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1 COLETÂNEA DE ESTUDOS PESSOAIS – LIVRO 1 POR: RAPHAEL CONDESSA FIGUEREDO MÓDULO: PINTURA INDUSTRIAL CONCEITOS E DEFINIÇÕES “Na especificação de um esquema de pintura procura-se indicar tintas de alto padrão técnico, preparo adequado de superfície e condições de aplicação para se conseguir bom desempenho do esquema de pintura e consequentemente adequado tempo de vida útil das estruturas ou equipamentos. Entretanto por ocasião do esquema de pintura se não houver qualificação do pintor, todos os gastos na elaboração da especificação e na aquisição dos materiais podem ser perdidos pelo fato desses profissionais não terem os conhecimentos teóricos básicos para que, somados à capacitação prática, permitam atingir os objetivos da PINTURA INDUSTRIAL.” Raphael Condessa Figueiredo Inspetor de Pintura Industrial N-1 SNQC-CP n° 1092 Inspetor de Pintura Industrial ABRACO N-2 n° 8710 NACE Coating Inspector Certified CIP Level 2 No. 33363 NACE O-CAT Technician No. 35319 Inspetor de Revestimentos Orgânicos OCT N-1 n° 91304 Inspetor de Soldagem Nível 2 FBTS Norma AWS D1.1 Inspetor de Controle Dimensional – Caldeiraria e Tubulação Zepto N-2 Membro das Associações Internacionais de Pintura SSPC e NACE 1ª edição 2 PREFÁCIO À PRIMEIRA EDIÇÃO Este presente trabalho tem por finalidade servir como uma pequena introdução à pintura anticorrosiva, convidando os leitores a mergulhar neste vasto universo que é o tema Corrosão e Proteção. Irei discorrer sobre os tópicos constantes nas cartilhas que foram fornecidas, seguindo este mesmo cronológico. Serão elaborados dois trabalhos, um se trata do presente apresentado, totalmente pautado na teoria, com uma explicação simples e quase que de maneira “falada”, assim facilitando a compreensão dos leitores, além de ser também a única maneira que sei assim o fazer. O segundo trabalho se trata de uma sequência de slides, onde a apresentação será meramente ilustrativa, isto é, apenas com as fotos de modo que o receptor possa identificar os conceitos que aqui foram tratados. Ao final deste trabalho convido aos leitores buscarem melhores esclarecimentos e aprofundamento na bibliografia apresentada, pois este trabalho tem cunho apenas introdutório. Ao Grande Arquiteto do Universo todo o mérito. 3 WORKSHOP SOBRE PINTURA INDUSTRIAL COMO PROTEÇÃO ANTICORROSIVA -TÓPICOS A SEREM ABORDADOS: 1) INTRODUÇÃO – Pág. 6 1.1) História 1.2) Custo da Corrosão 2) CONCEITOS DA CORROSÃO – Pág. 7 2.1) Definição e Tipos de Materiais 2.2) Pilha Eletroquímica e seus componentes 2.3) Tipos de pilhas eletroquímicas 2.4) Tabela de Potencial de Eletrodo 2.5) Carepa de Laminação 2.6) Tipos de Corrosão 2.7) Ambientes Corrosivos 2.8) Práticas de Projeto/design 3) PREPARO DE SUPERFÍCIE – Pág. 12 3.1) Objetivo 3.2) Tipos de Adesão 3.3) Contaminantes 3.4) Métodos de Preparo de Superfície 3.5) Tipos de Abrasivos 3.6) Padrões de Limpeza 4) TÉCNICAS DE COMBATE À CORROSÃO – Pág. 15 4.1) Revestimentos metálicos, não metálicos e orgânicos 4.2) Tipos de Proteção 4.3) Proteção Catódica 4.4) Pintura Anticorrosiva 5) TIPOS DE TINTAS – Pág. 18 5.1) Definição 4 5.2) Tipos de Tintas (resinas) 5.3) Constituintes de uma Tinta 5.4) Mecanismos de Formação da Película (cura) 5.4.1) Evaporação por Solventes 5.4.2) Coalescência 5.4.3) Hidrólise 5.4.4) oxidação 5.4.5) Polimerização 5.4.6) Polimerização Térmica 5.5) Diluição 5.6) Mistura e Homogeneização 5.7) Pintura Interna 5.8) Noções de Esquema de Pintura 5.9) Reparo 6) MÉTODOS DE APLICAÇÃO – Pág. 21 6.1) Trincha 6.2) Rolo 6.3) Pistola Convencional 6.4) Pistola Airless Spray 6.5) Pintura Eletrostática 7) FALHAS E DEFEITOS DA PINTURA – Pág. 23 7.1) Tipos de Defeitos e suas Principais Causas 7.1.1) Escorrimento 7.1.2) Enrugamento 7.1.3) Impregnação por Abrasivos 7.1.4) Craqueamento 7.1.5) Empolamento 7.1.6) “Olho de Peixe” 7.1.7) “Casca de Laranja” ou Orange Peel 7.1.8) Porosidade 7.1.9) Sangramento 7.1.10) Pulverização Seca ou overspray 7.1.11) Descascamento 5 7.1.12) Oxidação 7.1.13) Estrias 7.1.14) Empoamento 7.1.15) Fervura 7.1.16) Inclusão de Pêlos 8) INSPEÇÃO – Pág 27 8.1) Pré-Limpeza 8.2) Preparo de Superfície 8.3) Sistema de Pintura 8.4) Etapas 8.4.1) Recebimento de Materiais 8.4.2) Contaminantes pré preparo 8.4.3) Condições Climáticas 8.4.4) Padrão de Limpeza 8.4.5) Perfil de Rugosidade 8.4.6) Determinação de Teor de Sais Solúveis 8.4.7) Teste de Poeira 8.4.8) Espessura de Película Úmida 8.4.9) Espessura de Película Seca 8.4.10) Inspeção Visual 8.4.11) Teste de Aderência 8.4.12) Ensaio de Resistência à Tração 8.4.13) Ensaio de Detecção de Descontinuidade na Película 8.4.14) Granulometria de Abrasivos 8.4.15) Condutividade de Abrasivos EXERCÍCIOS – Pág. 38 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS – Pág. 43 ANEXOS – Pág. 44 6 CAPÍTULO PRIMEIRO – INTRODUÇÃO Iremos ver o que vem a ser a Corrosão, sua definição, morfologia, causas e como preveni-la – corrosão essa que é conhecida popularmente como a “ferrugem”, que vem a ser o óxido de ferro (Fe₂O₃), produto de corrosão dos aços. Estudaremos os principais métodos de combate à corrosão e o principal foco desta obra é a Pintura Industrial, portanto, é importante previamente saber o que vem a ser Pintura Industrial. Pois bem, temos o aço como principal material utilizado na engenharia para construção de equipamentos e instalações e é devido à sua baixa resistência à corrosão que meios de combate e prevenção da corrosão devem ser desenvolvidos e aplicados, pois do contrário a deterioração de bens seria de tal forma que os prejuízos seriam incalculáveis, e a melhor opção para o combate deste fenômeno conhecido como corrosão é a Pintura Industrial, devido ao seu atraente custo-benefício, facilidade de manutenção e aplicação, versatilidade e empregabilidade nas plantas industriais. Sua aplicação consiste na interposição de uma película, geralmente orgânica, entre o meio corrosivo e o material metálico a ser protegido – estes revestimentos são aplicados por forma de tintas, que veremos um pouco mais a seguir. Como principal finalidade temos a prevenção da corrosão, isolando o metal do meio por meio de uma película de tinta, porém possui diversas outras finalidades auxiliares, como utilização para diminuir a aspereza superficial, melhorando assim o escoamento de fluidos em tubulações, como material utilizado para evitar a contaminação de produtos em interiores de tanques de armazenamento, por finalidade estética em estruturas e instalações, sinalização de segurança e identificação em fluidos em tanques, reservatórios e tubulações, dentre outros. O custo da corrosão estimado nos Estados Unidos é de 167 bilhões ao ano, sendo também estimado que 1/3 da produção do aço de todo o mundo é destinado para a reposição de estruturas condenadas devido à sua deterioração, portanto, o estudo e trabalho com responsabilidade no que concerne a proteção anticorrosiva dos materiais 7 se faz necessário evitar prejuízo e lucro cessante em instalações devido à reposição dos materiais, viabilidade econômica das industriais construídas em materiais metálicos, bem como garantir a segurança das pessoas envolvidas com a operação ou mesmo com equipamentos do dia a dia, evitando acidentes causados pela corrosão. CAPÍTULO SEGUNDO – CONCEITOS DA CORROSÃO Corrosão é a deterioração de um material, especialmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio, e deve ser combatido, pois com a corrosão há uma perda de matéria (aço), o que implica na confiabilidadeoperacional do equipamento. O metal se desfaz gradativamente, causando a perda ou inutulização do equipamento. E no nosso caso, minimizamos esse processo corrosivo por meio de aplicação de tintas, que formam uma proteção por barreira impedindo a passagem das intempéries ao aço. Este processo pode ser de natureza química ou eletroquímica. A corrosão química é a reação ocorrida em temperaturas elevadas e na ausência de água, observada nos processos de laminação dos aços, onde há a formação, devido ao contato imediato do aço com o oxigênio presente no ar atmosférico, de uma camada na superfície do aço denominada carepa de laminação, que veremos a seguir. A corrosão eletroquímica, que é o que iremos buscar a todo tempo combater, trata-se do processo que envolve 4 elementos de uma pilha eletroquímica, ocorrendo em baixas temperaturas (temperatura ambiente) e temperaturas abaixo do ponto de orvalho, havendo o deslocamento de elétrons, diferentemente do exemplo anterior, onde não há tal deslocamento. O aparecimento de pilhas de corrosão é consequência de potenciais de eletrodos diferentes – um conceito importante aplicável às pilhas de corrosão é o das reações de oxidação e redução, pois as reações da corrosão eletroquímica envolvem sempre reações oxi-redução. Como vimos, para que ocorra a corrosão eletroquímica devemos ter os quatro componentes de uma célula/pilha eletroquímica, que são o Cátodo, o Ânodo, Eletrólito e um caminho metálico, que por definição são: 8 Ânodo: uma área tida como anódica é a área onde se verifica a perda de massa (corrosão), por meio de reações de oxidação. Cátodo: uma área tida como catódica é onde se observa que a estrutura se apresenta intacta (sem perda de materiais) e protegida, havendo reações de redução. Eletrólito: é toda solução condutora ou um condutor iônico que envolve simultaneamente as áreas anódicas e catódicas, acelerando o processo da corrosão. Vale salientar que a água não é eletrólito, mas sim apenas tida como solvente universal, o eletrólito vem a ser os sais contidos nesta água que irá acelerar a taxa de corrosão em uma pilha eletroquímica, por exemplo, o cloreto de sódio. Caminho Metálico: trata-se do caminho metálico que proporciona a ligação elétrica entre o ânodo e o cátodo, em uma célula eletroquímica, em outras palavras, a própria interligação do metal ou entre dois metais. Serão discutidas a seguir as principais causas de aparecimento de pilhas de corrosão, com as devidas denominações para cada tipo de pilhas formadas. Pilha de Eletrodo Diferente: Também denominada pilha galvânica, surge sempre que dois metais ou ligas metálicas são colocadas em contato entre si, gerando uma área anódica e uma área catódica, onde quão mais é acentuada a taxa de corrosão de acordo com a diferença de potencial de cada material e o potencial do eletrólito considerado. Pilha de Ação Local: Esta pilha é provavelmente a mais presente na natureza, onde aparece em um mesmo material devido à sua heterogeneidade diversas, decorrentes da composição química do material, textura do metal, tensões residuais, diferença de contornos nos grãos do metal, gradiente de temperatura, etc. Pilha Ativa-Passiva: Esta pilha ocorre nos materiais capazes de formar uma película protetora, ou seja, de se apassivarem anodicamente, como é o caso do cromo, do alumínio e aço inoxidável. Tal película consiste do próprio produto de corrosão do metal, onde o fenômeno ocorre inicialmente, porém como o produto desta corrosão é insolúvel, tal camada é formada e permanece na superfície, protegendo o material – 9 sendo esta camada danificada, haverá a exposição do metal, assim formando a pilha e iniciando-se o processo da corrosão por pilha ativa-passiva, muito perigosa, pois é pontual e pode ocasionar pequenos furos (pites,) no metal. Pilha de Concentração Iônica Diferencial: Esta pilha ocorre sempre que que um material metálico é exposto a diferentes concentrações de seus próprios íons. Esta pilha é muito frequente em frestas quando o meio corrosivo é líquido. Neste caso, o interior da fresta recebe pouca movimentação de eletrólito, tendendo a ficar mais concentrado com íons de metal, enquanto a área externa da fresta fica menos concentrada, com consequente corrosão das bordas das frestas. Pilha de Aeração Diferencial: Esta pilha é formada pela diferença de concentração de oxigênio de um metal. Observa-se a oxidação (desgaste) na área com menor concentração de oxigênio. A tabela de potencial de eletrodo provém do confronto de todos os metais com o eletrodo padrão de hidrogênio. Nesta tabela podemos verificar o potencial eletronegativo de cada material, assim sendo possível prever que materiais serão anódicos ou catódicos com relação ao outro. Importante saber que os metais padrão que são mais reativos nesta tabela em relação ao aço carbono são o Magnésio, Zinco e Alumínio. Em tratando-se de aço ao carbono, é primordial saber o que vem a ser a carepa de laminação e porque devemos fazer sua remoção antes da aplicação de qualquer sistema de pintura. Como vimos, a carepa de laminação é uma camada formada no processo de laminação a quente dos metais, tendo cor azulada/acinzentada – tal camada é extremamente aderente e até certo ponto até protege o metal, porém deve ser removida. Muitas obras são realizadas e a pintura é toda realizada sob carepa de laminação, motivo de tantos prejuízos e falha prematura do revestimento. A carepa de laminação deve ser removida pois possui coeficiente de dilatação térmica diferente ao do aço carbono, o que com a variação de temperatura faz com que ocorra trincas nesta camada, assim expondo o metal. Outrossim, a carepa de laminação é catódica em relação ao aço carbono e como houve a exposição do metal, há a aceleração da corrosão e o metal tornando-se anódico em relação à carepa, haverá a deterioração do 10 metal a ser protegido para proteger a carepa de laminação, ocasionando no desagregar por completo da carepa de laminação do aço. Portanto, ainda que seja aplicado o melhor sistema de pintura, o mesmo irá ter seu desempenho prejudicado, pois a carepa e laminação tão logo irá desagregar e de nada servirá todo o revestimento aplicado. Ademais, a pintura apresenta boa aderência sob a carepa de laminação, e como em uma estrutura depois de pintada não é possível verificar se houve o devido preparo de superfície, muitas obras são realizadas assim, mas a denúncia vem à tona, pois não há garantia na pintura e a falha vem de maneira precoce. Face ao exposto, é muito importante conhecermos os meios corrosivos e suas influências no que concerne a taxa de corrosão dos materiais. Temos a atmosfera, o solo, águas naturais, águas do mar e produtos químicos. Definindo-os como a seguir: Atmosfera: Para este meio, temos 5 subconjuntos, são eles: Atmosfera Desértica: Onde há falta de umidade e forte calor, assim, a corrosão é praticamente inexistente. A corrosão eletroquímica começa a ocorrer com umidade relativa do ar acima de 40% - a capital de nossa nação Brasília, por exemplo, possui como característica o clima seco, logo, a incidência da corrosão é bem pequena por lá. Atmosfera Rural: É caracterizada principalmente pela alta taxa de umidade relativa do ar e grande incidência de chuvas. Atmosfera Marítima: Possui os mesmos inconvenientes que a atmosfera rural, isto é, alta umidade relativa do ar e chuvas, porém é um meio mais agressivo devido à névoa salina, onde há alta presença do eletrólito cloreto de sódio (NaCl). Como complemento, informo que em plataformas há situações onde há dois meios envolvidos, que é a atmosfera marítima e imersão, denominada splash-zone ou zona de transição da maré, onde a estrutura e encontra imediatamente submersa em água do mar e aérea sob influência dos sais. Atmosfera Industrial: É classificado pela presença depoluentes industriais, como álcalis, gases e ácidos, eletrólitos fortes presentes em pólos industriais. 11 Há também a atmosfera marítima/industrial, onde há a presença de todos os contaminantes e está situado à orla marítima. Águas Naturais: Estas águas podem conter sais minerais, eventualmente ácidos ou bases, resíduos industriais, poluentes diversos e gases dissolvidos. O eletrólito é constituído de água com sais dissolvidos. Trata-se de condição de imersão. Águas do Mar: Estas águas contém uma grande quantidade de sais e, portanto, são um eletrólito de excelência. Trata-se de condição de imersão. Produtos Químicos: Os produtos químicos, desde que em contato com a água ou com umidade e sendo ionizáveis, forma um eletrólito, podendo provocar corrosão eletroquímica. Trata-se de condição de imersão. Para concluir este capítulo, temos algumas práticas de projeto consideradas eficazes para atenuar os inconvenientes da corrosão. São elas: 1) Evitar o contato de metais dissimilares: Havendo a necessidade de utilização de dois metais em um mesmo equipamento, é aconselhável adotar uma junta de material polimérico para isolar os metais, isto é, não permitir que haja uma ligação elétrica entre os mesmos. 2) Evitar frestas: Em alguns casos é inevitável, como quando uma estrutura apenas pode ser fabricada com soldas descontínuas (uma solução seria o emprego de massa epóxi subaquática para isolamento/vedamento), porém alguns projetistas elaboram seus projetos sem atentar para este item, gerando estruturas com frestas em excesso e/ou áreas de difícil acesso para manutenção. 3) Evitar grande relação entre área catódica e área anódica: Este item se trata de utilizar um correto dimensionamento de proteção catódica por sacrifício, utilizando pequena quantidade de ânodos de sacrifício para uma estrutura grande. 4) Evitar cantos vivos: Tal prática está inclusa no quesito Preparo do Aço, onde prevê que devemos evitar cantos vivos em estruturas. Cantos vivos podem ser nas regiões que sofreram corte por oxicorte onde gerou rebarbas mal 12 acabadas, vigas e cantoneiras fabricadas ou cortadas onde também ficaram regiões pontiagudas, onde deve-se fazer o arredondamento (adoçamento) dessas regiões, pois as tintas possuem baixa cobertura nestas áreas. 5) Prever soldas bem acabadas: Soldas com poros podem levar um revestimento a falhar prematuramente, pois a tinta não irá penetrar naquele microporo; soldas mal acabadas ocasionarão em uma cobertura e penetração precária e regiões com cantos vivos; a escória de solda deve também ser removida; respingos de solda devem ser removidos ou arredondados, pois não permite a total penetração da tinta e poderá desagregar do substrato; mordeduras devem ser evitadas; etc. 6) Evitar a mudança brusca de direção de fluidos em tubulações, principalmente contendo sólidos em suspensão, pois isto provocará um enorme desgaste na tubulação. 7) Prever drenagem de águas pluviais: Muitas estruturas são planejadas e fabricadas sem que haja previsto o devido escoamento das águas provenientes de chuvas, assim criando uma situação de imersão. Ademais, temos também como práticas de combate à corrosão a modificação do meio corrosivo, isto é, modificando um dos elementos de uma célula eletroquímica. Alguns exemplos são: Diminuição da temperatura (a taxa de corrosão é mais alta em temperaturas elevadas (até certo ponto)); Diminuição da velocidade do eletrólito; Controle do pH; Diminuição da umidade relativa do ar (por exemplo, com desumidificador); Emprego de inibidores de corrosão; etc. CAPÍTULO TERCEIRO – PREPARO DE SUPERFÍCIE O preparo de superfície consiste em todo método utilizado para promover a limpeza e remoção de uma superfície, seja ela metálica ou não, bem como promover uma condição par a melhor aderência de um eventual revestimento a ser aplicado. Pode ser por meio de ferramentas mecânicas e manuais ou por equipamentos. Alguns exemplos são o jateamento abrasivo seco, equipamento bristle blaster para tratamento manual e mecânico ao metal nú, jateamento com gelo seco e hidrojateamento – estes 13 permitindo a remoção de ferrugem (produto de corrosão) e tintas e, em alguns casos, promover perfil de rugosidade. A pintura realizada sob uma superfície sob tratamento de superfície deficiente irá apresentar baixa aderência e baixo desempenho, por consequência. Assim, sendo um dor fatores mais importantes para o bom desempenho de um sistema de pintura. Estima-se que cerca de 70% das falhas prematuras dos revestimentos nos Estados Unidos se dá por conta do preparo de superfície inadequado. Uma superfície tratada deve o quanto antes receber seu revestimento protetor, impedindo a penetração de agentes contaminantes e/ou a reoxidação da chapa. Há portanto, diversos outros métodos de preparo de superfície, porém os mais utilizados são o hidrojateamento e o jateamento abrasico seco, este primeiro indicado para obras de manutenção e o segundo para obras novas. O Hidrojateamento consiste na utilização de água, esta que deve estar pré qualificada e isenta de contaminantes, sob alta ou ultra-alta pressão, de modo a remover produto de corrosão e tintas da superfície, bem como em alguns casos remoção de agentes marinhos (incrustação). O hidrojateamento é classificado em lavagem a baixa pressão, em lavagem a alta pressão, com pressão de trabalho de até 10000PSI, hidrojateamento a alta pressão, com pressão de trabalho maior que 10000PSI até 25000PSI e, por fim, hidrojateamento a ultra alta pressão, com pressão de trabalho acima de 25000PSI. Há hoje no mercado muitos equipamentos de 40000PSI. Como é utilizado água neste método, como inconveniente temos o surgimento do flash rust na superfície tratada, que é a oxidação superficial instantânea que ocorre logo após o preparo por hidrojateamento, onde será classificado como leve, intenso e moderado, de acordo com o tempo de exposição e aspecto visual, que tem-se como padrão uma norma padrão com fotografias. Como vantagens se tem que não há a geração de pó, como no método por jateamento. Já o jateamento abrasivo consiste no bombardeamento de um material particulado, com granulometria e dureza controlados, de modo a promover a limpeza da superfície, 14 assim removendo tintas e ferrugem, porém como vantagem temos que o jateamento abrasico seco promove perfil de rugosidade na superfície, diferentemente do hidrojateamento apenas revigora o perfil já existente, daí o motivo pelo qual o hidrojateamento não é indicado para obras novas, ou seja, perfil com carepa de laminação, pois também não é capaz de removê-la. Como curiosidade informo que quando se tem um primer (tinta de fundo) rico em zinco à base de silicatos de etila (veremos mais adiante), em pintura de manutenção o mesmo pode apenas ser removido por jateamento abrasivo, não sendo possível removê-lo por hidrojateamento, ainda que utilizado em ultra alta pressão. Um padrão de limpeza consiste no grau de limpeza visualmente observado obtido após o preparo. Assim sendo, há normas padrão com fotografias que ditam como deve uma superfície ser apresentada após o preparo de superfície especificado. Para o hidrojateamento temos 4 (quatro) padrões de limpeza, sendo eles WJ-1, WJ-2, WJ-3 e WJ-4, onde o melhor padrão de limpeza consiste no WJ-1 e WJ-4 para o pior padrão de limpeza, no tocante da remoção de contaminantes. Adotamos a norma NACE No. 5. Para o jateamento abrasivo seco também temos basicamente 4 (quatro) graus de limpeza, sendo eles Sa 3 – Metal Branco, Sa 2 ½ - Metal Quase Branco, Sa 2 – Comercial e Sa 1 – Brush-Off ou Ligeiro, onde o Metal Branco é o preparo mais eficaz, removendo 100% dos contaminantes. Adotamos a norma ISO 8501-1. Neste método (jateamento abrasivo), os particulados ou abrasivos mais utilizados são a Granalha de Aço, a Escória de Cobre,o Óxido de Alumínio Sinterizado e a Granalha de Aço Inoxidável, cada qual com sua aplicabilidade, porém a Granalha de Aço é o abrasivo que apresenta melhor custo-benefício para sistemas de cabines fechadas para jateamento, devido ao fato de poder ser reaproveitada diversas vezes, possuir excelente controle de granulometria e variações de dureza. A dureza e granulometria são muito importantes, pois a altura do perfil de rugosidade obtido está diretamente ligado a estes fatores – a granalha de aço por se tratar de abrasivo metálico deve obrigatoriamente ser armazenado em local adequado, sem contato com a água e em 15 ambientes com umidade controlada, pois pode haver a oxidação do abrasivo e sua consequente aglomeração. Há também abrasivos inertes como o óxido de alumínio puro e granalha de aço inoxidável, indicados para substratos não ferrosos, como aço inoxidável, com intuito de não ocasionar a contaminação por carbono do substrato. Para complemento, em abrasivos metálicos como granalha de aço, havendo a constatação de oxidação do abrasivo, adota-se um ensaio prático para determinar se o abrasivo ainda está apto para ser utilizado. O ensaio consiste no jateamento de uma determinada peça com este abrasivo oxidado (entende-se oxidado como uma leve oxidação – abrasivo aglomerado deverá ser descartado imediatamente), logo após a superfície jateada é submetida a uma limpeza da superfície por meio de ar comprimido durante um determinado período de tempo e por fim a aplicação de uma fita incolor nesta região jateada. Se constatada contaminação por pó na fita o abrasivo deverá ser rejeitado, caso contrário, com a fita apresentando-se limpa (sem remover poeira do jato), o abrasivo poderá ser reutilizado. Os abrasivos podem ser fornecidos em forma angular ou esférica. A distinção e indicação principal para cada um é que o abrasivo em forma angular promove um perfil de rugosidade em forma de “v” (isto é, não arredondado), o que promoverá uma melhor aderência do sistema de pintura ao substrato, enquanto o abrasivo esférico, não obstante ao perfil de rugosidade de forma esférica (promove aderência inferior ao outro tipo), é capaz de produzir uma limpeza mais rápida que o de forma angular. Em muitos casos se adota o “mix operacional”, de modo a aliar as finalidades. Como complemento, não posso me furtar de dizer que abrasivos de forma esférica são utilizados para execução do trabalho denominado “shot peening”, que é o encruamento da superfície do material, assim aumentando a resistência do mesmo, muito indicado para soldas. CAPÍTULO QUARTO - TÉCNICAS DE COMBATE À CORROSÃO Antes de iniciarmos este capítulo, devemos esclarecer os três tipos de proteção promovida ao aço, pelos diversos métodos de combate. Uma superfície pode ser 16 protegida por três fatores, por barreira, por proteção catódica ou por apassivação anódica, sendo eles: Proteção por Barreira: Consiste em aplicar um filme sob a superfície, assim promovendo o isolamento da mesma do meio corrosivo. Este filme deve ter aderência e quanto mais impermeável/impenetrável e homogêneo for, melhor. Este método é muito eficaz com a utilização de bons produtos (tintas), porém qualquer dano no filme poderá expor o substrato e permitir a progressão do fenômeno da corrosão. Proteção Catódica: Este método consiste em adotar uma corrente elétrica auxiliar ou inserir ligas metálicas mais reativas no metal a ser protegido, de modo a inverter o processo da corrosão natural do metal. Pode ser por sacrifício, com a aplicação de ânodos de sacrifício devidamente distribuídos pela estrutura após o um correto dimensionamento, assim fazendo com que os blocos de metal inseridos na estrutura se deteriorem no lugar do metal base (necessita de estar inserido em um eletrólito e em condições de imersão). Há também o método de proteção catódica por corrente impressa, que consiste em inserir uma corrente elétrica na estrutura por um retificador, esta corrente deve ser bem controlada de modo a não causar descolamento catódico no revestimento aplicado e/ou inserir hidrogênio no metal (consequências do superdimensionamento da CPIC), bem como também contínua, assim tornando toda estrutura um cátodo, onde o ânodo é consumido pela corrente aplicada. Por fim, temos a proteção por apassivação anódica, fenômeno que ocorre nos metais passiveis de formarem uma camada insolúvel, denominada passivação anódica, onde o próprio produto da corrosão do metal o protege – a exemplo temos o alumínio, zinco, chumbo, aço inoxidável e cromo, bem como também pode ocorrer em conjunto com a proteção por barreira quando utilizamos tintas com pigmentos inibidores de corrosão, onde o filme irá se formar e o pigmento irá atuar como inibidor de corrosão, como no caso do fosfato de zinco, zarcão e cromato de zinco, formando assim, para este dois últimos exemplos, sabões metálicos, que proporcionam excelente proteção anticorrosiva, porém estes pigmentos são proibidos devido ao seu alto poder cancerígena (zarcão e cromato de zinco). 17 Com a aplicação da Pintura Industrial podemos lançar mão dos três tipos de proteção, apenas modificando o pigmento da tinta. A proteção por barreira pode ser realizada com a aplicação de qualquer tinta com pigmentos inertes e alguns pigmentos lamelares (alumínio e óxido de ferro micáceo), assim proporcionando uma excelente impermeabilidade da película. Como já supracitado, utilizando tintas com pigmentos inibidores de corrosão o revestimento irá atuar como proteção por barreira e passivação anódica, devido ao desempenho do pigmento. Por fim, temos a proteção catódica e devemos observar que uma tinta não promove proteção catódica ou se trata de proteção catódica, mas apenas trabalha nos princípios da proteção catódica, que é adotar um metal mais reativo para se proteger o metal base. No caso de tintas, este metal adotado trata-se de pigmentos metálicos a ser inseridos nas tintas, podendo ser de resina epóxi ou etil silicato, onde quando em teor mínimo na película, irá promover a proteção do metal, sacrificando o pigmento contido na tinta após sua cura. Vale salientar que para este último exemplo a espessura deve estar em uma camada ideal para promover a proteção, assim como o dimensionamento dos ânodos de sacrifício, bem como ser aplicado como primer, ou seja, demão que vai diretamente no aço, necessitando de contato direto para poder ter o desempenho desejado. O teor mínimo de zinco metálico contido na película seca é muito importante. Podemos classificar os revestimentos como metálicos, não metálicos e orgânicos. Dentre os revestimentos metálicos temos a galvanização por imersão a quente, a cromatização e a aspersão térmica (metalização), ambos tratando-se de promover proteção catódica à estrutura, pois empregam o uso de metais mais reativos que o metal a ser protegido, geralmente alumínio, zinco e magnésio e suas ligas. Como revestimentos não metálicos, podemos destacar os revestimentos com vidro e cerâmica e, por fim, os revestimentos orgânicos, a exemplo o epóxi em pó (FBE), revestimento triplacamada de polietileno e polietileno extrudado, alcatrão de hulha (coal tar), mantas termocontráteis e tintas orgânicas em resinas epóxi e poliuretano, por exemplo, que será o nosso próximo tópico de estudo. 18 CAPÍTULO QUINTO – TIPOS DE TINTAS Tintas são substâncias químicas em forma líquida, pastosa ou em pó, que após aplicação e cura, forma um filme seco, duro e obliterante. Seus constituintes são: Resina: É o constituinte ligante ou aglomerante das partículas de pigmento e o responsável pela continuidade e formação da película. As principais resinas são o as resinas epóxi, poliuretano, alquídico, etil silicato de zinco, resinas epóxi novolac, nitrocelulose, resinas à base de óleos vegetais, etc. Pigmentos: São partículas sólidas finamente divididasque são utilizadas para se obter uma séria de propriedades, como propriedades anticorrosivas, propriedades estéticas/decorativas e impermeabilização. O pigmento é constituinte responsável pelo tipo de proteção que a tinta irá promover. Portanto, para os três tipos de proteção temos os respectivos pigmentos, conforme abaixo: Proteção por Barreira: Óxido de Ferro, Alumínio, Óxido de Ferro Micâceo, Dióxido de Titâneo, Mica, etc. Inibição Anódica: Fosfato de Zinco, Zarcão, Cromato de Zinco, etc. Proteção Catódica: Zinco Metálico. Solventes: São substâncias puras utilizadas tanto para auxiliar na fabricação das tinas, na solubilização de resinas e no controle da viscosidade, facilitando a aplicação. Aditivos: São substâncias adicionadas em pequenas quantidades às tintas para conferir propriedades especificas a mesma. Para fins de proteção anticorrosiva de estruturas metálicas ou de equipamentos, um esquema de pintura é composto, na maioria dos casos, por três etapas: Tinta de fundo (primer), Tinta intermediária e Tinta de acabamento, que são denominadas conforme a seguir: Tinta de fundo (primer): São aquelas que são aplicadas diretamente ao substrato, portanto, é a tinta responsável pela aderência do esquema de pintura ao substrato a se proteger e são as que contêm na composição os pigmentos ditos anticorrosivos. 19 Tinta Intermediária: São tintas normalmente utilizadas nos esquemas de pintura com a função de aumentar a espessura do revestimento, com o objetivo de aumentar a proteção por barreira do mesmo. Algumas tintas intermediárias são denominadas seladoras, que são utilizadas para selar uma película muito porosa, antes da aplicação da tinta de acabamento, que é o caso de tintas de fundo à base de etil silicato de zinco (N-1661) que é usado a tinta epóxi óxido de ferro (N-1202). Tinta de Acabamento: São as tintas que têm a função de conferir resistência química ao revestimento (em casos de imersão), pois são elas que estão em contato direto com o meio corrosivo, possuem na maioria dos casos boa resistência aos raios ultravioletas e são as tintas que conferem a cor final dos revestimentos por pintura. Vale salientar que quando se trata de pintura industrial algumas questões são diferentemente consideradas. Primeiro porque tudo deve ser exatamente conforme o procedimento, no que diz às boas práticas, pois pintura interna deve ter a cultura de “defeito zero”, também justificado pela dificuldade na manutenção e pela necessidade de ter de cessar os lucros para execução de qualquer tipo de trabalho. Em pintura interna há a preocupação com três fatores, são eles a proteção anticorrosiva do equipamento, que é justamente impedir que ocorra o fenômeno da corrosão no interior de tanques e tubulações, aplicação para facilitar o escoamento do fluido de uma tubulação, onde até a rugosidade da película é controlada e, por fim, com finalidade de não contaminar o produto armazenado no interior do tubo, em forma gasosa ou líquido – muitas das vezes as finalidades com a aplicação da pintura são múltiplas. Quando se tratando de pintura industrial, tratamos a sequência operacional dos serviços como esquema de pintura. Um esquema de pintura consiste em três etapas: pré limpeza, preparo de superfície e aplicação do sistema de pintura (sequência de demãos). A pré limpeza se trata da limpeza que antecede o preparo de superfície, mas que visa a remoção de contaminantes oleoso e não visíveis, como os sais, bem como terras, salpicos e demais contaminantes que poderão contaminar o material empregado no 20 preparo de superfície. Já vimos que o preparo de superfície consiste no tratamento que basicamente visa a remoção de contaminantes como óxido de ferro e tintas e eventualmente o promover perfil de ancoragem, portanto, chegamos ao sistema de pintura, que se trata do que já fora falado acima, que é a aplicação das três etapas (quando aplicáveis) tidas como tinta de fundo, intermediária e acabamento. No que concerne as tintas, cada resina possui sua cura específica, o que deve ser observado, pois as tratativas são totalmente diferentes quando se tratando se repintura e compatibilidade de tintas. Basicamente a cura ocorre exclusivamente por evaporação de solventes e por reação química. Neste primeiro campo, no caso de tintas que secam exclusivamente por evaporação de solventes, temos as denominadas tintas não convertíveis, por não sofrerem uma reação química – esta tinta após aplicada, caso seja adicionado solvente novamente, pode-se remover toda ela e utilizá-la novamente, o que não acontece com as tintas que curam por reação química. A exemplo temos a borracha clorada. No campo das tintas convertíveis, temos as tintas epóxi, poliuretano, à base de silicone, óleo resinosas, etil silicato de zinco e tintas à base d’água. Dentre os mecanismos de cura, temos conforme a seguir: Polimerização: É a reação das tintas epóxi e poliuretano, onde há uma base contendo a resina (componente A) e o agente de cura (componente B), podendo ser isocianato alifático, poliamida, poliamina, etc., onde após a mistura e homogeneização dos componentes, inicia-se uma reação química que ao final formará o filme da tinta. A cura ocorre em temperatura ambiente. Polimerização Térmica: Este mecanismo de cura ocorre com as tintas alumínio à base de silicone, onde para haver a completa cura do revestimento, deve-se executar uma sessão com um aporte térmico gradativo, elevando-se a temperatura de 50 em 50°C até os 250°C, de modo que a película possa ser devidamente curada. Hidrólise: Mecanismo presente nas tintas de etil silicato de zinco, onde a tinta para poder curar de maneira eficaz necessita da umidade do ar – as mesmas devem ser aplicadas com a URA acima de 40% e em alguns casos, após a secagem da película, é 21 borrifado água sob a película para melhorar a cura; quanto maior a URA após a aplicação, melhor a coesão e adesão do filme. Deve-se notar que estas tintas devido a sua resina secam quase que instantaneamente após a aplicação, porém sua cura é demorada, logo, a tinta estar seca não significa que está curada e apta a receber a próxima camada. Oxidação: As tintas óleo resinosas necessitam do oxigênio presente no ar atmosférico para poder curar. Estas tintas são monocomponentes e não necessitam de agente de cura, mas sim de o maior contato com o oxigênio possível. É frequente observarmos a falha conhecida como enrugamento neste tipo de tinta, quando a mesma é aplicada em sobreespessura, pois apenas a parte superior da tinta ficam em contato com o ar atmosférico e curam, enquanto a região inferior do filme permanece não curada. Coalescência: É o mecanismo de cura das tintas à base de água ou tintas aquosas. O processo ocorre por emulsão. É necessário que a água presente na tinta evapore para que haja a cura. Diferentemente do que algumas pessoas pensam, uma URA elevada retarda a cura, enquanto que com URA baixa a cura é acelerada, naturalmente, porque a água precisa de evaporar. CAPÍTULO SEXTO – MÉTODOS DE APLICAÇÃO No que concerne à pintura industrial, temos basicamente quatro métodos de aplicação, havendo algumas adaptações para os métodos mecânicos/automatizados. Os métodos são basicamente: trincha, rolo, pistola convencional e pistola airless spray, cada qual com sua especificidade e aplicação. Trincha: É um processo rudimentar e de baixíssima produtividade, porém apresenta menor perda de materiais devido ao método de aplicação, fácil limpeza e é o método mais indicado para conseguir atingir regiões de difícil acesso e retoques pequenos. Seu uso também é imprescindível para aplicações como pintura de recorte ou stripe-coat, que se trata da pintura realizada como demão de reforço em regiões críticas de uma estrutura, de modo a compensar a redução da espessura em regiões como cantos vivos,escalopes, soldas, etc. 22 Rolo: O rolo é um método utilizado para pintura de áreas planas e possui baixa produtividade, apesar de maior se comparado à trincha. É um método que não necessita de demais investimentos como compressores – como desvantagens temos que apresenta grandes diferenças na película aplicada, necessita de quantidade maior de demãos e apresenta um acabamento não muito uniforme da película. Pistola Convencional: É um método mais produtivo que os anteriores e é principalmente indicado quando se necessita de alto rigor no acabamento. Necessita de um teor maior de diluição, pois as tintas precisam se apresentar “finas” para poderem ser aplicadas e há a chance de se acoplar um agitador mecânico no interior do tanque, indicado para tintas ricas em zinco. Permite também a aplicação em todas as posições, porém requer maior habilidade do aplicador, pois questões como evitar o arqueamento da aplicação e a distância entre a peça e a pistola deve ser controlada – gera também muita névoa no ato da aplicação e se o aplicador não tiver cuidado e habilidade, poderá ser desperdiçado muito material (tinta). Pistola Airless Spray: Trata-se de um método de aplicação por pulverização, porém sem necessidade de ar para pulverização da tinta, mas sim a mesma é atomizada, através do uso de um pistão hidráulico que impulsiona a tinta em alta pressão, assim, não necessitando da mesma ser diluída. Possui excelentes índices de produção, sendo o método mais produtivo, exigindo menor quantidade de demãos. Requer habilidade do aplicador e precauções com segurança, devendo ser munida de válvulas para evitar a “injeção” de tinta e trava de segurança. Há também o método de aplicação por pistolas com um aporte elétrico, onde há a atração entre os pólos positivo e negativo referente às cargas impressas na peça a ser pintada e na pistola, onde com a aplicação que impulsiona a tinta em pó faz com que a tinta tenha adesão polar na peça – assim, estando a peça devidamente revestida com a tinta em pó, a mesma é encaminhada a uma estufa para a cura térmica, onde a peça será submetida a uma determinada temperatura, havendo a cura da tinta. Há hoje também pintura eletrostática líquida, que atua nos mesmos princípios da pintura eletrostática a pó. Ambos os processos apresentam um excelente aproveitamento de 23 produto (tinta), onde a tinta é quase aproveitada por completo, eliminando desperdícios. CAPÍTULO SÉTIMO - FALHAS E DEFEITOS DA PINTURA Como vimos, uma tinta aplicada deve apresentar um filme seco, duro, obliterante e mais homogêneo possível, estando aderido ao substrato e apresentando boa adesão e coesão entre demãos, apresentar a maior impermeabilidade possível e não ter defeitos passantes. Em outras palavras, isenta de defeitos. Neste capítulo iremos abordar as falhas e defeitos mais comuns na pintura industrial, fazendo sua definição, levantando suas possíveis causas e eventualmente seu reparo. Escorrimento: Também denominado descaimento, é um defeito que ocorre durante a aplicação, podendo ser corrigido neste mesmo ato, ocorre em forma de ondas ou gotas. Suas principais causas são: diluição excessiva, distância inadequada entre a pistola e a peça (no caso de aplicação por pulverização), espessura excessiva, utilização de diluente inadequado, baixa tixotropia da tinta (ligado à fabricação). Sua correção pode ser feita por meio de rolo e trincha com a espessura ainda úmida ou por lixamento manual e desbaste do defeito e reaplicação. Empolamento: Também chamado de “bolhas”, é um defeito estrutural da película, caracterizado pelo aparecimento de saliências que variam de tamanho e intensidade. Suas principais causas são: Formação gasosa cuja origem, geralmente, se deve à retenção de solvente, motivado por não se respeitar o intervalo mínimo para repintura, aplicação de tintas de alta espessura sobre primers ricos em zinco à base de silicatos de etila sem aplicação de um mist- coat ou tie-coat e também pela diluição excessiva de tintas de alta espessura em um sistema multi camadas. Uma avaliação da intensidade e frequência deve ser realizada para se determinar a correção, porém pode ser realizado um lixamento e reaplicação da tinta. 24 Enrugamento: Defeito que torna a pintura semelhante à superfície de um papelão ondulado e/ou corrugado. É típico das tintas alquídicas ou óleo- resinosas. Suas principais causas são: ocorre quando não se respeita os intervalos para repintura, a ação do solvente da demão anterior reage com a da tinta atual e também ocorre quando se aplica a tinta com espessura excessiva, surgindo após secagem/cura. Seu reparo deve ser realizado após a cura do filme, por meio de lixamento e reaplicação. Fendimento: Pintura com rachaduras/trincas que podem chegar até o substrato. Ocorre quando se movimenta muito uma superfície (entorta), e é uma característica das tintas ricas em zinco à base de silicatos quando aplicadas em espessura excessiva. Ocorre também quando se aplica uma tinta muito rígida sobre uma tinta mais flexível, apresentando rachaduras na película da tinta de acabamento. Deve ser realizado uma investigação, porém para os casos de tintas ricas em zinco à base de silicatos de etila, não há reparos – a pintura deve ser toda removida e nova aplicação deve ser feita. Pode também ser encontrado em outras literaturas como craqueamento ou fendilhamento. Crateras: Também chamado de “olho de peixe”, é um defeito na película seca, caracterizado por uma depressão arredondada sobre a superfície pintada. Ocorre devido à contaminação do substrato com água, óleos, graxa, etc., e quando há retenção de gases na película anterior. Uma avaliação da intensidade e frequência deve ser realizada para se determinar a correção, porém pode ser realizado um lixamento e reaplicação da tinta. Impregnação por abrasivos ou materiais estranhos: Nada mais é de que a Inclusão de pêlos, fiapos, sujeira na película da tinta, devido a contaminantes que não foram removidos da película antes da aplicação de tinta, tais contaminantes podem vir do ar e o material para aplicação pode estar sujo ou contaminado. Uma análise deve ser feita quanto à correção, pois o reparo deve garantir que o contaminante sólido seja removido antes de uma reaplicação, caso contrário, será apenas aplicado uma demão por cima do contaminante, continuando assim havendo defeito passante e descontinuidades na película. 25 Descascamento: Defeito causado pela perda de aderência da película seca, espontânea ou provocadamente. Ocorre pela contaminação da superfície principalmente por óleo, sal, graxa, água, umidade, etc., devido a tintas incompatíveis, superfícies de difícil aderência (lisas, com pouca rugosidade) ou pela falta de um primer de aderência, por condensação no substrato ou aplicação de tinta sobre superfície não tratada. Na maioria das vezes não há reparo, mas sim toda pintura deve ser removida para nova aplicação. Oxidação/Corrosão: É a degradação da película em relação ao meio, com visível deterioração do substrato. Ocorre quando há defeitos visíveis na película da tinta, causados ou não por danos mecânicos e pela deposição de espessura insuficiente ao substrato, pois a película da tinta não é capaz de cobrir por completo os picos os vales, deixando o aço em contato direto com o meio corrosivo, causando a Ferrugem, que é o produto de corrosão. O reparo pode ser dado pelo lixamento da região afetada e a aplicação de uma camada adicional de tinta. Pulverização Seca (overspray): Defeito estrutural da película decorrente da pulverização deficiente, de modo que as partículas não se aglutinem, resultando em espaços intersticiais ou poros na película, com penetração dos agentes corrosivos. O filme seco fica poroso, assim como uma lixa fina, mas ao passar dos dedos não sai pó. Ocorreprincipalmente por realização da aplicação em tempo com muito vento, em aplicação de tintas em superfícies muito elevadas e pela distância incorreta da pistola em relação ao substrato. A pintura sob uma superfície com overspray é duvidosa, pois pode ocasionar em uma falta de aderência da camada aplicada, uma vez que o pó remanescente não se apresenta aderido à película, ainda que não saia nos dedos. Empoamento: Também chamado de gizamento ou calcinação, é apenas uma falha característica das tintas de resinas epóxi quando expostas ao sol, onde a película perde seu brilho e solta um pó esbranquiçado que sai ao passar dos 26 dedos. Não é considerado defeito. Para uma eventual aplicação de demão adicional, basta a limpeza da superfície para remoção deste pó esbranquiçado e contaminantes, seguido de lixamento. Porosidade: É um defeito estrutural da película, não identificável a olho nu. Trata-se de um defeito passante onde é criado uma descontinuidade no filme, permitindo a penetração do eletrólito ao substrato. O defeito é identificável pelo ensaio de detenção de descontinuidade – as áreas que apresentem descontinuidades devem ser demarcadas para reparo e posteriormente inspecionada novamente. Este controle é muito importante para pintura interna de tanques, reservatórios e tubulações. Para o reparo basta efetuar o lixamento no local demarcado e realizar nova aplicação. Casca de Laranja (orange peel): É um defeito superficial da película e está mais voltado para a questão estética, onde a superfície da tinta se apresenta como o aspecto de uma casca de laranja – geralmente ocorre e é característica das tintas formuladas para alta espessura, sem adição de diluente, onde a tinta se apresenta muito espessa e/ou em tintas com baixo poder de alastramento. A pressão de pulverização também contribui para o surgimento deste aspecto. Para reparo basta efetuar lixamento e nova aplicação, deve-se apenas certificar que o lixamento foi feito tal qual a superfície ficou lisa, isto é, com as protuberâncias atenuadas. Sangramento: O sangramento ocorre quando se aplica uma tinta clara sob uma tinta escura, principalmente em sistemas de pintura composto por tintas alquídicas ou mesmo sob alcatrão de hulha, onde já a migração de cor para a superfície da última tinta aplicada. Muito frequente também quando se adota a técnica wet-on-wet, que consiste em aplicar uma nova demão de tinta ainda com a tinta anteriormente aplicada se apresentando úmida. Para reparo, pode- se efetuar o lixamento e realizar nova aplicação como camada adicional para encorpar a cor. 27 Estrias: É um defeito ocasionado exclusivamente pela aplicação de pintura por trincha, onde o acabamento se apresenta com veios, característicos das cerdas da trincha. Para reparo basta efetuar o lixamento e realizar nova aplicação, primando pelo bom acabamento. Fervura: É um defeito característico das tintas de poliuretano quando aplicadas em sobreespessura, onde com o processo de cura há o surgimento do aspecto de microbolhas dentro da película, se estendendo até à superfície, se assemelhando com o fenômeno de um produto “ferver”. Ocorre também quando não se utiliza o diluente indicado para a tinta. Como consiste em um defeito estrutural da película, o reparo consiste em remover tanto quanto for possível da camada de tinta defeituosa e realizar nova aplicação. CAPÍTULO OITAVO – INSPEÇÃO No controle da qualidade no que concerne a Pintura Industrial há muitos ensaios e hold points (pontos de parada) para coleta de dados, porém, diferentemente do que muitas pessoas pensam, a pintura não consiste em medições pontuais e testes dos diversos tipos, mas sim necessita de um total acompanhamento por parte do técnico envolvido no controle da qualidade, pois a pintura possui diversas etapas e muitos fatores que influenciam, bem como muitas ações e possíveis práticas para conduzir o serviço com plenitude, que apenas a experiência pode mostrar. Neófitos entram em cursos, estudam, tomam conhecimento de grande conteúdo técnico e teoria, porém irá aprender, de fato, apenas no campo e com o passar dos anos – costuma-se dizer que a pintura é “traiçoeira”. Assim, o inspetor deve estar envolvido em todas as etapas do serviço, desde o recebimento dos materiais, pré limpeza, preparo de superfície, aplicação do sistema de pintura e eventuais reparos ao embarque das peças. Abaixo discorrerei sobre os principais ensaios/testes realizados em campo no que se refere ao tema: 28 Inspeção Visual: Tal procedimento é adotado durante todo processo, onde se identificando falhas ou descontinuidades no processo pode-se solicitar o imediato reparo ou a remediação. Porém, para efeito deste tema, vou referir-me à inspeção visual inicial, isto é, inspeção realizada no recebimento do material ou antes de realizar o preparo de superfície em um equipamento. Tal inspeção tem por finalidade identificar pontos com contaminação e o estado da superfície (grau de intemperismo) de superfícies pintadas ou não pintadas. Para superfícies pintadas, deve ser marcados os pontos que apresentam vestígios de óleo, graxa, cimento, pontos de corrosão, e outros materiais estranhos – também deve ser checado se ainda há tinta de acabamento ou tinta de fundo, bem como identificar possíveis falhas e defeitos na superfície. No caso de superfícies pintadas, ou seja, em trabalhos de manutenção, tal verificação vale para levantar o escopo do reparo, em uma análise técnico-econômica. Para superfícies novas (sem pintura), verifica-se os mesmos contaminantes, porém partindo da premissa que não há tinta, mas verificando se a superfície se apresenta com carepa de laminação intacta ou já desagregando, se há a presença de corrosão puntiforme e presença de alvéolos e a intensidade e distribuição da corrosão, de modo a adotar o devido esquema de pintura e planejamento. Recebimento de Materiais: Antes de tudo, porém, o inspetor já deve ter realizado a inspeção de recebimento dos materiais, equipamentos e insumos inerentes aos serviços de pintura. Para efeito de controle da qualidade, os produtos cujo recebimento é registrado é o recebimento das tintas e do abrasivo utilizado na obra. Antes da liberação para uso de uma tinta ou um lote de tinta entregue, prossegue-se com a inspeção visual de recipientes fechados, visando identificar recipientes com falhas, tais como vazamento, amassamento, alça deficiente, dano na embalagem, correlação entre os componentes, rótulo devidamente identificado, etc.; quanto ao material abrasivo, é realizado o ensaio de determinação de granulometria do mesmo, o qual veremos mais abaixo – o abrasivo deve apresentar-se tal qual promova o perfil de rugosidade ideal para a obra, não contendo excesso de grãos finos (pó) e grãos grossos, que irá promover um perfil muito alto. 29 Condições Climáticas: Este tópico é de extrema importância para o desempenho do revestimento aplicado, de modo que deve ser monitorado durante toda a obra, com registros das condições climáticas feitos a cada 1 (uma) hora. Quando se fala em condições climáticas, entende-se que devemos monitorar a temperatura ambiente, a temperatura do substrato e a umidade relativa do ar de modo podermos obter o ponto de orvalho, fator determinante para os serviços de jateamento e pintura, pois uma superfície que se apresenta condensada (ou com previsão de ocorrência) não deve ser trabalhada, isto é, deve-se parar a obra. Temos algumas tintas no mercado sem solventes e tolerantes a superfícies molhadas, estas não possuem tais restrições, porém em linhas gerais, passado o limite para URA (que é o indicador principal), os serviços devem ser paralisados. Os parâmetros para cada fator são os seguintes: Temperatura do Substrato: No mínimo 3°C acima do ponto de orvalho e nomáximo 52°C para aplicação de tintas convencionais e 40°C para tintas de etil silicato de zinco. Umidade Relativa do Ar: No máximo 85% para todas as tintas (exceto para tintas sem restrição de ponto de orvalho) e no mínimo 40% para tintas ricas em zinco à base de silicatos de etila. Temperatura ambiente: No mínimo 5°C para tintas convencionais e 3°C para tintas cujo mecanismo de formação de película é exclusivamente composto por evaporação de solvente. Observe que não há limite máximo para a temperatura do ar – tal fato se dá pois o que importa é a temperatura da chapa/substrato. Padrão de Limpeza: Seja qualquer for o método de preparo de superfície, há antes uma especificação e um padrão fotográfico de limpeza a ser atingido com o processo. O processo visa principalmente a remoção de contaminantes visíveis, como oxidação, carepa de laminação (nem todos os métodos são capazes de remover este contaminante), tintas antigas e eventualmente conferir perfil de ancoragem ao substrato. 30 A escolha do padrão de limpeza leva em conta o meio corrosivo e a dificuldade de manutenção, onde os padrões se diferenciam basicamente pela porcentagem permissível de manchas na superfície observado após o preparo de superfície. Caso o preparo não atinja o padrão de limpeza especificado, deverá ser realizado novamente o trabalho. Há também muita ocorrência de pontos com falhas denominados “gatos”, que devem ser demarcados para execução do preparo (retrabalho) neste ponto. Há padrão de limpeza para todos os métodos de limpeza, basicamente fica conforme a seguir: Hidrojateamento: WJ-1, WJ-2, WJ-3 e WJ-4 Jateamento Abrasivo Seco: Sa 3, Sa 2 ½, Sa 2 e Sa 1. Tratamento Manual e Mecânico: St-2 e St-3. Perfil de Rugosidade: Como vimos, alguns métodos de preparo de superfície promovem perfil de ancoragem, mas independente disso, toda superfície necessita de um perfil de rugosidade mínimo (mas também deve ser controlado o máximo), de modo que o sistema de pintura aplicado se apresente aderente ao substrato, caso contrário iremos nos confrontar com o defeito conhecido como descascamento (falta de aderência). O perfil de rugosidade nada mais é que uma aspereza superficial no material, proveniente do bombardeio de abrasivos pelo método de preparo. O tipo de ancoragem fornecido por este método é a aderência mecânica. O perfil de ancoragem deve usualmente estar compreendido entre 50-100 micrometros, com algumas variâncias de acordo com o equipamento e procedimento em questão. O ensaio é realizado por meio de um rugosímetro analógico do tipo agulha, onde mede-se a altura entre o pico e o vale naquele ponto, seguindo-se uma determinada quantia de leituras e obtendo-se a média aritmética dos pontos; há também um método por fita, denominado “press-o-film”, onde é colocado sob o substrato jateado uma fita com material maleável que com o pressionar da mesma por completo permite a total adaptação da fita no substrato – a fita é retirada e colocada em um micrômetro, onde será medido naquele ponto (fita em forma de círculo) a altura do 31 pico mais alto; por fim, temos um equipamento digital denominado traçador de perfil, onde temos um dispositivo munido de uma caneta, a qual passamos pela superfície e o próprio equipamento nos dará a leitura do perfil de rugosidade considerando os diversos métodos para cálculos de perfil de rugosidade superficial – alguns equipamentos traçam inclusive um gráfico. Assim, devemos ter em mente que um perfil de rugosidade mínimo é muito importante para se obter aderência do sistema de pintura ao substrato, bem como o controle de perfil máximo deve ser igualmente controlado, pois um perfil de ancoragem excessivo irá implicar na exposição dos picos, pois a camada aplicada não será suficiente para cobrir toda aspereza da peça, assim permitindo a corrosão nos pontos onde o aço ficou desprotegido e também causará um baixo rendimento da tinta (ou consumo elevado), pois necessitará de mais produto para cobrir toda a superfície. O perfil de rugosidade é determinado pela granulometria do abrasivo utilizado, daí a importância de se controlar a granulometria durante toda a obra (não somente no recebimento de materiais), promovendo o devido descarte do material que não se apresente mais apto (pó) e a alimentação de abrasivo novo de modo a uniformizar o perfil promovido pelo preparo de superfície. Importante salientar que a dureza e a granulometria do abrasivo influenciará na produção (capacidade de limpeza) do jateamento. Em alguns casos se utiliza abrasivo esférico com angular, fazendo um mix operacional, de modo a aliar uma melhor produção de limpeza a uma uniformidade do perfil de rugosidade. Determinação do Teor de Sais Solúveis (salt test): Este ensaio é relativamente novo no Brasil (no campo), e já é obrigatório após o preparo de superfície, porém em alguns casos como em equipamentos para manutenção ou pintura à beira de orla marítima, é realizado a cada etapa. O ensaio tem por finalidade determinar o teor de sais solúveis no substrato, por meio da injeção de determinada quantidade de água deionizada (destilada), que servirá para nos mostrar o teor de sais em uma determinada área de nosso substrato. O resultado é dado em µg/cm², onde para muitas especificações hoje em dia, o valor máximo permitido é de 3 a 5 µg/cm². Constatando-se teor de salinidade acima do permitido, a 32 superfície deve ser submetida a nova lavagem e preparo de superfície (e consequentemente nova inspeção). Há diversos tipos para realização do ensaio, a exemplo temos o Kit Bresle, o método por tubos Kitawaga e pelo método da “camisinha”. O principal objetivo com o ensaio é evitar que seja aplicado qualquer tipo de tinta sob uma superfície contaminada, assim contaminando o abrasivo ou insumo utilizado e ocasionando o aparecimento de bolhas no substrato ou entre demãos, causadas pelo fenômeno conhecido pro osmose (pressão osmótica), onde o sal no interior da camada “chupa” a umidade presente na parte externa do filme. Este controle é mais tido para pintura interna – em estruturas aéreas os teores permissíveis são maiores e o surgimento de bolhas é mais difícil (lógico que não deve-se exagerar com a tolerância). Vale salientar que também há o surgimento de bolhas devido ao uso de proteção catódica por corrente impressa superdimensionada, fenômeno denominado de eletrosmose. O aspecto é igual às bolhas formadas por osmose, porém é possível identificar a possível causa da bolha para designar se foi por contaminação salina ou superdimensionamento da proteção catódica, colhendo em uma seringa o líquido no interior da bolha e medindo-se o pH da solução. Condutividade de Abravisos: O ensaio pode ser realizado no recebimento do abrasivo, porém é um ensaio indicado para acompanhar o abrasivo que está já sendo utilizado, devendo ser realizado periodicamente. Como o abrasivo é reutilizado por diversas vezes, é natural que se tenha pequenos particulados no abrasivo proveniente da limpeza das peças e em alguns casos quando o equipamento jateado não sofrera uma limpeza prévia, haja contaminação do abrasivo por conta da contaminação da peça – como exemplo temos jateamento de peças que estavam sob orla marítima. Assim, o ensaio é realizado para assegurar que o abrasivo se encontre apto para promover a limpeza, não inserindo no substrato contaminantes. O ensaio consiste em coletar uma pequena quantia de abrasivo (pré determinada) e colocar esta amostra em uma quantidade designada de água deionizada, prosseguindo com a mistura, decantação, mistura novamente e leitura da amostra de água em um condutivímetro digital. O valor é dado em microsiemens e o valor máximo permitido geralmente é de 250µS, que é o indicador de presença de contaminantes salinos no 33 abrasivo e o que o abrasivo poderá transferirpara o substrato, caso não haja este controle. Como curiosidade, informo que já houve ocorrências de sabotagem de sistemas de jateamento no abrasivo. Fora adicionado sal de cozinha ao abrasivo em uso, assim o contaminando por completo, o que iria acarretar em problemas em grande escala em todo material que passasse pela produção – com o ensaio foi possível identificar a contaminação do abrasivo. Teste de Poeira (dust test): Quando uma superfície é jateada, a mesma deve ser submetida a uma limpeza da superfície por meio de ar comprimido, de modo a remover toda poeira remanescente e proveniente do jateamento da superfície. O ensaio é simples e consiste basicamente na aplicação de uma fita incolor diretamente ao substrato, onde aplica-se uma pressão com os dedos na fita e logo após remove-se a fita e confronta-se a mesma com uma superfície branca (ou preta, dependendo da situação). Após este contraste, observa-se a intensidade de grãos de pó na fita e o tamanho dos grãos. Há um limite para intensidade e tamanho dos grãos e se constatada a presença de poeira superior à quantia permissível, deve-se prosseguir com a limpeza por ar comprimido ou aspirador industrial da superfície, até a mesma apresentar-se em condições de receber a pintura. A presença de poeira na superfície comprometerá o desempenho do esquema de pintura e a aderência do sistema de pintura. Deve-se também tomar cuidado com poeira em sistema multi camadas entre as demãos, porém neste caso pode-se prosseguir com o “trapeamento” da superfície com uso de compostos químicos (solvente) para limpeza da superfície (o que não se pode fazer no jateamento). Espessura de Película Úmida: O controle de espessura de película úmida de uma tinta é feito durante a aplicação e o inspetor deve checar, porém é mais trabalho do pintor, que deve fazer os passes e medir a espessura úmida de modo a obter a passada ideal para se atingir a espessura especificada. O equipamento utilizado é um pente metálico com escalas graduadas (100 micrometros, 150 micrometros, 200 micrometros, 500 micrometros, etc.). 34 Deve-se tomar cuidado com a diluição da tinta, pois em alguns casos se atinge a espessura úmida especificada, porém como a tinta fora diluída em excesso, com a evaporação deste solvente a espessura seca se apresentará abaixo do especificado, pois a espessura encontrada estava sob influência dos componentes voláteis adicionados à tinta – neste caso é necessário a aplicação de uma espessura de película úmida maior para se obter a mesma espessura seca inicialmente especificada (tomar cuidado para não haver escorrimento). O equipamento é utilizado pelo pintor de modo a garantir que a pintura seja realizada na espessura especificada e de maneira uniforme. Espessura de Película Seca: Trata-se da espessura obtida após a evaporação dos componentes voláteis e cura de uma tinta. Há uma fórmula para conversão da espessura úmida, levando-se em conta a diluição, para prever a espessura seca que será obtida. O ensaio consiste, após passado o intervalo de repintura de cada demão, em realizar leituras aleatórias de pontos por um dispositivo que irá medir a espessura do filme aplicado sob o substrato metálico. Há diversas normas de procedimento sob como deve ser realizado o ensaio e como obter a média das medidas e hoje em dia não há mais tolerância para espessuras que ficaram abaixo do mínimo especificado – há também controle máximo de espessura visando o bom desempenho da pintura, bem como evitar o desperdício pelo uso excessivo de material (tinta), sem necessidade para uma dada situação. Os métodos convencionais medem a espessura total do esquema, ou seja, medem a espessura da soma total das camadas, porém existe um equipamento capaz de medir a espessura individual de cada camada (tooke gage ou PIG), porém é um ensaio destrutivo que consiste no corte da película e análise das camadas sob um microscópio com auxílio de uma escala graduada. Vale salientar que mediante ao perfil de rugosidade encontrado deve-se aplicar o fator de redução na medição realizada, que nada mais é que, de acordo com o perfil de rugosidade, fazer o desconto de determinado valor na leitura obtida, por conta do perfil de rugosidade. Para exemplificar, em uma superfície com perfil de rugosidade com 80 micrometros e fora realizada a medição de película seca obtendo-se a média 35 das leituras no equipamento de 400 micrometros, deve-se descontar o valor de 40 micrometros nesta média, assim a média real obtida na inspeção de película úmida ficando em 360 micrometros. Teste de Aderência: Como o nome já propõe, este ensaio é realizado para determinar a aderência da camada no substrato e deve ser realizado a cada demãos, após decorrido o intervalo mínimo para repintura de cada demão. Existe basicamente dois métodos de ensaio, o Método A, que consiste em um corte em “X”, com comprimento das incisões pré determinado, bem como um ângulo entre os cortes – posteriormente ao corte, é aplicado uma fita sob o corte, aguarda-se um certo período de tempo e efetua a remoção da fita, tão próximo de 180° quanto for possível e, por fim, faz a avaliação na peça da quantidade e como a tinta fora removida da peça – esta comparação é realizada com uma norma, classificando o resultado em graus, de acordo com as dimensões e intensidade de tinta removida pela fita. O outro ensaio possui o mesmo procedimento executivo do método primeiro, sendo o Método B (corte em grade), onde faz-se dois cortes perpendiculares entre si, formando pequenos quadrados – é indicado quando se necessita maior rigor no ensaio, porém possui limitações para sistemas de pintuta acima de 70 micrometros de espessura total e para tintas ricas em zinco, onde deve ser sempre executado o ensaio no Método A. Ensaio de Resistência à Tração: Possui o mesmo objetivo que o exemplo anterior, porém este lhe informa um valor em MPa, é um ensaio que avalia a resistência à tração de todo sistema de pintura, isto é, é um ensaio realizado ao final da aplicação de todo o sistema de pintura (não mais a cada demão aplicada). Deve ser realizado após a cura total do revestimento aplicado, geralmente após 7 (sete) dias de concluída a aplicação. O ensaio consiste em duas etapas, a primeira sendo a colagem dos dollies, que são nada mais do que pinos, na superfície do revestimento (deve-se preparar adequadamente a superfície para ser colado o dolly) – logo após, geralmente após 24h (no mínimo), há a etapa final, que consiste do arrancamento do dolly. O arrancamento é realizado por meio de um equipamento que acopla na parte rosqueada do dolly, inserindo uma força de tração e informando a leitura do valor da força aplicada – o equipamento pode ser pneumático, mecânico ou hidráulico. Após o arrancamento, é 36 realizada a inspeção que consiste na interpretação do resultado obtido, onde primeiro de verifica se o valor de tração atingiu o mínimo requerido, logo, faz-se a avaliação em qual demão houve a ruptura, se houve ruptura entre demãos, caracterizando falha adesiva ou entre uma demão (no meio do filme), caracterizando uma falha coesiva, ou mesmo os dois casos, bem como a porcentagem de cada tipo de falha – também há a falha no adesivo, onde há a ruptura no adesivo (cola) utilizada para efetuar a colagem dos pinos, podendo o ensaio ser realizado novamente, caso o resultado obtido tenha ficado abaixo do exigido, pois não caracteriza falha do revestimento, mas sim da cola utilizada, daí a necessidade de utilização de colas com resistência à tração superior ao valor mínimo exigido pelo procedimento. É considerado inaceitável a ruptura no substrato, onde se expõe o aço e ficando no dolly o revestimento por completo – independente do valor obtido no ensaio; de qualquer forma, esta falha muito provavelmente ocorrerá apenas se houver contaminação oleosano substrato metálico. As falhas são caracterizadas como falha primária e secundária, sua natureza e porcentagem. Determinação de Granulometria de Abrasivos: O ensaio é realizado no recebimento do abrasivo e durante toda produção na cabine de jateamento, de modo a ter um controle do abrasivo, segregando o pó e controlando assim o perfil de rugosidade esperado. O ensaio consiste em coletar 1 quilograma do abrasivo (dependendo da norma em questão), colocá-lo em um sistema de peneiras com “mesh” previamente definida de acordo com cada tipo de abrasivo, munido de tampo e fundo. O abrasivo deve ser agitado constantemente durante um determinado período de tempo (Petrobras agita-se durante um minuto e manualmente – normas estrangeiras pedem geralmente agitação durante 20 minutos e a mesma é realizada por um equipamento eletrônico para agitação), logo após faz-se a abertura do sistema de peneiras e mede a massa de cada fração do abrasivo encontrado em cada peneira (exemplo, peneira n° 12, peneira n° 40 e no fundo). Deve-se obter o percentual (em peso) de, no mínimo, 80% retido na peneira 40, denotando que o abrasivo possui uma quantidade ideal para assegurar que o perfil de rugosidade ficará entre a faixa especificada. Neste ensaio também se faz a verificação de contaminantes visíveis no abrasivo, nesta mesma amostra, por métodos manuais. 37 Ensaio de Detenção de Descontinuidade da Película (holiday detector): Este ensaio visa a detecção de poros no revestimento, impossíveis de serem vistos a olho nu. É indicado para inspeção de pintura interna de tanques, reservatórios e tubulações, considerados sistemas críticos. Consiste no aterramento do equipamento e através de um equipamento elétrico fazer um sistema onde se passando uma escova metálica (método via seca) ou uma esponja com um agente surfactante (método via úmida), onde se houver um poro (defeito passante na película), o aparelho irá acusar, que é onde o inspetor deve fazer a marcação do ponto para posterior reparo e inspeção nova. Em linhas gerais, o aparelho via úmida é indicado para revestimentos com espessura de película seca de até 400 micrometros, acima disso é adotado o aparelho via seca, onde a voltagem vai variar de acordo com a espessura do filme (basicamente se adota 3 volts a cada micrometro). É válido dizer que o aparelho via seca gera centelha ao identificar da descontinuidade, logo, sua aplicação em interiores de tanques deve ser realizada quando for assegurado que não há presença de gases, de modo a evitar risco de explosão. É considerado um dos ensaios mais importantes para a pintura, pois identifica defeitos passantes invisíveis a olho nu e assegura o total cobrimento/isolamento do substrato. “Quem diz não ter recurso a para educação não sabe o custo da ignorância.” - Laerce de Paula Nunes. 38 EXERCÍCIOS 1) Descreva o que consiste o processo da corrosão e porque devemos combatê-la: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 2) Para que ocorra o fenômeno da corrosão, são necessários quatro elementos. São eles: _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 3) Qual é a diferença básica entre a corrosão química e a corrosão eletroquímica? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 4) O que vem a ser uma pilha de eletrodo diferente? Explique a afirmação: quanto mais distantes dois metais estão na tabela de potencial de eletrodo, maior será a taxa de corrosão. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 5) Cite ao menos duas diferenças entre os métodos de preparo de superfície por jateamento abrasivo seco e hidrojateamento. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 39 6) O que vem a ser a carepa de laminação e porque a mesma deve ser removida antes da aplicação de qualquer sistema de pintura? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 7) No que concerne ao método de preparo de superfície por jateamento abrasivo, qual é o melhor padrão de limpeza possível de se obter? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 8) Explique com suas palavras o que vem a ser perfil de ancoragem e sua importância para os sistemas de pintura. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 9) Porque em alguns casos é adotado nos sistemas de jateamento abrasivo seco o mix operacional dos abrasivos utilizados? _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 10) O combate à corrosão pode ser realizado por meio de três fatores (meios de proteção). Informe quais são e de maneira sucinta discorra sobre o que vem a ser cada um deles. _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 40 11) O que é passivação anódica? Cite exemplos práticos (metais). _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 12) Defina o que é tinta
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