UNIVERSIDADE POTIGUAR – UnP

CURSO TECNOLOGICO DE PETRÓLEO E GÁS

TURNO MATUTINO – 5MA

KAYO FELIPE NUNES MAIA DE QUEIROGA

REVESTIMENTOS

MOSSORÓ/RN

ABRIL/2010

KAYO FELIPE NUNES MAIA DE QUEIROGA

REVESTIMENTOS

Trabalho apresentado como exigência da disciplina pintura industrial e proteção anticorrosiva ministrada pelo professor Marcilio Araujo no período letivo de 2010.1

MOSSORÓ/RN

ABRIL/2010

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO..............................................................................................................4

REVESTIMENTOS METÁLICOS...............................................................................5

REVESTIMENTOS NÃO-METÁLICOS INORGÂNICOS.......................................6

REVESTIMENTOS ORGÂNICOS...............................................................................8

CONCLUSÃO................................................................................................................13

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................14

INTRODUÇÃO

Os revestimentos constituem-se em películas interpostas entre o metal e o meio corrosivo, ampliando a resistência a corrosão do material metálico. Esta película pode dar ao material um comportamento mais nobre, como é o caso das películas metálicas mais catódicas que o metal de base, ou protegê-lo por ação galvânica, ou ainda, se constituem numa barreira entre o metal e o meio e desta forma aumentar a resistência de contato das áreas anódicas e catódicas das pilhas de corrosão. Os revestimentos podem ser: metálicos, não metálicos inorgânicos ou orgânicos e a sua utilização podem ser no aumento da resistência à corrosão atmosférica, na imersão e na corrosão pelo solo.

REVESTIMENTOS METÁLICOS

Consistem na interposição de uma película metálica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger. Os mecanismos de proteção das películas metálicas podem ser: por formação de produtos insolúveis, por barreira, por proteção catódica, dentre outros.

As películas metálicas protetoras, quando constituídas de um metal mais catódico que o metal de base, devem ser perfeitas, ou seja, isentas de poros, trincas, etc., para que se evite que diante de uma eventual falha provoquem corrosão na superfície metálica do metal de base ao invés de evitá-la.

As películas mais anódicas podem ser imperfeitas porque elas conferem proteção catódica à superfície do metal de base. Os processos de revestimentos metálicos mais comum são:

  • Cladização: os clads constituem-se de chapas de um metal ou ligas, resistentes à corrosão, revestindo e protegendo um outro metal com função estrutural. Os clads mais usados nas indústrias químicas, petroquímica e de petróleo são os de monel, aço inoxidável e titânio sobre aço carbono;

  • Reposição por imersão a quente: pela imersão a quente obtém-se, entre outras, as superfícies zincadas e as estanhadas. O processo de zincagem por imersão é também denominado de galvanização;

  • Metalização: o processo por meio do qual se deposita sobre uma superfície previamente preparada camadas de materiais metálicos. Os metais de deposição são fundidos em uma fonte de calor gerada no bico de uma pistola apropriada, por meio de combustão de gases, arco elétrico, plasma e por detonação. O metal fundido é pulverizado e aspergido sobre o substrato a proteger. Por metalização faz-se revestimentos com zinco, alumínio, chumbo, estanho, cobre e diversas ligas;

  • Eletrodeposição: consiste na deposição de metais que se encontram sob a forma iônica em um banho. A superfície a revestir é colocada no catodo de uma célula eletrolítica. Por eletrodeposição é comum revestir-se com cromo, níquel, ouro, prata, estanho e, principalmente, cádmio, que por ser um metal muito tóxico é empregado como revestimento aplicado por este processo;

  • Deposição química: consiste na deposição de metais por meio de um processo de redução química. Por este processo é comum revestir-se com cobre e níquel. São os denominados cobre e níquel químicos, muito utilizados em peças com formato delicado e cheias de reentrâncias.

REVESTIMENTOS NÃO-METÁLICOS INORGÂNICOS

Consistem na interposição de uma película não-metálica inorgânica entre o meio corrosivo e o metal que se quer proteger. Os mecanismos de proteção são, essencialmente, por barreira e por inibição anódica.

  • Anodização: consiste em tornar mais espessa a camada protetora passivante existente em certos metais, especialmente no alumínio. A oxidação superficial pode ser por banhos oxidantes ou processo eletrolítico. O alumínio é um exemplo muito comum da anodização;

  • Cromatização: consiste na reação da superfície metálica com soluções ligeiramente ácidas contendo cromatos. A camada de cromatos passivante aumenta a resistência à corrosão da superfície metálica que se quer proteger;

  • Fosfatização: consiste na adição de uma camada de fosfatos à superfície metálica. A camada de fosfatos inibe processos corrosivos e constitui-se, quando aplicada em camada fina e uniforme, em uma excelente base para pintura, em virtude da sua rugosidade. A fosfatização é um processo largamente empregado nas indústrias automobilísticas e de eletrodomésticos. Após o processo de desengraxe da superfície metálica, aplica-se a fosfatização, seguindo-se a pintura;

  • Revestimento com argamassa de cimento: consiste na colocação de uma camada de argamassa de cimento, com espessura da ordem de 3 a 6 mm, sobre a superfície metálica. Este revestimento é muito empregado na parte interna de tubulações e, neste caso, é aplicado normalmente por centrifugação. Em tubulações de grande diâmetro é comum usar-se um reforço com tela metálica. O revestimento interno com cimento é empregado em tubulações para transporte de água salgada, em água de refrigeração, tubulações de água de incêndio e água potável. Se considerados os aspectos técnicos e econômicos, o revestimento com argamassa de cimento e areia é a melhor solução para tubulações transportando água salgada.

  • Revestimento com vidro: consiste na colocação de uma camada de vidro sobre a superfície metálica. Esta camada é aplicada sob a forma de esmalte e fundida em fornos apropriados. Consegue-se uma película de alta resistência química, muito utilizada na indústria química;

  • Revestimento com esmalte vítreo: consiste na colocação de uma camada de esmalte vítreo (vidro + cargas + pigmentos) aplicada sob a forma de esmalte e fundida em fornos apropriados. Este revestimento é usado em alguns utensílios domésticos, em fogões, máquinas de lavar, etc.;

  • Revestimento com material cerâmico: consiste na colocação de uma camada de material cerâmico, geralmente silicoso, de alta resistência a ácidos, utilizado principalmente para revestimentos de pisos e canais de efluentes.

REVESTIMENTOS ORGÂNICOS

Consiste na interposição de uma camada de natureza orgânica entre a superfície metálica e o meio corrosivo. Os principais revestimentos orgânicos são os seguintes:

  • Pintura industrial: é um revestimento, em geral orgânico, largamente empregado para o controle de corrosão em estruturas aéreas e, em menor escala, em superfícies enterradas ou submersas. O revestimento por pintura é empregado para estruturas submersas que possam sofrer manutenção periódica em dique seco, tais como navios, embarcações, bóias, etc. Só em casos especiais é empregado em estruturas enterradas, pela dificuldade de manutenção apresentada nestes casos. Em se tratando de estruturas aéreas, é normalmente a melhor alternativa em termos técnicos e econômicos para proteção anticorrosiva. A pintura é um revestimento de pequena espessura, situando-se na faixa de 120 a 500 mm, sendo que, somente em casos muito especiais, pode-se chegar a 1.000 mm;

  • Revestimento com borrachas: consiste o recobrimento da superfície metálica com uma camada de borracha, utilizando-se o processo de vulcanização. É um revestimento que pode assumir diversas durezas dependendo do tipo de borracha e do processo de vulcanização. Este revestimento é utilizado na indústria química em equipamentos e tubulações que trabalham com meios altamente corrosivos, especialmente ácidos. O tipo de borracha é selecionado em função destas características de agressividade;

  • Revestimentos para tubulações enterradas ou submersas: as tubulações enterradas ou submersas, oleodutos, gasodutos, adutoras, etc. são, em geral, protegidas contra a corrosão por revestimentos de alta espessura. O mecanismo básico de proteção é por barreira entre o metal e o meio corrosivo. Por melhor que seja o revestimento, a eficiência é sempre inferior a 100%, surgindo, então, a necessidade de complementação com o uso de proteção catódica.

As espessuras dos revestimentos situam-se na faixa de 400 mm e 8 mm, sendo mais freqüentes o uso de espessuras entre 3 e 6 mm.

Estes revestimentos devem possuir uma série de características para que possam cumprir as suas finalidades. Dentre elas podem ser mencionadas:

  • Boa e permanente aderência ao tubo;

  • Faixa taxa de absorção de água;

  • Boa e permanente resistência elétrica (resistividade elétrica);

  • Boa resistência a água, vapor e produtos químicos;

  • Boa resistência mecânica;

  • Boa estabilidade sob efeito de variação de temperatura;

  • Resistência a acidez, alcalinidade, sais e bactérias do solo;

  • Boa flexibilidade de modo a permitir o manuseio dos tubos revestidos e as dilatações e contrações do duto;

  • Permitir fácil aplicação e reparo;

  • Durabilidade;

  • Economicidade.

É praticamente impossível encontrar um revestimento que atenda a todas estas características com perfeição. Os melhores são aqueles que atendem ao maior número delas.

Os principais tipos de revestimentos empregados para tubulações enterradas ou submersas são:

  • Revestimento com esmalte de alcatrão de hulha (coal-tar): é aplicado em duas espessuras, uma de 3 a 5 mm, chamada revestimento simples, e outra de 6 a 8 mm, chamada de revestimento duplo; O revestimento simples é usado de modo geral em meios de média a baixa agressividade, e o duplo em eletrólitos altamente agressivos (mangues, águas do mar, solos de baixa resistividade, etc.) e em condições severas de correntes de interferência.

O esquema de aplicação de um revestimento simples é o seguinte:

  • Limpeza dos tubos: com escovas ou com jateamento abrasivo comercial; a aplicação da tinta de fundo ou primer, que é uma tinta de base elastomérica e que seca por evaporação do solvente;

  • Aplicação do esmalte de alcatrão, que é feita a quente;

  • Aplicação imediata de uma camada de véu de fibra de vidro e outra de papel feltro.

O esquema de aplicação do revestimento duplo consiste na aplicação, logo após o véu de fibra de vidro, de outra camada de esmalte de alcatrão de hulha com véu de fibra de vidro e finalmente o papel feltro.

O revestimento de esmalte de alcatrão de hulha em oleodutos, gasodutos e adutoras pode ser feito no campo ou em planta fixa. Nesta última a qualidade do revestimento é sempre superior, pelo melhor controle da qualidade na aplicação.

Para dutos submersos aplica-se sobre o revestimento duplo de esmalte de alcatrão de hulha um revestimento de concreto para provocar a flutuação negativa (deposição no fundo).

O revestimento de dutos submersos ou enterrados por meio de esmaltes de alcatrão de hulha vem tendo sua utilização sensivelmente diminuída pelos seguintes motivos:

  • Sua resistividade elétrica decai a cerca de 60% nos primeiros 10 anos depois de aplicado, demandando maior solicitação do sistema de proteção catódica;

  • Elevada incidência de reparos devido a danos ocorridos durante o manuseio, o transporte, o armazenamento e o lançamento dos tubos revestidos;

  • Sérios problemas de poluição ambiental, devido ao desprendimento de gases tóxicos durante a aplicação, o que tem limitado sensivelmente a sua utilização em países com rigorosa legislação em termos de preservação do meio ambiente e da vida humana;

  • Degradação devido à ação dos raios solares quando armazenado por períodos de tempo superiores há 6 meses;

  • Aparecimento de revestimentos modernos à base de polímeros.

Quando aplicados no revestimento de dutos enterrados em terrenos impregnados com pedras, requer uma proteção conta danos mecânicos;

Revestimentos com asfaltos: o revestimento com asfaltos aplicados a quente e reforçados com tecidos de fibra de vidro e feltro asfáltico é empregado em dutos enterrados, à semelhança do esmalte de alcatrão de hulha. O asfalto apresenta como desvantagem as perdas de propriedades com maior rapidez do que esmalte de alcatrão de hulha, devido à oxidação e à absorção de água.

Tem, entretanto, menor preço do que aquele. Seu uso está em declínio, por razões idênticas às do alcatrão de hulha;

Revestimento com fitas plásticas: as fitas plásticas mais utilizadas em revestimentos são:

  • Fitas de polietileno (as mais utilizadas, devido a seu melhor desempenho);

  • Fitas de PVC;

  • Fitas de poliéster.

As fitas são aplicadas helicoidalmente em torno do tubo a ser protegido com uma sobreposição de 50% entre camadas. A aplicação pode ser manual ou mecânica. Geralmente, antecede a aplicação das fitas uma limpeza da superfície e a aplicação de um primer capaz de melhorar a adesão da fita. Apresentam como grande vantagem a aplicabilidade no campo, porém, como a possibilidade de falha na sobreposição é considerável, constituem-se em um revestimento de qualidade inferior. As fitas são recomendadas apenas para pequenas tubulações e obras de pouca responsabilidade. São também particularmente aplicáveis a reparos no campo.

A aplicação em duas camadas constitui-se em um recurso para obter-se melhoria da performance;

Revestimento com espuma rígida de poliuretana: a espuma rígida de poliuretana é utilizada quando se requer que o revestimento anticorrosivo possua também boa capacidade de isolação térmica (dutos operando a alta ou a baixa temperaturas). É normalmente aplicada com espessura em torno de 50 mm, sendo o revestimento complementado normalmente com camisa de polietileno extrudado, para conferir propriedades anticorrosivas (a espuma, possuindo 10% de células abertas, não é impermeável);

Revestimento por tinta à base de coal-tar epóxi: a pintura com coal-tar epóxi é usada em uma espessura da ordem de 500 mm.

Possui pouca resistência mecânica, sendo, portanto, um revestimento precário em tubulações enterradas.

Como a manutenção do revestimento em estruturas enterradas ou submersas é muito difícil, a utilização de revestimento por tinta à base de coal-tar epóxi só é recomendável em obras pequenas ou de pouca responsabilidade;

Revestimento com polietileno extrudado: trata-se de um moderno revestimento, que utiliza o polietileno de baixa densidade, extrudado sobre o tubo que se quer proteger. A extrusão é feita em conjunto com um "primer" (adesivo), também a base de polietileno (modificado), a uma temperatura da ordem de 200°C. Requer um preparo de superfície com grau de limpeza As 2 1/2 (jateamento quase branco).

É aplicado com espessura variando de 3 a 5 mm.

Além da impermeabilidade, que lhe confere excelente resistência à corrosão, possui excelente resistência a danos mecânicos, o que lhe propicia baixa incidência de reparos durante o lançamento do duto. Outra excelente propriedade que possui é a boa resistência ao descolamento catódico (Cathodic Disbound). Apresenta, entretanto, baixa adesão em relação à superfície metálica;

Revestimento com polipropileno extrudado: trata-se de um revestimento semelhante ao polietileno, só que utilizando o polímero polipropileno. A aplicação é feita normalmente em três camadas, sendo a primeira de epoxi em pó aplicado eletrostaticamente, a segunda um adesivo à base de polipropileno e a terceira o revestimento em si de polipropileno.

Tem aplicação e propriedades semelhantes ao polietileno, porém sua temperatura limite de utilização é de 120ºC (a do polietileno é de 60ºC) e sua resistência ao descolamento catódico é também superior. Tem maiores problemas de perda de adesão em baixas temperaturas (inferiores a 10ºC);

Revestimento com tinta epoxi em pó (Fusion Bonded Epoxi): é também um moderno sistema de proteção anticorrosiva de dutos enterrados e submersos. Constitui-se de uma camada de 400 a 450 micrometros de espessura, à base de resina epoxi termocurada, aplicada a pó, pelo processo eletrostático. Suas principais propriedades são a excelente adesão e a proteção anticorrosiva. A tinta epoxi aplicada a pó pelo processo eletrostático, portanto sem solvente, não está sujeita a muitos poros e assim possui impermeabilidade (proteção por barreira) ainda superior às tintas epoxis convencionais. A película de 400 micrometros tem elevada dureza e, portanto, baixa resistência ao impacto, o que acarreta uma razoável incidência de reparos durante o lançamento do duto.

É o melhor sistema de proteção anticorrosiva de dutos que durante o lançamento sofrerão grande flexionamento ou curvamento. É particularmente aplicável a lançamentos submarinos.

CONCLUSÃO

Entretanto os revestimentos são de grande importância desde o revestimento metálico, não metálico e os orgânicos, na qual ambos corrosivos e o metal presentes nos revestimentos. Dessa maneira protege o material para ser destruído e combater o meio corrosivo.

Uma das maneiras para evitar a corrosão dependendo de cada local ou situação é revestir um material de borracha no metal ou utilizar de uma tinta mais anticorrosiva, na qual é empregada nos demais revestimentos podendo ter ações protetoras e formação de películas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

  • CORROSÃO. IOPE. Colhido em: <http://www.iope.com.br/3i_corrosao_4.htm>. Em 18/04/2010.

  • Gentil, Vicenti. Corrosão. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.

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