TRATAMENTOS DE SUPERFÍCIE

Nos casos em que as peças sejam submetidas a tratamentos posteriores, sejam de pintura, metalização ou outros, torna-se essencial a preparação da superfície. Com o objetivo de melhorar o contacto entre a superfície e o revestimento posterior, torna-se necessário remover das superfícies camadas de sujidade, matéria orgânica ou óxidos metálicos, sendo assim praticados os mecanismos descritos nesta secção (INETI, 2001).

Todos estes tratamentos das superfícies têm como objetivo evitar a corrosão das peças metálicas por exposição a vários fatores.

Assim, a corrosão consiste na deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica do meio onde a peça se insere, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos. É o que na gíria comum se designa por “ferrugem”, quando encontramos nos metais como ferro e aço. A corrosão afeta não apenas o especto estético do material, como também sua resistência mecânica e vida útil.

Reveste-se de grande importância o emprego de materiais na construção de equipamentos ou instalações que resistam à ação do meio corrosivo. Na grande maioria dos casos, a adoção de processos preventivos anti corrosão no início da utilização dos materiais, levará a um significativo aumento da vida útil da estrutura.

As formas segundo as quais a corrosão pode manifestar-se são definidas principalmente pela aparência da superfície corroída, sendo as principais:

 Corrosão uniforme: quando a corrosão se processa de modo uniforme em toda a superfície atacada. Esta forma é comum em metais que não formam películas protetoras, como resultado do ataque;

 Corrosão por placas: quando os produtos de corrosão formam-se em placas que se desprendem progressivamente. É comum em metais que formam película inicialmente protetora, mas que, ao se tornarem espessas, fraturam e perdem aderência, expondo o metal a novo ataque;

 Corrosão alveolar: quando o desgaste provocado pela corrosão se dá sob forma localizada, com o aspeto de crateras. É frequente em metais formadores de películas semi protetoras ou quando se tem corrosão sob depósito;

 Corrosão por pite: quando o desgaste se dá de forma muito localizada e de alta intensidade, geralmente com profundidade maior que o diâmetro e bordos angulosos. É frequente em metais formadores de películas protetoras, em geral passivas, que, sob a ação de certos agentes agressivos, são destruídas em pontos localizados, os quais se tornam ativos, possibilitando corrosão muito intensa;

 Corrosão intergranular ou intercristalina: quando o ataque se manifesta no contorno dos grãos, como no caso dos aços inoxidáveis austeníticos senilizados, expostos a meios corrosivos;  Corrosão transgranular ou transcristalina: quando o fenômeno se manifesta sob a forma de trincas

que se propagam pelo interior dos grãos do material, como no caso da corrosão sob tensão de aços inoxidáveis austeníticos. (Instituto de metais não ferrosos, n.d.)

A Figura 15 exemplifica os vários tipos de corrosão que podem ocorrer numa superfície não tratada.

3.1.5.1 Decapagem

A decapagem visa eliminar as camadas de óxido presentes nas peças, de modo a que a posterior deposição de material constitua uma camada perfeitamente aderente e homogénea. Esta pode ser realizada por via mecânica, química ou eletroquímica. Geralmente a mais utilizadas nas serralharias é a primeira via, ou seja, por via mecânica.

Na Figura 16 apresenta-se o fluxo de execução da decapagem por via química. (INETI, 2001) Figura 15 - Tipos de corrosão

A decapagem mecânica é o método mais utilizado no tratamento de aço para estruturas, pois é aquele que apresenta melhores resultados no tratamento de superfícies de dureza significativo.

Por este método é possível realizar a limpeza de eventuais salpicos de solda, ferrugem, tinta, pó, sais, etc. Bem como proporciona uma superfície áspera e rugosa, aumentando assim a aderência do sistema de proteção que será aplicado no passo seguinte. Este tipo de decapagem consiste na incidência de um jato abrasivo sobre a peça a decapar, a uma velocidade que pode a atingir os 130m/s e com pressões na ordem dos 7 Bar. Este jato é composto por partículas de aço de geometria angular ou esférica com dimensões variáveis, sendo designadas por granalha de aço. Este tipo decapagem pode ainda ser realizado como outro agente abrasivo como a areia siliciosa angular ou o quartzo, no entanto esto estes métodos estão a deixar de ser realizados, quer por questões ambientais como pela proteção dos trabalhadores (devido ao seu alto teor em sílica) (INETI, 2001)

É importante e necessário referir que as arestas das peças são zonas onde a espessura do sistema de proteção é mais reduzida, pelo que é muito importante garantir a correta decapagem destas zonas. A Figura 17 apresenta o fluxo de execução deste tipo de processo.

Figura 16 - Fluxo de decapagem química

3.1.5.2 Lixagem

Tal como ocorre na decapagem mecânica, a lixagem é uma operação integrada no início do processo, aquando da preparação da peça ou da superfície para a pintura. Os métodos utilizados são mecânicos, podendo ser efetuados com lixas ou com escovas.

Esta tem como objetivo desbastar a superfície da peça, retirando-lhe as contaminações, ou apenas para lhe conferir um aspeto ou rugosidade determinada. Na Figura 18 é apresentado o fluxo exemplificativo de uma operação de lixagem (INETI, 2001)

Esta técnica de lixagem é uma alternativa complementar de decapagem usada no caso de superfícies mais pequenas ou onde o acesso é mais difícil. No entanto esta técnica acarreta mais custos, uma vez que é mais demorada e implica mais mão de obra. Apesar das desvantagens, a lixagem pode ser mais eficiente na remoção de óxidos e de tintas cuja composição contenha metais pesados (INETI, 2001).

3.1.5.3 Desengorduramento

Previamente à decapagem mecânica, e no caso de haver necessidade de remover eventuais gorduras ou óleos existentes na superfície da peça, procede-se ao seu desengorduramento. Este processo baseia-se em princípios químicos ou eletroquímicos pelo uso de solventes orgânicos em fase líquida ou gasosa e soluções aquosas contendo sais alcalinos, sendo que no caso de ser necessária a remoção de substâncias inorgânicas que contenham sulfatos, cloretos, óxidos e escórias provenientes de soldaduras, têm se ser utilizadas soluções aquosas que contenham sis alcalinos (INETI, 2001).

A figura 19 apresenta o fluxo de desengorduramento químico. Figura 18 - Fluxo de Lixagem

3.1.5.4 Galvanização

Na galvanização as peças de aço ou ferro fundido são submersas numa solução de ácido clorídrico para que lhes seja retirada a ferrugem, passando depois para uma solução de zinco eletrolítica. Este banho confere um aspeto liso e ligeiramente brilhante à peça, normalmente de cor semelhante à da prata.

A principal vantagem da galvanização é o facto de ser um processo de revestimento cujo tamanho das peças é indiferente, bem como o peso, a forma e complexidade, pelo que através deste método é possível alcançar mesmo os contornos mais difíceis.

Normalmente a temperatura na cuba de galvanização é de 445 a 455°C, sendo a velocidade da reação muito rápida a princípio, formando-se durante esse período inicial a maior parte da espessura da camada. Após o que, a reação passa a ser mais lenta e a não se verifica o aumento da espessura, mesmo que a peça permaneça submersa por um longo período de tempo (CLARO, 2009).

3.1.5.5 Metalização

A metalização é efetuada imediatamente após a preparação da superfície, evitando assim a oxidação superficial da peça e assim se comprometa a aderência do revestimento de proteção.

A superfície deverá estar perfeitamente limpa e seca, pelo que todo o abrasivo e partículas de superfície produzidas pela operação de decapagem terão de ser cuidadosamente removidos, sendo antes de se proceder a qualquer tratamento deve ser realizada a fiscalização de acordo com o Plano de Controlo à Produção no Anexo IV.

A metalização pode ser realizada de dois modos:

 Metalização a frio. Esta tem por base um esquema de proteção que se enquadra no campo das pinturas uma vez que consiste na aplicação de um primário. Este tipo de tratamento só é permitido em estruturas metálicas quando combinado com uma pintura de acabamento de elevada qualidade. Quer isto dizer que a metalização a frio apenas é utilizada quando posteriormente a peça irá ser sujeita a um processo de pintura.

 Metalização a quente. Este é um processo que consiste na projeção de zinco puro, a quente, por uma pistola para o metal decapado. Aqui o zinco é introduzido na pistola sob a forma de arame e confere,

no final do tratamento, um efeito ligeiramente rugoso de cor cinzenta clara, isento de brilho. (CLARO, 2009)

3.1.5.6 Pintura

Uma tinta tem na sua composição três componentes principais: os pigmentos, as resinas e os solventes. Os primeiros definem a cor da tinta, proporcionando opacidade e coesão ao material, conferindo ainda alguma proteção anticorrosiva. As resinas que têm uma função de ligação, permitindo que a tinta se comporte como uma mistura homogénea. Por últimos os solventes, normalmente líquidos orgânicos ou água, permitem a dissolução dos componentes de ligação e facilitam a aplicação da tinta.

Os métodos de aplicação mais utilizados podem ser divididos em três grupos:  aplicação manual: A tinta é aplicada usando uma trincha, rolo ou luva;

 aplicação à pistola; através do método convencional a tinta é atomizada por interceção de jatos de ar comprimido, método sem ar-airless a atomização é provocada pela libertação da tinta a alta pressão através de um pequeno orifício, o método misto, o método electroestático onde a tinta é atomizada ao ser carregada eletricamente quando abandona um disco rotativo ou é carregada após uma atomização por qualquer um dos métodos referidos acima e ainda o método de vias múltiplas;  aplicação por mergulho: a pintura ocorre por imersão simples da peça, ou por eletrodeposição). Os sistemas de revestimento por pintura são variados, dependendo do tipo de proteção que é necessário pretende efetuar. Ainda assim é possível generalizar um sistema de pintura em três camadas principais. São estas:

 Primário: aplicado diretamente na superfície do elemento decapado e tem como objetivo garantir a correta aderência do revestimento à base. Outra importante função que tem é a de proteção anticorrosiva, sendo por esta razão que os primários epoxy, com alto teor de zinco, ou os primários com silicatos de zinco na sua constituição são mais utilizados na construção metálica;

 Camadas intermédias: têm unicamente a função de garantir a espessura estipulada/ necessária para o revestimento;

 Camada exterior: possui funções estéticas, determinando a aparência final do elemento metálico. Funcionando também como proteção anticorrosiva (Davison & Owens, 2012)

Como cuidado básico é de referir que as várias camadas de pintura devem, naturalmente, ser compatíveis entre si. Elas podem pertencer à mesma família ou podem ser muito diferentes. Uma precaução que sempre deve ser adotada é a de que todas as tintas do sistema pertençam preferencialmente ao mesmo fornecedor.

Na elaboração de um sistema de pintura, todos os dados devem ser considerados, destacando-se o ambiente, substrato, a preparação de superfície, as tintas, a sequência de aplicação, o número de demãos, as espessuras, os tipos de aplicação e as condições de trabalho a que estará submetida a superfície. Quanto melhor a preparação de superfície e maior a espessura, mais duradoura será a proteção que o sistema oferecerá à peça. De ressalvar que a aplicação de proteção contra a corrosão deve ser estudada em conjunto com a necessidade de proteção ao fogo, pois é um dos requisitos estruturais impostos pelo RPC.

3.1.5.6.1 Defeitos de pintura

A Norma Portuguesa NP-111 de 1982 tipifica os defeitos possíveis de ocorrer em peças pintadas. Por norma um defeito de pintura ocorre quando a película se deteriora ou acaba por apresentar falhas, não decorrentes do seu processo natural de envelhecimento, antes do fim de vida espectado para a peça em questão. Quando ocorre tal defeito torna-se importante desenvolver uma análise sistemática e atenta que permita detetar a sua natureza e as suas causas. Pois muitas vezes podem existir várias razões para um defeito de pintura sendo que uma determinação errada da causa conduzirá seguramente a uma solução errada e a consequente repetição do erro.

Os defeitos mais comuns que ocorrem estão descritos na Tabela 4. Tabela 4 - Tipos de defeitos de pintura

Defeitos Imagem

Fissuração ou fendilhamento.

Normalmente causadas por uma má preparação de superfície, má agitação da tinta antes da aplicação ou humidade no equipamento;

Casca de Laranja.

Este tipo de defeito é causado por tinta muito viscosa, evaporação rápida do solvente, distância de aplicação reduzida ou pressão elevada. É removível por lixagem;

Perda de brilho ou embaciamento.

Provocados por baixa espessura do filme, aplicação sobre camada pouco seca, condições ambientais muito frias ou húmidas durante a secagem, utilização de diluentes não adequados;

Espessura não uniforme.

Escorrimentos.

Provocados por excesso de espessura localizada (má técnica operatória) ou adição exagerada de diluente. É removível com a trincha se for detetado ainda húmido ou por lixagem se já encontrar seco;

Enrugamentos.

Causados por aplicação de uma camada muito espesso e em condições de secagem muito quente;

Empolamentos, despegamentos.

Causados por aplicação de camadas sobre outras pouco secas (evaporação solventes), ou desrespeito pelo intervalo máximo de recobrimento;

Farinação e esfarelamento.

Provocado pela perda de um ou mais constituintes da camada através da sua transformação em pó, frequente em produtos baseados em borracha clorada.