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Brasília-DF. Controle de Qualidade de revestimentos e superfíCie Elaboração Wellington Paulo da Silva Produção Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração Sumário APRESENTAÇÃO ................................................................................................................................. 4 ORGANIZAÇÃO DO CADERNO DE ESTUDOS E PESQUISA .................................................................... 5 INTRODUÇÃO.................................................................................................................................... 7 UNIDADE I AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE ....................................................................................... 9 CAPÍTULO 1 CONTROLE DAS AMOSTRAS ..................................................................................................... 9 CAPÍTULO 2 TIPOS DE AVALIAÇÕES QUE PODEM SER REALIZADAS .............................................................. 14 CAPÍTULO 3 ENSAIOS NORMATIZADOS ....................................................................................................... 27 UNIDADE II AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS ................................................................ 39 CAPÍTULO 1 FINALIDADE E APLICAÇÕES DE PINTURAS ................................................................................ 39 CAPÍTULO 2 AMBIENTES QUE PODEM AFETAR A QUALIDADE DE PINTURAS EM GERAL .................................. 56 UNIDADE III PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS ............................................................... 74 CAPÍTULO 1 APRESENTAÇÃO DAS PRINCIPAIS PATOLOGIAS QUE PODEM SURGIR NA PINTURA EM GERAL ..... 74 CAPÍTULO 2 TREINAMENTO DO APLICADOR ............................................................................................... 83 CAPÍTULO 3 TRATAMENTO E TOXIDADE DE EFLUENTES ADVINDOS DA INDÚSTRIA DE TRATAMENTO DE SUPERFÍCIES ........................................................................................................................... 93 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 99 4 Apresentação Caro aluno A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se entendem necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. Caracteriza-se pela atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como pela interatividade e modernidade de sua estrutura formal, adequadas à metodologia da Educação a Distância – EaD. Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade dos conhecimentos a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos específicos da área e atuar de forma competente e conscienciosa, como convém ao profissional que busca a formação continuada para vencer os desafios que a evolução científico-tecnológica impõe ao mundo contemporâneo. Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo a facilitar sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na profissional. Utilize-a como instrumento para seu sucesso na carreira. Conselho Editorial 5 Organização do Caderno de Estudos e Pesquisa Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em capítulos, de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos básicos, com questões para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam tornar sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, fontes de consulta para aprofundar seus estudos com leituras e pesquisas complementares. A seguir, apresentamos uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos Cadernos de Estudos e Pesquisa. Provocação Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto antes mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para o autor conteudista. Para refletir Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma pausa e reflita sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em seu raciocínio. É importante que ele verifique seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. As reflexões são o ponto de partida para a construção de suas conclusões. Sugestão de estudo complementar Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do estudo, discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso. Atenção Chamadas para alertar detalhes/tópicos importantes que contribuam para a síntese/conclusão do assunto abordado. 6 Saiba mais Informações complementares para elucidar a construção das sínteses/conclusões sobre o assunto abordado. Sintetizando Trecho que busca resumir informações relevantes do conteúdo, facilitando o entendimento pelo aluno sobre trechos mais complexos. Para (não) finalizar Texto integrador, ao final do módulo, que motiva o aluno a continuar a aprendizagem ou estimula ponderações complementares sobre o módulo estudado. 7 Introdução Os tratamentos de superfícies são muito utilizados em uma infinidade de indústrias e segmentos. Atualmente, contamos com altas tecnologias que permitem um recobrimento perfeito. Para que essa tecnologia acabe como um produto com qualidade, faz-se necessário estabelecer algumas regras, seguir parâmetros e normas a fim de atender às exigências vigentes. O controle de qualidade deve ser utilizado e estudado por todos, a fim de se evitar desperdícios tanto de matérias, mão de obra, quanto de custos parciais e totais dentro de um processo. Temos muitos tipos de aplicações que podem ser realizadas a fim de se estabelecer um recobrimento com qualidade, aplicações estas que seguem normas e técnicas pré-estabelecidas com o intuito de se manter um controle de qualidade. Dentro destes processos de tratamento de superfícies podemos destacar as pinturas. Hoje, contamos com uma infinidade de tipos e qualidades de tinturas que podem ser aplicadas em superfícies. Porém, ainda temos como barreira a um sucesso total de tais aplicações em superfícies o despreparo dos profissionais envolvidos, falta de material, falta de qualidade da superfície que está se realizando o recobrimento entre muitos outros fatores que afetam diretamente a qualidade de tais processos. Junto à quantidade crescente de produtos, estão os equipamentos e treinamentos de colaboradores. Portanto, é muito importante que esses três fatores caminhem juntos para se manter uma qualidade dentro dos processos que envolvam a pintura. Estudaremos, a partir de agora, os testes mais usuais empregados para aferir qualidade em tratamentos de superfícies, bem como explanaremos sobre metodologia, equipamentos e tipos de tintas e, por fim, venderemos alguns compostos químicos e como agir perante esses resíduos dentro de uma indústria. Ao final, ressaltaremos sobre alguns compostos químicos resultantes desses tratamentos de superfícies e como agir perante esses resíduos dentro de uma indústria. 8 Objetivos » Apresentar como ocorre o processo de avaliação da qualidade para tratamentos de superfícies em geral, como deve ser realizado o controle das amostras e os ensaios que são normatizados. » Elucidar o aluno quanto à avaliação de qualidade em pinturas, qual a finalidade, fluxo e como empregado e os tipos de ambientes que podem interferir numa boa qualidade. » Discutir sobre as patologias que podem acometer as pinturas, como os profissionais devem estabelecer parâmetros e manusear equipamentos para que o tratamento seja realizado com qualidade. 9 UNIDADE I AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Neste capítulo, estudaremos como estabelecer o controle sobre amostragens e os tipos de ensaios dentro da área da qualidade que podem ser aplicados. CAPÍTULO 1 Controle das amostras A fim de se garantir um bom tratamento desuperfícies, o profissional envolvido no processo deve estar atento a todo o procedimento que passa o material, desde o controle da matéria-prima, passando pelo processo de fabricação até chegar ao acabamento e armazenamento deste. Portanto, é de suma importância que o profissional tenha conhecimento sobre os processos e, com isso, crie a possibilidade de se realizar um trabalho com a qualidade almejada a princípio. A função de proteção dos diversos tipos de revestimentos metálicos está fundamentada em possuir características de diferencial potencial elétrico elevado, em outras palavras, alto nível sobre tensão, tornando a superfície mais resistente em meios ácidos. Quando os metais do revestimento são atacados, é desenvolvida em sua superfície uma camada de óxidos, hidróxidos e outros elementos que são ainda mais resistentes ao meio ácido. Porém, devemos sempre lembrar que a eficiência e a qualidade dos revestimentos sobre a superfície metálica serão dependentes da boa qualidade da limpeza da superfície. Existem vários métodos para a aplicação de revestimentos metálicos, dentre os quais temos, a cladização, a imersão a quente (também conhecida como galvanização a fogo), a aspersão térmica (também conhecida como metalização), a eletrodeposição, a cementação, a deposição em fase gasosa e a redução química. 10 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Vejamos, abaixo, detalhadamente, cada um desses métodos. Cladização Sendo um dos processos de aplicação de revestimentos metálicos para a proteção de superfícies metálicas, a cladização, conhecida também como cladeamento, é a união por sobreposição de chapas de materiais distintos, onde uma delas é conhecida pelo metal-base e a outra sendo o substrato metálico que irá impedir ou retardar a corrosão que pode ocorrer no metal base. Esse processo é realizado por meio da compressão de ambas as chapas, uma contra a outra, mais aplicação de uma fonte de calor, sendo possível através dos processos de laminação conjunta, laminação a quente, por soldagem ou por explosão. Imersão a quente O revestimento superficial por imersão a quente é obtido por meio da imersão das peças metálicas em um tanque contendo outro tipo de metal em seu estado líquido (Ponto de fusão), sendo os metais mais empregados o estanho, cobre, alumínio e zinco. Metalização Outro método utilizado para a aplicação de revestimento para controle de corrosão é por meio da metalização, também conhecida por aspersão térmica. Eletrodeposição A eletrodeposição, que também é conhecida por zincagem eletrolítica (quando utilizado o zinco para aplicação superficial), é amplamente utilizada para peças onde se tenha muitos detalhes e dimensões com tolerâncias justas (décimos de milímetros), por ser possível alto grau de proteção com camadas de espessuras mínimas, sendo admissível camada a partir de 5µm. Cementação O termo cementação é bem conhecido em tratamentos térmicos de peças metálicas, consiste em aumentar a dureza superficial da peça por meio da 11 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I deposição de carbono sobre sua superfície e a expondo a altas temperaturas. Porém, a cementação também é considerada um tratamento superficial alterando o material de deposição sobre a peça com a intenção de aumentar sua resistência à corrosão e não necessariamente sua dureza superficial. Revestimentos não metálicos Os revestimentos inorgânicos não metálicos são realizados por meio da deposição de elementos inorgânicos sobre a superfície de uma peça metálica ou formado nela através de reações químicas. Processos de revestimentos não metálicos Os revestimentos em esmaltes vitrosos são utilizados para resistir à corrosão por ácidos, com exceção do ácido fluorídrico. Sendo este revestimento à base de borossilicato de alumínio e sódio ou potássio, enquanto os em vidros são resistentes aos mais diversos meios, com exceção ao ácido fluorídrico e soluções com alto grau de alcalinidade. Formulado à base de borossilicato e sílica. Já os revestimentos por cimentos e porcelanas podem ser formulados para resistirem tanto a meios alcalinos como para meios ácidos, constituídos normalmente por um produto inerte, em geral o quartzo, solução silicato de sódio ou potássio e fluorsilicato de sódio. Testes para avaliação de revestimentos Os testes avaliativos para tal controle devem ser executados sempre respeitando as normas pertinentes, para que se estabeleçam resultados exatos sobre a amostra em ensaio. Existe no mercado uma grande busca por ensaios não destrutivos, que possam estabelecer o controle de qualidade, mas que não atinjam diretamente as amostragens, possibilitando, assim, que estas sigam o processo para o qual foram criadas. Veremos, a partir de agora, algumas das mais importantes técnicas e ensaios utilizados para o controle da qualidade de superfícies, antes definiremos algumas nomenclaturas muito utilizadas neste meio e as etapas que fazem parte, quando pensamos em uma linha de processo, por exemplo. 12 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Controle de amostras O controle é realizado por etapas: Matéria-prima Quando recebido o material, este passa por ensaios já normatizados que possibilitam a classificação em aptos e não aptos para seguir no processo fabril. Processo de fabricação Nesta etapa, realiza-se o controle por meio da utilização de dados estatísticos, mais conhecidos como CEP, ou controle estatístico de processo. Produto acabado Quando finalizado o processo e temos o produto acabado, o controle de qualidade ocorrerá por meio da utilização de comparativos entre amostra ideal e produto acabado. E são utilizados testes, já que uma peça ideal pode não possuir as características internas ideais. Controle de qualidade A fim de se realizar um controle de qualidade para qualquer processo de tratamento de superfície, devemos obedecer à seguinte sequência: Figura 1. Controle da qualidade de um tratamento de uma peça. Para qual fim o tratamento está sendo u�lizado. Onde a peça será u�lizada (a qual �po de esforço está subme�da) e qual a vida ú�l desta. Qual o des�no(urbano, marinho etc) ou onde será u�lizada a peça que sofreu tratamento. Controle da qualidade do processo como um todo. Fonte: Autor, 2019. Como visto na figura acima, podemos identificar a importância de se conhecer todo o histórico sobre a peça em questão e onde será aplicada, já que todos esses fatores estão ligados diretamente a como será realizado o controle de qualidade da peça. 13 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I Podemos elencar alguns objetivos que devemos alcançar com o tratamento e a partir destes o controle de qualidade é estabelecido. » Tratamento da superfície a fim de possibilitar sua lubrificação com a finalidade de se evitar possíveis desgastes. » Proteção da peça quanto à corrosão aliada à decoração como pintura de um móvel de aço. » Proteção do metal base quanto à corrosão aliada a outras finalidades. » Proteção contra corrosão por meio dos mais diversos tipos de processo. É sabido que para um tratamento eficaz e com qualidade é necessário levar em consideração os aspectos físicos da peça. Portanto, os profissionais envolvidos na elaboração do projeto/desenho da peça devem estar atentos para que esta possa sofrer um tratamento para uma boa qualidade. Podemos ressaltar algumas medidas que devem ser adotadas para tal: » Projetos sem arestas vivas, adotar sempre que possível arestas arredondadas com raio mínimo de 1 mm. » As furações possuem diâmetro maior se comparadas à profundidade. » Superfícies que não acumulem líquidos durante, por exemplo, um processo de limpeza. » Ranhuras com uma largura mínima igual a três vezes à profundidade, entre outros. 14 CAPÍTULO 2 Tipos de avaliações que podem ser realizadas Verificação dos pré-tratamentos aplicados A fim de se realizar um controle condizente com parâmetrosde qualidade, se faz necessário no caso de superfícies. Podemos definir, então, três avaliações sequenciais que devem ser realizadas: » Avaliação do polimento. » Avaliação do desengraxamento. » Avaliação da decapagem. Polimento Realiza-se uma verificação a olho nu, sendo possível utilizar lupa ou microscópio como auxiliares no processo. Tem por finalidade detectar riscos e porosidades que possam vir a criar problemas futuros. Em situações onde a peça já está retificada, polida, utiliza-se o rugosímetro, aparelho responsável pelo controle da qualidade do acabamento. Como podemos verificar na figura 2 a seguir. Figura 2. Rugosímetro sendo utilizado numa peça de metal. Fonte: (INSTRUSUL, 2009, p. 01). 15 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I O funcionamento do rugosímetro ocorre por meio de um apalpador com agulha que percorre a superfície da peça, gerando os resultados da avaliação do estado em que se encontra a superfície da peça por meio de uma impressão em mícron. O aparelho pode ser utilizado tanto em peças ferrosas quanto não ferrosas. Avaliação do desengraxamento Neste processo avaliativo verifica-se a remoção correta de óleos e graxas da superfície da peça em estudo. Conforme Garcia (2000, p.34) existem alguns métodos de desengraxamento que podem ser utilizados, são eles: » Formação da lâmina contínua de água na superfície. » Aderência de carvão ativado. » Deslocamento galvânico de cobre. » Fluorescência. Lâmina contínua de água na superfície Podemos determinar que o processo foi realizado com a qualidade adequada quando ao se posicionar a peça dentro de uma corrente de água, sobre a superfície mostra-se uma lâmina de água de forma contínua sem apresentar ilhas secas ou quebras de água na superfície. Aderência de carvão ativado Nesse processo, a peça em questão é totalmente imersa em uma composição de 5 g/λ de carvão ativo. Após imersa, a peça é retirada e onde o carvão fica depositado indica a presença de óleo ou graxa. Deslocamento galvânico de cobre A peça é coberta por um corante solúvel em óleo e fluorescente, logo depois é exposta à luz ultravioleta. A contaminação por óleos ou graxas é vista diretamente proporcional à intensidade em que a fluorescência apresenta. 16 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Fluorescência Nesse processo, a peça é submetida a uma imersão em solução de sulfato de cobre. Após isso, esta é retirada e observa-se em peças ferrosas que a superfície está limpa, ou seja, sem óleos e graxas apresentando uma película de cobre. Já em pontos onde houver resíduos de óleo ou graxa esta película é falha ou de má aparência. Avaliação da decapagem É realizada por meio de exame visual onde se verifica a inexistência de óxidos na superfície. O processo de decapagem serve para remover óxidos dos metais e deixar a superfície quimicamente limpa. Utiliza-se a decapagem para limpar superfícies nas quais não se consegue uma limpeza perfeita com processos mecânicos, como o lixamento. O sistema é aplicado, principalmente, em parafusos, porcas, arruelas e pequenas peças. A composição do decapante tem como princípio substâncias ácidas, alcalinas e misturas de ácidos ou aditivos que têm por finalidade aumentar a velocidade com que a decapagem ocorra. A escolha do tipo de decapante que será utilizado depende diretamente do metal que será aplicado e da composição que apresenta a superfície. Normalmente, o que temos é o decapante removendo o óxido sem afetar o metal-base. Quando estamos lidando com uma superfície com teor de carbono reduzido, normalmente se emprega ácido clorídrico por imersão. Sendo que a amostra fica imersa até a remoção completa da ferrugem. Procedimento de decapagem Normalmente, quando ocorre a utilização do ácido clorídrico este passa por uma diluição em água, que depende diretamente de onde será empregado. A utilização de um inibidor permite que o ácido aja sobre óxidos, porém dificulta a ação do ácido sobre o metal, possibilitando um ataque pequeno no metal-base. Como citado, assim como o ácido clorídrico, o ácido sulfúrico também é muito utilizado. 17 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I A utilização do ácido sulfúrico ocorre em temperaturas próximas de 50 ºC o que possibilita uma maior eficiência do processo. Por exemplo, podemos citar o processo de decapagem do alumínio que ocorre por meio de uma solução de soda cáustica (hidróxido de sódio) onde se aplica normalmente uma temperatura de 80 ºC, com tal processo ocorre a remoção dos óxidos e pouco ataque ao alumínio presente, porém ocorre grande liberação de gases da reação. Já no caso de cobre, ligas, latão e metais, por exemplo, utilizam-se soluções de ácido crômico ou soluções que tenham ácidos fosfóricos, sulfúricos entre outros. Ao término do processo de decapagem, deve ser realizado o processo de desengraxamento, ou o emprego de lavagem para que as soluções empregadas no processo sejam completamente removidas. Pois a superfície que sofreu o processo de decapagem pode vir a ficar manchada, o que é uma porta para contaminação dos tanques, por exemplo. Banhos desengraxantes Os banhos de desengraxamento têm por função remover qualquer vestígio de óleo ou graxa das superfícies do metal. Quando aplicamos água sobre a superfície, onde estiver presente óleo ou graxa formará uma ilha seca, já que a água não se mistura a tais componentes, e com isso temos sobre a superfície o que chamamos de quebra de água, onde formam-se ilhas de água e ilhas secas sobre a superfície. Quando o processo de desengraxamento é concluído, a superfície apresenta toda sua área um fio contínuo, sem presença de ilhas secas, o que chamamos de superfície bem desengraxada. A composição dos banhos desengraxantes é fornecida por meio de ensaios laboratoriais, sendo que sua vida útil está diretamente ligada à totalidade de óleos e graxas presentes nestes. Esse tipo de processo pode ser realizado por inúmeras técnicas, tudo está ligado diretamente à quantidade e composição do óleo ou graxa. Dentre esses inúmeros processos, podemos citar algumas substâncias que são muito usuais: » Emulsificantes. » Solventes. » Alcalinos. 18 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Emulsificantes Quando utilizamos um detergente sobre uma superfície com óleo ocorre a emulsificação, onde o detergente quebra as moléculas do óleo e ocorre a formação de glóbulos finos, com isso temos que o tamanho da partícula de óleo seja reduzida, transformando-se em partículas menores que conseguem se distribuir na água como se tivessem dissolvidas nesta. Com isso, a remoção do óleo da superfície fica mais fácil. Esse processo ocorre em duas fases que são realizadas em dois tanques distintos. Na primeira fase, realiza-se a dissolução de um detergente que é escolhido conforme o tipo de metal e revestimento em um solvente orgânico. Já a segunda fase, contém somente água. Quando a peça é imersa no primeiro tanque, o óleo ou graxa presente puxa o detergente, aqui ocorre a reação química de quebra de moléculas, já na segunda fase, no segundo tanque, essas partículas menores são removidas da superfície pela água e para finalizar é realizada uma lavagem completa fechando o ciclo de limpeza da peça. Solventes Quando o processo de desengraxamento é realizado por meio de solventes ocorre a imersão da peça em solvente ou em vapor de solvente. Alguns solventes muito usuais são: » Tricloretileno. » Percloretileno. É necessário se atentar para a toxicidade dos solventes empregados no processo, pois não adianta um solvente ter um alto poder de desengraxamento mas apresentar um alto índice de toxidade, podendo causar corrosão na peça, como no caso de sua decomposição gerar ácido clorídrico. Por isso, a escolha do solvente deve ser minuciosa e atenta a esses detalhes, para que a seleção seja a menos perigosa possível. Alcalino O meio alcalino é o mais propício para se realizarum desengraxamento, já que a quebra das moléculas de óleos e graxas em moléculas menores ocorre de forma mais eficiente em um meio alcalino se comparado ao meio ácido. 19 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I O desengraxamento alcalino pode ser realizado por intermédio de imersão e por processo eletrolítico. Nesse processo, utilizam-se produtos alcalinos aliados a tensoativos. Os mais utilizados como alcalinos são: silicato de sódio, soda cáustica, fosfato de sódio entre outros. Processo de desengraxe por imersão Os químicos são preparados com aquecimento em tanques. As peças pequenas são, então, imersas e permanecem na mesma até que sejam totalmente removidos óleos e graxas da superfície delas. Já peças grandes como, por exemplo, uma carroceria de um carro, são submetidas a passagem por túneis pulverizadores sobre toda a superfície, normalmente este processo ocorre a temperaturas entre 60 ºC a 90 ºC. Processo de desengraxamento por eletrolíticos Neste tipo de processo utiliza-se composição química muito parecida com a utilizada em imersão, com o adendo que no processo eletrolítico temos a adição de uma corrente elétrica da solução. Podemos comparar tal processo à lavagem de uma panela por exemplo, o processo de lavagem será mais eficaz sendo empregada uma esponja para esfregar a superfície desta. Podemos comparar esta esfregação ao desprendimento de gás na superfície da peça. Com a presença da corrente elétrica, ocorre a geração de um gás sobre a superfície dos eletrodos. Faz-se passar uma corrente elétrica na solução para gerar gás na superfície dos eletrodos. Em um retificador, a corrente pode ser ligada ao seu polo positivo ou negativo. Caso ocorra o ligamento ao polo negativo, temos com a liberação do gás o composto hidrogênio, sendo um desengraxamento catódico. Já se for ligado ao polo positivo, temos a liberação do oxigênio, sendo um desengraxamento anódico. Banho decapante São banhos que contêm substâncias ácidas, sendo determinadas também suas concentrações por meio de ensaios laboratoriais. Um fator muito importante 20 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE é o acompanhamento do percentual de ferro no banho que tem de aumentar gradativamente. Controle de qualidade Existe uma infinidade de ensaios e testes que podem ser realizados para tal controle. Avaliação dos tratamentos empregados sob a superfície Independente de quantos tratamentos sejam realizados, é de suma importância que se estabeleça uma concentração e que esta seja mantida durante todos os processos. Quando pensamos, por exemplo, nas concentrações em banhos, estas devem ser vistoriadas, acompanhadas de forma periódica sempre levando em consideração uma solução padrão para comparativos. A partir dessas condutas, evitam-se erros, e com isso controla-se a qualidade do tratamento. Manter o controle sobre esses tipos de tratamento é muito importante. Normalmente, se adota a utilização de cadernetas a fim de se armazenar e controlar ocorrências que possam vir a ocorrer durante, por exemplo, turnos distintos de uma linha de produção. Avaliação quanto à qualidade dos produtos acabados Existem inúmeras maneiras de se verificar as peças acabadas. O tipo de verificação é selecionado de acordo com as especificações de normas ou testes. Há alguns testes que são utilizados mais usualmente, são eles: » Teste de aderência. » Verificação das dimensões e espessura do depósito. » Testes de exposição do produto à radiação. » Ensaios para averiguação, se ocorre corrosão na peça em questão. 21 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I Técnicas, ensaios e métodos para a qualidade do produto Usualmente temos muitos meios para se realizar tal controle de qualidade de produtos podemos destacar que os mais empregados são os: » Magnético ISO 2178. » Metalográfico ISO 1463. » Raio Beta. » Raio-x. Método magnético Tem como princípio atração a do metal base a um imã que fica sobreposto à peça. É utilizado em metal base magnético sendo que o revestimento pode ser magnético ou não. Zinco ou tinta sobre Ferro. Método metalográfico Metodologia onde se aplica corte ao corpo de prova, químico e posteriormente utilização de microscópio metalográfico. Método coulométrico Metodologia onde se aplica o inverso da eletrodeposição. Sendo utilizado um retificador, o que gera uma corrente elétrica entre a peça e uma célula de metal, sendo o contato especificado entre ambos. Através de um retificador uma corrente elétrica é gerada e com isso ocorre a eletrodeposição. Primeiramente, se faz a análise e se determina o metal que está em estudo, após fixa-se a este uma célula e um eletrólito para se aferir. A peça em estudo fica ligada ao polo positivo e a célula fica ligada ao polo negativo. O aparelho tem o princípio de realizar uma conversão do tempo em medida de espessura, no caso micrômetros. O período para a remoção do revestimento é ligado diretamente a quão espessa é a peça. Neste tipo de metodologia temos um ensaio destrutivo, mas com possibilidade de recuperação da peça em questão. Uma das vantagens de sua aplicação é 22 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE a de que se pode realizar o teste em várias peças ao mesmo local, somente realizando a substituição do eletrólito que é utilizado na célula. Trata-se de um ensaio que é composto por reagente, logo é um ensaio químico onde temos a aplicação de um reagente que age retirando o metal que está sendo utilizado como revestimento, com sua retirada é possível realizar a determinação de alguns fatores como: » peso do metal removido; » volume; » densidade do metal. Tais fatores são determinados por meio de expressões matemáticas que possibilitam que a espessura do metal que está depositado atuando como revestimento seja determinada. Métodos como o raio β (beta) e raio x São empregados para precisões muito finas. Normalmente, empregados para se realizar aferições de espessuras muito finas como, por exemplo, ouro. Muito frequentemente utilizados em fábricas de bijuterias e de equipamentos eletrônicos que contam com este revestimento em ouro. Para se realizar tal ensaio, devemos adotar os seguintes procedimentos propostos por Rodrigues, (2009, 34 p.): » Acondicionar a amostra no suporte para amostra. » Prender o suporte para amostra na mesa. » Calibrar o detector e colocá-lo no início da faixa que será percorrida. » Ligar o raio x. » Acionar o feixe de raio x. » O detector e mesa iniciam o teste. » Início dos movimentos da mesa e do detector. » Os raios que são alcançados no detector são armazenados por meio de gravações. 23 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I Temos como principais componentes que compõe um raio x: » fonte de raio X; » detector de raio X; » goniômetro; » mesa do porta-amostra. Na figura 3, a seguir, pode ser observada uma ilustração do esquema de um diafrômetro de raio x. Figura 3. Esquema de um diafrômetro de raio x. Amostra Círculo do goniômetro Direção de referência (feixe incidente) 0 D F 0 2ϴ ϴ ω D 2ω Fonte: Adaptada de Petrobras (2011, p. 45). Podemos contar também com os ensaios acelerados de corrosão onde as peças são expostas a condições de corrosão acelerada. Vamos nos aprofundar sobre cada um deles na próxima unidade, onde apresentaremos os mais usuais testes, normas e métodos empregados para a verificação da qualidade de uma superfície. 24 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Utilização de agentes inibidores contra corrosão Os agentes inibidores geralmente são substâncias ou compostos de substâncias que, em formulações corretas, são capazes de reduzir ou até eliminar a corrosão. Para se ter o correto resultado inibidor dos agentes é importante seguir os passos a seguir: » Passo 1: identificar e conhecer quais são as principais causas geradorasda corrosão no sistema, deste modo saber o que deve-se atacar. » Passo 2: levantar se o custo da utilização é inferior ao custo previsto para a manutenção da corrosão em caso de não se usar agentes inibidores, assim alguns pontos fazem parte deste levantamento. › Se haverá e quanto será o aumento da vida útil do equipamento. › Se haverá eliminação de manutenções não programadas, gerando paradas inesperadas. › Se haverá prevenção de acidentes por meio da prevenção de falhas ou quebras devido à corrosão. › Se há necessidade de aspectos visuais decorativos nas superfícies dos materiais que não possam sofrer corrosão. › Se é uma área ausente de contaminação por outros produtos. » Passo 3: verificar as propriedades e a forma de ação referente aos inibidores, se não geraram interferências com outros fatores do sistema a ser protegido, sendo possível prever alguns problemas que poderão ser gerados. › Os catalisadores com ações reduzidas devido aos agentes inibidores poderem ser absorvidos pelos catalisadores. › Redução da eficiência térmica do sistema. › Capacidade de um inibidor proteger determinados materiais e causar corrosão para outros materiais. 25 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I » Passo 4: por fim, é necessário realizar a aplicação correta, evitando assim outros problemas que possam ocorrer, dentre os quais: › Geração de espumas durante a agitação do meio. › Suscetível à deposição de fosfatos, silicatos ou carbonatos de cálcio, causando ineficiência em trocas térmicas. › Alguns inibidores podem ser tóxicos e com isso impossibilitam seu uso para algumas aplicações, por exemplo, o nitrito de sódio que é um excelente inibidor para aço, porém contamina a água para uso potável. Os agentes inibidores podem ser classificados de duas formas, quanto à composição e quanto ao seu comportamento. A seguir, detalharemos algumas classificações: » Os inibidores anódicos têm como principal função agir como um retardador da formação de pontos anódicos sobre a superfície metálica, de modo que o processo corrosivo também demore a ocorrer. » Quando existe um princípio de corrosão prestes a iniciar, sua ação faz com que um filme de recobrimento superficial surja criando uma fina película protetiva, tornando a superfície anódica. » As películas formadas são à base de hidróxidos, carbonatos, silicatos, boratos e fosfatos terciários de metais alcalinos, estes são inibidores da corrosão pelo fato de reagirem à presença dos íons metálicos formando anodos insolúveis, sendo que na maioria das reações, são formados de hidróxidos da hidrolise dos compostos inibidores citados acima. » Uma quantidade adequada de inibidores anódicos deve ser sempre empregada de forma a trabalhar em sua concentração crítica ou acima dela, pois no caso de não atendimento desta determinada quantidade, torna-se a superfície passível de corrosão localizada. Assim cuidados com a agitação, velocidade adequada de aplicação e uma superfície limpa contra frestas, óleos e graxas é ideal para se obter uma proteção adequada. 26 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE » A aplicação de inibidores pode também ser realizada de forma alternada, sendo que após uma primeira aplicação seguida da formação da película protetora, outras aplicações podem ser realizadas ao longo do tempo, a fim de melhorar a película protetora, corrigindo regiões onde não havia anteriormente se formado uma película protetora, garantindo assim a proteção ideal da superfície. » Da mesma forma, é recomendado que se alterne também entre o tipo de inibidor, sendo que, quando combinados, podem contribuir positivamente na inibição da corrosão, garantindo assim suas ações particulares de inibição de cada agente inibidor. Alguns exemplos deste método dianódico é a mistura de cromato-polifosfato e cromato-molibdato-sal de zinco. » Os cromatos solúveis são os que fornecem melhores condições efetivas contra os ataques corrosivos, principalmente para ferro, aço, zinco, alumínio, cobre, latão, chumbo e diversas outras ligas, mesmo em pequenas quantidades possuem grande capacidade de proteção. » Os agentes inibidores de corrosão à base de cromo (VI) são geralmente aplicados em sistemas fechados, geralmente em sistemas de refrigeração à base de água, não sendo aplicado a proteções externas pelo fato de o cromo (VI) ser altamente toxico. » O uso requer grande cuidado com sua concentração para não se ter corrosão localizada, podendo ser intensificada na presença de ativadores, tais como íon cloreto. 27 CAPÍTULO 3 Ensaios normatizados Para aferir a qualidade de superfícies são utilizadas inúmeras metodologias, vamos explanar sobre as mais usuais. Na tabela 1 a seguir, podemos verificar os ensaios normatizados mais usuais quando pensamos em corrosão e medições de camadas. Tabela 1. Ensaios normatizados para controle de qualidade de superfícies. Determinar Tipos de ensaios Corrosão Névoa Salina Corrodkote Kerternich N.S.Cuproacética Câmera úmida Medição de camadas Microscopia Raio X Magnético Coulomêtrico Fonte: Autor, 2019. Dobramento sobre mandril cônico aderência Nesse tipo de ensaio o objetivo principal é verificar as propriedades por meio dos movimentos que ocorrem na superfície. O mandril de forma cônica resulta num esticamento ou alongamento da chapa e, com isso, se determina a flexibilidade do material, por meio dessa passagem iniciam-se rachaduras ao passar pelo mandril através do menor diâmetro. Este ensaio é normatizado pela ABNT 110003. Corrodkote Teste utilizado para aferir a resistência à corrosão, por exemplo, de cromo, que é utilizado para decoração. Muito utilizado para testar níquel, cromo, cobre etc. O teste consiste em aplicar uma solução pastosa de sais, que são corrosivos, na superfície da peça em estudo. A solução vai secando e permite que a superfície fique exposta à umidade alta por um intervalo de tempo. 28 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Keternich Conhecido também como ensaio névoa de dióxido de enxofre. Neste ensaio feito em câmera fechada também temos resumidamente uma simulação de chuva ácida sobre a superfície em questão, com simulação de uma grande poluição agindo sobre esta. Existe uma grande semelhança ao ensaio de humidade controlada, com a única diferença de ser adicionado gás SO2 na câmera quando se inicia o aquecimento desta, que gira em torno de 60ºC onde ocorre a condensação. Ensaios de corrosão de forma acelerada Os ensaios onde se acelera a corrosão têm como finalidade demonstrar em laboratório o desempenho do material em questão em referência à corrosão. Esses tipos de ensaio resultam em dados para que se possa desenvolver novos produtos como, por exemplo, o ensaio acelerado e corrosão onde se validam bons resultados com os dados obtidos em laboratório, que devem ser semelhantes ao desempenho do material frente a uma corrosão no mundo real. Ensaio de névoa salina O ensaio de névoa salina é um dos mais usuais entre os ensaios de corrosão de forma acelerada. A correlação entre o desempenho em laboratório e desempenho no mundo real, que é um dos princípios para o ensaio de corrosão acelerada, nunca foi alcançada no ensaio de névoa salina, o que de fato levou pesquisadores a entenderem que tal ensaio deveria ser extinto, porém esse tipo de ensaio tem resultados em muitas literaturas técnicas, fazendo com que grande parte dos clientes só aceitem produtos perante resultados no ensaio de névoa Salina. Produtos são comparados utilizando esse tipo de ensaio. O ensaio consiste em uma pulverização de uma solução salina na peça a ser testada. O teste é realizado em temperatura controlada dentro de uma câmera, sendo que a solução salina contém 5% de cloreto de sódio. 29 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I O procedimento do teste segue a seguinte sequência: » primeiramente a peça a ser testadaé inserida na câmera; » seguinte, a solução salina é pulverizada através de uma fina camada sobre a peça, mantém-se a temperatura interna da câmera em níveis de corrosão e a pulverização da solução salina é contínua, portanto as amostras estão em constante umidade e, portanto, sujeitas à constante corrosão. Podemos resumir a metodologia aplicada a esse ensaio, a qual é descrita nas especificações da ASTM B117 e como podemos ver na figura 4 a seguir. Figura 4. Ensaio da névoa salina, fluxograma das etapas. São posicionados na câmara de névoa Salina, armações de madeira com 3' de altura 3' profundidade 5' de largura As amostras são dispostas sobre a armação de madeira formando um ângulo quase oblíquo Solução salina = água da torneira com 5% de NaCl É deslocado do reservatório para esguichos de realização através de bombas A solução Salina é misturada ao ar comprimido umidificado nos esguichos A solução NaCl cria uma névoa nos esguichos devido à presença do ar comprimido Mantém-se 35 graus Celsius através de aquecedores O ensaio pode ter duração de 24 a mil horas ou mais, tudo vai depender do �po de material que está sendo ensaiado Fonte: Autor, 2019. 30 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE As amostras dentro da câmera são viradas de maneira que todas sejam expostas à névoa salina de forma mais uniforme possível. Quando temos um borrifo salino, geralmente as peças ensaiadas são de aço com revestimento metálico e ao final do ensaio são classificadas como: » Quantas horas até obter o enferrujamento visto a olho nu pela primeira vez. » Quantas horas até que um total de 5% da superfície seja coberta por ferrugem. » Quantas horas até que o total de 10% da superfície seja coberta por ferrugem. Já, quando temos o borrifo salino utilizado em ensaios para classificação do desempenho de pré-tratamento de pintura, primer ou acabamento de tinta, temos os seguintes métodos para classificação: » Aferir a largura do rebaixamento de pintura por meio de linha tracejada na tinta ou bolhas cisalhadas decorrentes em 250, 500 e 750 horas ou mais, dentro da câmara onde estão realizadas no ensaio. » Medir quantas bolhas de tinta ocorre na superfície do painel de Aço pintado em 250, 500, 750 ou mais horas. Como exemplo prático, temos que os ensaios indicam que uma telha galvanizada aguenta 1500 horas dentro da câmera de salt spray, já uma telha zincada aguenta somente 500 horas dentro da câmera com nevoa salina ou câmera salt spray. Contestando os resultados obtidos no ensaio de névoa salina A aplicação dos dados deste tipo de ensaio pode ser considerada caso, por exemplo, o material for feito de aço galvanizado e sofra uma taxa de corrosão maior em atmosfera de sulfeto se comparado à atmosfera sem sulfeto e as reações de corrosão não serão as mesmas em uma atmosfera com cloreto ou uma com sulfato. Fica claro que o ensaio por névoa salina gera resultados que não se correlacionem ao desempenho externo em ambientes com presença de sulfeto. Temos que levar em 31 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I consideração também que os fabricantes não recomendam a utilização de chapas de aço revestida para aplicação que envolvem exposição continuada em umidade como ocorre no ensaio por névoa salina. Ao contrário, um bom desempenho para revestimentos em cada aço exige uma secagem de umidade e gera a necessidade que o ciclo seco e molhado sejam bem conhecidos. A umidade que é continuada no ensaio de névoa salina não deixa que o desenvolvimento de camada de carbono óxido passivo ocorra. Já quando o material passa por pintura e é exposto ao ensaio de névoa salina, a variabilidade entre amostras idênticas é grande, mesmo operando de acordo com o roteiro as mesmas se mostram com grande quantidade de variação. Portanto, podemos enumerar três grandes razões para que o ensaio por névoa salina não apresente a maioria das condições de exposição no mundo real, as quais são: » A superfície da peça fica constantemente sem nenhum tipo de secagem ou ciclo de secagem, o que não acontece em campo ou vida real. » A temperatura dentro da câmara fica constante durante todo o ensaio, o que gera um aumento do transporte de água, em comparação com o ambiente em vida real. » A quantidade de cloreto (5%) é muito alta, o que evita que o zinco forme um filme passivo. Resistência à umidade relativa de 100% Neste tipo de ensaio a peça fica submetida a um ambiente muito úmido, mas ausente de sais e poluentes. É realizado em câmeras com a finalidade de se conseguir manter no interior da peça as seguintes condições: umidade relativa do ar em 100% e a temperatura pode ser de 37 ºC até 43 ºC. O período de duração do ensaio é de aproximadamente 24 horas ininterruptas. O processo ocorre da seguinte forma: a água depositada ao fundo da câmera evapora devido ao aquecimento e passa para o estado de condensação, depositando-se sobre as peças em ensaio e sobre as paredes, o que faz com que a água passe para o estado líquido novamente e retorne ao fundo da câmera. 32 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Acontece com frequência o aparecimento de bolhas na pintura devido à osmose que acontece durante o processo. Esse tipo de ensaio é tido como um dos mais amenos para se determinar a resistência à corrosão. Holiday Detector Esse tipo de método de ensaio nos apresenta as descontinuidades que podem existir sobre um dado revestimento que foi aplicado. Portanto, é por meio deste que se detecta uma não conformidade na aplicação do revestimento. O ensaio propicia a investigação de forma não destrutiva da tipagem elétrica em questão por intermédio de um gerador de tensão que faz a investigação de possíveis descontinuidades presentes no revestimento. O ensaio ocorre quando se aplica uma diferença de potencial elétrico entre o substrato e a superfície que foi revestida, com esta diferença de potencial temos a formação de uma corrente elétrica que está diretamente ligada à resistividade do material e o isolamento deste. Ensaio de aderência Ensaio conhecido também como desplacamento com fita filamentosa, muito utilizado para se realizar a avaliação da aderência sobre superfície metálica de uma ou de mais camadas de tintas, devendo a área ser plana, livre de sujeira, imperfeições e seca. Este ensaio também é normatizado e pode ser verificado na ABNT NBR 110003 de 2019. Esse ensaio é muito utilizado, tendo em vista que a ausência de aderência é um dos mais usuais defeitos que o tratamento de superfícies pode vir a apresentar. Este tipo de defeito pode ser visto tanto em revestimentos de lâmina de metal quanto em revestimentos com tintas, onde esta se solta e pode ser facilmente removida. Essa falta de proteção é muito perigosa, já que a peça fica totalmente exposta a todas as possibilidades de gerar não conformidades. Normalmente, temos esse tipo de defeito sendo apresentado quando o pré-tratamento da peça foi realizado de maneira errônea, o que pode ser resultado de desatenção, erro de máquinas, tempo errado etc. 33 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I Porém, há um grande entrave, pois o defeito referente à aderência é um dos mais presentes quando pensamos em revestimentos, seja ele de metal ou tinta, mas os ensaios para se aferir a qualidade deste tipo de tratamento é de elevado grau de dificuldade. Os tipos de testes empregados são: » Ensaio de dobramento. » Ensaio de corte. » Ensaio de lima. » Ensaio do choque térmico. Um dos principais cuidados que se deve exigir são uma preparação correta e cuidados da amostra em questão. Ensaio de dobramento Neste tipo de ensaio temos a definição e execução de um corpo de prova que é colocado em posição bi apoiada e por fim aplica-se uma força no centro da peça em questão até que se atinja um ângulo de 180º. Conforme podemos verificar na figura 5 a seguir. Figura 5. Esquema do ensaio de dobramento.Apoio Apoio Corpo de prova Força Fonte: Autor, 2019. Depois de alcançado tal ângulo, verifica-se o corpo de prova determinando os seguintes comparativos que estão apresentados na tabela 2 a seguir. 34 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Tabela 2. Critérios para avaliar o corpo de prova no teste de dobramento. Condição Aparência da superfície Ideal Ausência de microtrincas ou microtrincas superficiais Marginal Presença de microtrincas, sem desgarramento ou desplacamento de camada Rejeitada Presença de trincas e fendas com desgarramento e desplacamento da camada Fonte: Petrobras (2011, p. 20). Ensaio da espessura Este ensaio tem por finalidade quantificar o revestimento que a peça sofreu, e aferir se está correto ou não. Existem dois casos, no primeiro podemos aferir revestimentos com camada maior do que a especificada, o que gera um custo sem necessidade. E um segundo caso onde o revestimento não tem a camada desejada e especificada, o que compromete a peça. Portanto, este ensaio é de suma importância também. Existem muitos ensaios que são empregados para a determinação de espessura, dentre os mais utilizados podemos citar: » magnético (ISO 2178); » metalográfico (ISO 1463); » coulométrico (ISO 2177); » químico, » raios β (beta); » raios X. Intemperismo natural Esse tipo de ensaio consiste em criar as características semelhantes onde o material será utilizado, possibilitando assim um intemperismo natural para observar quais preditivas devem ser assumidas. Microscopia Esse tipo de ensaio leva em consideração a observação da microestrutura. Através do aparelho microscópio é incidida uma luz sobre a amostra e a mesma se reflete 35 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I através do aparelho para o observador. A qualidade da imagem está diretamente ligada ao comprimento de onda da radiação que foi empregada. Tem por finalidade possibilitar uma fiscalização quanto à qualidade do polimento que foi empregado, já que um polimento mal-empregado pode resultar em defeitos que interferem diretamente sobre resultados de testes químicos, por exemplo, e pode interferir diretamente sobre os ensaios metalográficos. Alguns fatores são limitantes para este tipo de ensaio, como o peso da amostra, pois esta fica alocada no aparelho, e as dimensões, já que a dimensão da câmera ou da entrada deste equipamento pode ser limitada. Podemos citar duas funções exercidas por este tipo de ensaio, as quais são: » Possibilitar a avaliação prévia de como o polimento foi realizado. » Realizar uma avaliação de tudo o que pode ser visível, como: trincas, porosidade grafita entre outros. Avalição do polimento da amostra É muito importante que a qualidade do polimento esteja dentro do esperado para que ataques químicos sejam evitados, pois são capazes de confundir a avaliação metalográfica. Avaliação do campo de visão E ainda que tenhamos que saber sobre todas as informações após um ataque corrosivo, quando isso não ocorre ficam muito mais objetivos e claros os resultados, já que as informações produzidas pela corrosão confundem na hora da leitura dos dados. Ensaio metalográfico Tipo de ensaio onde se verificam as microporosidades decorrentes de contrações do volume durante a solidificação e partículas inclusonárias quando a amostra em questão está devidamente polida e não houve nenhum ataque químico a ela. Processo de ataque à superfície Ao se realizar o processo de ataque químico, o primeiro fator a ser determinado é o reagente que será utilizado, deve-se considerar as precauções referentes 36 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE à segurança dos colaboradores e questões ambientais como, por exemplo, descarte do reagente que foi utilizado. É muito importante saber a procedência do reagente e quão suficientemente ativos estes são. O ataque do reagente com metal está diretamente ligado à concentração do reagente e qual o tipo de material que está sendo empregado. Normalmente, um período de 5 a 15 segundos é empregado para reativos superficiais em ferros fundidos ou aço comum. Após, a peça é limpa com álcool e posteriormente seca. É grande o número de materiais que primeiramente devem ser submetidos a um reagente para que possibilite mostrar a sua microestrutura. Sendo este ataque químico no processo de corrosão controlada. Ensaio de dureza Rockwell Neste ensaio temos a dureza como ator principal. De fácil compreensão e execução, o ensaio de dureza de Rockwell não necessita de cuidados especiais e pode ser realizado facilmente. Pode ser realizado em todos tipos de ligas e metais atendendo desde os mais macios até os extremamente duros. O ensaio ocorre quando uma determinada carga é aplicada sobre a amostra, posteriormente esta carga é aumentada gradativamente e com a diferença da profundidade de penetração indica a dureza do material em teste. Existem normas para este ensaio que devem ser seguidas, são elas: ASTM E18 e a ISO6508-1. Medição da espessura por retro difusão beta O ensaio consiste em uma fonte de emitir radiação beta, esta radiação passa pela superfície da peça, pelo seu revestimento e faz interação com átomos do revestimento e do substrato. Realiza-se a leitura no aparelho de Geiger-Muller quando o número de átomos Z se difere dos átomos do substrato em pelo menos Z = 5. Medição da espessura pelo Teste STEP É capaz de determinar a espessura do revestimento e a diferença que possa vir a surgir na superfície da peça. Realiza-se a aferição da espessura pelo método do 37 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE │ UNIDADE I coulométrico e o perfil da peça é colhido por meio da utilização de um eletrodo com revestimento, na maioria das vezes, por AgCl. O aparelho identifica e libera para leitura no monitor as espessuras e os diferentes revestimentos. A fim de se obter resultados satisfatórios, sempre deve ser adotado o eletrodo a uma distância igual da amostra. Por isso, usam-se células para medições especiais. O eletrodo que é utilizado tem um anel em formato cônico que faz parte do da célula de medição inferior. Este formato da célula de medição possibilita que haja uma relativa distância segura entre o eletrodo de referência e a peça em ensaio. Método de corrente de Foucault, sensível à fase Metodologia onde uma corrente excitada resulta em um campo magnético que possui grande frequência, gerando correntes de Foucault na amostra em ensaio, pode ser aplicado tanto no revestimento quanto na base da peça. A diferença que se cria entre a formação de correntes de Foucault no material de revestimento e no material base é usada para aferir a espessura da peça em ensaio. Processo de indução magnética Método onde ocorre o contato, um campo magnético contendo uma baixa frequência é gerado devido à excitação da corrente, este apresenta uma baixa resistência que nada mais é do que a distância entre o material da peça e a sonda. Para aferir esta distância, existe uma bobina de medição que é capaz de realizar a medição do campo magnético, e a espessura do revestimento nada mais é do que uma correlação entre o sinal da sonda e a espessura de revestimento. Muito utilizado em materiais de revestimento que não são magnéticos, podendo ser aplicado em revestimentos de tinta, vernizes, esmalte e o plástico e aplicado também em eletrogalvanizados como cromo, cobre, alumínio entre outros. Processo magnético No teste magnético, temos um campo magnético sendo gerado de forma constante, e assim temos a espessura de revestimento a ser medida ou então a distância entre a sonda de medição e a peça. Esta resistência do campo magnético então é convertida no instrumento no valor requerido da espessura de revestimento. 38 UNIDADE I │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE Muito utilizado em revestimentos que não são magnetizáveis como aço, ferro ou níquel, material de base não ferrosa. Revestimentos eletrogalvanizados, espécies de zinco, cobre, alumínio,ferro etc. Revestimento de esmalte, tinta, plástico etc. Revestimento de níquel depositado de forma galvanizada em cobre ou alumínio e revestimentos de níquel depositados quimicamente. Processo de microrresistência O teste consiste em colocar em contato com a superfície da amostra 4 eletrodos através de uma sonda. Realizam uma corrente no revestimento onde eletrodos interiores atuam como uma resistência elétrica, se porventura ocorrer uma queda de voltagem a mesma é aferida. Essa queda de voltagem está ligada proporcionalmente à espessura do revestimento de cobre. Este sinal aferido é de cobre e pode ser afetado diretamente pela temperatura, o que indica ser necessária a utilização de uma compensação de temperatura. 39 UNIDADE II AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Neste capítulo estudaremos todo o processo para a produção de tintas e pinturas, bem como materiais e técnicas empregadas, por fim estudaremos sobre os pontos a serem estabelecidos para o controle de qualidade deste tipo de processo. CAPÍTULO 1 Finalidade e aplicações de pinturas Normalmente, temos que peças fabricadas com aço ou algum tipo de metal podem vir a sofrer corrosões no decorrer de sua vida útil. A utilização de pinturas nessas peças, desde aparelhos até edificações, é uma medida muito eficaz a ser adotada. Com isso, podemos dizer que a pintura influencia positivamente para a prevenção das peças por propiciar um revestimento adequado, rápido e mais econômico. A proteção de metais por meio de revestimentos propicia maior vida útil à peça e sua utilização sem que ocorram resultados negativos. Existem infinidades de revestimentos nos quais podemos destacar as tintas. Podemos definir pintura como sendo a aplicação de substâncias líquidas, pastosas ou em pó que permitam revestir peças e protegê-las após o processo de secagem. Vantagens na utilização de tintas como revestimento A vantagem principal na utilização de tintas para revestir superfícies é a relação do custo. As técnicas empregadas para a aplicação de tinta são simples e fáceis 40 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS de serem executadas, podendo variar desde um rolo utilizado manualmente até aspersões industriais. Um exemplo prático, um revestimento de 80 micrômetros de espessura representa no valor de um carro de porte médio 0.8% do seu valor total. Já no caso de revestimentos para embalagens alimentícias, por exemplo, temos a aplicação em latas de uma camada comparada a 1/10 de um fio de cabelo garantindo uma proteção contra a corrosão desta quando exposta em contato direto com o alimento. A utilização de tinta não altera a cor nem o sabor dos alimentos expostos. E o custo com pintura não ultrapassa os 0,5% para o consumidor final. Uma vantagem significativa na utilização de tintas é o fato de que esta pode ser empregada nas mais diversas superfícies possíveis, e nos mais diversos locais como cavidades, contornos etc. Propósito da aplicação da pintura Um dos principais propósitos da utilização de pinturas é a proteção contra a corrosão. Porém, podemos citar algumas aplicações para outras finalidades: » Apresentar uma aparência melhor à peça. » Colaborar na segurança dentro da indústria. » Realizar a impermeabilização. » Realizar a diminuição da rugosidade da superfície. » Permitir o fácil acesso visual de tubulações e reservatórios na indústria e afins. » Impossibilitar que animais, plantas e sistemas vivos se alojem sobre cascos de embarcações em geral e boias. » Possibilitar que se tenha absorção de calor em maior ou menor frequência. 41 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Pinturas industriais Podemos numerar quatro etapas muito importantes quando pensamos em pinturas industriais, as quais são: » Obtenção das tintas a serem empregadas. » Administração das técnicas de como será aplicada. » O controle da qualidade para com a aplicação da pintura. » Vistoria e supervisão do processo de pintura. Sendo que estas etapas são totalmente normatizadas e embasadas em procedimentos que quantificam os padrões de qualidade que devem ser exigidos. Na figura 6, a seguir, podemos acompanhar um fluxo de pintura com suas etapas a serem seguidas. Figura 6. Esquema de pinturas e passos a serem seguidos. Preparo da super�cie • Primeiramente se realiza uma vistoria da super�cie, a fim de detectar presença de óleos, graxas, poeira, umidade, resíduos de tratamentos, entre outros. Caso estejam presentes, devem ser removidos. Este preparo inicial nada mais é do que realizar uma limpeza para que o recebimento da �nta se dê com qualidade almejada. Execução da aplicação da �nta de fundo • A aplicação de �ntas de fundos também conhecidas como primer, devem ser realizadas quantas camadas sejam necessárias, dependendo do �po de super�cie em específico. São as principais responsáveis pela conservação da super�cie contra a corrosão. Grande parte destas �ntas tme em sua composição pigmentos com propriedades contra a corrosão e assim apresentam a garan�a de uma melhor proteção ao mesmo. Execusão da aplicação da �nta para o acabamento final • A aplicação de �ntas de acabamento como a �nta de fundo pode ser aplicada em quantas camadas sejam necessárias, as mesmas são responsáveis pela aresentação da cor e tambpem as películas de proteção que tem por finaliadde agir como barreira contra o meio agressivo a que a peça seja subme�da e a �nta de fundo. Podemos afirmar que quanto maior for seu grau de impermeabilidade melhor será su proteção. Fonte: Autor, 2019. 42 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Características da película da pintura São características almejadas para uma película de pintura: coesão e adesão. Processo de coesão Quando ocorre a união dos compostos presentes na tinta utilizada, com a possiblidade de se formar revestimento de forma contínua, com ausência de falhas e imperfeições. Processo de adesão Quando se realiza a perfeita aderência da película protetora à superfície em questão. Esse tipo de processo ocorre devido à fixação mecânica das tintas empregadas nas porosidades, irregularidades e rugosidades presentes na superfície que está sendo aplicada a pintura. Composição das tintas Podemos definir que os compostos de uma tinta podem ser classificados em dois grupos distintos, os quais são: » Básicos que sempre estão presentes em uma tinta. » Eventuais que podem vir a ser adicionados a algumas tintas para se conseguir propósitos específicos. Básicos Os elementos básicos de uma tinta são os solventes, pigmentos e veículos. Solventes Utilizados para proporcionar a dissolução de outros componentes como, por exemplo, a resina, evaporando geralmente após esta dissolução. São exemplos de solventes: » Ésteres: acetatos de etila, de butila, de isopropila, de etilglicol. » Hidrocarboneto alifático: aguarrás mineral, nafta. 43 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II » Cetonas: metil-etil-cetona, metil-isobutil-cetona, ciclo-hexa-nona, água. » Hidrocarbonetos aromáticos: tolueno, xileno. » Álcoois: etílico, butílico, isopropílico. Quando ocorre o preparo de uma tinta, o processo leva em consideração misturas solventes a fim de se obter uma película de revestimento com qualidade, um menor custo no processo entre outros. Não é aconselhável utilizar misturas de solventes diferentes preparadas para um tipo de tinta em outro tipo de tinta, sempre deve-se respeitar o que foi estipulado pelo fabricante da tinta em questão. Veículo Uma das principais partes da tinta, normalmente trata-se de uma resina que trabalha como formador das partículas. Apresenta as seguintes características para a película formada: » Aumento ou redução da dureza. » Aumento ou redução da resistência quanto à umidade, ácido ou base e solvente. » Alta barreira quanto à mudança de clima, mudançade umidade e presença de água. » Alta barreia quanto à radiação ultravioleta. São exemplos de veículos empregados: » Óleos secativos: linhaça, soja, tungue, oiticica. » Materiais betuminosos: piche de carvão, alcatrão de hulha. » Inorgânicos: silicato de sódio, etilsilicato. Pigmentos Normalmente, tratam-se de substâncias em estado sólido que são acrescentadas às tintas para os seguintes propósitos: » Proporcionar colorações distintas e aumentar ou diminuir o grau de opacidade da cor. 44 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS » Acréscimo da espessura referente à película: pigmentos reforçantes. » Proporcionar funções anticorrosivas: pigmentos anticorrosivos. » Acréscimo de finalidades específicas: pigmentos especiais. Podemos classificar os pigmentos também pela natureza de sua substância em orgânico e inorgânico. Pigmentos orgânicos Tem como função principal dar opacidade à cor, de baixa densidade e com alto poder de brilho, porém baixa resistência química e ação de raios ultravioletas. Pigmentos inorgânicos Utilizados como tintoriais, porém com maior aplicação de anticorrosivos, têm por características principais apresentarem altas densidades, menor brilho e mais resistência a raios ultravioletas. Classificação do pigmento quanto à capacidade e finalidade tintorial Podemos classificar os pigmentos quanto à finalidade de tintorial, ou seja, responsabilidade de fornecer a opacidade e coloração à tinta. Normalmente, são empregados para realizar cobrimento do substrato. Vamos discutir e explanar sobre os mais usuais pigmentos opacificantes: » Branco Básico na formulação de qualquer tinta, normalmente o mais empregado é o dióxido de titânio, sendo de natureza inorgânica. Podem ser encontrados de duas formas distintas: anatásio e rutilo, que se diferenciam por apresentarem estruturas cristalinas diferentes, sendo o anatásio com menor opacidade, porém maior brancura que o rutilo que possue maior opacidade e resistência à luz, mas de menor brancura que o anatásio. Existem mais pigmentos brancos como óxido de zinco e o litopônio. » Amarelo São exemplos de pigmentos amarelos: amarelo hansa, amarelo de cromo, amarelo de cádmio etc. 45 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II » Azul São exemplos de pigmentos azul: azul de ftalocianina, azul molibdato etc. » Laranja São exemplos de pigmentos laranja: laranja de cromo, laranja molibdato, laranja bezendina etc. » Verde São exemplos de pigmentos verdes: verde de ftalocianina, verdes de cromo,óxido de cromo verde etc. » Vermelho São exemplos de pigmentos vermelhos: vermelho naftóis, vermelho cinquásia etc. » Violeta São exemplos de pigmentos violeta: cinquásia; óxido de ferro, vermelho de molibdênio, vermelho de cádmio etc.; » Preto São exemplos de pigmentos pretos: óxido de ferro, pretos de carbono e grafite. » Metálico Podemos destacar o alumínio como o mais utilizado, responsável por dar acabamento metálico. Podemos classificá-los em dois tipos: › Leafing Cuja função é apresentar auto brilho metálico à cobertura de tinta. › Não Leafing Menor brilho metálico à cobertura de tinta. Os pigmentos de bronze normalmente são empregados em objetos decorativos e são compostos por um pó que obtém cores púrpuras. 46 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Pigmentos anticorrosivos Normalmente empregados em tintas que são preparadas para serem utilizadas como fundos. São exemplos de pigmentos anticorrosivos: » Pigmento zarcão: com função de proteger, porém pouco utilizado atualmente devido a seu elevado grau de toxidade. » Pigmento cromato de zinco: se comparado ao zarcão tem vantagem na vida útil e custo. » Pigmento cromato básico de zinco: menor proteção anticorrosiva se comparado ao cromato de zinco. » Pigmento de zinco: substituto do pigmento zarcão, pois se assemelham, porém não possui toxidade. » Pigmento pó de zinco: função de proteção, mas deve ser utilizado em grandes proporções, variantes entre 70 a 95% referente a peso. Este tipo de pigmento é empregado em tintas que são aplicadas em superfícies que fiquem expostas a produtos químicos, petróleo e outros altamente agressivos, e de temperatura elevada. Pigmentos especiais » Impermeabilização: barreira adicional de alumínio lamelar é a tinta de fundo ou de acabamento. » Pigmento perolado: a fim de se conseguir uma coloração acetinada para tinta de acabamento é adicionado o carbonato de chumbo. » Pigmento fluorescente: empregado em faixas ou placas a fim de ser ressaltar a luz e, com isso, melhorar a sinalização ou a demarcação que se quer definir. » Pigmento anticrustante: muito utilizado em ambiente marinho para evitar aderência de mariscos, algas entre outros. Classificação conforme a ação do pigmento Ativos Pigmentos com ações importantes dentro da composição da tinta, influenciam diretamente na sua formulação. Exemplos: Pigmentos anticorrosivos, especiais e tintoriais. 47 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Inertes Pigmentos com pouca influência sobre a cor da tinta, propriedade básica e ação anticorrosiva. Exemplos: pigmentos reforçantes e encorpantes. Aditivos São empregados com o intuito de gerar melhores características ou propriedades dentro da tinta, podemos destacar os principais aditivos utilizados, os quais são: » Aditivo plastificante Possibilita uma maior flexibilidade da película, geralmente são adicionados à tinta e evitam que elas fiquem duras ou quebradiças. Exemplo, óleo não secativo. » Aditivo secante Atua como acelerador no processo de secagem da tinta, tempo de secagem desta. » Aditivo anti nata Tem por função não deixar que se gere uma pele sobre a superfície líquida da tinta dentro da lata durante a armazenagem. Esse tipo de aditivo é tido como antioxidante, já que mantém todo o pigmento em suspensão e evita o acúmulo no fundo da lata. » Aditivo espessante Proporciona à tinta uma consistência para que ela possa ser aplicada em superfícies tanto horizontais quanto verticais. » Aditivos nivelantes São capazes de reduzir a tensão superficial da tinta ocasionando o melhoramento do espalhamento desta, evitando, assim, por exemplo, o aparecimento de manchas deixadas por cerdas de pincéis. » Aditivos folheantes São utilizados para juntar as partículas de pigmentos de baixo peso na película úmida. 48 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Substâncias que formam o veículo Em suma, o veículo tem em sua composição uma mistura de resinas ou somente um tipo dela. São elas que compõem as propriedades da película da tinta. Portanto, conhecer suas propriedades é de suma importância para que ocorra a possibilidade de se escolher corretamente qual tinta aplicar para diferentes necessidades. As principais propriedades do veículo são: » Durabilidade. » Resistência a químicos. » Adesão. » Dureza. » Flexibilidade. » Resistência ao atrito. Um sistema de resinas nada mais é do que uma composição de resinas que geram o veículo de uma tinta. Esse sistema ou somente a resina é o responsável pela formação da película da tinta após o processo de secagem. Todas as modificações que são geradas durante este processo são resultantes do acréscimo de solventes e aditivos que podem vir a alterar este processo de secagem da tinta. Para realizar as modificações nestas propriedades é preciso gerar algumas variações nos pigmentos aditivos ou na formulação por completa. Nomenclatura empregada para as tintas O veículo é quem dá nome à tinta, mas ainda existe uma grande tendência de se dar nomes genéricos às tintas, como: » Tinta de fundo Sua nomenclatura expõe como primeiro nome o protetor, no caso o pigmento anticorrosivo, e seu segundo nome é o veículo aplicado. Exemplo: zarcão óxido de ferro epóxi. 49AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II » Tinta de acabamento Já as tintas para acabamento seguem a seguinte nomenclatura: duas maneiras. › 1a Forma: tipo de esmalte seguido por nome do veículo e cor da tinta. Ex: esmalte acrílico azul. › 2a Forma: tipo de acabamento aplicado seguido pelo nome do veículo e cor. Ex: tinta de acabamento vinílica azul. » Cura Entende-se por cura o processo onde ocorre a formação da película por intermédio de uma reação química que pode ocorrer na presença ou não de fonte de calor. » Esmalte Tipo de tinta que tem o processo de secagem bem acelerado, possibilita revestimentos aderentes e duros, além de possibilitar a presença de brilho ou não e também uma aparência vítrea. Esses tipos de aparências são possíveis devido à utilização de adições de pigmentos diferentes que possibilitam tais acabamentos. Tipos de tintas Normalmente, as tintas são do tipo orgânica, as que são inorgânicas e semi orgânicas são muito poucas. Tintas orgânicas podem chegar a atender temperaturas de até 80 ºC, já as de resina epóxi ou fenólicas podem resistir até 120 ºC. As tintas semi orgânicas resistem a temperaturas entre 120 a 250 ºC. Já quando temos as tintas inorgânicas elas podem resistir a temperaturas de até 600 ºC. Classificação das tintas Podemos classificar as tintas quanto as suas características e propriedades para que atendam a determinadas necessidades, os veículos são tomados como base de referência, sendo classificadas em tintas convencionais, seminobres e nobres. 50 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS As tintas convencionais normalmente são formuladas com óleos vegetais e seu processo de secagem é lento, não podendo serem aplicadas em peças que serão submetidas à submissão e nem nas que ficaram em atmosfera com controle de umidade superior a 60%, já que por sua base ser o óleo este pode virar sabão. Uma das principais características é a fixação à superfície. A preparação da superfície é de simples execução, um simples lixamento realizado à mão já é capaz de atender tal necessidade para posterior execução da pintura. Tintas de resinas alquídicas modificadas com óleo Normalmente empregadas para pintura automotiva, pintura de eletrodomésticos, equipamentos em geral que estejam dispostos em ambiente com uma média agressividade. Tintas de resinas fenólicas modificadas com óleo São resistentes à umidade e atendem muito bem a esta função, porém têm uma eventual oxidação quando expostas a raios ultravioletas, pois tintas com pigmentações claras ficam amareladas. Podem vir a aguentar altas temperaturas na faixa de 120 ºC quando utilizados pigmentos com alumínio. Tintas betuminosas Normalmente compostos de asfalto e piche, ocorre a secagem desta devido à evaporação do solvente presente. Apresentam boa resistência à umidade e são de baixo custo. Comumente são empregadas em ambientes cuja umidade seja alta, logo são utilizadas em ambiente com umidade ou então submersas, onde possam ser utilizadas sem problemas. Se assemelham à tinta a óleo quando o assunto é aderência, necessitando do mesmo passo para a preparação da superfície. Podemos afirmar algumas semelhanças que estão presentes em todas as tintas convencionais, as quais são: » Preparação de superfície de forma simples com os seguintes passos: limpeza de maneira manual, limpeza por intermédio de ferramentas mecânicas ou jateamento. 51 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II » Secagem por meio de oxidação do óleo e através da evaporação do solvente, com exceção das betuminosas, que sofrem o processo de secagem enquanto o solvente evapora. » São utilizadas em meios pouco agressivos, mas as fenólicas que sofrem modificações com óleos podem ser utilizadas para meios agressivos. O tipo de resina fenólica necessita que exista calor para que se forme o filme. A película que se forma no processo tem alto grau de dureza, porém é muito quebradiça. Já quando se utiliza o óleo em sua composição ocorre a modificação e esta adere a flexibilidade em sua composição, o que faz com que não haja a necessidade de se utilizar estufa para a formação do filme. Esse tipo de tinta pode ser empregado em estruturas, tanques e equipamentos com quaisquer dimensões. Tintas seminobres Tintas acrílicas Possuem alta resistência aos raios ultravioletas, já que sua base é composta por resina acrílica. São também resistentes a ácidos e álcalis. Normalmente empregadas em pinturas para acabamentos que requerem boa aparência. Tintas de borracha clorada São tipos de tintas que possuem em sua composição resinas que são compostas por borracha natural clorada e adicionados de plastificante que têm a função de exercer maior resistência a meios ácidos e álcalis. Pouco tóxicas e não possuem odor nem gosto, por isso são utilizadas na pintura de reservatórios de água potável. Podem vir a apresentar alguns limitantes para sua utilização, como: » Em temperatura acima de 65 ºC podem apresentar degradação, com a liberação de ácido clorídrico. 52 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS » Pode ser que venham a apresentar poros. » Podem ocorrer fissuras, decorrentes do processo de plastificação. Tintas vinílicas Tintas que apresentam resistência a ácidos e as bases possuem alta resistência a atrito e impermeabilidade mesmo com aplicação de pouca ou fina camada de tinta que gera uma película muito fina. Muito utilizada para pintura tanto interna quanto externa de embalagens alimentícias e também em cascos de embarcações e boias marítimas. Tintas de estirenoacrilato São ótimas substitutas para as resinas acrílicas, já que possibilitam uma grande permanência de brilho e cor com uma aparência desejada, alta resistência a raios ultravioletas. Tintas nobres Tintas epóxis Comparadas à cola epóxi, essas tintas possuem dois componentes: a resina epóxi e o agente de cura ou endurecedor que pode ser uma mina ou uma amida, a escolha do agente de cura depende do propósito e das características desejadas para a película, conforme podemos verificar na tabela 3 a seguir. Tabela 3. Propriedades do agente de cura. Propriedades do agente de cura Amina Amida Resistência eficaz para com derivados do petróleo e produtos químicos. Resistência alta à água, facilidade para aplicação em ambientes com umidade maior, secagem em imersão. Tempo reduzido para secagem. Excelente para película com maior flexibilidade e aderência. Aplicação com grau de dificuldade alta em locais com umidade maior, formando compostos esbranquiçados (quetimina) que atingem e danificam o filme. Pouca resistência a solventes, álcalis e ácidos. Período alto para processo de secagem. Fonte: (SILVA, 2012, p. 32). Esse tipo de tinta também possui alta resistência ao atrito e impacto. O seu custo varia de duas até cinco vezes menor do que outras tintas nobres, sua aceitação no mercado é grande. 53 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Como limitação, elas não devem ser utilizadas para acabamento e aplicações para embelezamento já que ficam opacas em um período de tempo curto quando expostas a raios ultravioleta. Para o preparo desse tipo de tinta deve-se levar em conta o tempo disponível para aplicação, o qual pode ser entre 30 a 60 segundos, portanto a superfície já deve estar preparada para sua aplicação antes que se realize a mistura da tinta. Esse tipo de tinta é muito empregado em equipamentos industriais, estruturas expostas à atmosfera agressiva, reservatórios de solventes e plataformas marítimas por exemplo, entre outros. Essa tinta suporta temperaturas de até 120 ºC. Por exemplo, podemos citar a tinta alcatrão de hulha que é utilizada em pinturas para imersão tanto em água doce quanto salgada, criando-se uma película espessa de 150 a 180 micrômetros e seu custo-benefício epóxi puras são bem melhores. Tintas de poliuretanoMuito resistentes a agentes químicos, a ultravioletas e possibilitam acabamento com beleza e brilho. Podem ser aplicadas também em plástico madeira e borracha. Esse tipo de tinta é formado por dois componentes e precisa de um intervalo para sua aplicação entre 6 a 10 horas. Muito utilizadas em pinturas de barcos de luxo, transatlânticos e iates, silos e vagões de fertilizantes. Tintas de silicone Precisam ser aquecidas já que sua cura é feita por meio de conversão térmica e assim se solidificam. São compostas por resina semi orgânica com silício. Podem suportar até 500 ºC. Já as tintas de silicone modificadas com resina alquídica ou acrílica podem chegar a resistir até 250 ºC, são secas em temperatura ambiente e seu custo é menor. Tinta rica em zinco Possui até 95% de peso de zinco metálico em sua composição, normalmente aplicadas como galvanização a frio. Altamente recomendada para tinta de fundo em atmosferas onde o meio seja muito agressivo como para reservatórios de derivado de petróleo, produtos químicos e podem resistir até 250 ºC. 54 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS As tintas nobres têm as seguintes características em comum: » mecanismo de formação do filme por polimerização ou conversão térmica; » são indicadas para ambientes altamente agressivos ou em condições severas de utilização (imersão, superfícies quentes); » requerem jateamento ao metal branco para preparação do fundo. Verniz A aplicação de verniz pode ser feita com a mesma vantagem que a aplicação das tintas, sendo o verniz apresentado como uma película transparente e brilhante. Os vernizes acrílicos podem ser usados como última demão na pintura de automóveis. Proporcionam beleza e brilho, e protegem a pintura da “queima” pelos raios do sol, como um filtro solar. Condições de agressividade que podem afetar as pinturas É sabido por todos que a pintura é muito utilizada para a preservação de uma peça metálica, porém a pintura precisa também de uma proteção já que ela fica sujeita à agressividade do meio onde se encontra. Identificação das condições de agressividade Identificar um meio ou agente que possa vir a agredir uma pintura é uma tarefa muito árdua e requer conhecimento, acima de tudo um trabalho minucioso. Dentro de um ambiente de indústria, existem infinitas situações de agressividade, por exemplo a sua localização geográfica, já que pode estar localizada numa zona de variações que podem ser artificialmente produzidas ou variam de acordo com as condições locais. 55 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Podemos dizer que a temperatura, a umidade e a presença de gases poluentes são ligadas aos seguintes fatores: » O local geográfico onde está situada. » A direção que os ventos predominantes têm. » Qual o tipo de indústria em questão. » Existência ou não de equipamentos antipoluição. 56 CAPÍTULO 2 Ambientes que podem afetar a qualidade de pinturas em geral Meio corrosivo Podemos enumerar alguns meios corrosivos mais usuais de serem encontrados: Atmosfera No ar estão presentes sais, umidade e suspensões, além de gases e poeira. Solo No solo, podemos encontrar umidade e sais minerais que podem apresentar tanto serem ácidos quanto básicos. Águas naturais Águas provenientes da natureza como de rio, lagos, subsolo podem conter minerais, resíduos, poluentes entre outros. Água do mar Pode conter sais, resíduos, material orgânico entre outros. Produtos químicos O tipo de agressividade depende diretamente do grau de ionização, temperatura e concentração. Quanto maior a condutividade elétrica do meio em questão maior será a corrosão eletroquímica gerada. Tendo em vista que sais aumentam essa condutividade, a corrosão acaba por acontecer em temperaturas abaixo de 100 ºC. 57 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Ambiente corrosivo Muitos fatores podem tornar um meio corrosivo, os principais são: » Ambiente marinho Ventos marítimos que estão presentes sobre o mar ou na orla marítima. » Ambiente Industrial Presença de gases resultantes de processos de combustão, particularidade aos que possuem alta concentração de enxofre. » Ambiente úmido Ambientes onde a umidade passa dos 60%. » Ambiente urbano ou semi-industrial Cidades que emitem poluentes em quantidade grande por intermédio de veículos e indústrias. » Rural e seca Normalmente são locais onde não há presença de gases, sais e umidade apresentam índices sempre baixos. » Imersão em meios líquidos A agressividade está diretamente ligada à resistência elétrica apresentada e à presença de sais ou gases. » Produtos provenientes do petróleo Normalmente com pouca agressividade, com exceção da formação de vapor em tanques de armazenamento onde pode conter H2S, o que torna tal ambiente muito agressivo, também o petróleo de forma bruta que está diretamente ligado à água salgada. » Produtos provenientes de químicos O grau de agressividade está diretamente ligado à presença ou não de água e à ionização da substância química. 58 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Lembrando que o espaço de vapor nada mais é do que a distância entre a superfície do líquido e a borda do tanque. Superfícies quentes Normalmente, as superfícies quentes têm o grau de agressividade variando conforme a temperatura e as condições que está se operando. Entre 80 a 100 ºC ocorre uma condensação de intensidade menor, o que por fim resulta em uma corrosão que não precisa ser levada em consideração. Já em temperaturas acima de 400 graus uma corrosão química acontece, sendo que as condições de operação são fatores cruciais na intervenção ou acontecimento desse tipo de corrosão. Podemos classificar o esquema de pintura, o ambiente e a condição corrosiva em quatro tipos distintos, conforme veremos a seguir: » Meio altamente agressivo. » Meio com agressividade média. » Meio com pouco agressividade. » E superfícies quentes. Meio altamente agressivo Trata-se de ambiente marinho ou industrial onde ocorre muita umidade ou uma associação das duas. Meio com agressividade média Trata-se de úmido, pode ser o meio urbano ou semi-industrial e incluídos locais junto à orla marítima com afastamento maior que 500 metros. Meio pouco agressivo Trata-se de um ambiente com umidade inferior a 60%, pode ser classificado em quatro imersões distintas: » Em água salgada. » Em água doce. 59 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II » Em produtos de petróleo. » Em produtos químicos. Superfícies quentes Existem também quatro casos distintos: » de 80º a 120ºC; » de 120º a 250ºC; » de 250º a 500ºC; » acima de 500ºC. Preparo da pintura Como visto até agora, toda superfície metálica fica sujeita à corrosão, para retardar esta corrosão é utilizada a pintura dessa superfície. Há inúmeros processos para a realização dessa pintura, a escolha do processo deve estar ligada à qual peça será pintada e à qual tinta será utilizada. O resultado da pintura está diretamente ligado à preparação da superfície de maneira correta com a limpeza de formação de rugosidade, fixação da película de tinta entre outros. Podemos afirmar que tanto a limpeza quanto a rugosidade estão diretamente ligadas aos seguintes fatores: » Ao tipo de equipamento que vai ser pintado seja um móvel, uma escada, um reservatório entre outros. » A espessura total que a película de pintura terá. » A vida útil para este sistema. » Uma adesão correta da tinta de fundo que deve ser aplicada. Para remoção de materiais da superfície uma limpeza eficaz deve ser realizada levando em consideração os seguintes fatores: » Qual o tipo de óleo e graxa presente. » Existem os óxidos metálicos de laminação. 60 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS » Existência de saisminerais. » Estão presentes poeiras e pós de abrasivos. » Restos de pintura entre outros. Podemos afirmar que para uma limpeza eficaz qualquer tipo de substância deve ser retirada da superfície para que a aderência ocorra de maneira eficaz. Processos de fabricação de tintas Normalmente, o processo de produção de tintas segue um padrão, podem ser substituídos alguns compostos, mas o princípio é o mesmo, na figura 7 a seguir podemos verificar esse processo através de um fluxo. Figura 7. Fluxo de processos de tintas. Recebimento da matéria-prima pesagem das matérias-primas Pré-mistura Moagem Completagem Acertos finais Fonte: Autor, 2019. As indústrias de tinta recebem a matéria-prima já de acordo para a realização de misturas que desejam realizar. Sequentemente, ocorre a pesagem específica de cada substância que será utilizada, após realiza-se uma pré-mistura onde gera-se a pasta de veículo com pigmento. Posteriormente, essa pré-mistura segue para a moagem, etapa na qual ocorre a passagem da pré-mistura por moinhos que realizam a moagem dos pigmentos. Já na completagem ocorre a adição e são realizados ajustes, em especial os solventes, até que se atinja a proporção desejada. Por fim, acertos finais são realizados para adições de aditivos, acerto de cores, enfim tudo que for necessário para se entregar o produto. 61 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Normalmente, para atender tais especificações citadas no processo de produção de tintas a fábrica deve estar completa de equipamentos, como: tanques de misturas, aspersores, tanques de armazenamento, moinhos, tanques de completagem, embaladoras entre outros. Casualmente, vemos no mercado embalagens de tintas de galão contendo 3,6 litros e para fins industriais utilizam-se baldes de 18 litros ou embalagens de 20 litros, podendo ser distribuídas também em tambores de 200 litros. Em grandes trabalhos de campo, as tintas podem ser fornecidas em tambores de 200 litros, os quais são mais econômicos. Preparo da superfície Preparar a superfície para o recebimento da pintura envolve três etapas distintas, as quais são: Primeira etapa: inspeção » Realiza-se uma inspeção na totalidade da superfície. » Demarca-se onde existe a presença de óleo, graxa, sujidades entre outros. » Realiza-se uma avaliação quanto ao estado que se encontra a oxidação. » É definida, por fim, a quantidade de solventes e as ferramentas que serão utilizadas para a remoção deles da superfície. Segunda etapa: remoção de defeitos com a utilização de solvente » A presença de óleo, graxa, sujidades assim como defeitos que foram vistoriados no processo de avaliação da superfície serão retirados ou reparados. » A utilização do solvente como limpeza deve ser anterior à aplicação de limpeza mecânica, já que o óleo pode aderir a ferramentas como lixas, escovas etc. Terceira etapa: Limpeza por meio de ação mecânica Ao término da limpeza com solvente, reparo de defeitos etc., acontece a limpeza mecânica, a qual fica responsável pela preparação da superfície criando certa rugosidade, que é crucial para um bom processo de pintura. 62 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Podemos destacar três tipos de processos para a realização da limpeza mecânica: » Limpeza manual. » Limpeza por meio de ferramentas mecânicas que são manuais. » Limpeza por meio de jateamento abrasivo. Limpeza manual São utilizadas ferramentas manuais como escovas, palha de aço, lixas etc. A limpeza pode ser considerada como de baixa eficiência. Limpeza por meio de ferramentas mecânicas Nesse tipo de limpeza utilizam-se ferramentas como escovas rotativas, lixadeiras entre outras. Esse tipo de limpeza pode ser considerada com um rendimento melhor, se comparada a manual. Jateamento abrasivo Nesse tipo de processo temos a aplicação de jatos, os quais expõem uma rugosidade superficial desejada, proporcionam um alto desempenho e uma limpeza adequada. Essa criação de rugosidade possibilita que a película de tinta tenha uma boa aderência à superfície que está passando pelo processo de pintura. Como é realizada a limpeza por jateamento A limpeza por meio de jateamento segue os seguintes procedimentos: » Escovação Onde o processo de limpeza é realizado de forma rápida, sendo aplicado a repinturas. » Comercialmente Processo onde ocorre a retirada dos óxidos entre outros. » Metal quase branco Limpeza com a retirada quase total dos óxidos, carepa de laminação etc. » Metal branco 63 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Processo que proporciona uma limpeza total da superfície, retirando óxidos, carepa de laminação etc. É importante salientar que a espessura da rugosidade está diretamente ligada à espessura da camada de tinta que será aplicada, espessura da camada de tinta de fundo e das condições ambientais quando foi aplicada a primeira e a segunda demão de tinta. Outras formas de tratamento de superfície Existem alguns casos onde o jateamento da superfície é impossível de ser realizado, portanto alguns tratamentos diferentes podem ser aplicados. Sendo os mais usuais expostos a seguir. Processo de fosfatização Nada mais é que aplicar sobre a superfície uma solução de fosfato. Essa aplicação gera uma película rugosa. Proporciona uma limpeza, acréscimo da proteção à corrosão etc. Esse tipo de processo é muito utilizado em pinturas de carrocerias em geral, eletrodomésticos entre outros. Processo de wash primer Tipo de processo utilizado em superfícies que são galvanizadas, já que elas não podem sofrer processo de jateamento, pois este pode retirar o revestimento galvanizado (zinco metálico). Esse tipo de processo proporciona um acréscimo na resistência à corrosão e uma maior aderência da tinta. Processo para pintura O processo de pintura é complexo e envolve vários fatores que devem ser respeitados para que esta seja de qualidade e atinja os propósitos aos quais foi submetida. Aplicação da tinta O processo de aplicação de tintas deve seguir algumas etapas que são cruciais para seu sucesso, as quais dependem diretamente de alguns fatores que devem ser estabelecidos com antecedência, são eles: » Qual tipo de tinta será utilizado. » Quais as dimensões, tipo e quantidade de peças que serão revestidas. 64 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS » Qual o acabamento é almejado. » Onde será realizada a aplicação, em um ambiente aberto ou fechado. Técnicas e processos para a pintura A aplicação da tinta pode ser realizada por distintos processos, agora veremos cada um deles e na Unidade III veremos como o profissional que utiliza o equipamento deve se portar. O processo de aplicação de tinta pode ter os mais diversos métodos, desde manual até automatizados, que são listados a seguir: » Trincha. » Rolo. » Pistola a ar comprimido. » Pistola hidráulica air less. » Pistola eletrostática. » Imersão em tinta eletrocondutora. Trincha Por ser um material de baixo custo e não precisar de pessoas altamente treinadas, esse tipo de método para pintura apresenta as seguintes vantagens: » Baixo custo. » Pouco treinamento para aplicar a técnica. » A aplicação pode ser sem diluição. » Mínima perda. Desvantagens do processo: » Pouca produtividade. » Espessura não uniforme da película, ficando atrelada à habilidade do profissional que a utiliza. 65 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Para cantos e reentrâncias é necessária a utilização de pincéis, já que as trinchas não chegam aos acessos. Rolo Processo mais utilizado, tem como características: » Espessuras maiores por cada demão aplicada. » Produtividade maior. » Uniformidade da película formada. Desvantagens do processo: » Perda de material por respingos. » Diluições são necessárias. Esse equipamento possui várias dimensões e pode atender superfíciescomo equipamentos de pequeno e grande porte, tubulações, alvenaria entre outros. Pistola a ar comprimido Esse tipo de equipamento tem por características: » Produtividade alta. » Espessura da película uniforme. Desvantagens do processo: » Diluição grande, por meio de solventes, a fim de que a tinta possa escorrer pelas mangueiras do equipamento. » Aparecimento de poros, bolhas etc. » Perda de tinta em excesso. Pistola hidráulica air less Tipo de equipamento que não utiliza ar, o ar somente impulsiona a bomba, a qual faz com que a tinta avance e seja pulverizada sobre a superfície. Esse tipo 66 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS de equipamento proporciona uma pintura com maior qualidade e vida útil. Tem como características: » Utilizada para tintas com ausência de solvente e muitos pigmentos. » Espessuras uniformes e elevadas. » Diminui a presença de poros, bolhas. » Películas formadas uniformemente. » Produtividade alta. » Perda de tinta reduzida. Desvantagens da utilização do processo: » Requer mão de obra especializada e cuidados com a segurança. » Custo elevado. Pistola eletrostática Tipo de processo que são aplicadas cargas elétricas de sinais opostos tanto na tinta quanto na superfície que está passando pelo processo de pintura. Podendo utilizar tintas líquidas ou em pó. Vantagens na utilização do processo: » Formação de película uniforme. » Produtividade alta. » Perda de tinta em menor quantidade. Quando são utilizadas tintas em pós, estas apresentam as seguintes características: » Aplicação para películas de pequena porosidade. » Grande adesão. » Pouca flexibilidade e resistência a impactos, por ser uma camada fina. » Em cantos vivos fica bem distribuída, reentrâncias também além de adentrar em superfícies irregulares. 67 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II As tintas têm um custo mais elevado, porém as vantagens que proporcionam acabam equilibrando no custo total. Muito utilizada no setor automobilístico, ferramentas etc. Banho de imersão com a utilização de tintas eletrocondutoras Nesse tipo de processo a pintura é realizada por meio de imersão, na qual a peça é totalmente submersa na tinta em estado líquido. A resina presente no veículo da tinta gera cátions que são atraídos para a peça que fica ligada ao polo negativo de um gerador de corrente contínua. Já o tanque de imersão fica conectado ao polo positivo do gerador. Somente utilizado em fábricas, e possui as seguintes características: » Produtividade alta. » Perda pequena de tinta. » Espessura uniforme da película formada. Porém, requer alto investimento, o que limita sua utilização para grandes indústrias. Recobrimento metálico Quando realizamos um cobrimento superficial fica claro, com os estudos até agora, que seu principal objetivo é o de proteger a peça ou o material da corrosão e demais tipos de desgaste que possam acometê-la. A pintura é um dos caminhos para realizar esse tipo de proteção na superfície. Quando esta não consegue atender determinada peça, temos outro meio que pode ser utilizado que é o recobrimento metálico. Esse processo consiste em realizar uma modificação na propriedade da superfície adicionando-se uma camada de outro metal sobre tal. Tendo em vista que essas camadas podem ser inúmeras. Um processo executado com sucesso proporciona uma superfície com boa aderência e depósito de metal dentro do esperado. Esse tipo de recobrimento segue especificações e normas para uma garantia de qualidade e segurança. 68 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Ao escolher o metal que será utilizado para o recobrimento de uma superfície, devem ser levados em consideração alguns fatores como: » Vaporização. » Ionização. » Condensação. » Fusão. » Redução. » Solidificação. Vamos relembrar cada uma dessas propriedades químicas e físicas. » A vaporização é a mudança do estado líquido para o estado de vapor. » A condensação é a passagem de vapor para o estado líquido. » Fusão é a passagem do estado sólido para o estado líquido. » A ionização é um processo no qual o material é ionizado e seus componentes adquirem carga, sendo está positiva ou negativa, com isso as partículas se movem sobre o campo elétrico, muito utilizado em recobrimento metálico, já que quando o metal está na forma de íon ele pode ser dissolvido facilmente na água, possibilitando a formação de soluções. » A redução é um estado químico onde ocorre a passagem de íon para o estado de metal. » A solidificação nada mais é do que passar do estado líquido para o estado sólido. Uma observação importante a se fazer é quanto à temperatura de vaporização de uma determinada substância, pois esta reduz conforme a pressão a qual está submetida é reduzida. Há muitos processos de recobrimentos metálicos que são realizados a pressões reduzidas. Alguns dos processos mais utilizados são: galvanização, galvanização a fogo e deposição química. 69 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Eletrodeposição Nesse tipo de processo temos os metais sendo misturados à água e formando compostos com íons de carga positiva. Esses íons de carga positiva têm a possibilidade de realizarem caminhos durante a passagem de uma certa corrente elétrica através de um condutor. Por meio de um equipamento capaz de transformar corrente elétrica em corrente contínua, também conhecido como retificador, os elétrons são formados. Temos no equipamento duas saídas distintas, as quais são: polo negativo que gera os elétrons de cargas negativas e polo positivo. Quando ocorre o processo de eletrólise, a carga negativa, ou seja, os elétrons têm a capacidade de neutralizar os íons positivos e geram os metais. Esse tipo de processo conta com a instalação de eletrodeposições pela totalidade da superfície da peça que está no processo para revestimento através da ligação ao polo negativo do retificador. É importante salientar que esse tipo de processo requer, no mínimo, alguns equipamentos e condições que são: » Um retificador, ou seja, uma fonte contínua de corrente. » Instalação de barreiras para que seja conduzida a corrente elétrica. » Tanques. » Banhos com soluções estabelecidas. » Ânodos, que são responsáveis pelo fechamento do circuito elétrico. Observação importante: o ânodo é ligado ao retificador por meio do polo positivo deste. Banhos e suas composições Tudo vai depender de onde será aplicado o banho. Sua composição tem que ser específica dependendo do material da peça em questão. É grande a busca e estudos por banhos que possibilitem menores fontes poluidoras e que consigam depositar ligas como zinco ferro por exemplo, já que é conhecido que esse tipo de banho possibilita uma melhor proteção contra a corrosão do aço. 70 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Eletrodeposição Tipo de processo no qual realiza-se a zincagem de forma eletrolítica. Pode ser realizado de três formas distintas, as quais são: » Zinco alcalino com adição de cianeto. » Zinco pouco ácido à base de cloretos. » Zinco alcalino sem adição de cianeto. Banho de zinco alcalino com adição de cianeto Normalmente, o mais utilizado e de conhecimento de todos quando pensamos em revestimentos de superfícies. Sendo que as outras duas técnicas de banho são pouco usuais devido a sua sensibilidade à presença de impurezas e são de alto custo. Um dos atrativos é seu baixo custo, se comparado aos demais, porém por outro lado é um grande poluente e perigoso à saúde do colaborador. Para seu manuseio é estritamente necessária a utilização de EPIs como botas, aventais, óculos de seguranças, luvas propícias para tal trabalho etc. Procedimento para a preparação do banho O banho tem por sequência os seguintes processos que devem ser seguidos, conforme podemos verificar na figura 8 a seguir.Figura 8. Processo para a preparação do banho de zinco alcalino com adição de cianeto. Seleção e pesagem da matéria-prima a ser u�lizada. Abastecimento do tanque com água até a metade de seu volume. Adição de soda cáus�ca e agitação para dissolução desta na água. Adição do cianeto à mistura Adição de óxido de zinco à solução de maneira grada�va com agitação. Adição do purificador e descanço da solução por duas horas. Através do bole�m técnico estabelecer e adicionar o abrilhantador. Através do bole�m técnico estabelecer e adicionar o abrilhantador Fonte: Autor, 2019. 71 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Amperagem como fator crucial em processos de eletrodeposição Um fator importante a se observar é a amperagem a ser empregada, que chega a ser o ponto mais crucial para que o banho resulte em um processo com qualidade, quando pensamos em processos que envolvem eletrodeposição. Podemos definir que a amperagem está diretamente ligada ao formato da peça que passará por processo de tratamento. Sendo que o valor depende exclusivamente do tipo de processo que será empregado, quando pensamos no banho de zinco alcalino com adição de cianeto o valor da amperagem varia entre 1 a 2 ampères por cada decímetro quadrado da superfície da peça que passará por tratamento. Proteção do zinco O zinco é utilizado para revestir peças de aço contra a corrosão, porém este exposto é corroído, pensando nesta corrosão do zinco algumas medidas como uma proteção a mais devem ser realizadas, sendo obtidas por meio da cromatização. Cromatização Trata-se de um tratamento que é empregado a fim de proteger o zinco da corrosão ambiente. Processo de cromatização A peça que está revestida por zinco é submersa em uma solução de cromato. O cromato então entra em reação com o zinco e transforma-se em cromato de zinco, formando assim uma película. As cores empregadas podem ser as mais variadas possíveis, dependendo do tipo de banho de cromatizante empregado na peça zincada. Procedimentos para controlar o zinco alcalino com cianeto Esse controle é feito por meio de análises que são realizadas para a verificação dos teores presentes de zinco, de cianeto de sódio e de soda cáustica. Com esses valores estipulados, realizam-se as correções que devem ser feitas no banho em questão e correções que devem ser efetuadas como adições de produtos que estão em menores quantidades. 72 UNIDADE II │ AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS Esse tipo de análise é realizado através de químicos em laboratórios. As peças que estão submetidas ao tratamento também são verificadas em testes de corrosões, como vistos anteriormente, a fim de se estabelecer parâmetros. O tempo em que a peça permanece sem corrosão possibilita estipular a qualidade da proteção realizada. Imersão feita à temperatura alta com recobrimento da peça Esse tipo de tratamento pode ser chamado também de zincagem a fogo. Sua principal diferença é a não utilização de corrente elétrica durante o processo com a finalidade de que o material se deposite. É realizada a fusão do zinco, o qual é mantido nesse estado por meio de uma temperatura de aproximadamente 450 ºC em uma cuba feita de aço, a qual é aquecida por resistências elétricas ou então por maçaricos que usam como combustível o óleo. Primeiramente, se realiza o desengraxamento seguido pela decapagem posterior, que é realizada com ácido clorídrico, após são realizadas lavagens para a eliminação de resíduos. Após as lavagens, é realizada a fluxagem, onde a peça em questão é alocada submersa em solução de cloreto de amônio por, aproximadamente, trinta segundos a alguns minutos, dependendo do processo, tamanho e formato da peça. Um cuidado essencial que deve ser realizado é de que a peça deve estar totalmente seca quando for alocada no tanque para receber o banho, pois quando a água entra em contato com o zinco em altas temperaturas, como neste caso apresentado, passa para o estado de vapor de forma instantânea, o que pode fazer com que o zinco seja espirrado a distâncias não previstas, gerando um perigo muito grande durante o processo. Com o término do processo, retira-se o excesso de zinco das peças na seguinte sequência: as grandes ficam expostas para escorrer o excesso de zinco que ficou na superfície e as pequenas são centrifugadas. Processo de deposição química Esse processo cria uma deposição de metais sobre a peça através de uma solução aquosa sem que haja a presença de corrente elétrica. 73 AVALIAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE DE PINTURAS │ UNIDADE II Esse tipo de processo é muito eficiente, já que possibilita que o metal se deposite sobre toda superfície da peça, atingindo sua totalidade de maneira constante. Existe, além desse tipo de deposição de metais por meio de solução aquosa, a deposição por meio de aspersão, onde o pó de metal, ou seja, um estado sólido do metal é inserido em um maçarico e, após, este passa pelo processo de transição de estado, passando para o estado líquido onde, então, é aspergido sobre a peça e formando assim uma camada metálica. Um outro tipo de deposição química é a utilização de plasma, na qual os óxidos de metais passam por processo de fundição por meio de temperaturas elevadas e controladas, e são aspergidos sobre as superfícies das peças. Com isso, temos uma peça revestida, esse revestimento atinge elevada dureza se comparado aos demais e uma alta resistência à abrasão. 74 UNIDADE III PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS A seguir, apresentaremos os principais defeitos encontrados em recobrimento superficial, como realizar sua identificação, entender quais as causas e origens geradoras desses defeitos e quais ações devem ser realizadas de modo a evitar ou corrigir esses defeitos. CAPÍTULO 1 Apresentação das principais patologias que podem surgir na pintura em geral Vamos agora verificar possíveis defeitos que devem ser aferidos num controle de qualidade de tratamento de superfícies com pinturas. Micro-fervura ou ponto de agulha Sua identificação é realizada por meio da observação de várias bolhas pequenas presentes em partes da superfície, como também podendo estar em toda a superfície, em alguns casos ainda pode conter sobre as bolhas um orifício central. Figura 9. Defeito apresentado na pintura: micro-fervura. Fonte: WEG (2014, p.01). 75 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III Em revestimento realizado pelo processo de pó, esse defeito é originado devido à presença de umidade ou óleo na linha de ar comprimido, superfície contendo umidade, espessura de camada elevada e presença de umidade na tinta. Já para revestimentos realizados pelo processo líquido, esse defeito pode ser originado pela evaporação acelerada do solvente; superfícies a serem pintadas em temperatura elevada; não atendimento do tempo de espera entre as demãos de aplicação e diluição da tinta de forma inadequada. Para correção, faz-se necessário aguardar o término de cura da superfície, lixar as partes afetadas, preparar a superfície de maneira adequada e realizar o recobrimento novamente de maneira correta. Para evitar esse problema na aplicação a pó é importante verificar se as peças estão corretamente secas antes da pintura, evitar o excesso de camada e avaliar se o sistema de ar comprimido está com seus equipamentos de desumidificação e filtros em bom estado e correto funcionamento. Para evitar esse problema na aplicação líquida, é importante controlar a temperatura da superfície que está sendo realizado o revestimento, sendo a temperatura máxima de 52 ⁰C para tintas em geral e no caso de Etil Silicato a temperatura máxima é de 40 ⁰C, importante respeitar os tempos entre demãos e os tempos de flash-off (tempo em temperatura ambiente antes da cura em estufa). Empolamento ou bolhas A identificação do empolamento (bolhas) é realizada por meio da observação deuma ou mais bolhas que contenham em seu interior sólidos, líquidos ou gases, um tempo posterior ao da pintura realizada. Como podemos verificar na figura 10 a seguir. Figura 10. Defeito apresentado na pintura: empolamento. Fonte: WEG (2014, p. 01). 76 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Em revestimento realizado pelo processo de pó, as principais causas podem ser a superfície a ser revestida com um pré-tratamento e limpeza inadequada, contendo filmes de óleo, excesso de umidade na superfície, presença de compostos de sais na superfície (maresias). Já para revestimentos realizados pelo processo líquido esse defeito pode ser originado no encapsulamento de ar na tinta durante sua preparação, processo de aplicação por meio de sistema de bombeamento, tempo de secagem do revestimento inadequado impedindo a evaporação dos solventes, superfície contendo filmes de óleo, excesso de umidade na superfície, presença de compostos de sais na superfície (maresias), contaminação da superfície entre as demãos. Para a correção, faz-se necessário aguardar o término de cura da superfície, lixar as partes afetadas, preparar a superfície de maneira adequada e realizar o recobrimento novamente de maneira correta. Para evitar esse problema na aplicação a pó, é necessário garantir um pré-tratamento e limpeza da superfície de forma adequada, eliminar ao máximo a umidade da superfície a ser recoberta, avaliar o controle dos banhos de pré-tratamento e avaliar se o pré-tratamento é adequado para a aplicação desejada. Para evitar esse problema na aplicação líquida, tudo que foi comentado na aplicação a pó também se aplica à líquida, sendo acrescentada ainda a necessidade da limpeza da superfície com água doce quando realizado o recobrimento de superfície em áreas de maresia, controlar a umidade do ar e utilizar diluente adequado à aplicação. Escorrimento A identificação do escorrimento é realizada por meio da observação de formações de ondas ou gotas no sentido vertical de cima para baixo, as quais tendem a se formar devido à força da gravidade no estado líquido. Como podemos verificar na figura 11 a seguir. Figura 11. Defeito apresentado na pintura: escorrimento. Fonte: WEG (2014, p. 01). 77 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III Em revestimento realizado pelo processo de pó, as principais causas podem estar ligadas à falta de habilidade do pintor, peças com geometrias que necessitam de um reforço de tinta em áreas côncavas favorecendo o excesso de aplicação, camada geral em excesso e temperatura de estufa de cura muito elevada. Para revestimentos realizados pelo processo líquido, as mesmas causas do processo a pó são aplicadas e mais o excesso de diluição da tinta, uso de diluentes inadequados, não respeito ao tempo de intervalo entre as demãos, produtos inadequados para a aplicação no sentido vertical. Para correção, faz-se necessário aguardar o término de cura da superfície, lixar as partes afetadas, preparar a superfície de maneira adequada e realizar o recobrimento novamente de maneira correta. Para evitar esse problema na aplicação a pó, o fator mais importante é realizar um bom treinamento com o pintor, avaliar as instruções de camadas e fazer as aplicações conforme essas recomendações, realizar a cura do recobrimento em temperatura correta para cada tipo de revestimento. Para evitar esse problema na aplicação líquida, todos os fatores comentados na aplicação a pó também são válidos, incluindo-se acertar a viscosidade do produto a ser aplicado conforme recomendações, fazer aplicação de camada líquida conforme recomendação, respeitar os intervalos de tempo entre as aplicações de demãos e fazer um homogeneização adequada do produto de revestimento. Descascamento ou falta de aderência A identificação do descascamento é realizada, na maioria das vezes, por meio de ensaios e testes de aderência, porém em alguns casos mais graves este pode ser observado mesmo sem a realização dos ensaios, o descascamento é constado com o desprendimento de placas do filme de revestimento, podendo ser parcial ou até mesmo total, em outros meios é considerado como perda da aderência entre o revestimento e a peça. Em revestimento realizado pelo processo de pó, as principais causas podem estar ligadas à superfície contaminada com oleosidades ou partículas sólidas, tempo de cura inferior ao ideal, contaminação entre as demãos e camada de pintura muito elevada. Para revestimentos realizados pelo processo líquido, as mesmas causas do processo a pó são aplicadas e mais umidade sobre a superfície a ser revestida, 78 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS superfície a ser revestida em temperatura acima do ideal, incompatibilidade entre tintas e uso de produtos de revestimentos inadequados ao tipo de superfície. Para correção, faz-se necessário aguardar o término de cura da superfície, lixar as partes afetadas, preparar a superfície de maneira adequada e realizar o recobrimento novamente de maneira correta. Para evitar esse problema na aplicação a pó, o fator mais importante é realizar uma boa limpeza da superfície a receber, elevar o tempo de permanência da peça dentro da estufa de cura, consultar produtores dos revestimentos para avaliar o correto produto a ser aplicado pelo tipo de material a receber. Para evitar esse problema na aplicação líquida, todos os fatores comentados na aplicação a pó são válidos, incluindo-se controlar a temperatura da superfície da peça a receber o revestimento impedindo que se ultrapassem os 52 ⁰C e melhorar a viscosidade do revestimento garantindo uma tensão superficial baixa o suficiente para uma perfeita umectação da superfície. Casca de laranja A identificação do defeito classificado como casca de laranja é realizada com a observação de pequenos vários microrrelevos tendo a característica muito similar à textura de uma casca de laranja, por esse motivo recebe esse nome. Como podemos verificar na figura 12 a seguir. Figura 12. Defeito apresentado na pintura: casca de laranja. Fonte: WEG (2014, p. 01). Em revestimento realizado pelo processo de pó, as principais causas podem estar ligadas à camada de tinta abaixo do especificado, rampa de elevação de 79 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III temperatura da estufa de cura muito demorada, peças pintadas e passadas pela estufa de cura com temperatura ambiente, estufa de cura fria e regulagem da tensão de aplicação acima do especificado. Para revestimentos realizados pelo processo líquido, as principais causas podem estar ligadas à temperatura muito elevada durante a pintura, viscosidade do revestimento elevada, uso de diluentes inadequados ao revestimento, regulagem do revólver de aplicação inadequada, velocidade de distância de aplicação do revestimento inadequada à superfície, tempo de intervalo entre demãos inadequado e também a baixa habilidade do pintor. Para correção, faz-se necessário aguardar o término de cura da superfície, lixar as partes afetadas, preparar a superfície de maneira adequada e realizar o recobrimento novamente de maneira correta. Para evitar esse problema na aplicação a pó, utilizar uma espessura de camada adequada (maior), sendo sugerida verificação com medidores de camada, corrigir a tensão e vazão do equipamento utilizado e verificar a eficiência da estufa de cura e o tempo para atingir a temperatura ideal. A fim de se evitar esse problema na aplicação líquida, deve-se corrigir a viscosidade do produto de revestimento de forma adequada, utilizar produtos diluentes adequados ao produto e conforme recomendações, verificar o posicionamento da pistola de aplicação garantindo que esta permaneça a uma distância máxima de 25 cm, obedecer e garantir o tempo de intervalos entre as demãos e também avaliar e garantir um bom treinamento do pintor. Cratera (olho de peixe) A identificação do defeito classificado como crateraou olho de peixe é realizada com a observação de pequenas formações arredondadas com depressão sobre a superfície revestida. Como podemos verificar na figura 13 a seguir. Figura 13. Defeito apresentado na pintura: cratera. Fonte: WEG (2014, p. 01). 80 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Podendo ser encontrada de forma perfurante, na qual é possível visualizar a superfície original do material e de forma superficial. Tanto para revestimento realizado pelo processo de pó ou pelo processo líquido, as principais causas podem ser a superfície contaminada por filmes de óleo, excesso de umidade na superfície, superfície contaminada por silicones, presença de desmoldantes à base de silicone, ar comprimido da linha de pintura contaminado e, no caso de utilizar mais de uma tinta, a incompatibilidade entre elas. Para correção, faz-se necessário aguardar o término de cura da superfície, lixar as partes afetadas, preparar a superfície de maneira adequada e realizar o recobrimento novamente de maneira correta. Para evitar esse problema é importante avaliar bem se a superfície da peça não está contaminada pela presença de compostos oleosos ou silicone, utilização de uma linha de pintura com purgadores próximo às pistolas de pinturas, melhorar a frequência para a purga do compressor da linha de ar comprimido e remover completamente durante o processo de pré-tratamento a presença de antirrespingos e desmoldantes à base de silicone. Enrugamento A identificação do defeito classificado como enrugamento é realizada com a observação de pequenas rugas sobre a superfície revestida, podem ser caracterizadas ainda como o encolhimento da película do revestimento assemelhando-se à textura de um tecido amassado, esse defeito pode aparecer de modo parcial como também pode ser encontrado sobre toda a superfície. Como podemos verificar na figura 14 a seguir. Figura 14. Defeito apresentado na pintura: enrugamento. Fonte: WEG (2014, p. 01). 81 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III Esse tipo de defeito está mais relacionado ao processo de revestimento líquido, sendo que suas principais causas podem estar ligadas a camadas muito elevadas de revestimentos, a utilização de diluentes inapropriados para a tinta ou aplicação, passagem rápida pela estufa de cura, realizando a cura de forma apenas superficial, não aguardar o tempo adequado entre os processos de demãos e utilização de revestimentos à base de epóxi ou PU sobre revestimentos de base sintética. Para correção, faz-se necessário aguardar o término de cura da superfície, lixar as partes afetadas, preparar a superfície de maneira adequada e realizar o recobrimento novamente de maneira correta. Para evitar esse problema é importante seguir a orientação do produto quanto à espessura da camada a ser utilizada, utilizar diluentes adequados ao revestimento utilizado, assim como realizar a diluição do revestimento de maneira adequada e não realizar processo de demãos com tintas epóxi e PU acima de superfícies anteriormente preparadas com revestimentos de base sintética. Cretamento ou Craqueamento A identificação do defeito classificado como cretamento ou craqueamento é realizada com a observação do revestimento superficial com textura em aspecto similar ao couro de jacaré, por esse motivo esse defeito também pode ser conhecido como Alligatoring. Vejamos a figura 15 a seguir. Figura 15. Defeito apresentado na pintura: craqueamento. Fonte: WEG (2014, p. 01). Esse tipo de defeito está mais relacionado ao processo de revestimento líquido, sendo que suas principais causas podem estar ligadas à falta de habilidade do Pintor, revestimentos de altas camadas e à base de Etil Silicato de Zinco, tempo 82 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS de cura acelerado causando a retenção do diluente, camadas muito elevadas em geral, diluição inapropriada e não atendimento do tempo mínimo de espera entre os intervalos de demão. Para correção, faz-se necessário aguardar o término de cura da superfície, lixar as partes afetadas, preparar a superfície de maneira adequada e realizar o recobrimento novamente de maneira correta. Para evitar esse problema é importante seguir a orientação do produto quanto à diluição do revestimento a ser aplicado, avaliar corretamente se a dureza do revestimento é adequada à superfície, utilizar solvente adequado ao revestimento, seguir o tempo adequado entre as demãos de tinta, capacitar adequadamente o pintor e no caso do uso de revestimento à base de Etil silicato de zinco, fazer a preparação da superfície por meio de jateamento. Pó não aderindo a peça Esse aspecto incialmente não se caracteriza como um defeito de revestimento superficial, pois impede que este seja realizado, entretanto sua identificação é observada com o revestimento ainda no estado de pó não realizando a aderência sobre a superfície da peça. Esse tipo de defeito está relacionado ao processo de pó, sendo que suas causas podem estar ligadas a problemas com o sistema de tensão eletrostática ou problemas na regulagem da tensão eletrostática do equipamento de revestimento, geralmente relacionada à baixa tensão eletrostática, utilização de revestimento recuperado, problemas no aterramento das peças e do equipamento, preparação inadequada para a peça de repintura. Para evitar esse problema é necessário realizar um treinamento adequado com o pintor sobre o sistema eletrostático, manter o equipamento de aplicação a uma distância entre 15 a 20cm da peça, realizar o controle da tensão eletrostática, sendo para uma peça nova entre 80 a 100KV e para uma peça recuperada entre 40 a 50KV, verificar a eficiência do aterramento ou se este não está rompido, avaliar a limpeza dos ganchos de pintura e se estão realizando o contato adequado com as peças a serem pintadas. 83 CAPÍTULO 2 Treinamento do aplicador A seguir, apresentaremos os principais pontos para um bom treinamento do aplicador de revestimento superficial, partindo dos equipamentos de proteção individuais (EPI) e manuseio até as corretas técnicas de aplicação. Equipamento de proteção individual (EPI) Tanto para o manuseio como para a aplicação dos revestimentos, por se tratar de produtos químicos, alguns EPIs são de uso obrigatório, assim como é importante realizar a conscientização dos aplicadores quanto aos impactos a sua saúde no caso do não uso desses equipamentos de proteção. Máscara tipo descartável Necessária para ambientes com alta presença de pó e vapores de solventes ou diluentes. Óculos de proteção Necessários para ambientes onde haja a projeção de partículas líquidas ou sólidas, em muitas empresas é de uso obrigatório em toda sua área fabril. Protetores auriculares Necessários para a redução dos ruídos industriais a níveis suportáveis. Áreas como jateamento, funcionamento de compressores e utilização de bicos de ar comprimido e, assim como os óculos, em muitas empresas é de uso obrigatório em toda sua área fabril. Luvas de PVC Necessárias para proteger as mãos do contato de produtos químicos, isto inclui os próprios produtos de revestimento. 84 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Preparação da peça É importante avaliar se a peça possui cantos vivos ou áreas cortantes, sendo necessária a eliminação dessas pontas, pois nessas regiões a camada de revestimento não se torna homogênea como pode também não haver aderência, podendo se tornar um ponto de princípio de oxidação prematura. Inclusões tais como respingos de soldas, carepas, precisarão ser removidas pelos mesmos motivos apontados anteriormente. Rachaduras e fissuras profundas precisarão receber um tratamento adequado para limpeza e posterior eliminação de umidade, já que em geral os revestimentos não penetram em fissuras finas, formando uma película cobrindo esta fissura, podendo vir a romper pela formação de oxidação. Preparação da superfícieÉ necessário transmitir ao treinando sobre a importância da preparação da superfície para um excelente acabamento do revestimento superficial. A superfície da peça pode ser preparada de diversas formas, porém com um intuito único de eliminar todo e qualquer tipo de contaminantes que possam danificar a qualidade do revestimento superficial ou até mesmo impedir a aderência desse revestimento. Vejamos rapidamente alguns métodos: » Limpeza com solventes Processo destinado a remover contaminantes do tipo oleosos, tais como graxas e óleos, sendo possível ainda eliminar também contaminantes sólidos como terras e poeiras. Essa limpeza é empregada junto a um método de esfregação, sendo necessário posteriormente eliminar o solvente da peça utilizando-se água limpa e a secagem da peça. » Limpeza com soluções alcalinas Geralmente à base de hidróxido de sódio a concentrações entre 5 a 10%, podendo ser realizada por meio da imersão em tanque com a temperatura entre 90 a 100 ⁰C durante 5 a 10 minutos ou por meio de limpeza por jato pressurizado com temperatura entre 60 a 80 ⁰C durante 1 a 3 minutos, após a limpeza faz-se necessária 85 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III a eliminação da solução alcalina utilizando-se água limpa e a secagem da peça. » Limpeza ácida Geralmente com a utilização de ácido fosfórico, muriático ou sulfúrico, com concentração variando entre 5 a 30% e temperatura de até 80 ⁰C, esses parâmetros se alteram conforme o tipo de ácido a ser utilizado, esse tipo de limpeza é muito utilizado para facilitar a adesão do revestimento sobre a peça, após a limpeza da peça também é necessária a eliminação da solução ácida desta utilizando-se água limpa e secagem. » Limpeza abrasiva manual Utilização de escova de aço para remoção de sujidades mais grossas. » Limpeza abrasiva mecânica Utilização de lixadeiras para remoção de sujidade e correção da superfície. » Limpeza por jateamento Utilização de jatos de granalhas de aço ou de areia para remoção de sujidades profundas. Pré-tratamento da superfície Para várias aplicações é necessário realizar um pré-tratamento da superfície a ser revestida com um revestimento base, podendo ser esta à base de ferro, níquel, zinco, entre outros metais. Um dos pontos principais do pré-tratamento é aumentar o tempo útil do revestimento. A fosfatização é um dos pré-tratamentos mais utilizados, podendo este estar ligado a diversos metais base, é um processo simples e barato. Outro processo que pode ser utilizado é o conhecido por nano tratamento, o qual consiste na aplicação de um revestimento nano cerâmico sobre a superfície da peça. 86 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Métodos de aplicação Existem vários métodos para realizar a aplicação dos revestimentos, sendo os principais apontados a seguir: Rolo Apesar de ser subjulgada a utilização de rolo é de excelente escolha quando se trata de realizar revestimento em grandes superfícies planas ou com raio de curvatura relativamente grande. Podendo ser realizado na presença de ventos, onde a aplicação por meio de pistola não obteria grande eficiência. Esse método é muito utilizado quando se deseja obter uma alta camada de revestimento por demão e é mais produtivo que a trinca, porém devido ao seu método de absorção antes da aplicação a perda do revestimento é muito elevada. Quando utilizado o método de rolo, é sugerido o uso preferencial de rolos de pelo de carneiro. Pistola Convencional Também conhecida como pistola a ar comprimido, esta faz a aplicação por meio de um sistema de venture que devido à velocidade de passagem do ar comprimido pela pistola coleta o líquido do reservatório pulverizando-o sobre a superfície a ser revestida. A pistola de aplicação convencional é o método de aplicação de revestimento mais utilizado por ser de fácil utilização, alta produtividade e consegue cobrir grandes áreas rapidamente. Apesar de ser um instrumento de simples utilização, a capacitação da mão de obra é imprescindível, visto que caso o operador não tenha habilidade com este instrumento, pode acarretar defeitos graves, iniciando com o não recobrimento correto da superfície, deixando áreas sem revestimento, podendo chegar até a escorrimento por excesso de aplicação. É fundamental que o operador, pintor, conheça o equipamento como um todo, pois para a correta manutenção da ferramenta se faz necessária a desmontagem e montagem desses revólveres aplicadores. Dentro do universo de pistolas aplicadoras, podemos encontrar dois sistemas distintos para a aplicação, o sistema de alimentação por pressão e o sistema de alimentação por sifão. 87 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III Sistema de alimentação por pressão Geralmente utilizado em linhas contínuas de aplicação, é composto por uma central de bombeamento da tinta retirada de um reservatório, podendo ligar uma ou várias pistolas ao mesmo sistema, utilizando a mesma tinta simultaneamente. Vejamos a figura 16 a seguir. Figura 16. Sistema de alimentação de tinta por pressão. Fonte: (GRACO, 2012, p. 16). Sistema de alimentação por sifão Geralmente utilizado para pinturas realizadas em campo, locais de grande troca de cores ou tipos de revestimento, e até mesmo locais de baixa utilização do sistema de revestimento, nesse caso o sistema é composto por um compressor que pressuriza a pistola de aplicação, tendo acoplado diretamente na pistola de aplicação um pequeno reservatório de tinta onde é coletado por meio de um sifão por efeito de venture. Conforme podemos verificar na figura 17 a seguir. Figura 17. Pistola de pintura para sistema de alimentação por sifão. Fonte: (GRACO, 2012, p. 10). 88 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Por se tratar de um equipamento, vários tipos de problemas podem estar ligados à regulagem inadequada do equipamento, incialmente vamos verificar o padrão correto do perfil de revestimento. Figura 18. Padrão de pintura correto. Fonte: (GRACO, 2012, p. 12). Esse é o padrão correto para a aplicação por pistola, nesse caso não é necessário realizar nenhum ajuste no equipamento. Figura 19. Padrão de pintura errado, topo ou fundo pesados. Fonte: (GRACO, 2012, p. 12). Topo ou fundo pesados, geralmente um problema ligado à cápsula de ar ou o bico de líquido sujos ou danificados, para realizar a investigação gire a cápsula de ar em 180⁰ e repita o teste, caso o padrão de defeito siga a rotação da cápsula de ar, faz-se necessária a remoção dela para inspeção, limpeza e, em último caso, a substituição. Porém, se o padrão de defeito não seguir o giro da cápsula de ar, o defeito está ligado ao bico de líquido, assim é necessário retirá-lo para inspeção, limpeza e, em último caso, a substituição. Figura 20. Padrão de pintura errado, padrão dividido. Fonte: (GRACO, 2012, p. 12). Esse tipo de defeito geralmente está ligado à utilização de pressão inadequada para a viscosidade do material de revestimento, sendo a pressão acima do especificado. 89 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III Para a correção, é necessário que a pressão de ar seja reduzida e que aumente a viscosidade do material. Figura 21. Padrão de pintura errado, padrão torto. Fonte: (GRACO 2012, p. 12). Esse defeito está geralmente ligado aos cornos de ar sujos ou distorcidos. Para correção, desmonte a cápsula de ar, inspecione e limpe, caso o defeito continue é necessária a substituição. Equipamento não pinta ou não aplica o revestimento, neste caso o problema pode estar ligado a duas possíveis causas, à fonte de líquido vazia, sendo a solução reabastecer o reservatório do equipamento, a outra causa pode estar ligada à regulagem da válvula de controle de líquido, estando esta totalmente rotacionada no sentido horário, fechando a válvula, para solucionar gire-a no sentido anti-horário, assim ela abrirá.Pistola de pintura com aplicação intermitente (cuspindo), neste caso a causa está ligada à presença de ar na linha líquida, possível solução é a fonte líquida estar vazia, encha-a para solucionar o problema, restrinja o fluxo líquido apertando o bico líquido, verifique e aperte a porca de empanque da agulha, verifique se o bico de líquido não está danificado. Excesso de ar soprado para trás, esse problema pode estar ligado a duas causas, bico de líquido frouxo, verifique e ajuste o bico de líquido, ou o vedante do bico de líquido pode estar danificado, neste caso se faz necessária a substituição do vedante. Fuga em excesso de ar por trás do gatilho, esse defeito também pode estar ligado a duas causas, podendo ser a arruela/válvula de ar desgastada, necessária a substituição completa dos componentes de reparo, ou podendo também ser o próprio gatilho gasto, neste caso é necessária a substituição do gatilho. Pressão de aplicação do líquido muito elevada com a pistola acionada, dificultando conseguir o resultado pretendido, causa ligada à utilização de um conjunto de agulha e bico incompatível com o orifício, geralmente o orifício menor, a solução está em substituir o conjunto agulha e bico por um que contenha um orifício maior. 90 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Pressão de líquido muito baixa, acarretando uma aplicação exagerada necessitando do controle da restrição da agulha, essa causa é oposta ao item anterior, pois é utilizado um conjunto agulha bico com ofício muito grande, para solucionar faz-se necessária a substituição para um conjunto agulha bico com orifício menor. Sistema de líquido não funciona devido à baixa pressão, sendo esta inferior a 10psi, a causa geralmente está ligada a um sistema que não regula o líquido ou quando o regulador existente não é sensível para operar em baixas pressões, para correção do problema é necessária a instalação de um regulador de baixa pressão ou com mais sensibilidade. Deposição de líquido irregular durante a aplicação, esse defeito pode estar ligado a duas principais causas, sendo o reservatório de líquido vazio, necessário abastecê-lo para que volte a funcionar normalmente, ou o filtro de líquido obstruído, neste caso é necessária a inspeção do filtro, limpeza ou, em alguns casos, sua substituição. A deposição de líquido reduz quando aplicados produtos de maior viscosidade, a causa desse problema está ligada ao fato de o tubo flexível de ar ser incompatível com o elevado fluxo de ar necessário, para a correção é necessário que seja utilizado um tubo flexível adequado à viscosidade do produto em utilização, geralmente se utilizam flexíveis de 7,9 mm para até um comprimento de 7,6 m, acima desse comprimento é necessário utilizar flexíveis de 9,5 mm. Pistola Eletrostática A pistola eletrostática pode ser utilizada tanto para revestimentos líquidos como também para revestimentos a pó, seu sistema de aplicação se torna muito útil, onde a ação da força eletrostática faz com que as partículas do revestimento sejam atraídas pela peça preenchendo sua superfície totalmente, sem que haja a necessidade de grandes reforços. Conforme podemos observar na figura abaixo. Figura 22. Ação da força eletrostática sobre a peça. Fonte: (WEG, 2013, p. 52). 91 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III O processo eletrostático consiste em um processo de diferença de potencial elétrico, no qual a peça a ser pintada é carregada eletrificada positivamente e o produto de revestimento, seja ele pó ou líquido, é atomizado com cargas negativas, devido a este diferencial de cargas os átomos de revestimento são atraídos sobre a peça fazendo o completo recobrimento da superfície. Técnicas de aplicação com pistola Muitos defeitos de pintura realizados por pistola estão ligados à falta de conhecimento sobre como realizar o correto posicionamento da pistola e sua forma de aplicação. Um dos principais erros é não manter o padrão de distância do bico de aplicação da pistola em relação à superfície a ser revestida, padrão de 15 a 20 cm. Caso a distância do bico seja inferior a 15 cm, pode acarretar acúmulo excessivo de revestimento, podendo gerar camadas altas e até mesmo o escorrimento. Já no caso de a distância do bico ser superior a 20 cm, pode acarretar formação excessiva de pó, defeitos do tipo casca de laranja e até a demão com camada muito baixa. Outra observação importante quanto à técnica de utilização da pistola de pintura é o correto posicionamento em relação à superfície a ser revestida, onde o fluxo de revestimento em relação à superfície deverá estar constantemente a 90⁰, tanto na vertical como na horizontal. Conforme podemos observar na figura abaixo. Figura 23. Padrão correto à esquerda e incorreto à direita de aplicação na vertical. Fonte: (MEKAL, 2012, p. 05). 92 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Caso o operador do sistema de pintura não respeite essa regra e faça movimentos angulares em relação à superfície a ser pintada, gerará uma espessura de camada irregular, camadas mais elevadas próximo ao centro de aplicação e menores aos extremos da aplicação e até o risco de escorrimento por aplicação em excesso ao centro da aplicação. Assim, as aplicações devem sempre ser realizadas de forma contínua da esquerda para a direita e de cima para baixo. 93 CAPÍTULO 3 Tratamento e toxidade de efluentes advindos da indústria de tratamento de superfícies A preocupação com o meio ambiente não é algo que diferencie uma empresa de outra, a preocupação em reduzir os impactos ambientais hoje é uma exigência e um desafio do governo brasileiro, principalmente em se tratando do tratamento de efluentes. O setor de tratamento de superfícies é um grande gerador de sub-produtos tóxicos que impactam no meio ambiente e o trabalhador, assim, tanto o resíduo gerado no tratamento de superfícies como os cuidados com vapores e o próprio processo devem ser tratados com cuidados adequados para minimizar, ao máximo, os impactos. Dessa forma, esse capítulo tratará do assunto iniciando pela identificação e classificação dos produtos químicos utilizados para o trabalho de revestimento de superfícies e os cuidados necessários antes, durante e após a realização do trabalho. Compostos por cianeto Um dos produtos poluidores que mais impactam a natureza, podendo contaminar rios, lagos e terrenos, principalmente nas regiões que possuem um grande potencial de indústrias que realizam revestimentos em superfícies metálicas. É comum a utilização de três tipos de cianetos em indústrias que utilizam tratamento de superfícies, sendo eles o cianeto de sódio, o cianeto de potássio e o cianeto de cobre, existem ainda também outras variações que também podem ser utilizadas, porém em menor proporção a dos anteriores, sendo estas o cianeto de zinco, o cianeto de cádmio, o cianeto de prata e o cianeto de ouro, este último também podendo ser conhecido como “sal de ouro”. Os cianetos causam problemas graves que não podem ficar desconhecidos, quando em contato com ácidos, os cianetos mesmo em proporções baixas, ou quando presentes nos vapores de ácidos ou vapores de água, geram um gás conhecido por cianídrico, o qual é de extremamente venenoso. 94 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS O gás cianídrico é mais denso que o oxigênio, assim quando uma pessoa fica em contato com o gás cianídrico inalando-o, além de ter uma intoxicação o gás inibe a presença do oxigênio no sistema nervoso levando a pessoa à morte por asfixia antes mesmo dos efeitos tóxicos. Os sais de cianeto são tóxicos ou perigosos tanto no estado sólido quanto gasoso. Quando ingeridos, o organismo humano não faz a absorção total destes eliminando-os do organismo, mas mesmo que nossos organismos sejam rápidos para eliminar esses sais, sempre deixarão danos permanentes no organismo. O cianeto é absorvido pelo corpo humano empequenas doses sendo acumulativo, e conforme aumenta a quantidade presente no corpo, mais os efeitos são percebidos, os principais são: fortes dores de cabeça, perda do apetite, vômitos, fraqueza e principalmente irritação nas vias respiratórias. Outro fato importante ainda é evitar que os compostos de cianeto não sejam misturados com outros compostos, um exemplo disso é quando, por descuido ou por falta de conhecimento, os cianetos são descartados nas canaletas que atravessam as instalações fabris, assim como podem estar descartando cianetos, outros ácidos podem estar sendo descartados também, o que indica uma alta periculosidade,. Ácidos quando em contato com soluções de sulfeto geram gases conhecidos por sulfídrico, com cheiro forte e característico, porém misturas de ácidos com compostos de cianeto geram gás incolores e inodoros, os quais são dificilmente percebidos. Por esses motivos, antes dos descartes nas canaletas estas devem sem bem lavadas, deve-se escoar água sobre as mesmas e posteriormente o cianeto pode ser então descartado. Compostos com ácido sulfúrico Um dos ácidos mais perigosos existentes, quando em concentração alta, pode chegar a causar queimaduras irreparáveis no corpo humano, sendo seu poder de destruição rápida sobre os tecidos cutâneos. Sua ingestão, se em pequenas quantidades e de forma diluída, pode ser menos nociva, entretanto se inalados constantemente os vapores do ácido sulfúrico podem atacar de forma irreparável as vias respiratórias, podendo acarretar 95 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III bronquite crônica. E em contato direto com os dentes, o ácido sulfúrico pode destruir totalmente o esmalte dentário. Muitas vezes, por falta de conhecimento da periculosidade da solução, existem pessoas que se arriscam a colocar suas mãos dentro de soluções de ácido sulfúrico. É completamente inseguro este ato, podendo causar graves danos irreparáveis à pele, em casos mais brandos pode gerar ulceração e dores no local. Sempre que for manipulado o ácido sulfúrico, é importante seguir os procedimentos e as recomendações dos fornecedores e fabricantes, acidentes graves ocorrem sempre que não obedecidos corretamente esses procedimentos. Compostos de cromo Possuem efeito corrosivo sobre a pele, principalmente nas mucosas. Podem ser encontrados na forma de ácido crômico ou cromatos. Acometem feridas nas partes internas da boca e nariz o que, por consequência, geram lesões cuja cicatrização é demorada. Existem exposições que podem levar à perda de visão, como no caso de exposição a ácido crômico 20%. Compostos por solventes clorados Depende diretamente da natureza do composto, o qual pode ser apresentado em três tipos: percloretileno, tricoretileno e tricloretano. Provoca náuseas, vômitos e amarelamento de parte dos olhos, além de poder provocar perda de peso. Outros problemas mais sérios podem ser vistos como ataques cardíacos, problemas no fígado, rins etc. Casos de óbitos também se relacionam à inalação de tricoretileno. Muito comum acontecer acidentes em tanques de desengraxamento quando os colaboradores estão realizando limpezas nestes, já que o composto utilizado são solventes clorados, com isso liberam-se vapores que ficam no fundo do tanque, o que faz com que o ar presente suba e ocasione o sufocamento do operador. Normalmente, esse tipo de limpeza sempre deve ser realizado por duas pessoas. 96 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Composto de níquel Esse tipo de metal pode causar irritações cutâneas em pessoas com alergia a tal composto. Normalmente, esse tipo de irritação ocorre em ambientes com umidade e temperatura mais elevadas. Composto de cobre A exposição por longo período ao cobre pode gerar dores gástricas, choques e vômitos. Pode também afetar órgãos como rins e fígado e afetar o sistema nervoso. Composto de cádmio Altamente perigoso, pode comprometer as vias respiratórias caso inalado. Os resíduos são proibidos de passar por processos incenerativos e o contato com estes deve ser bem prevenido, quando em contato com as mãos e braços do colaborador devem ser lavados. Ácido clorídrico Conhecido pelo seu alto poder de corrosão, o contato pode provocar cegueira, queimaduras no esôfago e boca. A inalação também é muito perigosa. Ácido nítrico Tratando-se de um ácido, os mesmos conceitos para o ácido clorídrico se aplicam a este, quando em contato com metais da reação ocorre a liberação de gás nitroso, sendo muito perigoso devido ao seu grau de toxidade. Os vapores desse ácido, tais como os do ácido clorídrico, sufocam e atacam as mucosas da boca e do esôfago, e podem causar queimaduras. Solventes Como estudamos, os solventes fazem parte da composição da tinta, por outro lado são os vilões em se tratando de ataques ao sistema respiratório. Pesquisas atuais apontam para a modificação ou troca de solventes por água, tornando mais segura a operação de pintura. 97 PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS │ UNIDADE III Tanques de aquecimento Os tanques de aquecimento normalmente operam entre 80 a 90 ºC. Em alguns processos, a utilização de água quente para secagem de peças é utilizada e caso o operador tenha uma queda nesse tipo de tanque a morte é constatada em poucos segundos. Por isso, a importância de treinamentos específicos. Poluição das águas Quando pensamos na indústria de tratamento de superfícies e poluição de águas, temos esta como uma das maiores colaboradoras para tal problema. Dentro do processo de tratamento, estudamos quantos processos devem ser realizados e a quantidade de produtos químicos que devem ser diluídos na água. Os grandes vilões são os resíduos metálicos, outros poluentes que podem ser expostos também são o cianeto, fluoreto, fosfato e nitrato. Esse tipo de resíduo de processo de tratamento de superfície pode ser encontrado na forma de sólido, sendo proveniente de lixamento, jateamento, polimento e pode ser coletado por meio de filtradores de ar, capazes de reter as partículas sólidas. Outro processo que pode ser utilizado é o de eletrostática, no qual o gás passa por colunas que absorvem os gases e os transformam em resíduos líquidos. Já o tratamento do líquido gerado requer um tratamento físico-químico dentro dos padrões impostos pela legislação vigente. De acordo com a lei, podemos ponderar a quantidade exata que pode ser lançada numa rede coletora, por exemplo. Quando temos metais em solução eles são muito perigosos ao meio ambiente, já que podem se infiltrar, por exemplo, no solo, o que acarreta a contaminação dos lençóis freáticos. Portanto, mais uma vez ressaltamos a importância do tratamento da água antes de lançá-la nos rios. O processo mais utilizado para tal fim é o de precipitação, que é realizado em taques projetados e instalados para tal finalidade. 98 UNIDADE III │ PATOLOGIAS DE PINTURAS, MÃO DE OBRA E EQUIPAMENTOS Já para descarte de cianeto, por exemplo, é necessária a adoção de medidas especiais para destruí-lo antes do processo de precipitação. Os reagentes utilizados devem ser dosados com exatidão para que não contaminem a água. Durante o processo de precipitação, os efluentes são tratados e os metais passam a ser insolúveis, sendo deslocados ao fundo do tanque, formando-se um lodo. A água desprendida de tais metais é retirada por tubulações e o lodo é deslocado a um sistema de filtros que remove 80% da água. Porém, a eliminação de 100% dos metais durante tais processos nem sempre é atingida. Quando ocorre casos como este é recomendado que se utilizem processos como a desmineralização com resinas de troca iônica ou membranas que possibilitem a osmose reversa. Temos que a dimensão de tratamento e gastos com reagentes depende diretamente do que será tratado e da quantidade que receberá a estação de tratamento. E este volume gera diretamente em torno da quantidade de água utilizadano processo. Portanto, a economia de água durante o processo de tratamento de superfícies acarretará menores custos também no seu tratamento final. 99 Referências GARCIA A. Ensaio dos materiais. LTC. São Paulo, S.P. 254 p. 2000. PETROBRAS. N-2568: Revestimentos Metálicos por Aspersão Térmica. Brasil: CONTEC - Comissão de Normalização Técnica, 200 p. 2011. RODRIGUES, J. A. Raio X: difração e espectroscopia. São Carlos: EdUFSCar, 134 p. 2009. SILVA, L. F. Utilização do método KTL em pinturas industriais. Escola de Engenharia de São Carlos, Faculdade de São Paulo, São Carlos, 64 p. 2012. Imagens GRACO. Pistola de ar comprimido. 2012. p. 24. Disponível em: <https://www. graco.com/content/dam/graco/tech_documents/manuals/312/312414/313070PT-S. pdf>. GRACO INC. AND SUBSIDIARIES, MINNEAPOLIS MN. Acesso em: 24 de julho de 2019. INSTRUSUL. Instrumentos de medição para usinagem. 2009. p. 1. Disponível em:<http://blog.instrusul.com.br/instrumentos-de-medicao-para-usinagem/>. Acesso em: 23 de julho de 2019. WEG. Soluções para defeitos em pinturas líquidas. 2014. WEG tintas, Mauá SP. p. 1. Disponível em: <https://static.weg.net/medias/downloadcenter/h84/hd5/ WEG-solucao-para-defeitos-de-pintura-com-tintas-liquidas-catalogo-portugues- br.pdf>. Acesso em: 1 de agosto de 2019. WEG. Treinamento com tinta em pó. 2013. WEG tintas, Mauá SP. p. 90. Disponível em: <https://static.weg.net/medias/downloadcenter/h6e/h8b/Apostila- DT-13-Tinta-p-_2018.pdf>. Acesso em: 1 de agosto de 2019. Apid quamus aut aut haruptat. https://static.weg.net/medias/downloadcenter/h6e/h8b/Apostila-DT-13-Tinta-p-_2018.pdf https://static.weg.net/medias/downloadcenter/h6e/h8b/Apostila-DT-13-Tinta-p-_2018.pdf _Hlk22620637 Apresentação Organização do Caderno de Estudos e Pesquisa Introdução Unidade I Avaliações para controle de qualidade Capítulo 1 Controle das amostras Capítulo 2 Tipos de avaliações que podem ser realizadas Capítulo 3 Ensaios normatizados UNIDADE II Avaliações para controle de qualidade de pinturas Capítulo 1 Finalidade e aplicações de pinturas Capítulo 2 Ambientes que podem afetar a qualidade de pinturas em geral UNIDADE III Patologias de pinturas, mão de obra e equipamentos Capítulo 1 Apresentação das principais patologias que podem surgir na pintura em geral Capítulo 2 Treinamento do aplicador Capítulo 3 Tratamento e toxidade de efluentes advindos da indústria de tratamento de superfícies Referências