austeníticos tem a microestrutura 
analisada pela presença de ferrita em vários formatos da morfologia nos estados de solidificação 
conforme Figura (2). (ELIAS e PARANHOS, 2014) 
 
Figura 2 - Morfologia da ferrita na zona fundida em aços inoxidáveis 
 Fonte: Adaptado de Modenesi (2001) 
 
a) Austenita: Microestrutura sem presença de ferrita, solidificação direta; 
b) Austenita com Ferrita Eutética: Na solidificação há formação de Ferrita em 
contorno de grãos ou dendritas. (Líquido existente entre camadas de cada grão que solidifica 
após o resfriamento do resto da microestrutura); 
c) Austenita com Ferrita em Espinha ou vermicular: Formação em etapas finais de 
solidificação no centro das dendritas; 
d) Austenita com Ferrita Laminar: Resultado da solidificação, podendo ser através 
de grande presença de ferrita na solda ou com resfriamento rápido. Aparecimento em laminas; 
e) Ferrita com Austenita de Windmanstten: Solidificação na formação da Ferrita. 
A austenita se forma na ferrita em estado sólido, tendo crescimento para interior dos grãos. 
(ELIAS e PARANHOS, 2014) 
A região fundida entre a metal base e o metal de adição ter a fase Sigma (σ) precitada 
nos grãos ferríticos. A fase Sigma representada na Figura (3) não é magnética, apresenta dureza 
e fragilidade e além disso torna o aço menos resistente a corrosão quando em temperatura 
ambiente. (GILMAN, 1951) 
16 
 
Figura 3 - Representação da fase Sigma em grãos ferríticos 
 Fonte: Gilman (1951) 
 
2.3 SOLDAGEM TIG 
 
Este método incide na geração de um arco elétrico com proteção gasosa gerando a fusão 
entre a peça e o eletrodo não consumível de tungstênio puro conforme Figura (4). Esta união 
dos materiais através deste arco é protegida da atmosfera por um gás inerte, normalmente 
argônio ou hélio. (MACHADO, 2007) 
 
Figura 4 - Desenho representação da Solda TIG 
 Fonte: ISSQ (2011) 
 
 O processo de solda TIG (Tungsten Inert Gas) é usado para soldar sobretudo estruturas 
com elementos de pouca espessura, usado em cantos restritos a chegar com a tocha da solda, 
tubulações e principalmente em peças onde não se deseja dar acabamento ao cordão de solda. 
(BRACARENSE, 2000) 
17 
 
 Os parâmetros de soldagem são importantes para garantir a qualidade final do cordão 
de solda, sendo assim todos os valores devem ser retirados de tabelas como a Figura (5) para 
mairo confiabilidade do processo. 
 
Figura 5 - Faixas de corrente e bocais para soldagem TIG 
Fonte: ISSQ (2011) 
 
2.4 PROCESSO DE ACABAMENTOS 
 
Os processos de acabamento retiram os óxidos provenientes de ações realizadas na 
superfície do aço como soldagem, laminação ou têmpera. Estes óxidos impedem o 
reaparecimento da película protetora no caso dos aços inoxidáveis, devido a falta de 
propriedades de ligação entre elementos do material com os gases provenientes dos 
procedimentos realizados na face da peça. (BORNMYR, 1995) 
 
2.4.1 Polimento 
 
Segundo a ASTM B374-06 (2011) o polimento é o alisamento de uma superfície de 
metal através do atrito de abrasivos ligados a rodas ou correias com uma superfície em alta 
velocidade. 
 O processo é constituído da retirada de uma parte maior de material para remoção dos 
riscos e cavidades profundas, e após o polimento com vários grãos de lixa. (FODRA FILHO, 
1997) 
 Este método pode ser aplicado com máquinas semiautomáticas ou manual. A técnica 
manual consiste em um disco ou roda acoplados a um motor rotativo denominado politriz. 
18 
 
Atualmente o polimento manual é utilizado por chegar a locais de difícil acesso e trabalhar com 
granulação de lixas mais finas, dando um melhor acabamento superficial. Todo procedimento 
fica amarrado ao operador por depender dele a força aplicada contra a peça e o cuidado dos 
passes certos de cada lixa. (FODRA FILHO, 1997) 
 
2.4.2 Eletropolimento 
 
Definido pela ASTM B374-06 (2011) como um processo de melhora de acabamento em 
uma solução apropriada com a peça sendo transformada em ânodo, eletretropolimento tem o 
objetivo parecido com o polimento, entretanto o dificilmente deixa defeitos como ferrugem e 
fendas presos a superfícies. (LEE, 2000) 
A técnica consiste no contato de peça com um banho químico e alimentação por uma 
corrente conversora de AC (Alternate Current) para DC (Direct Current) ilustrado na Figura 
(6). (ABLE, 2008) 
Ainda segundo ABLE (2008), fixadas como o ânodo as peças são imersas em uma 
substância química, a corrente elétrica aplicada no sistema fecha o circuito com um cátodo 
também introduzido em paralelo na solução. 
 Os íons metálicos da superfície da peça são retirados através de um processo de 
liberação do oxigênio, aonde as ranhuras mais elevadas da peça recebem maior incidência da 
corrente ocorrendo a dissolução das mesmas, em compensação os picos de menor tamanho são 
protegidos pelo óxido de proteção e permanecem praticamente sem alteração. (LEE, 2000) 
 
Figura 6 - Processo esquemático do eletropolimento 
 Fonte: Adaptada de Lee (2000) 
 
19 
 
 A grande vantagem do eletropolimento está na questão de que o processo consegue 
baixar significativamente o valor da rugosidade em relação ao polimento manual, chegando a 
valores satisfatórios na questão de sanitização. Esta técnica está sendo amplamente utilizada 
pois contribui com menor emissão de poluentes ao meio ambiente em relação ao polimento 
manual e faz a dependência do homem para a qualidade do processo praticamente inexistir. 
(FODRA FILHO, 1997) 
Momeni, Esfandari & Moayed (2012) estudou o efeito do eletropolimento em peças de 
AISI 304 frentea reações de corrosão e observou que os corpos-de-prova aumentaram a 
resistência depois de passar pelo processo. Foi observado que a técnica apenas de não 
enriquecer a quantidade de cormo reduz a rugosidade e a quantidade de partículas oxidantes na 
superfície tratada, reduzindo a possibilidade de corrosão por pite como observado. 
 
2.4.3 Jateamento de Esferas 
 
 O jateamento de esferas, ou também conhecido com o jateamento de grit, é empregado 
na remoção do óxido proveniente das altas temperaturas de soldagem e também bem como 
contaminações por elementos de compostos de ferro. (BORNMYR, 1995) 
 As esferas usadas no processo podem ser de vidro ou aço inoxidável, entretanto a técnica 
exige que seja empregada no jato material limpo e exclusivamente usado para aço inoxidável, 
não podendo ser reutilizado material do jateamento de outras matérias como ferro fundido e 
aço carbono. (FODRA FILHO, 1997) 
 A rugosidade resultante do processo é fator difícil de mensurar neste método, por isso 
torna-se um limitante para locais onde deve aplicar componentes com pouca aspereza 
superficial. Realizando aplicações a baixas pressões e pequenos ângulos de ataques são 
conseguidos os resultados mais satisfatórios. (BORNMYR, 1995) 
 
2.5 CIP ( Clean in Place) 
 
Em indústrias alimentícias os pontos mais importantes no trato com o alimento são a 
sanitariedade e limpeza, que devem garantir a boas condições do alimento e garantir a saúde ao 
consumidor final (SANTOS, 2009). Atualmente empresas fabricantes de máquinas para envase 
estão usando sistemas de limpeza integrados com a máquina como diferencial. 
Andrade (2008) comenta a ultilização de sistema de limpeza denominado CIP (Clean 
in Place) em indústrias de envase de bebias, por se tratar de um sistema de limpeza que não 
20 
 
necessita a desmontagem dos componentes envolvidos. A limpeza funciona através da pré-
lavagem com água para retirada de sujeiras, após isso aplicação de agentes químicos alcalinos, 
e, ou ácidos para retirada de microorganismos. Além disso é feito a etapa de enxague com calor 
ou composições químicos. Para fim do método é aplicado sanitizante para retirada de bactérias 
e os outros produtos anteriormente aplicados como mostra a Figura (7). 
Entre os agentes alcalinos é feito o uso de hidróxido de sódio (NaClO) e em ação com 
outros complementares. Para efeitos ácidos faz-se o uso o ácido nítrico (HNO3). Para 
sanitização são aplicados ácido peracético (C2H4O3), composto clorados, água quente e vapor. 
(ANDRADE, 2008) 
 
Figura 7 - Principais componentes aplicados no sistema de limpeza CIP 
 Fonte: Andrade (2008) 
 
 
2.6 ENSAIO ACELERADO EM CÂMARA FECHADA – SALT SPRAY 
 
O método de Salt Spray de Névoa Salina (ASTM B-117) consiste em um ensaio de 
câmara fechada, onde se torna possível determinar a estimativa de resistência a oxidação de um 
corpo em função do tempo, alcançando valores respectivos a uma extensa exposição a 
atmosfera, em um curto período. (HAYNES, 1995) 
Em um método de análise acelerado não é possível repetir com exatidão todos os 
defeitos a que estaria exposta uma peça em condição normal, entretanto alguns pré-requisitos 
são necessários para condicionar o ensaio como válido: 
• Valores finais com pouco tempo de exposição 
• Resultado parecido a exposição normal à atmosfera 
• Fácil realização do teste 
• Ampla gama de materiais e condições atendidas (APPLEMAN, 1989) 
 
21 
 
2.7 OXIDAÇÃO 
 
Os materiais aplicados nas indústrias podem sofrer tanto oxidação como corrosão 
perante a exposição de substâncias químicas agressivas e oxidantes. A corrosão é o processo de 
deterioração diante da reação química de oxidação. (GENTIL, 2011) 
 A disposição para o metal ter reação de troca de elétrons com o oxigênio originando um 
óxido se dá pelo decréscimo do valor da energia livre de Gibbs (∆ºG), através de uma troca 
direta. Para maioria dos metais o valor de energia livre é de ordem negativa, assim sendo, o 
metal tem tendência em sofrer oxidação quanto mais negativo. O diagrama de Ellingham da 
variação de energias negativas em função da temperatura para diversos materiais como visto na 
Figura (8). (RESENDE, 2006) 
 Para aços inoxidáveis compostos por vários elementos de liga como cromo formador da 
película protetora na superfície, ocorre a oxidação seletiva de alguns componentes quando 
reagidos com oxigênio. Por meio de tal reação o elemento de maior oxidação formará a película 
oxidada podendo ser a maior parte dela. (HUNTZ, RECKMANN, et al., 2007) 
 O cromo possui energia negativa maior dentre os elementos que compõem o aço 
inoxidável, em contato com o oxigênio forma um filme de óxido de Cr2O3, protegendo o 
material contra outras corrosões. O níquel presente no gráfico também apresenta valor negativo 
alto e ajuda na formação da camada protetora do aço inoxidável (RESENDE, 2006) 
 
 Figura 8 - Diagrama de Ellingham 
 Fonte: Jones (1992) 
 
22 
 
2.8 CORROSÃO 
 
 Segundo Ramanathan (1988) corrosão é a transformação de um metal para estado não 
metálico, em função da reação do mesmo com os elementos do meio. Essa mudança resulta em 
um metal com perde de propriedades mecânicas. 
 Gentil (2003) descreve que a reação química de oxidação-redução a troca de elétrons 
entre metal e meio corrosivo, aonde o metal comporta-se como redutor transferindo elétrons 
para a substância oxidante. Com isso, ocorre a propagação da corrosão ao longo de toda 
superfície. 
 
2.8.1 Corrosão uniforme 
 
Pinto (2006) ainda expõe este tipo de corrosão como a diminuição da espessura igual 
em toda a face em contato com o meio corrosivo, sendo o defeito de maior ocorrência entre os 
vários tipos. Como pode ser visto na Figura (9) corrosão em toda superfície da peça. 
 
Figura 9 - Corrosão uniforme ao longo de toda peça 
Fonte: Scheid (2014) 
 
2.8.2 Corrosão por pite 
 
 Gentil (2003) apresenta a corrosão por pite como a deformidade em pontos ou áreas 
delimitadas. Estes pites são minúsculos furos em forma de ângulo e com penetração maior que 
seu diâmetro. Pites arredondados, angulosos ou puntiforme são outras denominações de nomes 
dados a esse defeito. 
 Pinto (2006) discorre que esta falha ocorre em peças de metal protegidas por camada 
protetora passível, como aço inoxidável, acontecendo nos pontos onde há a quebra da película 
de proteção. 
23 
 
 Ainda relata que o motivo deste rompimento da passividade é através do ataque de íons 
halogenetos (Cl, Br, I, F), e por atuação dos mesmos um local de ataque de alta corrosão. 
 Na Figura (10) estão representado dois pontos de corrosão por pite em uma peça de aço 
inoxidável. 
Figura 10 - Corrosão por pite em peça de aço inoxidável 
Fonte: Scheid (2014) 
 
2.8.3 Corrosão intergranular 
 
 Pinto (2006) destaca que a corrosão incide da proliferação da corrosão através de grãos 
destacados perante o resto da estrutura, com o aparecimento subsequente de outros grãos 
destacados pelo desenvolvimento da corrosão ao longo da estrutura. 
 Quando há exposição de aços austeníticos com teor de carbono perto de 0,08% (304, 
316 e outros) a temperaturas entre 425 e 850°C ocorre a junção do carbono ao cromo (Cr2 3C6), 
processo também conhecido como sensitização, assim as zonas adjacentes sofrem um 
empobrecimento de cromo e tornam o grão suscetível a corrosão pela falta de proteção do 
elemento. (JONES, 1992) 
 A Figura (11) ilustra a corrosão intergranular presente em uma estrutura de grãos de um 
aço inoxidável austenítico. 
 
Figura 11 – Microestrutura corrosão intergranular 
 Fonte: Scheid (2014) 
24 
 
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
3.1 PROCESSO DE ENVASE 
O processo de envase de líquido que é utilizado pela Mesal máquinas para enchimento 
de frascos de líquidos como suco, água sem gás e outros ocorre por influência da gravidade. 
Uma coluna de líquido exerce pressão em uma válvula, e esta porsua vez quando acionada 
realiza a transferência do conteúdo do tanque para o frasco. Na Figura (12) há ilustração da 
passagem do líquido: 
1. Entrada do líquido 
2. Tanque de Armazenamento 
3. Válvula do enchimento 
A Figura (12) aponta a posição do amostrar usadas para embasamento dos estudos e a 
Figura (13) apresenta a foto das peças sendo: 
a) Tanque de armazenamento do produto; 
b) Corpo interno da válvula; 
c) Base do bico do frasco. 
Figura 12 -Vista do processo de enchimento gravidade 
 Fonte: Arquivos de desenho Mesal Máquinas 
 
25 
 
Figura 13 - Amostras escolhidas para análise 
Fonte: Base de dados Mesal Máquinas 
 
Na Figura (13) os círculos vermelhos representam o local do corte em cada peça para 
teste de metalografia. A Figura (13-a) o corte foi realizado perpendicular a solda da união das 
chapas. Na Figura (13-b) a seção foi feita na união do pino ao corpo, expondo neste corte a 
solda entre os dois componentes. A Figura (13-c) foi cortada no canto superior, retirando apenas 
um pequeno fragmento. 
Para análise foram usadas como amostras peças envolvidas na passagem do líquido da 
entrada de alimentação da máquina até o envase do frasco. Além disto, como critério de seleção 
para cada amostra foi utilizado a frequência de relatos dos clientes quanto ao surgimento de 
pontos de oxidação em peças nas máquinas. 
 
3.2 CONFERÊNCIA DAS AMOSTRAS 
 
 Na fabricação de cada componente, pelo descritivo técnico da engenharia utilizada 
como matéria-prima barra redonda, chapa ou material de microfusão todos em aço inoxidável 
AISI 304. 
 Para início de experimentos foram mensuradas as medidas totais das amostras das peças 
e conferindo se as mesmas estavam de acordos os especificados no desenho técnico, bem como, 
os acabamentos empregados para cada. 
Toda certificação da quantificação dos valores obtidos e perícia dos acabamentos 
empregados foram realizados na sala de controle de qualidade da própria empresa Mesal 
Máquinas. 
 
 
 
 
26 
 
3.3 TESTE CABINE SALT SPRAY 
 
 O procedimento usado para o ensaio foi baseado na norma ASTM B 117, no laboratório 
de controle de qualidade no Centro Tecnológico do Mobiliário SENAI/CETEMO da cidade de 
Bento Gonçalves, em uma câmara da marca Equilam como na Figura (14). 
Figura 14 - a) Cabine de Salt Spray 
 Fonte: Fotos tiradas pelo autor 
 
 A solução salina usada contém de 4 a 6 % de cloreto de sódio (NaCl). Temperatura de 
24,6 e 25,5 °C, o pH entre 6,5 e 6,8. A pressão de ar aplicado na câmara para circulação foi 
estabelecida entre 0,8 e 1,2 kg/cm². 
 As amostras foram limpas com água corrente a temperatura abaixo de 38°C e dispostas 
a 45° dentro da cabine para que fosse possível ataque a toda superfície em contato com a 
substância salinizada. 
 O tempo total de ensaio foi de 240 horas, sendo que a cada 24 horas (1 ciclo), foi aberta 
a câmara e fotografado e relatado possiveis índices de oxidação. 
 
3.4 TESTE COMPOSIÇÃO QUÍMICA 
 
 Os testes de composição química foram realizados em um espectrômetro de emissão 
ótica, da empresa Spectro, modelo SpectroMaxx com setup definido para aço inoxidável 304 
normas ASTM A240. 
 A cada amostra foi efetuada a limpeza do eletrodo de medição bem como lixamento do 
ponto de aplicação do eletrodo na superfície das peças para retirada de impurezas. 
 
 
27 
 
3.5 TESTE DE METALOGRAFIA 
 
Avaliação dos resultados dos ensaios das amostras no teste metalografia foram 
realizados no Laboratório I da CARVI – UCS em Bento Gonçalves. 
Para início, as amostras da Figura (15) foram cortadas com disco em policorte fixo, 
realizando o corte em pontos de oxidação já observados nas peças em funcionamento no cliente 
e também locais revelados pelo teste de Salt Spray. 
 
Figura 15 - Amostras embutidas; a) Amostra da peça 1; b) Amostra da peça 2; c) Amostra da peça 3 
 Fonte: Fotos tiradas pelo autor 
 
Os corpos de prova foram preparados segundo a NBR13284 de 04/1995 - Preparação 
de Corpos de Prova para Análise Metalográfica, sendo assim, as amostras foram embutidas com 
baquilite, lixadas e polidas. 
Na sequência, após a limpeza e secagem das amostras, aplicou-se ataque químico na 
face lixada. Para as amostras 1 e 2 foi utilizado reativo metalográfico 5ml de ácido nítrico, 1 ml 
de ácido fluorídrico e 44 ml de água destilada. A amostra 3 foi usado Reativo de Marble (10g 
CuSO4 + 50ml HCl + 50ml H2O). 
Após isso, foram capturadas as micrografias nos locais afetados no microscópio Option 
com aproximação de 100x o ataque químico realçou os contornos e grãos do material, 
permitindo assim a visualização das características estruturais. 
 
3.6 RESULTADOS E ANÁLISES 
Forma feitas análises das amostras individualmente e comparadas com as informações 
retiradas da bibliografia, relacionando cada resultado com o problema mais evidente na 
fabricação de cada componente. 
28 
 
Amostra 1: Tanque de armazenamento do produto. Foi usado corpo de prova para 
simulação dos efeitos devido a impossibilidade de simular uma peça em tamanho real. A 
amostra, assim como a peça real, foi soldada com processo TIG, corrente 180 A, 20 V, 
consumível AISI 316 de 3/32” de diâmetro, unindo duas peças chapas de aço inoxidável AISI 
304 de espessura 3 mm. Após a solda da peça foi aplicado polimento manual com lixas de grão 
entre 60 e 320 grãos. 
 
Quadro 2 - Composição química da amostra 1 em comparação ao aço inoxidável 304 normas ASTM 240 
Elemento C Mn P S Si Cr Ni N 
AISI 304 0.07% 2.00% 0.045% 0.03% 0.75% 
17.5 a 
19.5% 
8.00 a 
10.5% 
0.1% 
Chapas 0.05% 1.04% 0.036% 0.02% 0.77% 18.59% 8.2% - 
Fonte: Dados extraídos pelo autor através dos testes 
 Fonte: a, b, c, d) Fotos tiradas pelo autor; e) Hsieh e Wu (2010) 
Figura 16 - a) Imagem amostra antes da cabine; b) Imagem após teste de Salt Spray; c) Desenho técnico 
da peça; d) Metalografia da ZAC; e) Imagem da literatura da fase sigma 
 
29 
 
A amostra 1 da Figura (16-a) apesar de não demonstrar pontos de oxidação após o teste 
da cabine de Salt Spray da Figura (16-b) e nem ter alterações significativas na composição 
química de seus elementos como visto no Quadro (2), em alguns clientes esta peça apresentou 
focos de oxidação e fez-se necessária a troca. 
 O motivo pode estar no material de adição da solda, pois a soldagem TIG usando 
eletrodo aço inoxidável AISI 316L na união das chapas de aço inoxidável AISI 304 gera a 
presença de precipitados de fase Sigma como demonstrado na Figura (16-c). A composição 
química do AISI 316L tem como forte elemento o molibdênio (2 a 3 % da composição). 
 Segundo Gunn (1997) o molibdênio é o elemento da composição química responsável 
pelo acréscimo de resistência a corrosão por pite e galvânica para o aço inoxidável, além de 
aumentar a dureza do aço e aumentar a capacidade de passivação. 
 Entretanto Ramírez-Londoño (1997) destaca a formação da fase Sigma (σ) na ferrita 
conforme visto na Figura (16-e) pela influência do molibdênio, pois se trata de um elemento 
estabilizador da fase e ter sua difusão 100 vezes maior na Ferrita que na fase Austenítica. 
Quando há exposição do componente contendo o elemento a temperaturas entre 700-900 °C 
ocorre a precipitação da fase nos contornos de grão ferríticos. 
 Yung, Chiang & Liu (2014) apontou a fase sigma como sendo a origem e iniciação para 
propagações de fendas possíveis na solda e causador de corrosão por pites, e revelou que sempre 
existe a presença desta fase na superfície de alguma fratura. 
 Elsawy (2001) também relatou que a fase Sigma na presença de uma região composta 
por Austenita é prejudicial as propriedades mecânicas e de corrosão quando observada na 
extremidade da solda. 
 Em soldas de peça aço inoxidável AISI 304 como a representada pela amostra deveria 
ser usado o consumível AISI 308L, material normalmente usado em soldas deste gênero e além 
disso ser ummaterial de menor valor monetário em comparação ao 316L. 
 
Quadro 3 - Composição química aço inoxidável AISI 308L 
Elemento C Mn P S Si Cr Ni N 
AISI 308 0.08% 2.00% 0.045% 0.03% 1% 
19-
21% 
10-
12% 
- 
Fonte: ASM HANDBOOK - VOLUME 9 (1985) 
 
 Mirshekari, et al., (2013) testou a solda de materiais de aço inoxidável AISI 304 com 
consumível AISI 308L e observou que a quantidade da fase sigma foi muito pequena (abaixo 
30 
 
de 5%). Ele descreveu que o teor da fase sigma cresce a cada passe da solda pela zona de 
fundição, tendo o crescimento a cada passe, e valores pequenos para zonas onde uma vez apenas 
foi aplicado o calor, caso como esse onde temos chapas finas e de pouca espessura, implicando 
em um pouco calor para fundição. 
A escolha do material de adição pode ser feita através do diagrama de Schaeffler vista 
na Figura (17), pois Feng, et al., (2015) cita que o diagrama pode ser usado para estimar a 
quantidade de Ferritas presente na solda. Bauly (2000) descreve este diagrama com o mesmo 
grau de relevância para o diagrama de Fe-C para os aços carbono, pois prevê antes do processo 
as importâncias químicas do local soldado. Através dos valore de Cromo e Níquel equivalentes 
podemos chegar a região indicada no gráfico, considerando diluição de 10 a 50 %: 
 
Figura 17 - Gráfico de Schaeffler 
 Fonte: Kou (2003) 
 
A região da solda ficaria no ponto correto conforme proposto por Cordeiro Filho (2008), 
pois a zona central é o ideal para a estimativa da junção feita pela solda entre os materiais, 
evitando problemas característicos das outras partes do gráfico. O gráfico não prevê as 
características da ZAC, entretanto prevê a condição final da zona fundida, sendo uma das 
melhores maneiras empíricas de determinação do consumível a ser utilizado na solda. 
Os dois eletrodos, AISI 308 ou 316, possibilitam a zona fundida estar no centro do 
gráfico, entretanto os motivos levantados na precipitação da fase Sigma e os agravantes 
ocasionados pela mesma demonstram que o metal de solda AISI 308 deve ser utilizado. 
Amostra 2: Tubo de enchimento. União de duas barras redondas de aço inoxidável AISI 
304 usinada em torno convencional, unidas por solda TIG, corrente 165A, 25 V, eletrodo AISI 
31 
 
304L de 1/16” de diâmetro, com preenchimento de espaços externos vazios. Posteriormente 
processo de eletropolimento aplicado em toda superfície externa e interna. 
 
Quadro 4 - Composição química da amostra 2 em comparação ao aço inoxidável AISI 304 normas ASTM 240 
Elemento C Mn P S Si Cr Ni N 
AISI 304 0.07% 2.00% 0.045% 0.03% 0.75% 
17.5 a 
19.5% 
8.00 a 
10.5% 
0.1% 
Pino 0.055% 1.32% 0.032% 0.028% 0.73% 18.6% 8.54% - 
Corpo 0.048% 1.22% 0.034% 0.03% 0.69% 18.89% 9.1% - 
Fonte: Dados extraídos pelo autor através dos testes 
 
Figura 18 - a) Imagem amostra antes da cabine; b) Imagem após teste de Salt Spray; c) Desenho técnico da peça; 
d) Metalografia da ZAC; e) Imagem da literatura da fase sigma presente na oxidação 
 Fonte: a, b, c, d) Fotos tiradas pelo autor; e) Vach, et al.,(2008) 
32 
 
 
A amostra 2 não apresentou indícios de alteração na composição química de seus 
componentes conforme visto no Quadro (4), entretanto ao ensaio de Salt Spray ocorreram 
pontos de oxidação como na Figura (18-b) na parte interna da peça localizados nas fendas entre 
o corpo principal e os pinos. 
 Na análise da microestrutura representada na Figura (18-d) foi possível detectar grãos 
destacados na região austenítica da peça. Este defeito pode se dar através da precipitação dos 
carbonetos de cromo nos contornos dos grãos, também conhecido como sensitização, e 
consequentemente susceptível a corrosões intergranulares. Pois esta peça é pré-montada e 
soldada somente na parte posterior o que ocasiona uma lacuna não preenchida e no processo de 
soldagem ocorre uma elevada temperatura, pois a peça possui uma espessura relativamente alta. 
Estes dois fatores aliam-se ao líquido que passa por este local e que após a limpeza deixa 
resíduos nas falhas. 
Fang, et al., (2007) relata que os aços inoxidáveis austeníticos são susceptíveis a 
corrosão intergranular quando expostos a uma temperatura entre 500 e 800 °C, podendo 
acontecer durante a soldagem ou serviço de aumento de calor. 
 A precipitação de carbonetos de cromo (Cr23C6) ilustrada na Figura (18-e) nas 
fronteiras de grão ocasiona a retirada de Cromo (Cr) das regiões adjacentes e centro do grão, 
fazendo com que estas fiquem expostas a ambientes agressivos e resultando nas falhas 
inesperadas. (HU, XIA, et al., 2011) 
O motivo responsável pela enorme precipitação se deve ao carbono presente na 
estrutura, pois quanto menor o teor de carbono menor será a sensitização nos grãos. Algumas 
literaturas sugerem o uso do aço inoxidável AISI 304L por apresentar em sua composição uma 
menor quantidade de carbono conforme Quadro 1. 
O gráfico TTT do aço inoxidável AISI 304 da Figura (19) demonstra que quanto menor 
for a presença de carbono presente na composição química mais tempo será necessário para 
ocorrer a precipitação de carbonetos na estrutura. 
33 
 
Figura 19 - Diagrama TTT do aço inoxidável variando temperatura em °C em função do Tempo em segundos 
 
Fonte: Lombardi (1993) 
 
Dehsorkhi, et al., (2014) explica que aços inoxidáveis AISI 304L são bem conhecidas 
por causa da boa resistência à corrosão e soldabilidade aceitável. Eles são amplamente 
utilizados em aplicações de engenharia, tais como indústrias de petróleo e petroquímica, 
implantes biomédicos e indústrias alimentares 
Unnikrishnan, et al., (2014) estudou a soldabilidade de um corpo-de-prova de aço 
inoxidável AISI 304L usando um eletrodo AISI 308L. Ele observou que mesmo na entrada de 
calor mais elevado, o processo de soldagem não resultou em precipitação significativa de 
carbonetos ou fases intermetálicas. 
Chan & Tjong (2014) explicou que quando precipitados de Cromo fazem o local 
sensitizados ficar exposto a corrosões por pites ou até mesmo generalizadas no local. 
Pierozynski & Kowalski (2011) examinou a reação na região de solda de um aço 
inoxidável na presença de reagentes à base de hipoclorito, liquido usado na desinfecção em 
empresas de laticínios e empresas alimentícias em geral no processo de CIP. Ele chegou a 
conclusão que os ânions de cloro são capazes de danificar a camada de passiva presente na 
superfície de aço inoxidável na região da solda próximos os grãos destacados na precipitação. 
Como nenhuma evidência de corrosão foi encontrado fora da soldadura área no mesmo 
estudo, fortemente acreditava que o fenômeno de corrosão está diretamente ligado ao emprego 
impróprio de procedimentos de soldagem. (PIEROZYNSKI e KOWALSKI, 2011) 
Amostra 3: Base do tombador: Peça micro fundida em cera perdida com seguinte 
processo de usinagem para realização de roscas M8. Acabamento realizado através do 
jateamento de esferas de vidro. 
 
34 
 
Figura 20 - a) Imagem amostra antes da cabine; b) Desenho técnico da peça; c) Imagem após teste de Salt Spray; 
d) Metalografia da ZAC; e) Imagem da literatura da fase sigma 
 Fonte: a, b, c, d) Fotos tiradas pelo autor; e) ASM HANDBOOK - Volume 9 (1985) 
 
Quadro 5 - Composição química da amostra 3 em comparação ao aço inoxidável AISI 304 normas ASTM 240 
Elemento C Mn P S Si Cr Ni N 
AISI 304 0.07% 2.00% 0.045% 0.03% 0.75% 
17.5 a 
19.5% 
8.00 a 
10.5% 
0.1% 
Corpo 0.03% 1.1% 0.031% 0.029% 0.72% 18.21% 8.01% - 
Fonte: Dados extraídos pelo autor através dos testes 
 
 A amostra 3 vistas na Figura (20-a) apresentou estrutura metalográfica austenítica 
Figura (20-d) assim como indicado na literatura Figura (20-e). Sua composição química 
apresentou valores normais e dentro dos esperados. 
Mesmo com estes resultados o teste de Salt Spray revelou uma grande oxidação nas 
faces expostas à cabine salina Figura (20-c) mesmo após pouco tempode exposição (24 horas 
35 
 
– 1 ciclo) demostrando que haviam partículas incrustadas na superfície da peça e que apresentou 
aparência oxidada. 
Maia, et al., (2015) realizou experimentos com esponjas de aço (amostras com grande 
quantidade de ferro e carbono na superfície) em ambiente ácidos e verificou após 24 horas a 
oxidação das mesmas, que por sua vez tiveram a aparência igual a peça estudada. 
Acredita-se que as peças tiveram contaminação cruzada na cabine de jateamento de 
esferas de vidro. Este processo é realizado internamente e pode ter ocorrido o acabamento de 
peças em aço carbono AISI 1020 ou AISI 1045 anteriormente. Como o processo acelera as 
esferas contra a peça as partículas de carbono presas no processo anterior, deposita o carbono 
nas lacunas dos contornos de grão oxidando a peças prematuramente. 
Como alternativa deve-se investir em outra cabine de jateamento e separar as peças com 
matérias que possam vir a ter contaminação cruzada. Outra sugestão pode ser a terceirização 
das peças em aço carbono, separando as mesmas dos processos internos, e além disto orientar 
o operador através de cursos internos e ter rastreabilidade das peças na fábrica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
 
4 CONCLUSÃO 
 
O presente trabalho abordou o estudo de peças da empresa Mesal Máquinas LTDA 
que apresentam defeitos relacionados a oxidação prematuros tendo na sua maioria a necessidade 
da troca destas peças em clientes acarretando custos desnecessários a empresa. 
Na comparação das análises e dos testes realizados em laboratório com a revisão 
bibliográfica procurou-se a explicação para os defeitos e as possíveis soluções para cada uma 
das amostras abordadas. 
A oxidação da amostra 1 pode ser relacionado ao processo de solda, onde o material 
de construção da peça era de aço inoxidável AISI 304, e o material de adição de solda em AISI 
316L. Através da literatura foi possível chegar a explicação que a ocorrência da oxidação nos 
locais soldados era devido ao Molibdênio (Mo) presente na constituição química do eletrodo, 
assim quando a junta era aquecida pelo processo de solda TIG ocorria a formação de 
precipitados da fase sigma, gerando pontos de enfraquecimento da zona fundida. 
Analisando que atualmente é feito o uso do eletrodo errôneo pelo fato também do 
eletrodo (ou material de adição de solda) ter um custo maior frente a um eletrodo AISI 308L, 
que por sua vez apresenta resultados melhores nos locais soldados. 
A escolha atualmente do eletrodo para a solda da Amostra 1 fica sob a responsabilidade 
do soldador, que seleciona aleatoriamente, demonstrando que os mesmos não possuem 
treinamento para sua diferenciação e também o conhecimento das consequências e os danos 
causados pela troca para com a empresa. 
Para solucionar tais problemas uma das alternativas seria desenvolver treinamentos 
com os envolvidos e explanar os efeitos ocasionados pela troca dos eletrodos. 
Para a empresa a utilização do material de adição de solda correto geraria uma redução 
de custo substancial já que os eletrodos hoje empregados possuem um custo mais elevado, e a 
diminuição dos impactos de ocorrência de oxidação. 
A amostra 2 demonstrou problemas na especificação da engenharia frente aos 
materiais escolhidos para união dos componentes, mais especificamente nas matérias-primas 
empregadas. 
Atualmente usa-se o material em aço inoxidável AISI 304 onde deveria ser usado o 
AISI 304L pois como explicado nas literaturas consultadas a precipitação de carbono seria 
menor nas frestas internas, ocasionando uma menor oxidação quanto a peça é exposta a 
processo de CIP que contém íons de cloreto e demais parecido agressivos a regiões com grãos 
precipitados. 
37 
 
Também dever ser revisto a fenda deixada internamente porque pode ser local a ser 
afetado por contaminações, tendo em vista que para a solução do problema deveria ser feito 
solda interna, ou até mesmo, uma peça microfundida com a presença dos pinos internamente. 
Além disto, para melhor funcionamento das amostras 1 e 2, a empresa deveria 
confeccionar um manual exibindo as máximas quantidades de concentração de produtos 
químicos usados na esterilização e limpeza pelo CIP, tendo assim argumentos quando as peças 
fossem expostas a concentração demasiadamente fortes fora do padrão dos aços inoxidáveis. 
A amostra 3 apresentou defeitos de processo interno na utilização da cabine de 
jateamento de esferas, já que fora evidenciado a oxidação em toda superfície da peça, devido a 
presença de partículas oxidadas na face, possivelmente sendo deposição de aço AISI 1020. 
Uma das alternativas de soluções deste problema poderá ser a construção de cabines de 
jateamento separadas, ou seja, que atendam os dois tipos de matérias aço carbono e aço 
inoxidável separadamente ou até mesmo a terceirização de um dos processos para que assim 
não haja possiveis contaminações. 
Para as amostras 1 e 3 deverá ser analisado o custo x benefício do processo de 
eletropolimento, pois apresenta extrema resistência a corrosão, livrando a superfície de 
elementos oxidantes e dando melhor acabamento a quanto a rugosidade, parâmetro de 
sanitariedade tão exigido por instituições de controle. 
Por fim concluo que deve haver uma restruturação interna em três setores dentro da 
empresa que considero de suma importância para conseguir realizar as melhorias. 
 A engenharia de produto fica responsável por melhorar a especificação dos desenhos 
técnicos fornecidos a fábrica, determinando os eletrodos a serem usados na fabricação de cada 
componente, assim como melhorar avaliação dos espaços sem solda nas peças que possam 
causar acúmulos de produto e possíveis pontos de oxidação e contaminação. 
A engenharia de vendas e pós-vendas deve auxiliar o cliente na utilização dos sistemas 
de limpeza, determinando a máxima quantidade de produtos químicos presentes na solução 
aplicada nos equipamentos, evitando ataques agressivos aos componentes de aço inoxidável. 
Por fim deve ser envolvida a engenharia de produção para que possa ficar a parte dos 
problemas que estão acontecendo no setor produtivo, para que haja na reestruturação de 
algumas células, como solda e jateamento de esferas, normatizando as mesmas e unificando os 
trabalhos para evitar contaminação cruzadas ou utilização errada de matérias-primas e 
ferramentas. 
 
38 
 
5 PROPOSTA PARA TRABALHOS FUTUROS 
 
Para trabalhos futuros podem ser propostos alguns temas como: 
a) Variar o valor da rugosidade para estudo da influência na mesma na oxidação 
nas superfícies das peças; 
b) Uso de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para análise de cada local 
com foco de oxidação indicado, podendo determinar as composições químicas 
do local afeta e estágio de cada fase; 
c) Realizar teste de sensitização em regiões afetas pelo destacamento dos grãos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
39 
 
6 REFERENCIAS 
 
A240, A. Standard Specification for Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel 
Plate, Sheet, and Strip for Pressure Vessels and for General. ASTM, 2007. 
 
ABLE, E. W. Looking for solutions to metal surface problems?, junho 2008. Disponivel em: 
<www.ableelectropolishing.com/electrop.htm>. Acesso em: 10 Outubro 2015. 
 
ANDRADE, N. J. Higiene na indústria de alimentos - Avalização e controle de adesão e 
formação de biofilmes bacterianos. 1°. ed. São Paulo: Varela, 2008, 412 p. 
 
APPLEMAN, B. R. Cyclic accelerated testing: The prospects for improved coating 
performance evaluation. J. Protective Coat, Linings, p. 71–79 , 1989. 
 
ASM HANDBOOK - VOLUME 9. Metallography and microstructures. ASM International 
- The Materials Information Company, 1985. 
 
ASTM B374-06. Standard Terminology Relating to Electroplating. ASTM 
INTERNATIONAL, 2011. 
 
BAULY, J. C. Caracterização microstrutural e propriedades de juntas dissimilares entre 
aços inoxidáveis fabricadas porprocessos de fusão. IPEN - Universidade de São Paulo. 
Dissertação de Mestrado - São Paulo, p. 147. 2000. 
 
BORNMYR, A. Handbook for the pickling and cleaning of stainless steel. Avesta, Suécia: 
AvestaPolatir Welding AB, 1995, 20 p. 
 
BRACARENSE, A. Q. Porcesso de soldagem TIG - GTAW. Belo Horizonte: UFMG, 2000, 
22 p. 
 
CHAN, K. W.; TJONG, S. C. Effect of Secondary Phase Precipitation on the Corrosion 
Behavior of Duplex Stainless Steels. Department of Physics and Materials Science, City 
University of Hong Kong, p. 5268-5304 , Jul. 2014. 
 
CHIAVERINI, V. Aços e ferros fundidos: carateristicas gerais, tratamentos térmicos, 
principais tipos. 4° ed. ed. São Paulo: ABM, 1996. 
 
CORDEIRO FILHO, A. C. J. Estudo da Soldabilidade e Avaliação de Corrosão 
Intergranular em Junta Soldada de Aço Inoxidável AISI 430 pelo Processo TIG. 
Dissertação de Mestrado - São Luís. 2008. 
 
COSTA, A. L.; MEI, P. R. Aços e ligas especiais. 3°. ed. São Paulo: Edgar Blucher, 2011. 
 
DEHSORKHI, R. N. et al. The effect of grain size and martensitic transformation on the wear 
behavior of AISI 304L stainless steel. Materials and Design, v. 64 , p. 56-62 , Dez. 2014. 
 
ELIAS, M. D. S.; PARANHOS, R. Avaliação Metalúrgica da Soldagem de Revestimento Inox 
Austenítico sobre o aço SAE 4130. Soldagem Inpeção São Paulo, Campos do Goytacazes - 
RJ, Dezembro 2014 2014. 343-352. 
40 
 
ELSAWY, A. Characterization of the GTAW fusion line phases for superferritic stainless steel 
weldments. Journal Materials Processing Technology, p. 128-132 , Dez. 2001. ISSN . 
 
FANG, X. et al. Corrosion behaviors of random and special grain boundaries in a sensitized 
304 stainless steel. Journal of Iron and Steel Research International, v. 14 , p. 339-343 , 
Set. 2007. 
 
FENG, Y. et al. Keyhole gas tungsten arc welding of AISI 316L stainless steel. Materials and 
Design, v. 85 , p. 24-31, Nov. 2015. 
 
FODRA FILHO, V. L. Acabamento dos aços inoxidaveis. Belo Horizonte: ACESITA, v. 51 
, 1997. 
 
GENTIL, V. Corrosão. 6°. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. 
 
GILMAN, J. J. Hardening of high-chromium steels by sigma phase formation. Transactions 
of the American Society for Metals, p. 161-192 , 1951. 
 
GUNN, R. Duplex Staniless Steels ( Microstructure, properties and aplications). Abington 
Publishing, p. 216 , 1997. 
 
HAYNES, G. C. Corrosion Test and Standards: aplication ant interpretation. Philadelphia: 
ASTM, v. 27-29, 1995. 
 
HSIEH, C.-C.; WU, W. Discussing the precipitation behavior of sigma phase using diffusion 
equation and thermodynamics simultion in dissimilar stainless steel. Journal of Alloys and 
Compounds, v. 506 , p. 820-825 , 2010. 
 
HU, C. et al. Improving the intergranular corrosion resistance of 304 stainless steel by grain 
boundary network control. Corrosion Science, v. 53 , p. 1880 - 1886 , Mai. 2011. 
 
HUNTZ, A. M. et al. Oxidation of AISI 304 and AISI 439 stainless steels. Materials Sciense 
and Enginnering, v. 447 , p. 266-276 , Fev. 2007. 
 
JONES, D. A. Principles and Prevention of Corossion. 2°. ed. New York, USA: Editora 
Macmillan Publishing Company, 1992. 
 
JORDAO, F. G. Perfil sensorial e aceitabilidade de suco de laranja integral pasteurizado 
e suco de laranja reconstituído. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo. 
Piracicaba, p. 58. 2005. 
 
KOU, S. Welding Metallurgy. 2nd ed. Wyley-Interscience Publication, New Jersey, p. 446 , 
2003. 
 
LEE, E. S. Machining Characteristics of the electropolishing of stainless steel (STS316L). 
Journal Adv. Manuf. Technology, 2000. 591-599. 
 
LOMBARDI, C. C. M. Estudo da influência da fase ferrítica sobre o comportamento de 
corrosão de aços inoxidáveis austeníticos. IPEN - Universidade de São Paulo. Dissertação de 
mestrado - São Paulo, p. 140. 1993. 
41 
 
 
MACHADO, I. G. Soldagen e técnicas conexas. Porto Alegre, p. 477 , 2007. 
 
MAIA, D. J. et al. Experimento sobre a influência do pH na corrosão do Ferro. Experimentção 
no ensino da química, v. 37 , p. 71-75 , Mai. 2015. 
 
MIRSHEKARI, G. R. et al. Microstructure and corrosion behavior of multipass gas tugsten arc 
welded 304L stainles steel. Material and Desing, v. 55 , p. 905-911 , Mar. 2013. 
 
MODENESI, P. J. Apostila Soldabilidade dos Aços Inoxidaveis. Osasco - SP: SENAI, v. 1, 
2001. 
 
MOMENI, M.; ESFANDIARI, M.; MOAYED, M. H. Improving pitting corrosion of 304 
stainless steel by electropolishing technique. Iranian Journal of Materials Science & 
Engineering, v. 9 , p. 34-42 , Nov. 2012. 
 
PIEROZYNSKI, B.; KOWALSKI, I. M. The Influence of Hypochlorite-Based Disinfectants 
on the Pitting Corrosion of Welded Joints of 316L Stainless Steel Dairy Reactor. International 
Journal of Electrochemical Science, v. 6 , p. 3913-3921 , Set. 2011. 
 
PINTO, D. F. Comportamento em Corrosão Sob Tensão de um Aço Inoxidável Ferrítico 
AISI 444 Soldado com Aço Inoxidável Austenítico AISI 316LSi, em Meios Contendo 
Cloretos. REDEMAT. Dissertação de Mestrado - Belo Horizonte, p. 127. 2006. 
 
RAMANATHAN, L. V. Corrosão e seu controle. São Paulo: Hemus, 1988. 
 
RAMÍREZ-LONDOÑO, A. J. Estudo da precipitação de nitreto de cromo e fase sigma por 
simulação térmica da zona afetada pelo calor na soldagem multipasse de aços inoxidáveis 
duplex. Universidade Nacional da Colombia. Disseração de Mestrado - São Paulo, p. 176. 
1997. 
 
RESENDE, F. C. T. Oxidação dos aços AISI 304 e AISI 439 em alta temperatura e relação 
da difusão do cromo e do oxigênio com o crescimento. REDEMAT. Dissertação de Mestrado 
- Belo Horizonte, p. 98. 2006. 
 
SANTOS, M. G. Eficiência do processo Clean in Place (CIP) na remoção de fiofilmes 
formadors pro Listeria monocytogenes simulando diferentes condições encontradas em 
laticínios. Dissertação de Mestrado - Universidade de São Paulo. Piracicaba, p. 86. 2009. 
 
SILVA, A. C. Avaliação de linha de produção de refrigerantes em garrafas retornáveis 
com a substituição parcial de conservantes. Dissertação de Mestrad0 - Instituto Federal de 
Eduacação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, p. 94. 2013. 
 
TEROERD, F. I. Internatioal Stainless Steel Fourm, p. 6. [S.l.]: [s.n.]. 2006. 
UNNIKRISHNAN, R. et al. Effect of heat input on the microstructure, residual stresses and 
corrosion resistance of 304L austenitic stainless steel weldments. Material Characterization , 
v. 93 , p. 10-23 , Jul. 2014. 
 
42 
 
VACH, M. et al. Evolution of secondary phases in austenitic stainless steels during long-term 
exposures at 600, 650 and 800 °C. Material Characterization 59, v. 59 , p. 1792-1798 , Dez. 
2008. 
 
VENTURINI FILHO, W. G. Tecnologia de Bebidas. 1°. ed. São Paulo: Editora Edgar Blucher, 
2005. 
 
WHO, W. H. O. The role of food safety in health and development. World Health Organ , 
2008. 
 
YUNG, T.-Y.; CHIANG, M.-F.; LIU, T.-Y. The Salt Spray Environments for Mechanical 
Degradation of welded SS304 Stainless Steels. International Journal of Engineering and 
Technical Research (IJETR), p. 2 , Fev. 2014.

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