Joaquim Pereira Quintela PETROBRAS/CENPES

Victor Solymossy PETROBRAS/CENPES

Preparao de Superfcie e Jatos2008

PREPARAO de SUPERFCIE

Todas as tintas, sem exceo, permitem a passagem de molculas de gua e oxignio atravs do filme. A quantidade vai variar de acordo com a espessura do filme, permeabilidade natural e a integridade do filme aplicado. Isto pode causar falhas nos revestimentos mas o efeito negativo sensivelmente reduzido, se a gua for impedida de se acomodar sob o revestimento. Por isso, uma boa aderncia fator fundamental para um bom desempenho do filme de tinta.

O objetivo da preparao de superfcie garantir fora mxima de ligao na interface revestimento/substrato.

Obstrues tpicas podem ser camadas de p, ferrugem, sujeira, leo e graxa, umidade, cloretos e sulfatos que podem cobrir a superfcie a ser pintada.

O efeito da carepa de laminao na performance das tintas varivel. Fortemente aderente para exposies atmosfricas pouco agressivas e aplicao de tintas especficas no precisa ser removida. Para condies agressivas ou de imerso, deve ser removida por jateamento abrasivo.

PREPARAO de SUPERFCIE

amplamente aceito que o padro de tratamento de superfcie o mais importante fator individual para o sucesso ou falha de um esquema de pintura. A melhor tinta pode falhar numa superfcie mal preparada, enquanto a tinta mais simples e barata pode se desempenhar melhor numa superfcie bem preparada. Uma boa preparao superfcie tem como objetivos promover:

Um substrato limpo, livre de impurezas que provocaro falhas no esquema de pintura.

Rugosidade da superfcie suficiente para dar um bom perfil de ancoragem para o esquema de pintura.

Uma superfcie que possa ser facilmente molhada pela tinta selecionada.

Um substratos sem defeitos superficiais, cantos vivos, de modo a obter uma espessura uniforme em toda rea a ser pintada. Ex. respingos de solda, quinas pontiagudas.

SERVIOS NA SUPERFCIE DO AO

A forma de uma estrutura pode influenciar na susceptibilidade corroso. Os exemplo de falhas de projeto so cantos vivos, frestas, etc.... As estruturas devem ser projetadas de modo a evitar ninhos de corroso onde ela pode ser iniciada e depois se propagar para reas geralmente bem protegidas. Uma especificao de pintura sempre comea com requisitos de trabalhos a serem executados na superfcie do ao antes da limpeza e tratamento de superfcie propriamente ditos. Os servios a serem executados nesta etapa devem abranger:

Arredondamento de cantos vivos por esmerilhamento com um raio mnimo de 2,0 mm.

Remoo de respingos de solda e escria.

Remoo de defeitos superficiais e de laminao.

Reparao defeitos de soldagem.

Eliminao de frestas.

IMPORTNCIA DE BOM PLANEJAMENTO

PLANEJAMENTO, EXPERINCIA E EQUIPAMENTO CORRETO SUCESSO NO PR-TRATAMENTO

RESPINGOS E RESDUOS DE SOLDAGEM NECESSIDADE DE PR-TRATAMENTO

CONTAMINAO E RESPINGOS DE SOLDA

TRATAMENTO DE CANTOS E PONTOS DE SOLDA

IMPORTNCIA DO ARREDONDAMENTO DE CANTOS VIVOS

SEO TRANSVERSAL DE UM CANTO BEM ARREDONDADO

LIMPEZA

Para prevenir a transferncia de sais e contaminao para superfcies, graxa, leo e sais devem ser removidos antes do tratamento da superfcie.

O primeiro estgio assegurar que leo e graxa tenham sido removidos da superfcie. Se isso no for feito cuidadosamente pode ocasionar um espalhamento da contaminao existente para uma rea maior da superfcie. Grandes quantidades de leo e graxa devem ser removidos por raspagem e o remanescente, por detergentes ( emulsificantes ou desengraxantes alcalinos adicionados a um detergente ou solvente), seguidos de lavagem com gua. O seguinte procedimento recomendado:

Secar a superfcie e aplicar os detergentes de cima a baixo.

Esfregar a superfcie e deixar o detergente reagir por 2-5 minutos.

Lavar vigorosamente com gua limpa. Melhores resultados so obtidos com gua quente.

Proceder lavagem final (rinsagem) com gua de cima a baixo.

LIMPEZA

Sob certas condies, desengraxamento com panos embebidos em solventes no recomendvel porque tende a distribuir um filme fino de leo ao longo de uma rea maior.

Sais solveis em gua se constituem num fator bastante nocivo para o desempenho da pintura. Eles tendem a provocar a passagem de gua e ons atravs do filme de tinta. A gua alcanando a superfcie metlica, dissolve a contaminao e se torna um forte eletrlito, que atrai gua atravs do filme de tinta atravs de uma poderosa fora osmtica. O exemplo mais comum so os produtos de corroso solveis em gua deixados numa superfcie previamente corroda. Isto se torna perigoso se esta corroso ocorreu em atmosfera marinha ou industrial pesada.

O mais eficientes mtodos de remoo de sais solveis a lavagem com gua doce sob presso ( 3.000 a 10.000 psi). Valores aceitos para os teores mximos de cloretos e sulfatos na superfcie so de 7,0 e 16,0 g/cm2, respectivamente.

MTODOS DE LIMPEZA COM SOLVENTE

PROCESSOS DE PREPARAO DE SUPERFCIE

A aderncia mecnica de uma tinta est associada com a rugosidade da superfcie ou perfil de ancoragem, que formado pelos picos e vales no substrato. O aumento do nmero de picos e vales aumenta a aderncia. O jateamento abrasivo a um perfil de rugosidade de 50 m pode aumentar a rea da superfcie de 45 a 50%.

Os mtodos de tratamento de superfcie incluem tratamento mecnico e jateamento. Para tratamentos mecnicos temos dois mtodos: limpeza com ferramentas manuais e limpeza com ferramentas mecnicas. Os processos de jateamento so vrios: jateamento com abrasivos secos, jateamento com abrasivos molhados, jateamento com gua e abrasivos e hidrojateamento.

TIPOS DE SUBSTRATO

A base para as normas de tratamento de superfcie um grupo de quatro diferentes graus de enferrujamento:

A - Superfcie de ao completamente coberta com aderente carepa de laminao.

B - Superfcie de ao comeando a correr e a carepa de laminao comeando a se soltar.

C - Superfcie de ao na qual a carepa de laminao corroeu e desprendeu-se, apresentando pequenos pites visveis a olho nu.

D - Superfcie de ao na qual a carepa de laminao corroeu e desprendeu-se, apresentando considervel quantidade de pites visveis a olho nu.

NORMA ISO 8501-1

St - Padres de tratamento com ferramentas manuais e mecnicas, respectivamente, St 2 e St 3.

Sa - Padres de jateamento Sa 1, Sa 2, Sa 2 1/2 e Sa 3.

Sa 1 - Superfcie livre de leo, graxa, p, carepa fracamente aderida, ferrugem solta e tintas.

Sa 2 - Superfcie livre de leo, graxa, p, maior parte da carepa, ferrugem solta, tintas e permite-se alguma contaminao residual firmemente aderida.

Sa 2 1/2 - Superfcie livre de leo, graxa, p, carepa de laminao, ferrugem, tintas e permite-se traos de contaminao residual em pequenos pontos.

Sa 3 - Superfcie livre de leo, graxa, p, carepa, tintas ferrugem e a superfcie deve ter uma colorao metlica uniforme

TRATAMENTO MECNICO

Para grandes reas, o tratamento mecnico mais caro que o jateamento abrasivo. utilizada principalmente para pequenos reparos, remoo de pequenos focos de ferrugem, tratamento de danos ocorridos na pintura ou originrios dos processos de soldagem. Os resultados so bastante variveis e dependem da qualidade da execuo.

Antes da pintura recomenda-se complementar este tratamento com uma boa lavagem com gua doce para remoo de p, sujeira e sais solveis da superfcie.

TRATAMENTO COM FERRAMENTAS MANUAIS

A limpeza com ferramentas manuais um dos mais antigos mtodos de preparao de superfcie. Ao final do processo, uma superfcie preparada com ferramentas mecnicas deve se apresentar livre de tinta, ferrugem e carepa de laminao soltas. Esses materiais, quando firmemente aderidos, no podem ser removidos por este mtodo.

O tratamento com ferramentas manuais usado para aplicaes onde um baixo custo na preparao desejado ou quando se torna tecnicamente impossvel a utilizao de um mtodo de tratamento mais eficiente.

Exemplos: Lixas, esptulas, escovas de ao.

TRATAMENTO COM FERRAMENTAS MECNICAS

Existem dois tipos de ferramentas mecnicas: as rotativas e as de impacto. Geralmente as primeiras so mais eficientes, removendo tintas e ferrugem, enquanto as de impacto so mais eficientes para remoo de carepas e ferrugem compactada.

As ferramentas rotativas utilizam escovas de ao e lixas especiais com diferentes classificaes em funo da granulometria do abrasivo.

As ferramentas de impacto mais comuns so os marteletes de agulha pneumticos e pistolas de agulha. Tm baixa produo em termos de m2/h e so indicados para atingir superfcies inacessveis a outros equipamentos.

ESCOVA ROTATIVA - PISTOLA DE AGULHAS ESCOVA MANUAL

St 2 (ESQUERDA) - St 3 (DIREITA)

- LIMPEZA MECNICA -EVITAR POLIMENTO DA SUPERFCIE

CORDES DE SOLDA TRATADOS COM ESMERILHADEIRA PERIGO DE POLIMENTO DA SUPERFCIE

JATEAMENTO

Jateamento um termo comum a todos os mtodos que utilizam algum abrasivo. Diferentes tipos de abrasivo so propelidos ou por fora centrfuga ou por corrente de fluido (ar ou gua) de alta velocidade, para remoo de ferrugem, carepa, tintas e outros contaminantes do substrato.

Promove melhor qualidade ao substrato para receber a pintura e, por conseguinte, melhores resultados em termos de desempenho e durabilidade de um esquema de pintura. Os diferentes mtodos de jateamento so:

Jateamento Abrasivo Centrfugo

Jateamento Abrasivo Seco com Ar Comprimido (Dry Blasting)

Jateamento abrasivo a Vcuo ou Cabea de Suco

Jateamento Abrasivo mido (Slurry Blasting)

Jateamento Abrasivo com gua (Wet Blasting)

Hidrojateamento( Hydroblasting,Wet Jetting)

JATEAMENTO ABRASIVO CENTRFUGO

O jateamento abrasivo centrifugo conduzido em instalaes fixas ou mveis, onde o abrasivo alimentado para aros rotativos ou hlices posicionadas para atir-lo diretamente em altssima velocidade contra o substrato a ser limpo. Os abrasivos mais usados so a granalha de ao shot (arredondada) e grit(angular). Este mtodo adequado para tratamento contnuo de chapas e

perfis.

JATEAMENTO ABRASIVO SECO COM AR COMPRIMIDO

o mais importante e mais usado mtodo de preparao de superfcie. O abrasivo, geralmente no reaproveitvel, carreado por um jato de ar comprimido atravs de mangueiras e bicos especiais operados pelas mos do jatista. A mistura ar/abrasivo direcionada em alta velocidade, pelo bico, contra a superfcie a ser tratada. O abrasivo pode ser injetado na corrente de ar a partir de um container pressurizado ou introduzido por suco de um container no pressurizado.

O ar comprimido deve estar isento de gua e leo. Alguns dispositivos para retirada de gua e leo devem estar presentes na linha para evitar estes problemas.

A presso de ar deve ser da ordem de 100 psi. Os bicos so feitos de Tungstnio ou Carbeto de Boro. Como esto continuamente expostos a abrasivos tem uma vida til de aproximadamente 200 a 300 horas.

PERFIS DE JATEAMENTO OBTIDOS PELOS DIFERENTES ABRASIVOS

TIPO DE ABRASIVO X PERFIL DE ANCORAGEM

TABELA DE RENDIMENTOS PARA O PADRO SA 2 1/2

ESPECIFICAES DEJATEAMENTO ABRASIVO

RENDIMENTO DOS MTODOS DE PREPARAO DE SUPERFCIE

ABRASIVOS NO METLICOS

INFLUNCIA DA PRESSO NO BICO NO RENDIMENTO DO JATEAMENTO

JATEAMENTO ABRASIVO SECO A VCUO

similar ao jato abrasivo seco com ar comprimido, porm o bico encapsulado em um cabea de suco selada superfcie do ao, coletando os finos de abrasivo e contaminantes. Consome mais tempo que os demais mtodos, sendo usado em pequenas reas, cordes de solda, locais onde o abrasivo deve ser confinado.

JATEAMENTO ABRASIVO MIDO

Neste processo uma pequena quantidade de gua adicionada corrente ar/abrasivo ( geralmente areia) antes do bico. A quantidade de gua deve ser controlada para evitar problemas operacionais e de rendimento do processo.

Uma fina camada de lquido envolve individualmente as partculas de abrasivo prevenindo a formao de p como o jateamento seco e elimina grande parte dos sais solveis da superfcie. Aps o processo o abrasivo fica retido numa espcie de lama, cuja remoo bastante trabalhosa.

Normalmente a umidade desaparece rapidamente e pode causar uma oxidao chamada de flash rusting. A extenso e propriedades desse flash rusting vo determinar o tratamento que ele deve receber e a tinta a ser aplicada.

Para evitar o flash rustingpode ser adicionado um inibidor de corroso. A eliminao do excesso de inibidor necessria, porque sua presena na superfcie pode provocar empolamento osmtico.

JATEAMENTO ABRASIVO COM GUA

Este mtodo similar ao jateamento abrasivo mido diferindo basicamente na quantidade de gua usada, que neste caso bem maior.

Como a presena de gua permitida este mtodo, adequado para todos os tipos de estruturas, incluindo grandes reas, para diferentes tipos de contaminao e, particularmente, superfcies com pites ou quimicamente contaminadas. Ao final do processo, os nveis de sais solveis bem baixo.

Para preparao de superfcies em servios de manuteno possvel parcial ou seletivamente remover a pintura existente ajustando-se a presso e propores de ar, gua e abrasivo na mistura.

Da mesma forma que o jateamento abrasivo mido, o flash rusting pode ocorrer e tratado da mesma forma.

ABRASIVOS

Em muitas especificaes de pintura necessrio atender a requisitos de perfil de ancoragem. Para atend-los o tamanho de partculas de abrasivo deve ser cuidadosamente escolhido. A qualidade dos abrasivos tambm deve ser checada para assegurar que eles estejam limpos e livres de p, sal, leo e outros contaminantes. (Normas ISO 11125 e ISO 11127). Os abrasivos mais usados podem ser divididos em metlicos e no metlicos.

Os abrasivos metlicos so, principalmente, usados em locais onde possvel o reaproveitamento do abrasivo. Os abrasivos metlicos so fornecidos de trs diferentes formas (esfrica angular e cilndrica) e normalizados pela normas ISO 11124 e ISO 11125. Os mais usados so a granalha de ao e o xido de alumnio.

Os abrasivos no metlicos so os mais usados nos diversos tipos de jateamento e podem ser naturais ou sintticos. Os mais comuns so a areia, a escria de cobre, a bauxita sinterizada e outras escrias como ferro e nquel.

HIDROJATEAMENTO

Tratamento de superfcie considerado como ecologicamente correto, que utiliza somente gua sob presso (3.000 a 45.000 psi) sem a necessidade da adio de nenhum abrasivo slido. As normas STG 2222 (Alem) e NACE SSPC-SP-12 so as referncias para utilizao desse processo.

Dentre as VANTAGENS para utilizao desse mtodo podemos citar:

Eliminao quase total dos sais solveis da superfcie

Atendimento s diversas normas de proteo ambiental

Boa produtividade

Possibilidade da execuo do jateamento sem a necessidade da paralisao dos equipamentos,

No produzir poeira, fascas ou centelhas

Eliminar problemas e custos com remoo de abrasivos e impregnao de abrasivos na pintura.

CONCENTRAO DE CLORETOS APS OS DIVERSOS TIPOS DE JATEAMENTO

HIDROJATEAMENTO

As principais DESVANTAGENS desse processo so:

O preo, relativamente, ainda mais alto no Brasil que os demais processos, em virtude do preo dos equipamentos e peas de reposio.

No produzir rugosidade, somente regenera o perfil de rugosidade anterior e remove os produtos de corroso, sendo mais indicado para pinturas de manuteno.

Tambm gera flash rusting.

Uma cortina de gua (fog) criada em compartimentos fechados.

Assim como os demais processos pode se tornar perigoso em funo das presses envolvidas.

Maior consumo de gua que os demais processos.

HIDROJATEAMENTO

NACE - SSPC - SP 12

WJ-4 => Remoo uniforme de toda ferrugem e carepas soltas e tintas no aderidas.

WJ-3 => 2/3 da superfcie livre de resduos visveis e o restante contendo, dispersos, focos de ferrugem, tinta ou matria previamente existente.

WJ-2 => 95% da rea livre dos resduos e o restante contendo, dispersos, focos de ferrugem, tinta ou matria previamente existente.

WJ-1 => Remoo de toda a ferrugem, carepa, tinta ou matria estranha previamente existente, at a obteno de acabamento metlico fosco uniforme.

HIDROJATEAMENTO NORMA ALEM STG - 2222

DW-1 => Remoo Uniforme de toda ferrugem e carepas soltas e tintas no aderidas.

DW-2 => A pintura e a carepa firmemente aderidas, independente da rea permanecem na superfcie.

DW-3 => Remoo de toda a carepa, ferrugens e tintas com pouca aderncia. Somente pequenos resduos nos vales do perfil de ancoragem so permitidos.

EQUIVALNCIA

WJ-4 = DW-1

WJ-3 = DW-2

WJ-2 = DW-3

HIDROJATEAMENTO

As seguintes definies so propostas pela SSPC e NACE para este tratamento:

LIMPEZA COM GUA A BAIXA PRESSO

Presses menores que 5.000 psi (340 bar/34 MPa)

LIMPEZA COM GUA A ALTA PRESSO

Presses entre 5.000 - 10.000 psi (340 - 680 bar)

HIDROJATEAMENTO A ALTA PRESSO

Presses entre 10.000 - 25.000 psi (680 - 1.700 bar)

HIDROJATEAMENTO A ULTRA-ALTA PRESSO

Presses acima de 25.000 psi (1.700 bar/170 MPa)

BICO ROTATIVO DE EQUIPAMENTOS DE HIDROJATEAMENTO

QUALIDADE DA GUA PARA HIDROJATEAMENTO

HIDROJATEAMENTO A ULTRA-ALTA PRESSO

ASPECTO DA SUPERFCIE APS HIDROJATEAMENTO A ULTRA-ALTA PRESSO

MTODOS DE JATEAMENTO

MTODOS DE REMOO DE TINTA E FERRUGEM

FLASH RUSTING

O flash rusting pode ser definido como o processo de oxidao que ocorre no metal, dentro de poucos minutos ou em algumas horas, aps a limpeza da superfcie ter sido completada. A velocidade com que este processo ocorre pode ser um indicativo da contaminao de sais na superfcie, alta umidade ou ambos.

Atualmente existem padres fotogrficos de flash rusting: ausente, leve, moderado e pesado.

O flash rusting obriga a aplicao de tintas com boas propriedades de molhabilidade e penetrao no substrato. Essas tintas so conhecidas como surface tolerant.

A maioria das tintas surface tolerant so tolerantes ao flash rusting mas no umidade. Algumas toleram apenas umidade residual no substrato. Algumas tintas mais modernas toleram flash rusting e, ainda, podem ser aplicadas sobre superfcies completamente molhadas.

PADRES DE FLASH RUSTING