2o CONGRESSO BRASILEIRO DE P&D EM PETRLEO & GSResistncia a corroso marinha de revestimentos de alumnioRamn S.Corts Paredes 1, Regina M.H.Pombo Rodriguez 2, Marcelo Torres Piza Paez 3 Gerson Vianna 4, Andr Capra 51,2

Departamento Engenharia Mecnica da Universidade Federal do Paran. ramon@demec.ufpr.br ; 3,4 Centro de pesquisa da Petrobrs - CENPES 5 Aluno do curso de Ps-Graduao em Engenharia Mecnica

Resumo. Neste trabalho so apresentados os resultados do ensaio de corroso salt spray de corpos de prova preparados pelos processos de asperso trmica a chama oxiacetilnica, arco eltrico e chama de elevada velocidade, sem a utilizao de selantes, at 25.000 horas de exposio em uma soluo de cloreto de sdio e com exposio do ao a partir das 10.000 horas de ensaio. Os resultados apresentados neste trabalho consideram a avaliao do comportamento da camada de xido de alumnio e sua participao como elemento protetor do substrato de ao, alm de documentar atravs do exame metalogrfico como a camada afetada pelo meio salino do teste. Pode ser concludo que no ensaio de corroso por salt spray, os produtos de corroso superficial (xido de alumnio hidratado e/ ou hidrxido de alumnio) podem ser aderentes e atuar como barreira adicional de proteo. Ainda, a sua propagao para o interior do revestimento depende da aderncia e coeso da camada depositada. Melhores resultados foram obtidos quando as camadas foram depositadas pelo processo a chama, com substrato pr-aquecido a 120 oC. Palavras chaves: Revestimentos de Alumnio, Corroso Marinha, Asperso Trmica

Abstracts:. In this work is presented the results of the salt spraycorrosion assay of test specimens prepared by the processes of thermal spray by oxyacetylene flame, electric by high speed flame, without the use of sealing, up to 25.000 hours of exposition in a sodium chloride solution and with steel exposition from the 10,000 hours of assay. The results presented in this work consider the evaluation of the aluminium oxide layer behavior and its participation as protective element of the steel substratum, besides registering through the metalografic examination how the layer is affected by the test saline enviroment. It can be concluded that in the salt spray corrosion assay, the superficial corrosion products (hidrated aluminum oxide and/or aluminum hydroxide) can be adherent and act as additional protection barrier. Still, its propagation for the interior of the covering depends on the adherence and cohesion of the deposited layer. Better results had been gotten when the layers had been deposited by the flame process , with a 120 oC preheated substratum. key words: Aluminum coating, marine corrosion, thermal spray.

1.

INTRODUO

Na atualidade, entre as linhas de pesquisa dirigidas para minimizar e/ou eliminar os problemas de corroso por gua do mar, atmosfrica e nos processos do refino do petrleo, destaca-se o aperfeioamento da proteo por barreira dos materiais (Berneccki, 1992; Phadke, 1989; Thorpe, 1993) atravs dos processos de AT. Onde, o uso de Al, Zn e suas ligas, como proteo contra a corroso, tem sido investigado pela capacidade desses metais de protegerem catdicamente o ao e de possurem resistncia mecnica superiores ao processo de pintura. Outras vantagens em relao a estes so: teor zero de compostos orgnicos volteis emitidos para a atmosfera, cura imediata, resistncia qumica a limpeza a vapor, possibilidade de aplicao mesmo em temperaturas prximas de zero oC, nvel de contrao inferior a tintas que contm solvente, resistncia elevada a trabalhos com soldagem prximos a regies j aluminizadas e no degradao pela ao da radiao ultravioleta (Hoehne, 1985; Grasme, 1990). De acordo com a literatura (Berneccki, 1992; Kreye, 1990; Corts, 1998) melhores propriedades dos revestimentos de alumnio (Al), maior aderncia e menor porosidade, podem ser alcanadas atravs de processos de maior energia, como a asperso trmica (AT) a arco eltrico (ASP) ou a chama de elevada velocidade (HVOF). Apesar disso, o mais antigo e convencional processo a chama oxiacetilnica (FS) ainda desperta grande interesse pelo baixo custo do equipamento, de sua aplicao, facilidade no manuseio da pistola e na operao do equipamento. Dos fatores que participam da aderncia, o material de aporte e gs de transporte so fundamentais. O material de aporte participa em primeiro lugar atravs de suas propriedades fsico-qumicas. No caso do Al ocorre, em maior ou menor grau, em funo da fonte de calor e do poder oxidante do gs de transporte a converso AlAl2O3. Pelo seu alto ponto de fuso (~2100 oC) esse xido no se funde e envolve como concha slida as partculas da fase metlica. Segundo Grasme (1990) para obteno de uma boa aderncia no processo ASP o Al deve ser aspergido a temperatura de no mnimo 4000 oC. Por outro lado, a aderncia do Al ao substrato tambm depende da velocidade de impacto, assim no processo HVOF as partculas projetadas entre 400 e 1200 m/s permitem pela sua alta energia cintica o rompimento da camada oxida e pontos de microsoldagem com o substrato. A preparao do substrato, participa atravs da limpeza, rugosidade e o preaquecimento. Sendo que para obter adequada aderncia se requer o substrato limpo, isento portanto de ferrugem, de crostas de xido, de graxa, de leo e de umidade. Os padres de limpeza exigidos (Sa2.5,Sa3) no caso de revestimentos com Al so alcanados atravs de jateamento com a maioria dos abrasivos (areia, granalha, Al2O3, etc.), porm o grau de aderncia varia com o tipo de material utilizado (Thorpe, 1993). usual, aps a limpeza asperizar o substrato, o que realizado na AT por jateamento abrasivo, obtendo-se ao mesmo tempo limpeza e rugosidade. Superior aderncia atingida com abrasivos que, sem contaminar a superfcie, proporcionem rugosidade adequada. Aqueles que melhor se enquadram so os abrasivos base de Al2O3. A forma das partculas tambm tem influncia na aderncia, isto , o impacto de partculas com formas angulares acarreta o arrancamento de material da superfcie, originando mais irregularidades e pontos de ancoramento favorveis aderncia. O preaquecimento, alm de melhorar a limpeza, favorece a reduo das tenses internas o que, por sua vez, aumenta a aderncia da camada. A temperatura recomendada pela ANSI/AWS para a AT de Al por FS de 120 oC, para evitar respingos e reduzir a oxidao. A asperso trmica no produz aquecimentos elevados no substrato, garantindo com isso a manuteno das propriedades mecnicas metalrgicas dos substratos revestidos, no entanto, as camadas que formo parte dos revestimentos contm porosidade e oxidao, que afetam diretamente a coeso e aderncia e esto relacionados com os parmetros de processo. Com base em dados da literatura pode-se a analisar a influncia destes parmetros de asperso. Processo a chama FS: Neste processo as partculas oxidam pelo contato com o oxignio contido no ar comprimido e pelo ar do meio ambiente. Os teores de xidos so variados, 0,4 % (Grasme, 1990; Kreinbuehl, 1974) at 10 % (Britton, 1988), as referncias consultadas no especificam se o material utilizado foi p ou arame. A porosidade (5 a 15%) esta relacionada com a formao das panquecas e vazios entre as lamelas e partculas depositadas. Processo a chama HVOF: Neste processo as partculas oxidam preferentemente pelo oxignio contido no ar do meio ambiente. Em geral as camadas de distintos materiais depositadas por este processo tem pouca porosidade (