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Comparativo entre a zincagem por imersão a quente e a pintura

Zincagem por imersão a quente

É o tratamento que tem como finalidade a obtenção de uma camada de zinco sobre uma peça de ferro ou aço. Prevê as seguintes etapas:

  • Desengraxamento - remoção de óleos, gorduras, etc.;
  • Água - remoção do desengraxante, completando a limpeza;
  • Decapagem - retirada da camada de oxidação, casca, carepa etc. (ver item soldas, à pág. 74) por processo químico (ácido sulfúrico/clorídrico);
  • Água - remoção de sais do metal formado durante a decapagem e resíduos de ácido;
  • Fluxo - solução de cloreto de amônio e cloreto de zinco para se obter a uniformidade, acelerando a reação Fe-Zn;
  • Zinco - banho de zinco fundido com 99,99% de pureza, aquecido a 450°C;
  • Neutralização - proteção do revestimento de zinco, apassivação da camada.

Vida útil da camada zincada por imersão a quente

O processo de zincagem por imersão a quente contra a corrosão é conhecido no mundo todo há mais de 150 anos. Numerosos dados de vida útil de camadas de zincagem, nos mais variados ambientes, vem sendo compilados através de ensaios reais de corrosão. Desse modo, atualmente é possível prever a durabilidade de um recobrimento de zinco obtido por imersão a quente com uma margem de erro bem menor que no caso da pintura. Isso se deve sobretudo ao fato de que as características de durabilidade de uma camada de zinco obtida por imersão a quente praticamente independem de um processo de obtenção, ou seja, de acordo com o ambiente exposto e a camada de zinco, pode-se prever a vida útil do material (ver gráfico à página 28).

Pintura

Sistema alquídico - recomendado para ambientes normais, prevê as seguintes etapas:

  • Jateamento metal quase branco: SA2 ½;
  • Duas demãos de prímer zarcão alquídico: 35 micra mínimo por demão;
  • Duas demãos de acabamento com esmalte alquídico: 30 micra mínimo por demão;
  • Espessura total da película: 130 micra mínimo.

Sistema epóxi - indicado para ambientes salobres ou expostos a vapores solventes, inclui:

  • Jateamento metal quase branco: SA2 ½;
  • Duas demãos de prímer zarcão em resina epóxi: 35 micra mínimo por demão;
  • Duas demãos de acabamento com esmalte epóxi: 60 micra mínimo por demão;
  • Espessura total da película: 190 micra mínimo.

Sistema borracha clorada - recomendado para ambientes salobres ou expostos a gases ácidos, inclui:

  • Jateamento metal base quase branco: SA2 ½;
  • Duas demãos de prímer zarcão borracha clorada: 35 micra mínimo por demão;
  • Duas demãos de acabamento com esmalte borracha clorada: 60 micra mínimo por demão;
  • Espessura total da película: 190 micra mínimo.

Vida útil da pintura

É extremamente difícil prever a vida útil de um recobrimento pintado, devido à dependência de diversos fatores, como preparação da superfície, formulação e preparação da tinta, técnica de aplicação e espessura da película. A preparação inadequada da superfície, por exemplo, pode reduzir pela metade a vida útil da película, pois as pinturas alquídicas, quando expostas a ambientes agressivos, se saponificam em prazo bastante curto, provocando o destacamento da película. Todos esses itens explicam a escassez de dados práticos referentes à durabilidade de um sistema de pintura predeterminado.

A vida útil apresentada a seguir é uma orientação quanto à ordem de grandeza dos sistemas de pintura analisados:

  • Sistema alquídico - 4 anos;
  • Sistema epóxi - 8 anos;
  • Sistema borracha clorada - 7 anos.

Critérios básicos utilizados para comparativo de custos

Na análise, adotou-se uma estrutura metálica média, exposta em um ambiente industrial pesado, com as seguintes características e espessuras da camada protetiva do aço:

Características da estrutura

  • Estrutura: 50% de perfis e chapas de 3/16” de espessuras e 50% de 1/4”;
  • Espessura média: 5,56 mm;
  • Peso médio: 42,6 Kg/m²;
  • Área superficial: 46,9 m²/t;
  • Área de projeção média: 30 kg/m² ou 33,2 m²/t;
  • Peso total: 16 t.

Espessura da camada protetiva do aço

  • Zincagem por imersão a quente - 86 micra;
  • Pintura alquídicaa - 130 micra;
  • Pintura epóxi - 190 micra;
  • Pintura borracha clorada - 190 micra.

Aspectos Econômicos da Pintura

Dois tipos de custos são importantes na pintura industrial: o custo inicial e o custo de manutenção (retoques e repinturas).

Custo inicial: é dado pela expressão Ci = C1 + Ct + Ca

Onde:

  • Ci = custo inicial por m2;
  • C1 = custo de limpeza por m2;
  • Ct = custo das tintas por m2, para uma determinada espessura;
  • Ca = custo de aplicação por m2.

Custo de manutenção: constitui-se no somatório dos custos de retoques com os custos de repintura.

Custo acumulado: é obtido pelo somatório do custo inicial com os custos de retoques e repinturas.

Este custo, dividido pelo número de anos previstos para o esquema de pintura, fornece o custo anual.

  • O custo de cada tinta é dado pelo quociente entre o preço do litro da tinta pelo rendimento prático.
  • O custo de aplicação representa cerca de 10 a 30% do custo inicial de uma pintura e constitui-se na apropriação dos custos envolvidos que são:
    • custo da mão de obra;
    • custo de materiais como solventes e outros materiais de limpeza;
    • custo de energia (elétrica ou pneumática);
    • amortização dos equipamentos.
  • O custo da limpeza, representa 40 a 60% do custo inicial de uma pintura; constitui-se na apropriação dos custos a seguir indicados:
    • custo da inspeção;
    • custo da limpeza com solvente (material e mão de obra);
    • custo da remoção de defeitos superficiais (material, amortização de equipamento e mão de obra);
    • custo da limpeza mecânica (custo de energia, abrasivos, mão de obra, amortização de equipamentos e outros).
  • O custo das tintas representa, 20 a 40% do custo inicial de uma pintura, e, constitui-se no somatório dos custos das tintas referentes a cada demão aplicada.

Aços Zincados por Imersão a Quente versus Aços Pintados com Tintas Líquidas

Na escolha de qualquer revestimento, deve ser levado em conta sua vida útil, relacionada com o custo e despesas de manutenção.

Apesar de poderem ter um custo de aplicação maior, podem ser mais vantajosos para aplicação em estruturas que exigem uma longa vida, sem necessidade de serviços de manutenção frequentes.

Estudos comparativos dos custos entre ambos, mostram que o custo da zincagem sobre a pintura, considerada uma vida útil de 25 anos é de 2 a 3 vezes menor (CORRÊA, Arnaldo; FERREIRA, J. D. - Corrosão e Tratamento Superficiais dos Metais)

Esquemas de Pintura de Aços Pintados com Tintas Líquidas

Na Tabela abaixo, apresentam-se três esquemas de pintura industrial:

TRATAMENTO ESQUEMA DE PINTURA
CONVENCIONAL SEMINOBRE NOBRE
LIMPEZA St3 ou Sa2 Sa Sa
TINTA DE FUNDO 2 demãos de Zarcão Alquídico Óleo Modificado, 35 µm película seca 2 demãos de Óxido de Ferro Epóxi, 35 µm película seca 1 demão de Zinco Etil Silicato, 75 µm película seca
TINTA INTERMEDIÁRIA ----- ----- 1 demão de Óxido de Ferro Epóxi, 35 µm película seca
TINTA DE ACABAMENTO 2 demãos de tinta Alquídica Brilhante, 30 µm película seca 2 demãos de Esmalte Fenólico Pigmentado com Alumínio, 25 µm película seca 2 demãos de Epóxi Alta Espessura, 120 µm película seca

Fontes: Prof. Horst Reiche

Graus de Limpeza St3: Limpeza mecânica (lixamento, escovação, etc.) Sa2: Jateamento abrasivo comercial

Sa: Jateamento abrasivo ao metal quase-branco

Durabilidade do Revestimento de Tinta do Aços Pintados

Abaixo, apresentam-se exemplos comparativos entre esquemas de pintura em aço (não galvanizado) em diferentes ambientes corrosivos, destacando-se que os valores constantes da tabela estão expressos em anos e são baseados em dados práticos, considerando-se tintas de boa qualidade, aplicação adequada e ausência de danos mecânicos.

ESQUEMA DE  PINTURA TIPO DE ATMOSFERA
RURAL INDUSTRIAL MARINHA
Retoques Repintura Parcial Repintura Total Retoques Repintura Parcial Repintura Total Retoques Repintura Parcial Repintura Total
CONVENCIONAL 4 a 6 6 a 8 8 a 10 2 a 4 4 a 7 7 a 10 0,3 a 0,8 0,8 a 1,5 1,5 a 2,5
SEMINOBRE 5 a 7 7 a 10 10 a 12 3 a 6 6 a 8 8 a 12 0,5 a 1 1 a 2 2 a 4
NOBRE 4 a 6 8 a 12 12 a 16 5 a 7 7 a 10 10 a 15 2 a 4 4 a 7 7 a 10

Durabilidade do Revestimento Zincado

Os dados abaixo integram o estudo do Mapa de Corrosão Ibero-americana, coordenados pelo Centro de Pesquisa de Energia Elétrica (CEPEL) e Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) em conjunto com os demais países latino-americanos e da península ibérica.

PARÂMETRO TIPO DE ATMOSFERA
RURAL (CPqD – BELÉM/PA) INDUSTRIAL (COSIPA – CUBATÃO/SP) MARINHA (CPqD – FORTALEZA/CE)
Temp. Média (°C) 26 23 26
U.R. Média (%) 86 75 75
Taxa de SO2 (mg/m2.dia) 5 (baixa) 54 (alta) 5 (baixa)
Taxa de Cloretos (mg/m2.dia) 2 (baixa) 14 (baixa) 300 (muito alta)
Taxa de corrosão do aço nu (µm/ano) 27 160 118
Taxa de corrosão do aço galvanizado (µm/ano) 1,2 1,3 5,4
Durabilidade para camada de 90µm do aço galvanizado (ano) 78 69 17

Comparação entre as Diferentes Atmosferas

Ensaios de exposição de painéis de aço zincado, realizados pelo IPT, com duração de 12 anos nas atmosferas rural e industrial e de 17 anos na atmosfera urbana, conforme critérios recomendados pelas Normas ISO 9223 e 9224 demonstram que a taxa de corrosão do aço zincado decresce ligeiramente com o tempo, tendendo a uma estabilidade.

Taxa de corrosão do aço zincado na ECA Lorena – Atmosfera rural (µm/ano)
Categoria de corrosividade Tempo da análise (anos) Ambiente Externo
0,5 2 4 6 8 12
C3 (média) e C2 (baixa) 1,48 0,44 0,26 0,20 0,17 0,14 Pouca contaminação com compostos de enxofre. Baixa concentração de material particulado e elevada U.R.
Taxa de corrosão do aço zincado na ECA Sto. André – Atmosfera industrial (µm/ano)
Categoria de corrosividade Tempo da análise (anos) Ambiente Externo
0,5 2 4 6 8 12
C3 (média) e C4 (alta) 2,17 1,82 1,76 1,74 1,73 1,72 Contaminação elevada de compostos de enxofre e material particulado
Taxa de corrosão do aço zincado na ECA São Paulo – Atmosfera urbanal (µm/ano)
Categoria de corrosividade Tempo da análise (ano) Ambiente Externo
0,5 2 4 6 8 17
C3 (média) e C2 (baixa) 2,14 1,18 1,02 0,96 0,94 0,89 Contaminação moderada com compostos de enxofre, com particulado e ausência de contaminação por outros poluentes

Fonte: Corrosão Atmosférica 17 anos - ALMEIDA, Neusvaldo Lira; PANOSSIAN, Zehbour

Aços Zincados por Imersão a Quente Pintados com Tintas Líquidas (Sistema Dúplex)

Aços Zincados por Imersão a Quente Pintados com Tintas Líquidas (Sistema Dúplex)

Uma boa pintura pode alongar a vida útil dos produtos zincados de 1.5 a 2.7 vezes a soma das expectativas de vida útil separadas (efeito sinérgico), além de proporcionar posteriormente manutenções fáceis e baratas:

Sua validade é nítida para atender a requisitos especiais de resistência à corrosão ou aparência.



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