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Manual de
por imersão a quenteZincagem
Manual de Zincagem por Imersão a Quente
ÍndiceCap. I Histórico 05
Cap. II ConsideraçõesGerais 08
Cap. III OprocessodeZincagem 09
Cap. VI TempodeVidadoRevestimento 11
Cap. V FatoresdeInfluêncianaFormaçãodoRevestimento 11
Cap. VI QualidadedosProdutosZincados 13
Cap. VIIProjetosdePeças 19
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I - Históricol20%daproduçãodeferroeaçosãoconsumidospela
corrosão, conforme pesquisas. Por este motivo, natentativadereduziresteíndice,váriosprocessosdeproteçãoforamdesenvolvidoseumdosmaisanti-gos e bem-sucedidos é a Zincagem por Imersão aQuente.
l Em 1742 foi demonstrado pelo químico Melouin queerapossívelaplicarumacamadadezincoaoferroembanhodezincofundido.
lEm1824jáserecomendavaaproteçãoparacascosdenavios.Oprocessofoipatenteadoporvoltade1830naFrançaeInglaterraeem1850naAlemanhaenosEs-tadosUnidos.
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Estruturas para sinalização
Mineração
EstruturasMetálicas
Túneis
DefensasRodoviárias
Refrigeração
Escoramentos eAndaimes para
construção
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l Oprincipalobjetivodazincageméimpediracorrosãodofer-ro/aço.Ozinco,porterumpoderdeoxidaçãomaiordoqueodoferro,passaasercorroídocomafinalidadedeprotegerometalbase.AFig.II.1mostraaSérieGalvânicadealgunsme-tais,comseusrespectivospotenciaisdeoxidação.
l São diversas as aplicações atualmente utilizadas, como porexemplonossegmentos:elétrico,estruturasmetálicas,refri-geração,tubulações,irrigação,mineração,etc.
l Algunsfatoresdevemserlevadosemcontaparadecisãodesegalvanizar,como:
a)Custodeaplicaçãodorevestimento;b)Vidaútilantesdaprimeiramanutenção;c)Custodamanutençãodorevestimento;d)Custodeparalisaçãoparamanutenção.
II - Consideraçõesgerais
III - O processode zincagem
Preparação da superfície:
1 – DESENGRAXE:banhopreparadoprin-cipalmente da composição de Hidróxido deSódio (Soda Cáustica) e tensoativos. Temcomo objetivo a remoção de óleos e graxas.(FotoIII1)
2 – DECAPAGEM: após o desengraxe e la-vagem em água para remoção do desengra-xante, as peças são decapadas geralmenteem Ácido Clorídrico (Ácido Muriático), cujoobjetivoéaremoçãodecamadasdeoxidação,cascasecarepasdeóxidopresentesnometalbase.(FotoIII2)
Nota: O jateamento abrasivo também émuito utilizado para se eliminar salpícos desolda, ferrugem, ou tinta. Além disso, acabafavorecendoatravésdeumasuperfícieáspera,umamelhorancoragem(aderência)dozinco.
3 – FLUXAGEM: após a lavagem em águapararemoçãodeeventuaisresíduosdeácido,comotambémdesaisdemetalformadosdu-rante a decapagem, é realizada a fluxagem,compostageralmenteporCloretodeAmônioeCloretodeZinco,cujoobjetivoémelhorarauniformidadedacamadadezincoaolongodapeçaaserzincada.(FotoIII3)
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Metal Potencial de eletrodo
magnésio -2,340alumínio -1,670zinco -0,762cromo -0,710
menos nobres ferro -0,440 anódicoscádmio -0,402níquel -0,250estanho -0,136chumbo -0,126
mais nobres cobre +0,345 catódicosprata +0,800ouro +1,680
Série Galvânica dos Metais
Fig.II1
FotoIII1
FotoIII2
FotoIII3
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4 - ZINCAGEM: Quando a peça é imersanacubadezincagem(FotoIII5),oferro/açosãoimediatamentemolhadospelozinco.Aoseretiraraspeçasdobanho,umaquantidadedezincofundidoéarrastadasobreascama-dasdeligae,aosesolidificar,transforma-sena camada externa de zinco praticamentepuro.(FigIII1)
5 - PASSIVAção: Com o objetivo de pro-tegeroíniciodaoxidaçãobrancanacamadade zinco, utiliza –se soluções cromatizantesabasedeÁcidoCrômicoeBicromatos.Parasuperfícies que serão tratadas com pinturaapós a zincagem, não se recomenda a utili-zaçãodesteprocesso.(FotoIII6)
IV - Tempo de vida revestimento
- Experimentalmente pode-se cons-tatar que o tempo de vida do revesti-mento depende da espessura de ca-mada aplicada (massa), variando soba influência do ambiente de trabalho.(fig.IV1)
- Ao lado ilustramos a durabilidadedo tratamento em função da espessuradacamadamínimaemmícronseomeioambiente:
formação do revestimentoV - Fatores de influência na
1 – Metal Base:elementoscomoCarbono,Fós-foro,Enxofre,SilícioeManganês,ativamareação,sendo que o Silício é o mais reativo atuando nacamada Zeta com maior intensidade, formandoumaspectoacinzentadoescuro.
1.1Observando–seamicrografiadorevestimen-to,nota-seaformaçãodeváriascamadas,sendo:-Gama:próximaaoaço,constituídade21a28%deFerro;-Delta:constituídade7a12%deFerro;-Zeta:constituídade5,8a6,2%deFerro;
-Eta:camadafinalqueapresentapraticamen-tezincopuro.
2 – Superfície: camadas mais espessas sãoobtidascomarugosidadedasuperfíciedometalbase(beneficiandoaancoragemmecânica).
3 – Temperatura:atemperaturadefusãodoZincoéde419,5°C,sendoqueduranteoproces-sodezincagematemperaturadeveficarentre445e455°C.
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de Zinco
FotoIII5
FotoIII6
Fig.III1
AFig.III1ilustraascamadasformadasnaregiãoFe/Znduranteoprocessodezincagem
Fig.IV1
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1 – ESPESSURA Do REVESTIMENTo: determinada por medidoresmagnéticos,metalografiaoudeterminaçãodemassaporunidadedeárea.
2 – APARÊNCIAS Do REVESTIMENTo: 2.1 – Revestimento Cinza Fosco:ocorreprincipalmenteemaçoscomteor
relativamentealtodeSilícioouFósforo.Apresentamvidaútilmuitomaior,egeralmentemenorresistênciamecânica.(fotoVI1)
produtos zincadosVI - Qualidade dos
-Quantomaisaltaatemperatura,maisrápidaéareaçãoZn–Fe,sendodesaconselháveltem-peraturasacimade470°C.
3.1 – A temperatura de zincagem pode va-riarde445°Ca455°C;avelocidadedereaçãoémuitorápidanoínicio,formando-seamaiorparte da camada. Em seguida a reação passaa ser mais lenta e a espessura não aumentamuito,mesmopermanecendoimersaporlon-gotempo.
4 – Tempo:comoatemperatura,otempodeimersãoéumdos fatoresque influenciamnaformaçãodacamadadezinconapeça.Quantomaiorotempodeimersão,maiorseráacama-da.Alémdisso,existeotempoinerenteàimer-são,queconsistenavelocidadedoequipamen-toquedesceesobeosmateriaisnobanhodezinco.Geralmenteestavelocidadevariade6a8metrosporminutona imersãoe0,8metrosnaremoção.
5 – Composição do Banho:osprincipaisele-
mentos adicionados ao banho de zinco, e quena prática se mostram verdadeiramente rele-vantesnaformaçãodacamadasão:oAlumínioeoNíquel.OAlumíniojáutilizadoamaistem-po,semostraeficientenareduçãodaaplicaçãodacamadaquandoadicionadoemquantidadeacercade0,005%dototaldamassadobanhodezinco.Asgrandesvantagensproporcionadaspelaadiçãodoalumíniosão:areduçãonavelo-cidadedeoxidaçãodobanho,areduçãodeper-
das de calor e ainda um acabamento diferen-ciadonapeçaemrelaçãoàaparência.ONíquelporsuavezfoidescobertomaisrecentementeesóentãofoiconstatadoqueemadiçõespertodos 0,05% do total da massa do banho, ele semostradeterminantenaformaçãodacamadadezinco;porémcomooníquelageinibindoeretardando o efeito catalisador que o silício,presentenometalbase,causanaformaçãodaligaFe-Znduranteoprocesso,oníquelsóterárelevanteimportâncianaformaçãodacamadaemaçosdemaiorteordesilício,quesãooscha-madosaçosreativos.
5.1–Noprocessodezincagemporimersãoaquentedoisresíduosaparecemepodemconta-minarobanho:- Borra: massa pastosa constituída de Fe-Zn(5,0%+95,0%)- Cinza ou Escória: formada basicamente poróxidodezinconasuperfíciedobanho.
6 – A espessura do revestimento varia de acordo com vários fatores, ou seja: - Aço: composição química e a espessura dometal;-Composiçãodobanhodezinco:Zn,Al,Pb,Ni,etc;-Temperatura:emtornode450°C; - Tempo de imersão: características específicasdapeça.
6.1Asváriastonalidadesdecorcinza,brilhoouausênciadobrilhonãotemqualquerefeitosobreaeficáciadorevestimento.
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FotoVI2
FotoVI1
2.1.1 – Silício: VemosnestafotoVI2maisumexemploondeometalbaseériconaconcentraçãodesilício,ocasionandoassimasmanchascentraisqueobservamosnaspeças.
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2.1.2 –Concentração de Metais:NafotoVI3podemosobservarqueemuma mesma peça pode haver ocorrência de elevadas concentraçõesdediferentestiposdemetais.Porexemplo,doladoesquerdopodemosconstatarmaisumavezapresençadosilícioenquantoquedo ladodireitoapareceelevadaconcentraçãodecarbono.
FotoVI3
2.1.3 –Concentração de Carbono: AfotoVI4mostramaisdetalhada-menteoaspectodapeçadafotoanteriordoladoemqueexisteumamaiorconcentraçãodecarbono.
FotoVI4
FotoVI5
2.1.4 –Fósforo e Manganês: VemosnafotoVI5umasuperfícietoda“enrugada”ecomaparênciadepéssimoescorrimento.Apósarealiza-çãodaanálisedomaterialqueconstituiometalbase,foiconstatadaapresençadeelevadaconcentraçãodecarbono,fósforoemaganês.
2.2 – Manchas de Ferrugem: essas manchas, originárias pelo con-tatodepeçaszincadascompeçasoxidadasnãosãoprejudiciaisàresistênciaàcorrosãodorevestimento.Podemsercausadastam-bém pelo gotejamento de ácido decapante retido nas dobras ounas juntas das peças (choro), prejudicando o revestimento e exi-gindomudançasdeprojeto.(fotoVI6)
FotoVI6
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2.4 – Escorrimentos:dependemdageometriadaspeçaseporconse-qüênciaalgumasvariáveisdoprocessodevemserlevadasemconta,comotemperatura,velocidade,resfriamentoepermanênciadapeçanobanho.(fotoVI8)
2.3 – Aspereza: é decorrente do excesso de decapagem, imersãoportempoprolongadooutemperaturaalta.Podeserinaceitávelemaplicaçõesespecíficasemqueafeteaestéticaouodesem-penhodoproduto.(fotoVI7)
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FotoVI7
FotoVI8
FotoVI9
2.5 – Grumos:maisconhecidocomoareião,osgrumossãoimpurezasdobanhodezincofixadasnasuperfíciedapeçanomomentodasuaretiradadobanho(borra,carvão,óxidos,chumbo).Aquantidadeex-cessivadegrumosénormalmentemotivoderejeição,poistendemafragilizarorevestimento.(fotoVI9)
FotoVI10
2.6 – Corrosão Branca:depósitosbrancosformadosnasuperfíciedaspeças devido ao armazenamento inadequado ou transporte sobumidadeoumáventilação.Acorrosãobrancanãocomprometeore-vestimentooriginaldezinco.(fotoVI10)
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2.7 – Pontos Nus:pequenasfalhasdeaté8mm2sãoprotegidasca-todicamente e não tem efeito significativo na vida do revesti-mento.Ospontosnustambémpodemserorigináriosdedefeitosdelaminaçãodoaço.Pequenasáreasdanificadasduranteotrans-porte,manuseioemontagempodemserreparadaspormetalizaçãoe/ounocampocomtintaricaemzinco.(fotoVI11)
2.8 – Bolhas:Causadaspelohidrogênioabsorvidonadecapagemeli-beradasnobanhodezinco.Aresistênciaàcorrosãonãoserápreju-dicadadesdequeasbolhasrepresentempequenasfalhasnaunifor-midadedorevestimento.(fotoVI12)
BibliografialParaconfecçãodesteManualforamconsulta-
dasasNormas:NBR6323/90;NBR7414/82;ASTMA123–00.
VII - Projetos de peças1 – Metal Base: açobaixocarbono,baixaliga
e ferro fundido podem ser zincados por imer-sãoaquente,revelandodiferençasnoaspectovisual.Alimpezaporjateamentoabrasivopodeserutilizadoemcombinação,poistendeame-lhorar a aparência de uma peça soldada alémdesuaaderência.
2 – Forma: desde que tenham sido proje-tadas adequadamente, peças de quaisquertamanhos e formas poderão ser zincadas emumaouváriasetapas.
3 – Escoamento do Zinco e liberação dos gases: évitalqueapeçaouconjuntosejapro-jetadaeconstruídaprevendo-sefuraçõesquepermitamototalenchimentodezincoemsuaparteinternaeafácilexpulsãodosgasesevi-tandoassimriscodeexplosões.
4 – Soldas: os banhos de decapagem nãoremovem cascas ou escórias de solda que re-sultam em falhas. Portanto deve-se usar sol-dasquenãoproduzamestetipodeescóriasoucarepas(tipoMIG,TIG).
Quando tratar-se da união de duas peçaspor solda é aconselhável que: os cordões desolda sejam contínuos e a superfície seladanãoultrapasse300mm2daáreaparacadami-límetrodeespessuradomaterialbase.Assu-perfícies sobrepostas exigem solda contínuae um orifício para aliviar a pressão a fim deevitarriscosdeexplosão.
5 – Deformações: Normalmente, uma peçazincadanãoestálivredeempenamentosouon-dulações. Quando mergulhada num banho dezincoa450°C,sofrealíviodetensõesinternas,re-sultantesdesoldaoudeformaçõesplásticas.
Providências devem ser adotadas para mi-nimizar essas deformações como por exemplo:controledeprocedimentodesoldagem,diferen-ças de espessuras e prover de alças e orifícios,parazincarnumaúnicaimersão.
6 – Partes Móveis:quandotratar-sedepar-tesmóveisnummesmoconjunto,umafolgade1a3mmésuficienteparamanterasuamovi-mentaçãoapósazincagem.
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FotoVI11
FotoVI12
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