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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia
Escola Politécnica
Departamento de Engenharia Naval e Oceânica
PROJETO FINAL DE CURSO
“Qualidade da Pintura na Construção
Naval”
Luciano Viceconte de Castro
Aluno de Graduação
DRE:098138326
Marta Cecília Tapia Reyes
Orientadora
2009/07
INDICE
INDICE ......................................................................................................................................2
1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................3
2 CORROSÃO.........................................................................................................................4
2.1 Processos Corrosivos ...................................................................................................4
2.1.1 Corrosão Eletroquímica.........................................................................................4
2.1.2 Corrosão Química.................................................................................................4
2.2 Ambientes Corrosivos ..................................................................................................5
2.3 Tipos de corrosão........................................................................................................6
3 PINTURA INDUSTRIAL .........................................................................................................7
3.1 Mecanismos de proteção (Barreira, Anódica e Catódica) ..................................................7
3.2 Outras finalidades da Pintura Industrial .........................................................................7
3.3 Tipos de Pintura..........................................................................................................9
4 TINTA ..............................................................................................................................10
4.1 Composição da tinta..................................................................................................10
4.1.1 Veículo..............................................................................................................10
4.1.2 Pigmento ..........................................................................................................12
4.1.3 Aditivo ..............................................................................................................14
4.1.4 Carga ...............................................................................................................15
4.2 Teor de Pigmentos ....................................................................................................15
4.3 Formação da Película de tinta.....................................................................................16
4.4 Classificação das tintas ..............................................................................................17
4.4.1 Tinta de Fundo ou “primer”.................................................................................17
4.4.2 Tintas Intermediárias ou “Tié Coat”......................................................................17
4.4.3 Tintas Acabamento.............................................................................................18
4.5 Tipos de Tinta...........................................................................................................18
4.6 Rendimento da Tinta .................................................................................................25
5 LIMPEZA E PREPARO DA SUPERFÍCIE..................................................................................27
5.1 Tipos de Limpeza por Ação Mecânica...........................................................................29
5.2 Rugosidade de Superfície ...........................................................................................31
5.3 Equipamentos para jateamento ..................................................................................32
5.4 Processos de Conversão.............................................................................................34
6 APLICAÇÃO DA TINTA .......................................................................................................37
6.1 Métodos de aplicação ................................................................................................37
6.2 Recomendações para aplicação de tinta.......................................................................42
7 ESQUEMA DE PINTURA......................................................................................................45
7.1 Seleção do Esquema de Pintura ..................................................................................45
7.2 Aderência.................................................................................................................48
8 INSPEÇÃO ........................................................................................................................49
9 DEFEITOS ........................................................................................................................55
9.1 Defeitos de película ...................................................................................................55
10 ASPECTOS ECONÔMICOS...................................................................................................59
10.1 Custo inicial..............................................................................................................59
10.2 Custo de manutenção................................................................................................59
10.3 Comparação entre os custos de esquemas de pintura....................................................60
11 Práticas de Projeto ............................................................................................................62
12 CONCLUSOES ...................................................................................................................64
13 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................65
1 INTRODUÇÃO
A Pintura Industrial é um método simples, mas utilizado em larga escala para a proteção
anticorrosiva em superfícies metálicas.
O esquema de pintura selecionado deve levar em consideração no momento de escolha os três
aspectos principais: Desempenho, Custo e Preservação Ambiental.
Durante um estágio em um estaleiro de Niterói fui alertado por um funcionário do controle da
qualidade sobre a importância da pintura numa embarcação e ainda que era um setor no qual
não davam muita importância, só olhavam para estruturas, máquinas, elétrica, etc. Escutando
estas palavras e vendo que na faculdade não existe uma disciplina que trate deste assunto,
resolvi fazer este trabalho de qualidade onde apresento os aspectos gerais da Pintura Industrial e
no final ainda farei uma abordagem sobre o aspecto econômico, alertando sobre a economia que
pode ser feita ao escolher um esquema de pintura correto e ainda, principalmente, podem ser
observados alguns aspectos para reduzir a ocorrência de defeitos e com isso não ter um aumento
de custo durante a própria construção de um navio.
2 CORROSÃO
É a deterioração dos materiais, especialmente metálicos, pela ação do meio ambiente ou de
agentes corrosivos, levando à perda de suas propriedades, desgaste e alterações estruturais,
tornando-os inadequados para o uso.
O processo de corrosão pode ser visto como o inverso do processo metalúrgico (onde
adicionamos energia ao composto, óxido de ferros, e obtemos o metal). Na corrosão ocorre um
processo espontâneo onde o metal retorna aos óxidos que lhe deram origem.
4 Fe + 3 O2 + 2 H2O → 2 Fe2O3.H2O (ferrugem)
Logo podemos observar que os alimentos básicos da corrosão são o oxigênio e a água. O
oxigênio é encontrado no ar atmosférico e a água pode ser encontrada na forma líquida ou de
vapor. A própria umidade relativa do ar fornece água necessária para a corrosão.
Em termos de material danificado pela corrosão, estima-se que uma parcela superior a 30% do
aço produzido no mundo seja utilizado para reposição de peças e partes de equipamentos
deteriorados pela corrosão e ainda sob o ponto de vista de custo, estima-se em 3,5% do PIB o
dispêndio com a corrosão em países industrializados, mas também que cerca de 25% deste valor
poderia ser economizado se fossem aplicadas de forma correta as técnicas de proteção
anticorrosivas.
2.1 Processos Corrosivos
Os processos corrosivos podem ser classificados em dois grupos
Corrosão Eletroquímica;
Corrosão Química.
2.1.1 Corrosão Eletroquímica
Os processos de corrosão eletroquímica são caracterizados por ocorrerem: necessariamente na
presença de água líquida; em temperaturas abaixo do ponto de orvalho e devido à formação de
uma pilha de corrosão.
Este tipo de corrosão é a mais freqüente na natureza.
Como conseqüência do funcionamento da pilha tem-se a reação de oxidação de um local e
reação de redução de outro, com um deslocamento dos elétrons envolvidos entre os dois locais.
2.1.2 Corrosão Química
São processos também chamados de corrosão ou oxidação em altas temperaturas. São menos
freqüentas na natureza e se caracterizam basicamente por ocorrerem: na ausência de água
líquida; em temperaturas elevadas (sempre acima do ponto de orvalho) e devido à interação
entre o metal e o meio corrosivo (não há deslocamento de elétrons como no caso das pilhas
eletroquímicas)
2.2 Ambientes Corrosivos
Os meios corrosivos são os responsáveis pelo aparecimento do eletrólito. O eletrólito é uma
solução de água contendo sais, ácidos ou bases, que tem como característica ser eletricamente
condutor.
Os principais meios corrosivos e os eletrólitos formados por eles são:
atmosfera: o ar da atmosfera contém umidade, sais em suspensão, gases industriais, poeira, etc.
O eletrólito é constituído pela água que condensa na superfície junto com sais ou gases de
enxofre.
Solos: Estes contêm umidade e sais minerais. O eletrólito é formado pela água com os sais
dissolvidos;
Águas: estas águas podem ser dos rios, lagos ou do subsolo e podem conter sais minerais,
resíduos industriais, poluentes diversos e gases dissolvidos. O eletrólito é constituído de água
com sais dissolvidos. Os outros constituintes podem acelerar o processo corrosivo;
Água do mar: contém grandes quantidades de sais, sendo um eletrólito por excelência.
Produtos químicos: os produtos químicos quando em contato com a água ou com a umidade, se
tornam um eletrólito.
Podemos ainda definir tipos de atmosfera, de acordo com as condições que cada uma oferece
para favorecer a corrosão
atmosfera marinha: é aquela sobre o mar e na orla marítima (até 500 metros da praia);
atmosfera junto à orla marinha: é aquela situada entre 500 metros da praia até onde os sais
possam alcançar;
atmosfera industrial: envolve as regiões onde se encontrem gases provenientes de combustão,
principalmente aqueles que contenham alto teor de enxofre;
atmosfera úmida: locais onde a umidade relativa média está acima de 60%;
atmosfera urbana e semi-industrial: locais onde se encontra uma razoável quantidade de gases
provenientes da queima em veículos automotores e uma industria desenvolvida;
atmosfera rural e seca: locais onde não há gases industriais, sais em suspensão e a umidade
relativa do ar está com valores mais baixos.
Também temos os tipos de imersão ao qual estará em contato a superfície:
líquidos aquosos: a agressividade depende da resistividade elétrica e presença de sais ou gases
dissolvidos;
produtos de petróleo: são em modo geral pouco agressivos;
produtos químicos: a agressividade depende da presença de água ou umidade e ainda do grau
de ionização da substância química.
Para finalizar podemos ainda ter uma relação com a temperatura da superfície:
na faixa de 80º e 100ºC pode ocorrer condensação de umidade e assim ocorrer corrosão
eletroquímica;
para temperaturas acima de 100º C não ocorre condensação na superfície e portanto a
corrosividade é desprezível;
para temperaturas acima de 400º C pode ocorrer corrosão química em temperatura elevada.
Quanto à agressividade podem estar divididas da seguinte forma:
ATMOSFERA MUITO AGRESSIVA: Marinha ou Industrial - espessura de tinta mínima de 250 µm
ATMOSFERA MEDIAMENTE AGRESSIVA: Urbana ou úmida - espessura de tinta mínima de 160
µm
ATMOSFERA POUCO AGRESSIVA: Rural ou Seca (com valores baixos para a umidade relativa do
ar) - espessura de tinta mínima de 120 µm
IMERSÃO: água doce, água salgada, produtos químicos, etc - espessura de tinta mínima de 300
µm
SUPERFÍCIES QUENTES: As superfícies se subdividem em quatro categorias: de 80ºC até 120ºC,
de 120ºC até 250ºC, de 250ºC até 500ºC ou acima de 500ºC - espessura mínima de tinta de 75
– 120 µm.
2.3 Tipos de corrosão
Corrosão generalizada:
− Corrosão uniforme – ocorre por toda superfície com perda regular de espessura do
material ocorrendo a formação de escamas de ferrugem.
− Corrosão Localizada:
− Corrosão por placas – perda da espessura numa região específica de um material.
− Corrosão alveolar – corrosão que ocorre na superfície metálica sob a forma de cavidade
arredondada com profundidade menor que o diâmetro.
− Corrosão por pites (puntiforme) - É aquela que ocorre na superfície metálica sob forma
de cavidade de fundo em forma angular, com profundidade maior que o diâmetro.
Corrosão branca - Produto de corrosão de metais não ferrosos, tais como zinco e alumínio
− Corrosão bacteriana - É a corrosão provocada por microorganismos
− Corrosão galvânica - ocorre em diferentes potenciais e só se processa na presença de
eletrólito, ocorrendo transferência de elétrons. Quando tivermos dois eletrodos em um meio
eletrólito (permite a condução de eletricidade através de íons) um destes eletrodos será o
Anodo (mais eletronegativo e libera íons para a solução, é quem se corrói) e o Catodo (mais
eletropositivo e libera eletros para a solução, ele permanece intacto).
Fig.1 – Corrosão Uniforme Fig.2 – Corrosão por Placas
Fig.3 – Corrosão Alveolar Fig.4 – Corrosão por Pites
3 PINTURA INDUSTRIAL
A pintura é o método mais barato e apropriado para a proteção de estruturas e equipamentos
metálicos contra a corrosão. A tinta é muito eficiente nesta proteção, observando também a
facilidade de aplicação e manutenção da mesma.
O objetivo principal da pintura é evitar a corrosão.
3.1 Mecanismos de proteção (Barreira, Anódica e Catódica)
A pintura industrial utiliza três mecanismos fundamentais contra a corrosão: barreira
física, Proteção Anódica inibição e Proteção catódica.
Barreira Física – este tipo de inibição ocorre quando se coloca uma película impermeável entre o
substrato e o meio corrosivo, impedindo a passagem dos agentes corrosivos (umidade e íons
agressivos). Para este tipo de mecanismo a eficiência da proteção está relacionada com a
espessura do revestimento e da resistência da tinta ao meio corrosivo.
Proteção Anódica – também chamada de passivação anódica, este mecanismo é observado nas
tintas de fundo “primer”. Estas tintas são dotadas de pigmentos anticorrosivos de inibição
anódica, que na presença de água e oxigênio (que atravessaram a camada de tinta) fornecem
substâncias com propriedades inibidoras de corrosão. Elas formam junto ao metal uma camada
de óxido de ferro, o qual impede a passagem de íons do metal.
Proteção Catódica – é a proteção na qual se utiliza uma tinta contendo pigmentos metálicos, que
possuem uma posição inferior ao ferro na série eletroquímica. Estes pigmentos encontram-se em
elevada concentração na película seca. A substância mais comem é o Zinco. Ou seja, na presença
do Zinco o ferro torna-se catódico e em contato com o meio corrosivo o zinco será consumido
(pois ele será anódico). O Zinco é sacrificado enquanto o aço permanece intacto.
3.2 Outras finalidades da Pintura Industrial
A pintura industrial ainda possui outras finalidades:
Cor: Identificação dos armadores da embarcação
As cores são as partes visíveis do espectro eletromagnético o qual se torna visível quando
compreendido entre os comprimentos de onda de 380 mm e 780 mm.
Para comprimento de onda menor que 380 mm – radiação ultravioleta
Para comprimento de onda maior que 780 mm – infravermelho
As cores são o preto, o branco e seis cores básicas (violeta, azul, verde, amarelo, laranja e
vermelho)
Tonalidade – é a cor formada pela combinação das cores básicas
Auxílio na segurança industrial: Rápida identificação de fluidos (Ex.: verde – água de
resfriamento; vermelho – água de incêndio; amarelo – cloro), identificação de equipamentos
(logotipo, etc.), sinalização (Ex.: vermelho – redes de incêndio; amarelo – escadas, corrimão,
etc.), tinta anti-derrapante, indicação de falhas (tintas indicadoras de alta temperatura, estas
tintas mudam de cor com o aumento da temperatura. Ex.: resina silicone com pigmento de óxido
CR que ao atingir uma temperatura de 270º ocorre a mudança da cor original azul para a cor
branca).
Absorção de calor: as cores escuras fazem maior absorção de calor Ex.: no tanque de óleo
combustível temos que o aumento da temperatura diminui a viscosidade do óleo, facilitando o
bombeamento do mesmo.
Já as cores claras produzem uma maior reflexão do calor evitando evaporação de líquidos muito
voláteis.
Redução do atrito pela diminuição da rugosidade superficial
Impermeabilização contra infiltração de água e outros líquidos
Impedir incrustação de microorganismos marinhos
Aspecto estético: torna o ambiente mais agradável
Cores claras – Maior luminosidade do ambiente. Ex.:Verde, azul e branco são melhores para o
estudo. Vermelho dá uma sensação de calor.
Isolamento elétrico realizado com aplicação de vernizes isolantes para fios, etc.
Redução da acústica via tinta anti-ruido, muito empregada na industria automobilística.
A Pintura também tem o objetivo de sinalização, identificando tubulações conforme regra da
ABNT – NBR 6493
- Vermelha incêndio
- Amarela gás
- Azul ar comprimido
- Cinza Claro vácuo
- Branca vapor
- Cinza Escuro eletrodutos / conduítes
- Laranja produtos ácidos
- Púrpura produtos alcalinos
- Verde água
E ainda temos cores de advertência na área de trabalho, conforme ABNT – NBR 7195. Laranja
- sinaliza partes móveis e perigosas de máquinas,
Amarela - “CUIDADO” (corrimãos, pontes rolantes, etc.) e
Vermelha - Equipamentos para incêndio.
3.3 Tipos de Pintura
A pintura industrial ainda se divide em 4 tipos, são eles:
PINTURA DE FÁBRICA: É a pintura realizada ainda na fábrica produtora do equipamento. (Ex.:
Bombas, compressores, etc.)
Utiliza instalações fixas para pintura, cabines de jateamento, estufa, tanque de decapagem,
pintura eletrostática em pó.
Têm como principal característica não sofrer influência das condições atmosféricas: vento, chuva
e umidade.
PINTURA DE CAMPO: É a pintura realizada após a montagem dos equipamentos. Ex.: tanques,
fornos, estruturas, etc.
Essas peças não poderiam ser pintadas na fábrica, pois a mesma poderia ser danificada durante
o manuseio, transporte ou mesmo durante a montagem da peças.
Para realização desta pintura são utilizados equipamentos móveis. Ex.: Máquinas para
jateamento, pistolas convencionais ou air less.
PINTURA PROMOCIONAL: É uma pintura realizada ainda na fábrica, mas onde a superfície não é
previamente preparada para receber a tinta.
Geralmente é utilizada com o intuito de promover a publicidade do fabricante durante o
transporte da mesma até o local de montagem.
SHOP PRIMER: É a pintura realizada em chapas, tubos e etc., as quais serão estocados ao ar
antes da instalação e montagem em plataformas, navios, etc. Esta pintura tem o objetivo de
proteger as peças contra a corrosão até que as mesmas sejam utilizadas.
Se o tempo de estocagem for longo, superior a 6 meses, deverá ser feito lixamento da peça para
remover a tinta calcinada (porosa) e uma segunda demão do primer deverá ser aplicada para
recompor a espessura de proteção.
O Shop Primer não pode ter na sua composição um material que ao ser submetido a altas
temperaturas (corte ou solda da peça) libere vapores tóxicos.
4 TINTA
É um líquido pigmentado que ao ser aplicado sobre uma superfície se converte numa película
sólida, aderente e elástica.
As tintas são aplicadas sobre equipamentos e estruturas para que estas peças permaneçam por
longos períodos, cerca de 6 meses, sem corrosão e que posteriormente venham sofrer uma
manutenção, sendo que esta manutenção vai desde um retoque até uma substituição completa
da tinta velha.
As pinturas, em condições favoráveis, podem chegar a uma duração de 20 anos, mas em
condições adversas teremos uma duração de 1 ou 2 anos. Esta duração depende principalmente
do meio ambiente corrosivo, ao qual a peça encontra-se exposta, e ainda ao esquema de pintura
aplicado.
4.1 Composição da tinta
Na composição de uma tinta, deveremos ter a combinação de diversas matérias-primas,
formando uma substância homogenia na qual estão presentes pequenas partículas sólidas
(pigmentos), dispersas em um líquido (veículo), podendo ou não ter ainda a presença de um
componente em menor proporção chamado de aditivo.
A tinta deve produzir um filme que deve ser fácil de aplicar sobre a superfície de um material
(chamado de substrato), podendo este material ser uma chapa de aço, madeira, etc.
E esta fina camada deverá se solidificar por mecanismo de secagem ou cura, tornando-se uma
película contínua e uniforme, aderente a essa superfície, impermeável, resistente ao tempo e
quando requerido, a ataque químico.
4.1.1 Veículo
O veículo é a parte fundamental da tinta, sendo composto pela resina e pelo solvente.
O Veículo se divide em dois tipos: veículo volátil e veículo não volátil.
Veículo volátil é composto pelo solvente, material este que é importante por facilitar a aplicação
das tintas, mas estes não fazem parte do filme seco da tinta, pois evaporam durante a aplicação
da tinta e ainda durante a secagem da mesma.
O Solvente tem a função de solubilizar a tinta, ajustando a sua viscosidade.
Quando a resina utilizada é em pó, a mistura com o pigmento também em pó resultará numa
tinta em pó, o que tornaria impraticável a sua aplicação.
Quando a resina utilizada é um líquido muito viscoso, temos que a mistura com o pigmento em
pó se tornará numa tinta pastosa, o que também se tornaria impraticável para ser aplicada pelos
métodos conhecidos. Nestes dois casos se torna necessário a utilização do solvente para
dissolver a resina e se tornar num líquido homogêneo que chamamos de veículo. Este solvente
tem a função então de ajudar na aplicação da tinta sobre o substrato, se evaporando após a
aplicação e não fazendo parte da película de tinta restante no substrato.
Tintas mais modernas utilizam uma resina líquida, sendo dispensado a utilização do solvente.
Normalmente é chamado de solvente o material utilizado na fabricação da tinta, a qual
normalmente é fornecida pela fábrica com uma viscosidade adequada para a aplicação com rolo
ou pincel. Para a aplicação da tinta através de pistola, se faz necessário a diluição desta tinta
para se obter uma tinta com uma viscosidade menor. Este solvente misturado à tinta pelo pintor
no momento de aplicação da mesma tem o objetivo de diminuir a viscosidade da tinta e facilitar
a aplicação do produto. Este solvente é chamado de diluente, ou também pode ser chamado de
“thinner”.
A tinta não é produzida com a viscosidade ideal para aplicação por pistola, pois a baixa
viscosidade facilita a sedimentação dos pigmentos, formando assim uma camada endurecida no
fundo do recipiente. Desta forma a tinta é fornecida numa viscosidade maior e a mistura do
diluente é feita no momento da aplicação da tinta. Este diluente deverá ser sempre compatível
com o solvente e a resina utilizados na fabricação da tinta.
Alguns problemas causados pela utilização do solvente podem ser a formação de poros e bolhas
durante a evaporação do mesmo, facilitando assim o início da corrosão. Ocorre ainda a
diminuição da espessura da camada de tinta após a evaporação do solvente. E temos ainda que
alguns solventes são tóxicos e/ou inflamáveis, sendo restrito o seu uso devido a restrições
ambientais ou a segurança.
A resina é o veículo não volátil que tem a propriedade
de ser o ligante ou aglomerante das partículas do
pigmento, mantendo os mesmo junto ao substrato. A
resina deve formar uma película contínua e
impermeável que evita o contato entre o substrato e
os agentes corrosivos do meio. Se não houvesse a
utilização das resinas os pigmentos seriam aplicados
sobre o substrato, mas ficariam soltos sobre o mesmo
podendo ser facilmente removidos como um pó. Logo
a resina é responsável pela aderência deste pó sobre
o substrato.
O pigmento é o componente sólido que fica disperso
na resina, conferindo a propriedade de cor e
opacidade, possui ação anti-corrosiva, anti-
incrustante.
O pigmento não é um corante, este segundo trata-se
de um elemento solúvel no veículo que geralmente
tem a função de dar cor ao verniz (tinta sem
pigmento, que após a evaporação do solvente resta uma película de alto brilho), já o pigmento é
insolúvel no veículo, ou seja, o pigmento pode ser separado do veículo através de centrifugação
ou filtração, já os corantes não se conseguem separar do veículo.
A Figura ao lado é apenas ilustrativa, pois o solvente e a resina (veículo) encontram-se em
apenas uma fase e não separados.
Os aditivos não são essenciais, mas melhoram determinadas características da tinta. Os aditivos
podem ter característica secante, plastificante, antimofo, etc.
O veículo pode ainda ser classificado em: Veículos não conversíveis ou veículos conversíveis.
Veículo não conversível é aquele onde após a sua aplicação a resina não sofre mudança na sua
estrutura, temos apenas a formação da película após o solvente se evaporar.
Quando utilizado veículo não conversível a película tem como característica ser atacada pelo
solvente, mesmo após estar seca.
Veículo conversível é aquele onde a película é formada por reações químicas. A película não tem
a mesma composição da resina. Após a aplicação ocorre a cura onde formam ligação cruzadas. A
cura pode ser feita por oxigênio, calor ou catalisador.
Propriedades dos solventes:
Faixa de destilação – substâncias puras tem ponto de ebulição fixo, já os solventes tem faixa de
destilação ampla. Ex. aguarrás – entre 150 e 200ºC
Poder de solvência – trata-se da capacidade do solvente, em pequena quantidade, conseguir
dissolver uma grande quantidade de resina.
Taxa de evaporação – trata-se da velocidade de evaporação do solvente. Eles podem ser
classificados em:
Leves - quando têm uma taxa de evaporação maior que 3 (três) – são muito voláteis.
Médios – quanto tem uma taxa de evaporação entre 0,8 e 3
Pesados – quando tem uma taxa de evaporação menor que 0,8 - são pouco voláteis.
Os principais tipos de solvente são:
Inorgânicos - água, geralmente utilizada em tintas do tipo látex e PVA
Orgânicos – Hidrocarbonetos:
Alifáticos:
- nafta, com curva de destilação entre 120º e 140º C
- aguarrás mineral, com curva de destilação entre 150º e 200º C
Aromáticos:
- toluol, com curva de destilação entre 107º e 112º C
- Xilol, com curva de destilação entre 135 e 140º C
Terpênicos:
- aguarrás vegetal
- Ésterer: acetato de etila, acetato de butila, acetato de isopropila, etc.
- álcoois: álcool etílico, álcool butílico, álcool isopropílico, etc.
- Cetonas: acetona, metil-etil-cetona, etc.
- Glicóis-éteres: etilglicol, etildiglicol, etc.
Geralmente é utilizada uma combinação de vários solventes, ou seja, são misturados solventes
leves (alta evaporação) com solventes pesados (baixa evaporação), pois o primeiro irá evaporar
logo após a aplicação da tinta evitando desta forma o escorrimento da tinta e o solvente pesado
irá evaporar mais lentamente possibilitando o desaparecimento de bolhas e crateras formadas
durante a aplicação da tinta, bem como ajuda no nivelamento das marcas de pincel. Logo deve-
se levar em consideração a solubilidade da resina no solvente, para que não ocorram defeitos na
aplicação da pintura. Ex. se forem escolhidos dois solventes, um solvente leve onde a resina é
solúvel e um solvente pesado onde a resina é insolúvel, teremos o surgimento de defeitos
formados pela precipitação e formação de coágulos, pois o solvente leve irá evaporar logo após a
aplicação da tinta e restará apenas o solvente pesado no qual a resina estará insolúvel. Logo é
importante se conhecer a taxa de evaporação e o poder de solvência dos solventes para evitar o
surgimento de defeitos.
4.1.2 Pigmento
Pigmentos são pequenas partículas sólidas com cerca de 5 µm de diâmetro. Estes ficam dispersos
no veículo e são aglomerados pela resina após a secagem.
Os pigmentos podem ser classificados em inertes e ativos.
Pigmentos inertes têm baixo poder de cobertura e praticamente não interferem nas tonalidades
das tintas, por não possuírem cor. Possuem dois empregos, o primeiro é para ser utilizado de
forma técnica melhorando as características da tinta, sem interferir de modo significativo na cor.
E a segunda aplicação é por questão econômica, substituindo parcialmente o pigmento ativo,
utilizado para enchimento, desta forma reduz o custo da tinta sem perder a qualidade da mesma.
Exemplos de pigmentos inertes: Carbonatos, silicatos, sílicas, sulfatos, etc.
Pigmentos ativos são os pigmentos que possuem uma característica bem definida na tinta.
Podem ser:
Pigmentos coloridos: estes pigmentos têm a característica de dar cor à tinta, e ainda opacidade,
ou seja, ter poder de cobertura para que após a aplicação não se veja a cor do fundo onde foi
aplicado (cor do substrato ou da demão anterior).
São diferentes dos corantes, pois estes são solúveis no veículo e conferem cor ao verniz, mas
não possuem o poder de cobertura.
Eles ainda podem ser:
Orgânicos - tem maior poder de cobertura, tem menor densidade e possuem alto brilho.
Inorgânicos – também dão opacidade e cor, mas possuem maior resistência à luz, calor,
intempéries e solventes.
As cores básicas são misturadas para se formar as demais cores, podemos discriminar as cores e
quando possível se os pigmentos são orgânicos ou inorgânicos. São elas:
Branca:
é o mais utilizado para tinta de acabamento. O mais utilizado é o Dióxido de titânio, mas são
usados também o branco de zinco, litopônio, alvaiade, sulfato de chumbo, etc.
Amarelo:
Inorgânicos – Amarelo de cromo (cromato de chumbo), ocre (óxido de ferro hidratado), amarelo
de cádmio (sulfeto de cádmio), amarelo de zinco (cromato de zinco), etc.
Orgânicos – Amarelo Hansa, Amarelo Benzidina
Laranja:
Inorgânico – Cromato básico de chumbo, laranja malibdênio (cromato, sulfato e molibdato de
chumbo)
Orgânico – laranja benzidina, laranja dinitroanilina
Vermelho:
Inorgânico – óxido de ferro, vermelho de molibdênio (molibdato de chumbo), vermelho de
cádmio (seleneto de cádmio)
Orgânico – Vermelho toluidina, vermelho “para-red” (para nitro-anilina + B naftol), vermelho
naftol, vermelho pirazolona, vermelho quinacridona.
Azul:
Inorgânico – azul da Prússia (ferrocianeto férrico), azul ultramarino (complexo alumínio silicato).
Orgânico – Azul de ftalocianina, azul molibdato.
Verde:
Inorgânico – Verde de cromo (azul da Prússia+amarelo de cromo), óxido de cromo verde.
Orgânico – verde de ftalocianina (azul de ftalocianina clorado), verde molibdato.
Preto: Óxido de ferro, negro de fumo (carbon-black), grafite.
O negro de fumo é obtido da queima incompleta de hidrocarbonetos. Ele é o pigmento mais leve
e com o maior poder de cobertura.
Temos ainda os pigmentos metálicos:
Alumínio: ele é fornecido de duas formas, “leafing” e “non-leafing”. As “leafing” os pigmentos
ficam na disposição de pequenas lâminas que aparentam, na película seca de tinta, uma camada
metálica contínua.
O pigmento “non-leafing” se distribui de maneira aleatória na tinta. É utilizado nas tintas
automobilísticas.
Zinco: O pigmento de zinco em pó é utilizado em tintas de fundo anticorrosivas. Possui
tonalidade cinza-claro.
Bronze: São ligas de zinco e cobre e possuem aspecto dourado.
Pigmentos Anticorrosivos são pigmentos que possuem a característica de protegerem os
substratos ferrosos contra a corrosão por meio de mecanismos eletroquímicos como proteção
catódica e passivação anódica. Estes pigmentos são utilizados somente em tintas de fundo, pois
necessitam estar em contato com o substrato ferroso.
Alguns pigmentos Anticorrosivos:
Zarcão: Mistura de Pb3O4 com 2 a 10% de PbO, mas possui algumas desvantagens, como:
- Possui alto peso específico ocorrendo sedimentação.
- Não é indicado para meio ambiente muito agressivo, nem para imersão na água.
- É utilizado para proteção de ferro. Provoca corrosão no alumínio e aço
galvanizado.
- Não serve para ser utilizado como shop-primer pois quando submetido à alta
temperatura (solda) produz vapores tóxicos.
Cromato de Zinco: É um pigmento amarelado. É levemente solúvel na água (1g/litro). Eficiente
para pintura em Alumínio e Aço Galvanizado. Mas possui as desvantagens de não servir para alta
umidade nem para imersão e ainda é tóxico e cancerígeno.
Cromato básico de Zinco – Tetroxicromato de Zinco: É um pigmento amarelado, menos solúvel
que o cromato de zinco (0,02 g/litro). Possui propriedades superiores ao cromato de zinco para a
proteção de aço, alumínio e galvanizado.
Fosfato de Zinco: É um pigmento branco. Não é tóxico, substituindo o Zarcão e o Cromato.
Quando a água penetra na película é formado o fosfato de ferro que é protetor.
Óxido de ferro: É um pigmento muito utilizado por ser barato. Ele só atua como barreira, não
sendo anticorrosivo.
Pó de Zinco: Pigmento metálico utilizado nas tintas chamadas de “ricas em zinco”, as quais são
as tintas de fundo anticorrosivas.
Temos ainda os pigmentos:
Perolados: Deixam as tintas com aspecto de acetinado.
Fluorescentes: Estes pigmentos quando submetidos à radiação ultravioleta emitem radiação
luminosa no espectro visível, geralmente utilizados em tintas de demarcação e sinalização.
Fosforescentes: Emitem radiação luminosa mesmo após ter cessado a fonte de luz incidente.
Pigmentos Antiincrustantes são utilizados por serem venenosos e não permitirem a aderência de
organismos marinhos como mariscos, cracas, algas e etc., os quais aumentariam o atrito entre a
embarcação e o mar, ocasionando desta forma uma diminuição da velocidade e o maior consumo
de combustível. A ação deste pigmento se baseia pela lixiviação dos componentes venenosos
pela água do mar, formando junto ao casco uma camada, que impede a incrustação de
organismos vivos.
4.1.3 Aditivo
Aditivos são constituintes que não estão obrigatoriamente nas tintas, mas estes melhoram certas
propriedades das tintas durante a fabricação, estocagem ou aplicação.
Os principais são os seguintes:
- antinata: Tintas que secam por oxidação, como tintas a óleo e alquídicas, estão
mais sujeitas a formação de uma nata na superfície da tinta quando se encontram
estocadas na embalagem. Estes aditivos evitam a formação desta nata e deverão ser
voláteis para evaporar junto da secagem da tinta.
- Secantes: atuam como catalisadores acelerando a secagem do filme de tinta
através da oxidação. Ex. Naftenatos de cobalto, manganês, chumbo, cálcio, ferro, zinco,
etc.
- Antimofo: São utilizados para evitar a putrefação das tintas, principalmente em
tintas a base de água, quando se encontram estocadas em suas embalagens, bem como
evitar a formação de mofo em películas de tinta já aplicadas que se encontram em
ambientes úmidos.
- Tixotrópicos: Utilizadas em tintas de alta espessura. Estes aditivos são utilizados
para diminuir a viscosidade da tinta com a agitação e estas recuperam a sua viscosidade
após a aplicação. Ideais para aplicação da tinta em superfícies verticais evitando desta
forma o escorrimento da mesma. Ex: Carboxi-metil-celulose, etil-celulose, sílica-gel,
bentonita, etc.
- Antisedimentante: Atuam sobre as partículas do pigmento produzindo um gel
coloidal e evitando a sedimentação, e ocorrendo a sedimentação evitam que a mesma
forme um sedimento duro e compacto.
- Nivelante: Atuam como produtos tensoativos que agem na tensão superficial das
tintas, melhoram o espalhamento e provocam o desaparecimento de marcas deixadas
pelo pincel ou bolhas de ar.
- Antiespumante: Aumentam a tensão superficial, diminuindo então a formação de
espuma durante a aplicação ou fabricação das tintas.
- Plastificante: Atua de forma a dar à película uma maior flexibilidade à tinta.
- Antiincrustante: São venenosos e utilizados para evitar a aderência de
organismos marinhos.
4.1.4 Carga
As Cargas são constituintes similares aos pigmentos, porém de menos eficácia, sendo utilizado
nas tintas para auxiliar na sua composição e barateá-las.
Tem fraco poder de cobertura e não possuem propriedades anticorrosivas. Controlam o brilho da
tinta, a tornando mais fosca.
Aumentam a espessura da película da tinta seca (importante para tintas de alta espessura).
Melhoram a consistência da tinta melhorando a mesma para aplicação.
Evitam o escorrimento da tinta quando aplicadas em superfícies verticais.
Principais cargas:
- Carbonato de Ca e Mg – tem baixo custo, mas não tem resistência a ácidos e álcalis.
- talco e caulim (silicatos de Mg e Al) – boa resistência química, ao calor e às
intempéries.
- Mica (silicato de Al e K) – proteção por barreira.
- Quartzo (sílica) – possui alta resistência química, dureza e resistência a abrasão
- Barita (BaSO4) – resistente às intempéries e aos ácidos, mas tem o problema de
sedimentar quando é estocado.
4.2 Teor de Pigmentos
A concentração volumétrica de pigmento (CVP), ou seja o teor de pigmento, pode
influenciar em diversas propriedades da tinta.
O brilho é influenciado pela CVP:
CVP < 30 , baixo teor de pigmento – película brilhante
CVP entre 30 e 40 – película semi-brilhante
CVP entre 40 e 50 – película semi-fosca
CVP > 50 – película fosca
CVP=(Vol. Pigmento (P) / Vol. Pigmento (P+R)) x 100%
CVP crítica – é a maior porcentagem de pigmento que pode ser agregado na resina.
Se o CVP for maior que CVP crítico significa que não há resina suficiente formando desta forma
um filme fosco, descontínuo, poroso, permeável à água, com fraca durabilidade e pouca
resistência à abrasão.
As tintas com baixo teor de pigmento são menos permeáveis , mais brilhantes, menos porosas e
mais flexíveis. As tintas de alto teor são mais permeáveis e mais foscas.
Tintas de fundo devem ter o teor de pigmento mais alto, próximo ao CVP crítico, para que os
pigmentos anticorrosivos tenham sua ação mais edificante.
Tintas de acabamento devem ter o teor de pigmento mais baixo para terem uma película mais
brilhante e mais impermeável.
Podemos também calcular a porcentagem de não-voláteis no volume (sólidos por volume) da
tinta.
%NVV=((vol. Pigmento + resina)/(vol. Total da tinta)) x 100 %
onde a parte sólida é composta pelo pigmento + resina + carga
Pode se determinar o NVV em um canteiro:
- para pintar uma área “A” (m2
)
- medir o peso “P” (kg) da tinta gasta na pintura da área A
- medir a espessura média “e” da película seca (µm)
- obter a massa específica “m” da tinta (kg/m)
logo, %NVV = (A x e x m) / (10 x P)
4.3 Formação da Película de tinta
A formação da película de tinta depende de dois fatores: Coesão (entre os constituintes do
revestimento) e adesão (do revestimento ao substrato).
Quando a coesão for máxima teremos uma adesão nula, desta forma para se obter uma tinta
bem formulada é necessário se obter uma tinta com grande aderência, mas sem prejuízo da
coesão molecular, obtendo uma película resistente e flexível.
Os principais mecanismos de formação de película de tinta são:
- Evaporação do solvente: é o mecanismo existente em todas as tintas de uso
industrial, mesmo naquelas que utilizam outro mecanismo a evaporação do solvente
contribuem para a formação da película. Este mecanismo tem como vantagem a boa
aderência entre demão e como desvantagem o fato de a própria evaporação do solvente
gerar bolhas, poros e cratera que podem diminuir a impermeabilidade da película e
assim favorecer a ocorrência de corrosão.
- Oxidação: este mecanismo ocorre quando temos duplas ligações no veículo fixo
da tinta. Casos com resinas com óleos e derivados de óleos. A formação da película se dá
pela evaporação do solvente e reação da resina com o oxigênio do ar.
- Polimerização: Mecanismo das principais tintas de alto desempenho e alto poder
impermeabilizante. O processo acontece de duas formas: polimerização térmica, quando
é necessário uma energia térmica de ativação, são tintas curáveis em estufa. E a outra
forma consiste da polimerização por condensação. Estas tintas são fornecidas em dois ou
mais componentes.
- Coalescência: neste mecanismo as partículas da resina, geralmente na forma
esférica, são reunidas sob a influência do agente coalescedor, formando películas coesas
e geralmente plásticas.
4.4 Classificação das tintas
Quanto a ordem de Aplicação as tintas podem ser classificadas em: Tinta de fundo; Tinta
intermediária e Tinta de acabamento.
4.4.1 Tinta de Fundo ou “primer”
O primer é a tinta de base, utilizada para a primeira demão de tinta, e com a principal
finalidade de aderência ao substrato e proteção anticorrosiva, sendo considerado um importante
componente dos sistemas de pintura, uma vez que contém pigmentos anticorrosivos para
assegurar uma boa proteção do substrato. As principais características de um primer são as
seguintes:
- Aderência – Forte ligação ao substrato
- Coesão – Alta resistência interna
- Inércia e Proteção Anticorrosiva – Forte resistência aos agentes químicos e
corrosivos
- Dilatação – flexibilidade apropriada
Sob certas condições devem ter resistência química equivalente ao restante do sistema de
pintura para proteção satisfatória contra a solução química na qual ele estiver imerso.
4.4.2 Tintas Intermediárias ou “Tié Coat”
As tintas intermediárias são geralmente utilizadas para aumentar a espessura do
esquema de pintura, aumentando desta forma a proteção por barreira. A espessura física dos
sistemas de pintura melhora muito outras propriedades essenciais para o revestimento, como o
aumento da resistência elétrica, resistência à abrasão e resistência ao impacto. A tinta
intermediária deve ter forte aderência ao primer e ser uma boa base para o acabamento,
evitando desta forma problemas entre a aderência entre camadas.
4.4.3 Tintas Acabamento
Esta tinta contém finalidades estéticas de cor, textura e brilho, bem como possui
importantes funções para proteger o esquema e aumentar a impermeabilidade. Formam a
primeira barreira ao ambiente, devendo resistir aos agentes químicos, água e intempéries.
Em alguns casos a tinta intermediária faz a barreira principal e a tinta de acabamento
desempenha outras funções, como gerar uma superfície antiderrapante.
4.5 Tipos de Tinta
As tintas podem ser de um componente (monocomponentes) ou de dois ou mais componentes.
Tintas de um componente são tintas prontas para o uso, são simples de utilizar, pois basta
misturar e aplicar. Se necessário poderão ser diluídas para facilitar a aplicação. Podem ser
armazenadas após o uso.
Tintas de dois componentes vem em recipientes separados e só devem ser misturadas pouco
tempo antes do uso. Estas tintas curam por reação química. Após o vencimento do pot-life,
tempo de vida útil da mistura dos dois componentes, a tinta torna-se imprestável para o uso.
Algumas tintas necessitam de tempo de indução (pré-reação), ou seja, após a mistura dos dois
componentes deve-se aguardar cerca de 10-15 minutos para fazer a aplicação.
Tintas Convencionais
- Tintas a Óleo:
São tintas em que o veículo é um óleo secativo. Estes óleos possuem moléculas não-
saturadas e secam pela adição de oxigênio às moléculas.
Temos como principais óleos secativos:
Linhaça – é o mais utilizado
Tungue – tem mais insaturação (presença de ligações duplas C=C), logo forma películas
mais duras e mais impermeáveis.
Oiticica – tem alta reatividade, mas é escura não sendo utilizada para tintas claras.
O óleo de mamona quando desidratado torna-se um óleo secativo. Ele não amarela com
o tempo, sendo indicado para tintas claras.
As tintas à óleo secam em parte pela evaporação do solvente e parte pela oxidação do
óleo ao ar.
Estas tintas possuem grande molhabilidade e por isso podem ser aplicadas em superfícies
com pouco preparo: St2, St3 e Sa2, onde têm boa aderência.
São tintas de secagem mais demorada e são saponificáveis, sendo indicadas para
atmosferas pouco agressivas. Não são indicadas para atmosfera marinha, úmida ou
industrial, nem para imersão em água.
- Tintas Alquídicas
Foram as primeiras resinas sintéticas a serem usadas em tintas - “esmaltes sintéticos”.
São obtidas pela reação de poliálcoois e poliácidos, gerando um poliéster.
O poliácido geralmente utilizado é o ácido ftálico na forma anidrido ftálico, sendo o
glicerol e pentaeritritol os mais utilizados como poliálcoois.
Na formulação das tintas, é feita a modificação da resina alquídica pela substituição
parcial do poliácido por óleo vegetal (óleo secativo).
A secagem destas tintas ocorre como as tintas à óleo, parte por evaporação do solvente
e parte pela oxidação do óleo secativo.
O teor de óleo secativo define a qualidade da tinta, são elas:
- curtas em óleo: 30-40% de óleo. Sendo usada na pintura de manutenção
industrial.
- Médias em óleo: 50-60% em óleo.
- Longas em óleo: 60-70% em óleo. Usada em pintura doméstica (grades,
portões, etc.).
As tintas de teor curto possuem secagem rápida, aumentando o teor a secagem da tinta
fica mais lenta.
Efeitos do teor de óleo nas tintas:
- Flexibilidade: Longas formam filmes flexíveis e brilhantes, enquanto as curtas
formam filmes duros.
- Secagem: Longas secam mais lentamente.
- Solubilidade: Longas são mais solúveis em aguarrás. Curtas são mais solúveis em
Hidrocarbonetos aromáticos.
- Método de aplicação: Longas podem ser aplicadas à pincel, rolo ou pistola.
Curtas só podem ser aplicadas à pistola.
As tintas Alquídicas são mais resistentes que as tintas à óleo, mas também são
saponificáveis. Podem ser utilizadas em atmosferas mediamente agressivas onde
apresentam bons resultados de proteção anticorrosiva, mas não devem ser utilizadas em
atmosfera marinha ou industrial (altamente agressivas).
Estas tintas tem boa molhabilidade, podendo ser aplicadas sobre superfícies com grau de
limpeza St2, St3 ou jato Sa2.
Alquídicas Modificadas
As resinas alquídicas podem ser associadas a outras com o objetivo de melhorar as suas
propriedades.
- Alquídica-melamínica – possui alta dureza, retenção de cor e brilho, resistente à
umidade, utilizada em esmaltes para geladeira, máquina de lavar roupa, automóveis, etc.
Sua cura ocorre apenas em estufa.
- Alquídica-acrílica – tinta para automóveis associada às melamínicas.
- Alquídica-silicone – resistente a 250º C e cura na temperatura ambiente.
- Alquídica-Borracha clorada – resistente à abrasão.Utilizada em pintura de
tráfego. Ex: ruas, estradas, etc.
As tintas Alquídicas são produtos que apresentam custo final baixo, se comparado ao
custo de outras tintas anticorrosivas.
- Tinta Fenólicas
A resina fenólica é obtida pela reação de um fenol com um aldeído. Tem cura por calor
(150º C).
As resinas fenólicas modificadas com óleos secativos curam à temperatura ambiente.
Estas tintas com resina fenólica modificada por óleos secativos curam à temperatura
ambiente.
Estas tintas com resina fenólica modificada pó óleo secativo apresentam resistência
química, térmica e à água, todas superiores às tintas a óleo e alquídicas, mas tem
resistência aos raios ultravioleta menor que elas.
Estas tintas secam parte por evaporação do solvente e parte pela oxidação do óleo
secativo.
Possuem maior resistência ao calor que as tintas alquídicas, cerca de 120º C.
Possuem boa dureza, flexibilidade e adesão ao substrato.
Estas tintas têm fraca molhabilidade exigindo preparo da superfície a ser pintada com
jato Sa2 ½.
Podem ser utilizadas em atmosferas mediamente agressivas. Não deverão ser utilizadas
em atmosferas marinha ou industrial, nem em imersão em água salgada.
- Tintas Betuminosas
São tintas obtidas através dos resíduos do processo da destilação (piche) do petróleo ou
carvão mineral.
Essa tinta se obtém dissolvendo estes resíduos, asfalto ou piche (coal-tar), em solventes
apropriados.
O petróleo gera como resíduo o asfalto que é solúvel em Hidrocarboneto alifático
(aguarrás).
O carvão mineral gera como resíduo o piche ou alcatrão que é solúvel em Hidrocarboneto
aromático.
Estas tintas têm secagem somente pela evaporação do solvente.
São tintas de baixo custo e elevada impermeabilidade. Tem como mecanismo de
proteção por barreira, deve ser aplicado com grande espessura 2-3mm. Resistente à
umidade e imersão em água.
Possuem grande molhabilidade podendo ser aplicada em superfície com pouco preparo –
St2, St3 e Sa2.
Podem ser aplicadas a quente, conhecidas como “coal-tar-enamel” ou diluídas com
solvente.
Estas tintas possuem como desvantagem a pouca resistência térmica, ou seja, amolecem
em temperaturas acima de 50º C escorrendo de superfícies verticais.
Só podem ser usadas em revestimento de cor escura.
Tem fraca resistência aos raios ultravioletas, como também tem baixa resistência à
abrasão.
Emulsões aquosas de asfalto podem ser utilizadas como impermeabilizante para caixa
d´água, lajes, etc.
Tintas Seminobres
São caracterizadas pela secagem por evaporação do solvente. Eventualmente são chamadas
de “lacas”.
- Tintas Acrílicas:
São obtidas através de esterificação dos ácidos acrílico e metacrílico.
São tintas que tem grande resistência aos raios ultravioletas, tendo boa retenção de cor e
brilho.
A secagem desta tinta ocorre apenas pela secagem do solvente, são então sensíveis aos
solventes mesmo após a secagem.
Tem fraca molhabilidade exigindo uma boa limpeza de superfície para a sua aplicação –
Sa2 ½.
Podem ser utilizadas como proteção anticorrosiva para atmosfera mediamente agressiva.
As emulsões acrílicas competem com a PVA na construção civil, tem melhor resistência às
intempéries. Também são usadas como verniz de concreto, piso e etc. Utilizam como
solvente a água o que evita restrições ambientais e de segurança.
- Tinta de Borracha Clorada
São obtidas através da cloração da borracha natural, contendo em sua composição um
teor de cloro 67%.
Secagem ocorre apenas pela secagem do solvente.
É uma tinta monocomponente, não conversível, possuindo boa aderência entre demãos.
São tintas de boa resistência a produtos químicos inorgânicos, ácidos e alcalinos. São
pouco tóxicos sendo indicada para pintura de reservatórios de água potável.
Tem baixa resistência térmica, não devendo ser utilizadas para temperatura acima de
60ºC.
Atuam com proteção por barreira, possuem alta impermeabilidade podendo ser utilizadas
em atmosfera marinha, alta umidade, imersão em água doce ou salgada.
Tem boa resistência a impacto e abrasão.
Fraca molhabilidade, o que exige uma superfície com alto grau de limpeza – jato Sa2 ½ .
Não devem ser aplicadas direto ao aço, deve ser utilizado junto com epoxi.
Possui uma secagem rápida, exigindo que a aplicação seja feita apenas à pistola.
- Tinta Vinílica
As resinas vinílicas são obtidas a partir de copolímero de cloreto e acetato de vinila.
Tem boa resistência em química, principalmente em meios ácidos. Sua película é flexível,
com boa resistência à abrasão e impacto. Tem boa retenção de cor e brilho.
A secagem se dá somente pela evaporação do solvente.
As tintas vinílicas por possuírem Cl na molécula são auto-extinguíveis, ou seja, não
propagam a chama.
São tintas termoplásticas, suportando temperaturas de até 65-70º C.
Estas tintas podem ser utilizadas em atmosferas mediamente agressivas.
Tem fraca molhabilidade exigindo um alto preparo da superfície – Sa2 ½.
Tinta Anti-incrustantes – é um tipo de tinta vínilica usada como acabamento, onde são
utilizados pigmentos venenosos.
Estas tintas têm como objetivo prevenir as incrustações marinhas o que provocaria uma
redução de velocidade e um aumento no consumo de combustível da embarcação.
A tinta anti-incrustante quando imersa na água libera o biocida através de lixiviação. Os
biocidas mais utilizados são o óxido de cobre e compostos de estanho (TBTO e TBTF).
Seu desempenho está ligado à taxa de lixiviação, sendo eficiente no período entre 12-24
meses.
Tinta Wash-primer - é um tipo especial de tinta vínilica onde é utilizada a resina polivinil
Butiral (resina PVB), sendo esta obtida através da reação entre um álcool vinílico e um
aldeído.
Estas tintas têm a função de promover a aderência das tintas sobre superfícies de aço
galvanizado e alumínio.
- Tinta Estireno-Acrilato
São obtidas pela polimerização de estireno com acrilonitrila.
Estas tintas são muito bonitas e são resistentes aos raios ultravioletas, se caracterizando
pela boa retenção de cor e brilho. Podendo então substituir as tintas acrílicas.
Estas tintas secam somente pela evaporação do solvente.
São geralmente utilizadas como tinta de acabamento em equipamentos e instalações
onde a retenção de cor e brilho são importantes.
São indicadas para uso em atmosfera mediamente agressiva.
Estas tintas exigem um alto preparo da superfície onde será aplicada, Sa2 ½.
Tintas Nobres
- Tintas epoxis
Estas tintas são obtidas pela reação entre epicloridrina e bisfenol.
São tintas muito utilizadas no Brasil, pois são tintas de alta performance e de custo
médio.
É uma tinta de dois componentes, um contendo o pré-polímero epóxi e o outro contém o
agente de cura, geralmente amina ou amida.
As tintas epoxis que utilizam a amina como agente de cura apresentam excelente
resistência química à ácidos, álcalis e solventes. Possuem um menor tempo de secagem.
Estas tintas são indicadas para ambientes quimicamente agressivos. Necessitam de um
tempo de indução, ou seja, aguardar um período mínimo de 10-20 minutos após a
mistura dos componentes para ocorrer a reação dos mesmos e poder aplicar a tinta.
Possui um curto Pot-life, tempo máximo para aplicar a tinta antes que ela comece a
endurecer, cerca de 6 a 8 horas. A segunda demão deve ser aplicada após 72 horas da
primeira aplicação para evitar delaminação entre as camadas.
A cura completa ocorre em 5 a 7 dias e em temperatura ambiente. Devem ser aplicadas
quando a Umidade relativa do ar for inferior à 85%.
As tintas epoxis que utilizam a amida como agente de cura apresentam uma melhor
resistência à água, sendo indicadas para ambientes altamente úmidos ou em imersão
constante em água. Estas tintas ainda apresentam melhor flexibilidade e aderência que
as tintas curadas pela amina, mas demoram mais para secar.
As tintas epoxis possuem alta performance, pois têm excelente resistência química
(álcalis, ácidos, etc), mecânica (abrasão, impacto, etc), mas são tintas de fraca
resistência aos raios ultravioletas, ou seja, quando ficam expostas ao intemperismo
natural sofrem descoloração, perda do brilho e calcinação (chalking), não sendo
indicadas para pintura de sinalização.
Maior Pot-life. Estas tintas não precisam de 02 para a cura, podendo completar a cura da
tinta em total imersão da mesma.
Possuem menor resistência térmica, cerca de 105º C. Podem ser aplicadas com alta
Umidade Relativa do ar.
Estas tintas são as mais utilizadas na manutenção industrial em ambientes agressivos
devido à excelente flexibilidade, dureza e resistência ao impacto e abrasão. Possuem
também uma excelente aderência. Têm boa resistência à temperatura, suportando até
120ºC em uso contínuo e suportam ainda picos de 180º C.
Necessitam de superfícies de alto preparo para serem aplicadas, mínimo Sa2 ½.
- Tinta Alcatrão de Hulha (coal-tar)
Conhecidas como tinta “coal-tar epóxi”.
São tintas compostas de resina epóxi modificada com 50 a 70% de coal-tar mais o
agente de cura.
São tintas de dois componentes, tendo como base a resina epóxi e como catalisador o
coal-tar somado ao agente de cura.
Esta tinta combina a propriedade da resina epóxi (resistência mecânica e química) com a
propriedade do coal-tar (flexibilidade, impermeabilidade à água, tolerância ao preparo da
superfície e baixo custo).
Podem ser aplicadas direto ao aço, sem necessidade do uso de primer.
O agente de cura pode ser a amina que resiste mais à abrasão que a amida, mas possui
uma secagem mais lenta.
Já as tintas que usam a amida como agente de cura terão maior resistência à água,
aumentando ainda mais a impermeabilidade destas tintas.
Estas tintas apresentam algumas desvantagens:
São pouco compatíveis com muitas tintas, pode ocorrer sangramento se a tinta de
acabamento tiver solventes fortes, suportam temperaturas até 60-70º C onde começam
a escorrer. São tóxicas, pois o coal-tar é cancerígeno, não podendo ser utilizada em
tanque de armazenamento de água potável ou nas industrias alimentícias.
Estas tintas são muito utilizadas em estruturas metálicas enterradas, submersas, ou em
contato com água doce e salgada.
- Tinta epóxi-Mastique
São tintas de resina epóxi modificada com resina hidrocarbônica e com agente de cura
(amina e isocianatos).
A resina hidrocarbônica aumenta a resistência à umidade da tinta, bem como a
molhabilidade e flexibilidade.
Estas tintas possuem grande capacidade de aderência em superfície com baixo grau de
limpeza, St2 e St3.
Estas tintas atuam com proteção por barreira.
Para melhorar a estética podem ser usadas tintas acrílicas ou poliuretano como tintas de
acabamento.
- Tinta epóxi-éster
Estas tintas possuem resina epóxi modificadas com óleo secativo. Estas tintas
secam por oxidação do óleo ao ar.
São tintas monocomponentes.
Estas tintas possuem qualidade inferior, sendo comparáveis às tintas alquídicas e
fenólicas óleo modificadas, mas têm maior resistência a álcalis que as tintas alquídicas.
São também classificadas pelo teor de óleo, sendo curtas, médias ou longas. As longas
são aplicáveis a trincha, secam mais lentamente e possuem menor resistência química.
As curtas tem maior dureza, aderência e resistência química.
- Tinta epóxi-Isocianato
São tintas de dois componente, usando resina epóxi com isocianato alifático com
pigmento óxido Fe.
São usadas como tintas condicionadoras para superfície de aço galvanizado ou alumínio
promovendo aderência à mesma, substitui o wash-primer.
Deve ser usada em pequena espessura (15-20 µm) para não prejudicar a aderência,
depois é utilizada outra tinta por cima.
Resinas termo-curáveis
Estas tintas fazem a cura pelo calor, secam somente em estufa com temperatura de 150º
C e tempo entre 15 minutos e 2 horas.
Estas tintas não reagem a temperatura ambiente, logo podem ser fornecidas em apenas
um componente.
Se a temperatura de cura foi baixa ou o tempo mais curto que o necessário a película de
tinta ficará mole.
Se a temperatura de cura for alta ou permanecer na estufa por um período maior que o
necessário a película ficará quebradiça.
As tintas termo-curáveis utilizam resina epóxi que pode ser associada à fenólica, uréica
ou melamínica.
Tinta com resina epóxi-fenólica tem grande resistência química, melhor que a tinta epóxi
pura. Possui boa propriedade física como aderência, flexibilidade, resistência ao impacto
e a abrasão. Mas não são disponíveis em cores claras.
Tintas epóxi-uréica e melamínica são disponíveis em cores claras, apresentando boa
retenção de cor e brilho. São tintas que possuem grande resistência ao calor. Boa
aderência, resistência ao impacto e à abrasão, tem boa flexibilidade. São tintas indicadas
para a pintura de automóveis e eletrodomésticos.
- Tintas Poliuretana
São tintas que utilizam a resina poliuretânica, as quais são obtidas pela reação de um
isocianato com um álcool.
São tintas de alta performance, alta resistência a agentes químicos e à abrasão e
impacto. Tem grande beleza de acabamento e retenção de brilho.
Sua secagem ocorre por Polimerização (união de moléculas de um certo composto
formando um novo composto designado por polímero).
As tintas que utilizam isocianato aromático têm fraca resistência a raios ultravioletas, não
tendo boa retenção de cor e brilho quando expostas ao intemperismo natural.
Já as tintas onde o agente de cura é um isocianato alifático são excelentes na resistência
de raios ultravioletas, obtendo boa retenção de cor e brilho.
Podem ser usadas em atmosferas altamente agressivas, mas requerem uma excelente
limpeza da superfície onde será aplicada.
- Tintas de Silicone
São tintas com resinas semi-orgânicas em cujas moléculas existem átomos de silício.
São indicadas para a pintura de superfície que trabalham m temperaturas superiores á
120º C.
A secagem ocorre em parte pela evaporação do solvente e parte por conversão térmica.
Para a cura da película da tinta é comum, após a evaporação do solvente, elevar a
temperatura à razão de 50º C por hora, até atingir uma temperatura de 300º C.
As tintas mais utilizadas são as pigmentadas com zinco para pintura de fundo e
pigmentada com alumínio para pintura de acabamento (resistindo uma temperatura de
até 600º C).
Estas tintas requerem uma excelente limpeza de superfície, um grau mínimo de Sa2 ½.
A resina de silicone pode ainda ser combinada com resinas alquídicas ou acrílicas, onde a
cura ocorrerá em temperatura ambiente (não será necessário o aquecimento para que
ocorra a cura quando combinada com estas resinas), mas só podem ser utilizadas em
temperaturas até 250º C.
- Tintas ricas em zinco
Estas tintas são de alta performance, para utilização como tinta de fundo.
São tintas com pigmento de zinco que devem possuir um elevado teor de zinco, cerca de
92% em peso na película seca de tinta. Este alto teor de zinco é necessário para garantir
o contato elétrico com o substrato, pois este zinco atuará com proteção catódica (são
usadas como primer).
Exige um alto grau de limpeza da superfície, padrão Sa3, para manter o contato do zinco
com o substrato.
Estas tintas possuem boa resistência à abrasão, condutividade elétrica, permitindo
soldagem ou corte das chapas sem produzir fumaça. São usadas como Shop-primer para
manter as chapas protegidas durante o armazenamento.
Estas tintas resistem a atmosferas úmidas e marítimas, mas não resistem ao meio ácido
ou alcalino, necessitando de uma tinta de acabamento protetora.
Também não são utilizadas para atmosferas industriais, sendo necessário o uso de uma
tinta acrílica ou PU como acabamento.
Podem ser utilizadas tintas não saponificáveis (acrílica ou PU) como tinta de acabamento,
pois as mesmas aumentarão a proteção e ajudarão a reter a cor e o brilho.
As tintas ricas em zinco quando em imersão na água doce ou salgada liberam H2 gerando
empolamento na película de tinta. Para evitar este problema pode ser usada uma tinta
betuminosa, borracha clorada ou vinílica como tinta de acabamento.
As tintas mais importantes são: Zinco epóxi, silicato inorgânico de zinco e etil-silicato de
zinco.
Zinco-Epoxi é uma tinta com veículo epóxi e possui como agente de cura a amina ou
amida.
Esta tinta é fornecida em dois componentes, possuindo um pot-life de 6 a 8 horas. Deve-
se manter a tinta em agitação durante a aplicação para evitar a deposição do zinco.
Usada como tinta de fundo para atmosfera altamente agressiva e imersão em produtos
de petróleo e produtos químicos.
Silicato Inorgânico de Zinco é uma tinta de dois componentes. Pode ser usada como tinta
de fundo para atmosferas altamente agressivas, imersão em produtos de petróleo e
químicos.
Possui resistência a abrasão e impacto, e por ter a película totalmente inorgânica
suportam elevadas temperaturas. É a única tinta que suporta temperaturas superiores à
600º C.
Possui excelente aderência, a umidade do ar e o CO2 ajudam na cura, eles reagem com o
zinco e vedam os poros, aumentando a impermeabilidade.
Usa como solvente a água, a qual não é inflamável e pode ser utilizada para pintura em
ambientes confinados.
É resistente ao intemperismo natural resistindo aos raios ultravioletas e umidade.
Permite a soldagem e corta das chapas, podendo ser usada como shop-primer.
Pode ser utilizado como acabamento a tinta acrílica (quando a atmosfera for pouco
agressiva) ou a tinta poliuretana (quando a atmosfera for muito agressiva) para
aumentar a proteção e reter a cor e brilho.
Deve ter um excelente preparo da superfície, Sa3. a aplicação deve ser feita em
temperatura superior a 20º C e com umidade relativa do ar abaixo de 85%, pois senão a
secagem ficará muito lenta.
Pot-life de cinco dias.
Etil-silicato de Zinco é uma tinta que foi desenvolvida para reduzir as desvantagens do
silicato inorgânico de zinco.
É uma tinta de dois componentes que usa um solvente orgânico (álcool), o qual é
inflamável e possui restrições para ambientes confinados.
Possui apenas 75% de zinco na película seca, continuando a efetuar a proteção catódica
do aço.
É resistente à abrasão e solventes. Pode ser utilizada em atmosfera marinha e em alta
temperatura, cerca de 400º C. Mas não resiste à meios ácidos e alcalinos.
Esta tinta é mais flexível tendo uma aplicação mais fácil.
A cura desta tinta ocorre mesmo com elevada umidade relativa do ar, mesmo maior que
90%.
Pot-life menor que Silicato inorgânico de Zinco, cerca de oito horas.
4.6 Rendimento da Tinta
O rendimento é definido com a área que se consegue pintar em 1 demão de tinta ao se utilizar 1
litro de tinta.
O Rendimento Teórico leva em consideração a superfície lisa como vidro e que não ocorrem
perdas na aplicação.
Rendimento teórico = (%NVV x 10 )/ e
%NVV - sólido por volume de tinta, é um dado fornecido pelo fabricante da tinta
e - é a espessura do filme seco medido em µm
O rendimento teórico é importante para se comparar o valor econômico entre duas tintas, pois
uma tinta poderá ter um preço maior, mas seu rendimento ser muito superior a outra que acaba
se tornando mais econômica.
Ex. tinta A – preço unitário = 8,00; %NVV = 43% e espessura 1ª demão = 35 µm
Tinta B – preço unitário = 7,50; %NVV = 37% e espessura 1ª demão = 35 µm
Rendimento teórico : tinta A = (43x10)/35 = 12,3 m2
/litro
Tinta B = (37x10)/35 = 10,6 m2
/litro
A comparação será feita dividindo-se o preço unitário pelo rendimento teórico da tinta para então
obtermos o valor por demão por metro quadrado
Tinta A = 8,00/12,3 = 0,65 $/m2
/demão
Tinta B = 7,50/10,6 = 0,71 $/m2
/demão
Logo do exemplo podemos tirar que a tinta A, embora mais cara, é mais econômica.
O Rendimento Real é definido como a área que se consegue pintar na prática, ou seja, levando
em consideração as condições reais e suas perdas.
Para uma rápida aproximação poderíamos considerar o rendimento real como sendo de 50 a
70% do rendimento teórico.
São levados em consideração para o cálculo do rendimento real:
- rugosidade da superfície
- método de aplicação
- seqüência de demãos, o rendimento vai melhorando conforme vão sendo
aplicadas as demãos
- estado inicial de oxidação
- condições ambientais
- tipo de tinta utilizada
- qualidade da mão de obra
Rendimento real = (% NVV x F) / ((e/10)+R)
%NVV – sólidos por volume a tinta
e – espessura da película seca
F – fração aproveitável da tinta (função do método de aplicação da tinta- pincel, rolo, pistola)
R – fator obtido em função da rugosidade da superfície
Valores do Fator F
Método Rendimento
Pincel ou brocha 0,90 – 0,95
Rolo 0,85 – 0,90
Pistola Convencional 0,75 – 0,90
Pistola “Airless” 0,85 – 0,90
Valores do R:
Rugosidade Média (µµµµm)
R(Coeficiente de Rugosidade)
20 1,3
30 2,0
45 3,0
55 3,7
70 4,7
75 5,0
80 5,4
150 9,0
Obs: para 2ª demão utilizar R igual a 0,5 do valor utilizado para a 1ª demão e para demão de
acabamento utilizar R = 0,5
Custo da tinta
Consumo de tinta (litros/m2
) = 1/rendimento real (m2
/litro)
Custo da tinta ($/m2
) = consumo da tinta x preço da tinta ($/litro)
5 LIMPEZA E PREPARO DA SUPERFÍCIE
O esquema de pintura consiste basicamente de quatro etapas:
- Limpeza e preparo da superfície
- Aplicação da tinta de fundo (primer)
- Aplicação da tinta intermediária
- Aplicação da tinta de acabamento.
A especificação da pintura estará relacionada a diversos fatores, sendo eles os ambientes
corrosivos em que estarão expostos; condições operacionais dos equipamentos; maior ou menor
dificuldade para ser repintado e posição da superfície a ser pintada. Deverá ainda ser levada em
consideração a utilização de tintas específicas como antiincrustante no casco de navios, tintas
reflexivas em demarcação e sinalização, etc.
Para isso deverá ser levado em consideração:
- Limpeza e preparo da superfície: etapas da limpeza, padrão de limpeza e
rugosidade da superfície;
- Tinta de fundo, intermediária e acabamento: tipo, especificação, espessura por
demão, intervalos entre demãos (mínimo e máximo), número de demãos, método de
aplicação da tinta.
O preparo da superfície constitui uma das etapas mais importantes da Pintura Industrial, pois é a
etapa mais cara, cerca de 50% do custo total, e de grande importância para a aderência da tinta.
A melhor tinta poderá se desprender em uma superfície mal preparada.
A ligação da tinta aos metais ocorre por ligações físicas, químicas ou mecânicas. As ligações
físicas ou químicas se dão através de grupos de moléculas existentes nas resinas das tintas e que
interagem com grupos existentes nos metais. A ligações mecânicas são associadas à ligação
física ou química e necessita de uma certa rugosidade na superfície.
Logo o preparo da superfície possui dois grandes objetivos, são eles: a limpeza da superfície para
a remoção de impurezas (tinta antiga ou mal aderida, óleos e graxas, ferrugem, carepa de
laminação) que poderiam prejudicar a aderência da tinta e tem como outro objetivo criar um
perfil de rugosidade o qual aumenta a superfície de contato e proporciona uma boa ancoragem
mecânica da tinta de fundo.
O grau de preparação da superfície depende do esquema de pintura em função da agressividade
do meio ambiente, restrições operacionais, custo, tempo e métodos disponíveis.
A limpeza de superfícies pode ser realizada com a utilização de vários métodos como limpeza
química, limpeza a fogo, limpeza com vapor, limpeza mecânica, etc. Iremos fazer a abordagem
da limpeza mecânica.
A preparação da superfície para pintura utilizando o método de limpeza mecânica envolve três
etapas:
1 – Inspeção: Etapa em que é realizada uma inspeção visual a fim de identificar locais
contaminados com óleo, graxa, respingo de solda, defeitos na superfície, etc.
2 – Limpeza com solvente e remoção de defeitos na superfície: Nos locais onde são
identificados a presença de óleos, graxas ou gordura as mesmas são removidas com a
utilização de solvente. Essas substâncias gordurosas quando não são removidas podem
prejudicar a aderência da tinta. Em locais onde existem defeitos superficiais, como
respingo de solda, o mesmo deve ser corrigido por esmerilhamento.
Estes contaminantes podem ser óleos ou graxas, são óleos de usinagem, óleos de prensagem ou
óleos protetivos temporários, óleos lubrificantes ou combustíveis que podem ser levados pelas
mãos de operadores de máquinas. Temos ainda a contaminação por suor o qual contém água,
gorduras , ácidos e sais. O toque da mão na superfície a ser pintada produz manchas que
causam bolhas nas tintas e assim aceleram a corrosão. Por isso o manuseio das superfícies deve
ser feito com a proteção de luvas.
3 - Limpeza por Decapagem Ácida: É um processo para remoção da carepa formada
quando a chapa foi laminada a quente e para retirar a ferrugem que surgiu durante o
transporte e o armazenamento da chapa.
Para que a decapagem seja eficiente a superfície deve ter sido desengraxada de forma
adequada, pois gordura e oleosidade podem atrapalhar a ação dos decapantes.
Os decapantes geralmente são ácidos, como o clorídrico e o sulfúrico, os quais em reação com os
óxidos produzem sais solúveis, os quais são facilmente removidos por lavagem com um meio
aquoso. Mas peças que estejam sujeitas à tensão, tração ou torção, não deverão sofrer processo
de decapagem com ácidos se não puderem ser colocadas em fornos para minimizar a ação do
hidrogênio gerado no processo, o qual pode penetrar no aço e provocar uma corrosão
intragranular. O processo de aquecimento ajuda a eliminar o hidrogênio e por isso é chamado de
desidrogenação. Para impedir que o ácido ataque também o metal deve-se então adicionar um
inibidor de corrosão ao banho.
4 – Limpeza da superfície por ação mecânica: após a retirada de substâncias gordurosas
e defeitos superficiais, deve-se proceder à limpeza da mesma por um dos métodos
mecânicas que serão descritos posteriormente para que seja atingido o grau de limpeza e
perfil de rugosidade requeridos pelo esquema de pintura escolhido.
CAREPA DE LAMINAÇÃO: é um contaminante especial, pois a mesma é formada quando o aço sai
da siderúrgica com uma camada de óxidos de ferro, a qual é formada na superfície do metal
durante o processo de laminação à quente. Esta carepa é formada em perfis, tubos, vergalhões e
chapas, dentro da faixa de 1250º C e 450º C, sendo que basta esquentar qualquer peça de aço
dentro desta faixa de temperatura que o oxigênio reage com o ferro e forma-se a carepa.
A carepa tem as seguintes características: é aderente, é impermeável, é dura e é lisa.
A carepa de laminação possui coeficiente de dilatação diferente do coeficiente do aço e por estar
sujeito a dilatação devido o calor do sol e contração devido a temperatura ser mais baixa durante
a noite a carepa acaba se trincando e se destacando, levando a tinta junto.
Um outro problema que pode ocorrer com a pintura sobre a carepa é que a mesma é lisa e com
isso dificulta a aderência da tinta.
Fig. Carepa se formando pela reação do oxigênio do ar com o ferro do aço
Logo concluímos que a carepa de laminação é prejudicial, pois poderá provocar a trinca e
dificulta a aderência da tinta junto à superfície.
5.1 Tipos de Limpeza por Ação Mecânica
Os principais tipos de limpeza por ação mecânica são: Limpeza com ferramentas manuais,
Limpeza com ferramentas mecânicas manuais e Limpeza com jateamento abrasivo.
- Limpeza com ferramenta manual: Limpeza onde é realizada a remoção da
camada de óxidos e outros materiais que não estejam muito aderidos à superfície, sendo
utilizado ferramentas manuais como lixas, escovas de aço, raspadores, marteletes, etc.
Este é um tipo precário de limpeza pois possui um baixo rendimento de execução,
aproximadamente 0,3 m2/h, sendo. São aplicadas geralmente em superfícies pequenas e para
retoques, em locais de atmosferas não agressivas e próximo à instrumentos ou equipamentos
para evitar a contaminação com areia e poeira. Este tipo de limpeza corresponde ao padrão St2
da Norma Sueca SIS 05 59 00.
Tintas betuminosas e à base de óleo têm um desempenho satisfatório em superfície com este
preparo.
- Limpeza com ferramenta mecânica: Limpeza onde é realizada a remoção de
camada de óxidos e outros materiais não muito aderidos à superfície, utilizando
ferramentas mecânicas manuais como escovas rotativas, lixadeiras, pistola de agulhas,
etc, mas por serem movidos à energia elétrica ou a ar comprimido conseguem ter mais
força e proporcionam um melhor rendimento, entre 3 e 6 m2/h, e uma melhor qualidade
da limpeza do que as ferramentas manuais, proporcionando desta forma uma superfície
com grau de limpeza padrão St3. Deve ter cuidado para não ocorrer o polimento da
superfície o que dificulta a aderência da tinta.
Da mesma forma que a anterior, limpeza por ferramentas manuais, é recomendável onde não for
possível, por razões técnicas ou econômica, a aplicação de um método mais eficiente de limpeza,
como o jateamento abrasivo.
Podem ser utilizadas tintas betuminosas ou à base de óleo secativo que aceitam este preparo de
superfície.
- Limpeza por jateamento abrasivo: Limpeza onde é realizada a remoção da
camada de óxidos e substâncias depositadas sobre a superfície por meio de aplicação de
jato abrasivo de areia, granalha de aço, óxidos de alumínio ou escória de cobre. Este jato
abrasivo é obtido pela projeção destas partículas (areia, granalha, etc) sobre a
superfície, impulsionadas por um fluido, geralmente é utilizado o ar comprimido.
Este tipo de limpeza é o mais recomendável por ter um maior rendimento na execução,
proporcionando uma limpeza mais adequada e uma rugosidade excelente para boa ancoragem
da película de tinta.
Quanto melhor o grau de limpeza e maior o perfil de rugosidade teremos uma melhor adesão da
tinta, bem como um melhor desempenho e durabilidade do esquema de pintura.
Podemos classificar o jateamento abrasivo em quatro graus de jateamento, bem como classificar
o estado inicial de oxidação da superfície de aço em quatro graus.
A norma Sueca SIS 05 59 00 estabelece normas visuais para classificação do estado inicial de
oxidação da superfície, também chamado de grau de intemperismo. São eles:
GRAU A – Superfície de aço que contém carepa de laminação intacta em toda a
superfície, sem corrosão.
GRAU B – Superfície de aço com um início de intemperismo, ou seja, um princípio de
desprendimento da carepa de laminação devido à corrosão atmosférica e dilatação
diferencial entre carepa e metal.
GRAU C – Superfície de aço onde a carepa foi eliminada e se observa uma corrosão
atmosférica uniforme e generalizada, mas não apresenta sinais de cavidades visíveis.
GRAU D – Superfície de aço onde não encontramos a carepa e apresenta ainda uma
corrosão atmosférica severa com pontos profundos de corrosão, chamados pites ou
alvéolos.
Superfícies com Grau A só aceitam jato ao metal branco ou quase-branco. Superfícies no Grau D
não são indicadas pois têm uma menor produtividade na limpeza, maior consumo de energia,
abrasivo, etc, e ainda um maior consumo de tinta de fundo. Os melhores graus para iniciar a
limpeza estão entre os Graus B e C.
Temos ainda Graus de Intemperismo para superfícies pintadas. São eles:
Grau 8 – A pintura atual encontra-se quase intacta
Grau 6 – A tinta de fundo está exposta, presença de corrosão e tinta solta em menos de
1% da área.
Grau 4 – Encontramos corrosão em até 10% da área.
Grau 2 – Encontramos corrosão em até 33% da área.
Grau 0 – temos uma corrosão intensa, com pites, alvéolos e tinta sem aderência.
Graus de Limpeza com jateamento abrasivo:
St2 – Limpeza manual, onde é executada com ferramentas manuais.
St3 – Limpeza mecânica, onde a mesma é executada com ferramentas mecânicas
manuais.
Sa1 – limpeza ligeira ou jato de escovamento (brush-off), executada de forma ligeira e
precária. Possui um rendimento de 30 a 45 m2/h, considerando superfícies em grau C.
Só remove a ferrugem não aderente. Não é aplicável em superfícies de Grau A. Seu uso é
geralmente para repintura.
Sa2 – limpeza ao metal cinza ou jateamento comercial, se trata de uma limpeza onde
cerca de 50 a 65% da carepa de laminação e da ferrugem são eliminados, chapa fica
numa cor cinza escuro. Não é aplicável à superfícies em Grau A. Possui um rendimento
de 15 a 20 m2/h.
Sa21/2 – Limpeza ao metal quase branco, temos cerca de 95% da carepa e da ferrugem
são removidas. A superfície fica com numa cor cinza claro, sendo toleradas pequenas
manchas ou raias de óxidos encrustados. Rendimento com cerca de 10 a 15 m2/h.
Sa3 – Limpeza ao metal branco, onde 100% da carepa e da ferrugem são removidos,
deixando a superfície completamente limpa. Grau máximo de limpeza onde a superfície
fica com uma cor cinza claro e uniforme. Rendimento é de cerca de 6 a 12 m2/h.
Alguns fatores são levados em consideração para a seleção entre os abrasivos, são eles:
Facilidade de aquisição, custo, rendimento (m2/h), perfil de rugosidade obtido, uso em céu
aberto ou em local confinado e ainda restrições ao ambiente e à saúde.
Os abrasivos mais utilizados são: Areia, Granalha de aço, sinter ball e escória de cobre.
O jateamento abrasivo com utilização de Areia têm baixo custo, pois a mesma é um abrasivo
natural retirado de rios ou de jazidas.
Após o jateamento com a areia temos que cerca de 70% deste material resulta em pó e sua
reciclagem chega a no máximo dois ciclos. Quando o jateamento é feito em superfícies com
tintas velhas e metais pesados, temos ainda um problema para o descarte do pó que fica
contaminado. É importante que a areia utilizada para o jateamento deva estar isenta de sais,
umidade, argila, mica, carvão ou de conchas, os quais podem iniciar a corrosão.
Seu uso é restrito a campo aberto, pois ao se chocar contra o metal a uma velocidade entre 300
e 700 km/h os grãos de areia se partem e viram pó. O organismo não consegue eliminar, via
defesas respiratórias, partículas menores que 5 micrômetros, os quais acabam chegando nos
pulmões. A aspiração deste pó provoca doenças graves como a silicose, que é uma doença
irreversível e incurável. Esta doença surge como resposta do tecido pulmonar ao acúmulo de
sílica nos pulmões, provocando a perda de elasticidade do tecido pulmonar, o que dificulta a
respiração e pode até levar à morte. Por este motivo desde 2004 uma portaria do Ministério do
Trabalho e Emprego proibiu a utilização de areia como abrasivo do jateamento.
Este tipo de jateamento também pode ser prejudicial à equipamentos elétricos e mecânicos onde
os graus de areia podem impregnar.
Já para o jateamento com uso de Granalha de aço como abrasivo utilizam sistemas de
recuperação da granalha. O sistema mais simples de recuperação manual é sacrificante para o
operador, pois a pá de granalhas pesa cerca de 15 Kg. Temos outros sistemas automáticos de
recuperação com piso gradeado, elevadores de canecas e sistema de purificação das granalhas,
obtendo o máximo de reaproveitamento das granalhas.
As granalhas são feitas com um tipo especial de aço de alta dureza. Podem ter dois formatos,
esféricas (shot), as quais formarão um perfil
arredondado, ou angulares (grit), as quais
formarão um perfil anguloso.
As vantagens do jateamento com granalha de aço
em relação ao jateamento com areia é que o
sistema que utiliza a granalha executa uma
limpeza mais rápida, rendimento de 13 m2/h, produz menos poeira e desta forma se torna
menos nociva e possui um reaproveitamento maior que a areia, cerca de 8 – 10 vezes.
Também possui as suas desvantagens em relação à areia que são a produção de rugosidade
irregular com ângulos mais agudos, custo maior (se tornando viável apenas com o
reaproveitamento, ou seja, em circuito fechado). Uso só permitido em ambiente confinado com
exaustão adequada, pois emite alta quantidade de material particulado, cerca de 150 mg/Nm3.
Jateamento utilizando Sinterball o qual é obtido da bauxita sinterizada, não contém sílica (mais
de 80% de óxido de alumínio). É um material duro, leve e não enferruja. Também pode ser
encontrado nas formas esféricas e angulares. Com a utilização deste tipo de material uma
pequena porção fica incrustada na superfície o que torna a coloração da superfície mais escura
do que na utilização de areia ou granalha de aço. Este material incrustado não causa corrosão e
nem prejudica a aderência da tinta.
5.2 Rugosidade de Superfície
Durante o impacto das partículas do abrasivo contra a superfície, temos a retirada da carepa de
laminação, mas junto é arrancado parte do metal. Este impacto provocará uma aspereza da
superfície, chamada de rugosidade. Esta rugosidade pode ser medida e é chamada de perfil de
rugosidade ou perfil de ancoragem, pois a mesma tem grande importância na aderência da tinta.
O perfil de rugosidade ideal é aquele entre ¼ e 1/3 da espessura total das camadas de tinta. Se
for mais baixa poderá ter uma fraca aderência da tinta e se for mais alta podem ficar picos fora
da tinta e assim originar corrosão nestas áreas.
Os principais fatores que influenciam na obtenção de um perfil de rugosidade são: estado inicial
da superfície, tipo de abrasivo e sua granulometria, pressão, vazão do ar comprimido e ainda
ângulo de jato, além da distância do bico.
A medida da rugosidade pode ser realizada por um rugosímetro ou através de discos
comparadores. Rugosímetro é um relógio com uma agulha, contendo uma base de seção circular
e um corte nesta base para visualização da agulha. Este aparelho quando apoiado sobre uma
placa plana a agulha toca o plano da base e o aparelho marca zero. Ao se colocar o aparelho
sobre a superfície jateada a base circular fica apoiada sobre os picos mais altos e a agulha desce
ao fundo dos vales. Esta diferença entre o plano dos picos e os fundos dos vales é indicada no
relógio comparador em micrometros e representa a medida do perfil de rugosidade em cada
ponto onde é feita a leitura. Devem ser realizadas diversas medidas e desta forma obtemos uma
média representativa do perfil de rugosidade.
Os discos comparadores são compostos de cinco segmentos com perfil de rugosidade de 0,5; 1;
2; 3 e 4mils (ou seja, aproximadamente 12,5; 25; 50; 75 e 100 µm), onde estas superfícies são
feitas de níquel e possuem um furo circular no meio. A medida é feita colocando-se este disco
sobre a superfície e iluminando seu centro com uma lanterna especial. Esta determinação é feita
de forma visual onde determinamos a rugosidade pela igualdade com uma das cinco superfícies
pré-determinadas ou através de interpolações destes valores. Existem três tipos de discos, sendo
um para uso em superfície jateada com areia, outro para superfície jateada com granada shot e
outro para granalha grit.
A granulometria do abrasivo pode ser variada para se obter perfis de rugosidade diferentes.
Partículas maiores produzem perfil mais alto e partículas menores produzem um perfil mais
baixo.
A tabela a seguir apresenta o perfil médio de rugosidade em função da granulometria dos
abrasivos.
Estes valores são obtidos com uma pressão de 7kg/m2, tanto para areia quanto para as
granalhas.
O tempo em que a superfície jateada pode ficar sem pintura depende das condições do clima e
localização do ambiente onde a superfície ficará exposta.
- com umidade relativa do ar entre 30 e 70% a superfície poderá ficar exposta até
8 horas.
- Com umidade relativa do ar entre 70 e 85% não deverá passar de 4 horas
- Ambientes industrial agressivo ou à beira mar não deve passar de 2 horas.
- Se houver poeira no ar ou chuvisco de torres de resfriamento deverá ser
providenciado a cobertura do local por lonas e o tempo deverá ser o menor possível.
- Se a umidade estiver acima de 85% não deverá ser efetuado nem o serviço de
jateamento, nem o serviço de pintura.
5.3 Equipamentos para jateamento
É importante o correto dimensionamento do equipamento de jateamento em função do serviço,
pois se feito de forma errada poderá provocar um baixo rendimento, mau preparo da superfície e
um perfil de rugosidade inadequado.
Os equipamentos utilizados para o jateamento abrasivo são constituídos por:
- compressor;
- separador de umidade;
- filtro de óleo;
- vaso de pressão;
- válvula de mistura ar-abrasivo;
- sistemas de controle remoto;
- mangueiras;
- bicos;
- abrasivo.
O compressor deverá fornecer o ar com uma pressão de aproximadamente 0,69 Mpa no bico e
ainda uma vazão de ar compatível com o tamanho do equipamento de jato e com o diâmetro
interno do bico. O ar utilizado deve ser desumificado no separador de umidade e ter óleo
removido no filtro.
O vaso de pressão deverá ter um duplo compartimento e possuir válvula de segurança e uma
válvula automática de enchimento.
Os bicos direcionam o abrasivo em alta velocidade, projetando-o contra o substrato metálico. Os
bicos podem ser retos, no qual a velocidade da partícula é de 350km/h, ou venturi, o qual
produz uma maior velocidade do abrasivo, ou seja cerca de 750km/h, e tem maior área de
impacto, produzindo assim maior rendimento (cerca de 20-30% a mais). Eles podem ser
fabricados em:
Cerâmica: Têm pequena vida útil, duas a três horas;
Ferro Fundido: vida útil de seis a dez horas;
Carbeto de Tungstênio: vida útil de 250 a 400 horas;
Carbeto de boro: vida útil de 800 a 1000 horas.
Existem técnicas de jateamento onde a distância do bico pode varias de 15 a 50 cm. Distâncias
menores são utilizadas para retirada de carepa de laminação ou ferrugem firmemente aderidas,
já distâncias maiores são utilizadas para remover pinturas antigas.
Ainda temos o ângulo de ataque que pode variar de 45 a 90 graus e com uma leve inclinação
afastará o pó, o que melhora a visão.
O jateamento também deve ter alguns cuidados pois o jato pode ferir e até matar. O bico deve
ser ligado a fio-terra para evitar faíscas na presença de gases inflamáveis. Deve ainda ser
utilizado vestimenta e capacete com suprimento de ar puro.
Temos ainda outros processos de Jateamento, como:
Jateamento úmido: Chamado também de jateamento com areia a úmido, onde é introduzida
água no sistema antes do bico, no bico ou ainda após o bico. O sistema em que a água é
adicionada antes do bico é o menos utilizado por ser o mais difícil de executar. Já o processo em
que utiliza a mistura da água após o bico não é tão eficiente e consome um grande volume de
água, sendo muito pesado para o jatista e desta forma é pouco utilizado. Logo o sistema que
apresenta melhores resultados é o que molha a areia no meio do bico.
Esse jateamento úmido tem a vantagem de emitir uma menor concentração de pó emitido para a
atmosfera, além de não produzir faíscas e eliminar sais solúveis da superfície.
Jateamento sem inibidor de corrosão: a água deve ser limpa e ligeiramente alcalinizada (PH
acima de 8,5). O processo deve ser rápido e após o jateamento deve-se secar rapidamente a
superfície com ar comprimido limpo e seco.
Jateamento com inibidor de corrosão: O inibidor mais utilizado é o Nitrito de Sódio. Após o
jateamento à úmido deve-se lavar com água limpa e secar rapidamente com ar comprimido e
seco. O grau máximo conseguido é Sa21/2. Nestes casos deve-se ter muito cuidado para retirar
os resíduos, pois a presenças do mesmo poderá provocar a formação de bolhas e assim futura
corrosão.
O “Flash Rust” trata-se de uma oxidação superficial que ocorre minutos, ou até horas, após um
jato úmido ou hidrojato onde desaparece o aspecto metálico. A velocidade em que ocorre o
“flash Rust” pode ser indicativa da contaminação da superfície por sais ou presença de umidade.
Elas são evitadas com a utilização do inibidor de corrosão, mas como dito anteriormente deve-se
ter cuidado de remover os resíduos do nitrito.
Hidrojateamento: É o processo onde se utiliza somente água sob alta pressão. O impacto da
água contra a superfície consegue remover ferrugem, tinta velha e até carepa de laminação. Mas
por não possuir partículas sólidas não consegue produzir uma rugosidade suficiente na superfície.
Ela é indicada para superfície que já foram jateadas, onde irá remover a tinta velha e expor a
rugosidade da superfície no jateamento original.
O Hidrojato possui diversas vantagens, como: Remove sais solúveis da superfície, não utiliza
abrasivo logo elimina o problema de descarte do abrasivo gasto, não contamina os instrumentos
e equipamentos com areia, independe das condições atmosféricas (pode ser executado à noite
ou com alta umidade), produz uma menor quantidade de resíduos (ferrugem e tinta), utiliza
mão-de-obra reduzida e não produz fagulhas ou centelhas (permite executar o serviço com os
equipamentos em funcionamento). Mas este processo também implica em algumas
desvantagens, como: não promover perfil de rugosidade, é perigoso devido às altas pressões
utilizadas, também gera flash rusting na superfície.
Este tipo de jateamento atende normas de proteção ambiental com ótimos resultados na pintura
de tanques, plataformas marítimas , navios, etc.
Comparação entre os rendimentos:
- jato seco com areia: 7m2/h
- jato úmido: 3m2/h
- jato com granalha de aço: 8 a 12 m2/h (reciclável muitas vezes)
- jato por sinter ball: 8 a 12 m2/h (reciclável até 30 vezes)
- Hidrojato alta pressão: 1,5 a 4 m2/h
- Hidrojato ultra pressão: 15 a 20 m2/h
Graus de limpeza após Hidrojato
Pela Norma Americana:
WJ1 – Remoção de toda a ferrugem, carepa e tinta existente, até se obter um acabamento fosco
e uniforme
WJ2 – 95% da área livre de resíduos e o restante com focos dispersos de ferrugem e tinta já
existente
WJ3 – 2/3 da superfície livre está livre de resíduos
WJ4 – Remoção somente da ferrugem e carepas soltas e tintas não aderidas
Pela Norma Alemã:
DW1 – Remoção somente da ferrugem e carepas soltas e tintas não aderidas
DW2 – permanecem na superfície a tinta e carepa que estão firmemente aderidas
DW3 – remoção de toda a carepa, ferrugem e ainda a tinta antiga.
Equivalência entre as normas:
WJ4 = DW1
WJ3 = DW2
WJ2 = DW3
Outro tipo de jateamento abrasivo é aquele que utiliza máquinas equipadas com turbinas
centrífugas. A turbina é um rotor centrífugo com palhetas que ao girar em alta velocidade
arremessa as partículas de aço contra a peça. Este método é eficiente, pois não produz poeira e
serve para perfis, tubos, chapas, e vigas e também para peças com geometria complicada. Em
alguns casos as peças passam por rotores em posições fixas e giram na frente das turbinas
centrífugas.
5.4 Processos de Conversão
São processos de tratamento da superfície com o objetivo de melhorar a ancoragem da camada
de tinta e ainda inibir os processos corrosivos.
Alguns processos:
Fosfatização: trata-se do tratamento da superfície onde é aplicado ácido fosfórico misturado à
outras substâncias onde em reação com óxidos existentes na superfície formarão nesta superfície
uma fina camada de fosfato o qual inibe o processo corrosivo e aumenta a aderência da tinta.
Somente a fosfatização aumenta a resistência à corrosão em cerca de 5 vezes.
A fosfatização pode ser realizada de três maneiras: fosfato 3 em 1, fosfato por imersão e fosfato
por spray.
Fosfato 3 em 1 – É um fosfato simples com relativa resistência anticorrosiva e seus componentes
(desengraxante, decapante e fosfatizante) são formulados e embalados juntos. Sua aplicação
ocorre por spray em alta pressão, tendo bom resultado quando aplicado em dois passes e a
quente.
Fosfato por imersão ou spray – São os melhores métodos de limpeza e preparação de superfície
no processo industrial.
O método é realizado segundo os seguintes estágios descritos no esquema a seguir.
O refinador trata-se de um banho levemente alcalino que também funciona como uma
decapagem alcalina com banho bem controlado, que além de remover os óxidos leves e a
oleosidade, condiciona a superfície, promovendo a precipitação dos fosfatos. Este processo tem
por finalidade criar pontos de nucleação na superfície metálica que induzam a formação de
cristais pequenos e fortemente aderidos.
Métodos de aplicação:
Imersão – a peça cumpre uma seqüência de banhos em tanques, com controle de tempo,
temperatura, concentração de produtos químicos e controle de contaminação destes banhos.
Pulverização – processo que atualmente tem mostrado melhores resultados. As peças atravessam
cabinas compartimentadas onde os produtos químicos são pulverizados através de bicos
injetores. A quantidade dos produtos químicos são menores, mas pelo impacto do jato sobre as
peças, eles podem atuar com maior eficiência do que estáticas dentro dos tanques.
A fosfatização é utilizada na pintura em fábrica de geladeiras, máquinas de lavar, móveis de aço,
industria automobilística, ferramentas, etc.
Passivação: processo após a fosfatização com o objetivo de fechar poros deixados na camada de
fosfato. Aumentando desta forma a resistência à corrosão. A passivação também aumenta a
aderência da tinta. O processo consiste em mergulhar a peça fosfatizada em um banho de
anidrido crômico.
Após a passivação a peça deve ser levada para um estufa ou passar por sopros de ar quente
(temperaturas entre 100 e 150º C, para que seja feita uma secagem e seja removida toda e
qualquer umidade existente na superfície, pois a mesma poderiam formar bolhas na pintura e
prejudica-las futuramente.
Oleamento: Consiste em mergulhar a peça, já passivada, em óleo com o objetivo de aumentar a
resistência à corrosão das peças não pintadas e ainda aumentar a resistência ao atrito e desgaste
em peças móveis. Ex. Engrenagens, anéis de pistão, etc.
Tintas de aderência ou condicionadora de superfície: São tintas com capacidade de ancorar em
superfícies com limpeza apenas razoável e assim permitir que esquemas melhores passem a ser
aplicados. É essencial na aplicação de tintas sobre superfícies Galvanizadas, alumínio e aço inox.
Existem dois tipos de tinta de aderência: Wash-primer (tinta com veículo vinílico contendo ácido
fosfórico e como pigmento cromato de zinco) e Tinta epóxi-isocianato pigmentado com óxido de
ferro.
Wash-primer – é uma tinta que quando aplicada sobre a superfície forma uma fina película (10 -
15 µm, pois espessuras maiores podem prejudicar aderência) com rugosidade propícia para a
aderência das demais mãos de tinta. Esta tinta é essencial na pintura de Alumínio e aço
galvanizado e tem como objetivos aumentar a aderência da tinta, passivar a superfície inibindo a
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  • 1. Universidade Federal do Rio de Janeiro Centro de Tecnologia Escola Politécnica Departamento de Engenharia Naval e Oceânica PROJETO FINAL DE CURSO “Qualidade da Pintura na Construção Naval” Luciano Viceconte de Castro Aluno de Graduação DRE:098138326 Marta Cecília Tapia Reyes Orientadora 2009/07
  • 2. INDICE INDICE ......................................................................................................................................2 1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................3 2 CORROSÃO.........................................................................................................................4 2.1 Processos Corrosivos ...................................................................................................4 2.1.1 Corrosão Eletroquímica.........................................................................................4 2.1.2 Corrosão Química.................................................................................................4 2.2 Ambientes Corrosivos ..................................................................................................5 2.3 Tipos de corrosão........................................................................................................6 3 PINTURA INDUSTRIAL .........................................................................................................7 3.1 Mecanismos de proteção (Barreira, Anódica e Catódica) ..................................................7 3.2 Outras finalidades da Pintura Industrial .........................................................................7 3.3 Tipos de Pintura..........................................................................................................9 4 TINTA ..............................................................................................................................10 4.1 Composição da tinta..................................................................................................10 4.1.1 Veículo..............................................................................................................10 4.1.2 Pigmento ..........................................................................................................12 4.1.3 Aditivo ..............................................................................................................14 4.1.4 Carga ...............................................................................................................15 4.2 Teor de Pigmentos ....................................................................................................15 4.3 Formação da Película de tinta.....................................................................................16 4.4 Classificação das tintas ..............................................................................................17 4.4.1 Tinta de Fundo ou “primer”.................................................................................17 4.4.2 Tintas Intermediárias ou “Tié Coat”......................................................................17 4.4.3 Tintas Acabamento.............................................................................................18 4.5 Tipos de Tinta...........................................................................................................18 4.6 Rendimento da Tinta .................................................................................................25 5 LIMPEZA E PREPARO DA SUPERFÍCIE..................................................................................27 5.1 Tipos de Limpeza por Ação Mecânica...........................................................................29 5.2 Rugosidade de Superfície ...........................................................................................31 5.3 Equipamentos para jateamento ..................................................................................32 5.4 Processos de Conversão.............................................................................................34 6 APLICAÇÃO DA TINTA .......................................................................................................37 6.1 Métodos de aplicação ................................................................................................37 6.2 Recomendações para aplicação de tinta.......................................................................42 7 ESQUEMA DE PINTURA......................................................................................................45 7.1 Seleção do Esquema de Pintura ..................................................................................45 7.2 Aderência.................................................................................................................48 8 INSPEÇÃO ........................................................................................................................49 9 DEFEITOS ........................................................................................................................55 9.1 Defeitos de película ...................................................................................................55 10 ASPECTOS ECONÔMICOS...................................................................................................59 10.1 Custo inicial..............................................................................................................59 10.2 Custo de manutenção................................................................................................59 10.3 Comparação entre os custos de esquemas de pintura....................................................60 11 Práticas de Projeto ............................................................................................................62 12 CONCLUSOES ...................................................................................................................64 13 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................65
  • 3. 1 INTRODUÇÃO A Pintura Industrial é um método simples, mas utilizado em larga escala para a proteção anticorrosiva em superfícies metálicas. O esquema de pintura selecionado deve levar em consideração no momento de escolha os três aspectos principais: Desempenho, Custo e Preservação Ambiental. Durante um estágio em um estaleiro de Niterói fui alertado por um funcionário do controle da qualidade sobre a importância da pintura numa embarcação e ainda que era um setor no qual não davam muita importância, só olhavam para estruturas, máquinas, elétrica, etc. Escutando estas palavras e vendo que na faculdade não existe uma disciplina que trate deste assunto, resolvi fazer este trabalho de qualidade onde apresento os aspectos gerais da Pintura Industrial e no final ainda farei uma abordagem sobre o aspecto econômico, alertando sobre a economia que pode ser feita ao escolher um esquema de pintura correto e ainda, principalmente, podem ser observados alguns aspectos para reduzir a ocorrência de defeitos e com isso não ter um aumento de custo durante a própria construção de um navio.
  • 4. 2 CORROSÃO É a deterioração dos materiais, especialmente metálicos, pela ação do meio ambiente ou de agentes corrosivos, levando à perda de suas propriedades, desgaste e alterações estruturais, tornando-os inadequados para o uso. O processo de corrosão pode ser visto como o inverso do processo metalúrgico (onde adicionamos energia ao composto, óxido de ferros, e obtemos o metal). Na corrosão ocorre um processo espontâneo onde o metal retorna aos óxidos que lhe deram origem. 4 Fe + 3 O2 + 2 H2O → 2 Fe2O3.H2O (ferrugem) Logo podemos observar que os alimentos básicos da corrosão são o oxigênio e a água. O oxigênio é encontrado no ar atmosférico e a água pode ser encontrada na forma líquida ou de vapor. A própria umidade relativa do ar fornece água necessária para a corrosão. Em termos de material danificado pela corrosão, estima-se que uma parcela superior a 30% do aço produzido no mundo seja utilizado para reposição de peças e partes de equipamentos deteriorados pela corrosão e ainda sob o ponto de vista de custo, estima-se em 3,5% do PIB o dispêndio com a corrosão em países industrializados, mas também que cerca de 25% deste valor poderia ser economizado se fossem aplicadas de forma correta as técnicas de proteção anticorrosivas. 2.1 Processos Corrosivos Os processos corrosivos podem ser classificados em dois grupos Corrosão Eletroquímica; Corrosão Química. 2.1.1 Corrosão Eletroquímica Os processos de corrosão eletroquímica são caracterizados por ocorrerem: necessariamente na presença de água líquida; em temperaturas abaixo do ponto de orvalho e devido à formação de uma pilha de corrosão. Este tipo de corrosão é a mais freqüente na natureza. Como conseqüência do funcionamento da pilha tem-se a reação de oxidação de um local e reação de redução de outro, com um deslocamento dos elétrons envolvidos entre os dois locais. 2.1.2 Corrosão Química São processos também chamados de corrosão ou oxidação em altas temperaturas. São menos freqüentas na natureza e se caracterizam basicamente por ocorrerem: na ausência de água líquida; em temperaturas elevadas (sempre acima do ponto de orvalho) e devido à interação entre o metal e o meio corrosivo (não há deslocamento de elétrons como no caso das pilhas eletroquímicas)
  • 5. 2.2 Ambientes Corrosivos Os meios corrosivos são os responsáveis pelo aparecimento do eletrólito. O eletrólito é uma solução de água contendo sais, ácidos ou bases, que tem como característica ser eletricamente condutor. Os principais meios corrosivos e os eletrólitos formados por eles são: atmosfera: o ar da atmosfera contém umidade, sais em suspensão, gases industriais, poeira, etc. O eletrólito é constituído pela água que condensa na superfície junto com sais ou gases de enxofre. Solos: Estes contêm umidade e sais minerais. O eletrólito é formado pela água com os sais dissolvidos; Águas: estas águas podem ser dos rios, lagos ou do subsolo e podem conter sais minerais, resíduos industriais, poluentes diversos e gases dissolvidos. O eletrólito é constituído de água com sais dissolvidos. Os outros constituintes podem acelerar o processo corrosivo; Água do mar: contém grandes quantidades de sais, sendo um eletrólito por excelência. Produtos químicos: os produtos químicos quando em contato com a água ou com a umidade, se tornam um eletrólito. Podemos ainda definir tipos de atmosfera, de acordo com as condições que cada uma oferece para favorecer a corrosão atmosfera marinha: é aquela sobre o mar e na orla marítima (até 500 metros da praia); atmosfera junto à orla marinha: é aquela situada entre 500 metros da praia até onde os sais possam alcançar; atmosfera industrial: envolve as regiões onde se encontrem gases provenientes de combustão, principalmente aqueles que contenham alto teor de enxofre; atmosfera úmida: locais onde a umidade relativa média está acima de 60%; atmosfera urbana e semi-industrial: locais onde se encontra uma razoável quantidade de gases provenientes da queima em veículos automotores e uma industria desenvolvida; atmosfera rural e seca: locais onde não há gases industriais, sais em suspensão e a umidade relativa do ar está com valores mais baixos. Também temos os tipos de imersão ao qual estará em contato a superfície: líquidos aquosos: a agressividade depende da resistividade elétrica e presença de sais ou gases dissolvidos; produtos de petróleo: são em modo geral pouco agressivos; produtos químicos: a agressividade depende da presença de água ou umidade e ainda do grau de ionização da substância química. Para finalizar podemos ainda ter uma relação com a temperatura da superfície: na faixa de 80º e 100ºC pode ocorrer condensação de umidade e assim ocorrer corrosão eletroquímica; para temperaturas acima de 100º C não ocorre condensação na superfície e portanto a corrosividade é desprezível; para temperaturas acima de 400º C pode ocorrer corrosão química em temperatura elevada. Quanto à agressividade podem estar divididas da seguinte forma: ATMOSFERA MUITO AGRESSIVA: Marinha ou Industrial - espessura de tinta mínima de 250 µm ATMOSFERA MEDIAMENTE AGRESSIVA: Urbana ou úmida - espessura de tinta mínima de 160 µm ATMOSFERA POUCO AGRESSIVA: Rural ou Seca (com valores baixos para a umidade relativa do ar) - espessura de tinta mínima de 120 µm
  • 6. IMERSÃO: água doce, água salgada, produtos químicos, etc - espessura de tinta mínima de 300 µm SUPERFÍCIES QUENTES: As superfícies se subdividem em quatro categorias: de 80ºC até 120ºC, de 120ºC até 250ºC, de 250ºC até 500ºC ou acima de 500ºC - espessura mínima de tinta de 75 – 120 µm. 2.3 Tipos de corrosão Corrosão generalizada: − Corrosão uniforme – ocorre por toda superfície com perda regular de espessura do material ocorrendo a formação de escamas de ferrugem. − Corrosão Localizada: − Corrosão por placas – perda da espessura numa região específica de um material. − Corrosão alveolar – corrosão que ocorre na superfície metálica sob a forma de cavidade arredondada com profundidade menor que o diâmetro. − Corrosão por pites (puntiforme) - É aquela que ocorre na superfície metálica sob forma de cavidade de fundo em forma angular, com profundidade maior que o diâmetro. Corrosão branca - Produto de corrosão de metais não ferrosos, tais como zinco e alumínio − Corrosão bacteriana - É a corrosão provocada por microorganismos − Corrosão galvânica - ocorre em diferentes potenciais e só se processa na presença de eletrólito, ocorrendo transferência de elétrons. Quando tivermos dois eletrodos em um meio eletrólito (permite a condução de eletricidade através de íons) um destes eletrodos será o Anodo (mais eletronegativo e libera íons para a solução, é quem se corrói) e o Catodo (mais eletropositivo e libera eletros para a solução, ele permanece intacto). Fig.1 – Corrosão Uniforme Fig.2 – Corrosão por Placas Fig.3 – Corrosão Alveolar Fig.4 – Corrosão por Pites
  • 7. 3 PINTURA INDUSTRIAL A pintura é o método mais barato e apropriado para a proteção de estruturas e equipamentos metálicos contra a corrosão. A tinta é muito eficiente nesta proteção, observando também a facilidade de aplicação e manutenção da mesma. O objetivo principal da pintura é evitar a corrosão. 3.1 Mecanismos de proteção (Barreira, Anódica e Catódica) A pintura industrial utiliza três mecanismos fundamentais contra a corrosão: barreira física, Proteção Anódica inibição e Proteção catódica. Barreira Física – este tipo de inibição ocorre quando se coloca uma película impermeável entre o substrato e o meio corrosivo, impedindo a passagem dos agentes corrosivos (umidade e íons agressivos). Para este tipo de mecanismo a eficiência da proteção está relacionada com a espessura do revestimento e da resistência da tinta ao meio corrosivo. Proteção Anódica – também chamada de passivação anódica, este mecanismo é observado nas tintas de fundo “primer”. Estas tintas são dotadas de pigmentos anticorrosivos de inibição anódica, que na presença de água e oxigênio (que atravessaram a camada de tinta) fornecem substâncias com propriedades inibidoras de corrosão. Elas formam junto ao metal uma camada de óxido de ferro, o qual impede a passagem de íons do metal. Proteção Catódica – é a proteção na qual se utiliza uma tinta contendo pigmentos metálicos, que possuem uma posição inferior ao ferro na série eletroquímica. Estes pigmentos encontram-se em elevada concentração na película seca. A substância mais comem é o Zinco. Ou seja, na presença do Zinco o ferro torna-se catódico e em contato com o meio corrosivo o zinco será consumido (pois ele será anódico). O Zinco é sacrificado enquanto o aço permanece intacto. 3.2 Outras finalidades da Pintura Industrial A pintura industrial ainda possui outras finalidades: Cor: Identificação dos armadores da embarcação As cores são as partes visíveis do espectro eletromagnético o qual se torna visível quando compreendido entre os comprimentos de onda de 380 mm e 780 mm. Para comprimento de onda menor que 380 mm – radiação ultravioleta Para comprimento de onda maior que 780 mm – infravermelho As cores são o preto, o branco e seis cores básicas (violeta, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho) Tonalidade – é a cor formada pela combinação das cores básicas Auxílio na segurança industrial: Rápida identificação de fluidos (Ex.: verde – água de resfriamento; vermelho – água de incêndio; amarelo – cloro), identificação de equipamentos (logotipo, etc.), sinalização (Ex.: vermelho – redes de incêndio; amarelo – escadas, corrimão, etc.), tinta anti-derrapante, indicação de falhas (tintas indicadoras de alta temperatura, estas tintas mudam de cor com o aumento da temperatura. Ex.: resina silicone com pigmento de óxido CR que ao atingir uma temperatura de 270º ocorre a mudança da cor original azul para a cor branca).
  • 8. Absorção de calor: as cores escuras fazem maior absorção de calor Ex.: no tanque de óleo combustível temos que o aumento da temperatura diminui a viscosidade do óleo, facilitando o bombeamento do mesmo. Já as cores claras produzem uma maior reflexão do calor evitando evaporação de líquidos muito voláteis. Redução do atrito pela diminuição da rugosidade superficial Impermeabilização contra infiltração de água e outros líquidos Impedir incrustação de microorganismos marinhos Aspecto estético: torna o ambiente mais agradável Cores claras – Maior luminosidade do ambiente. Ex.:Verde, azul e branco são melhores para o estudo. Vermelho dá uma sensação de calor. Isolamento elétrico realizado com aplicação de vernizes isolantes para fios, etc. Redução da acústica via tinta anti-ruido, muito empregada na industria automobilística. A Pintura também tem o objetivo de sinalização, identificando tubulações conforme regra da ABNT – NBR 6493 - Vermelha incêndio - Amarela gás - Azul ar comprimido - Cinza Claro vácuo - Branca vapor - Cinza Escuro eletrodutos / conduítes - Laranja produtos ácidos - Púrpura produtos alcalinos - Verde água E ainda temos cores de advertência na área de trabalho, conforme ABNT – NBR 7195. Laranja - sinaliza partes móveis e perigosas de máquinas, Amarela - “CUIDADO” (corrimãos, pontes rolantes, etc.) e Vermelha - Equipamentos para incêndio.
  • 9. 3.3 Tipos de Pintura A pintura industrial ainda se divide em 4 tipos, são eles: PINTURA DE FÁBRICA: É a pintura realizada ainda na fábrica produtora do equipamento. (Ex.: Bombas, compressores, etc.) Utiliza instalações fixas para pintura, cabines de jateamento, estufa, tanque de decapagem, pintura eletrostática em pó. Têm como principal característica não sofrer influência das condições atmosféricas: vento, chuva e umidade. PINTURA DE CAMPO: É a pintura realizada após a montagem dos equipamentos. Ex.: tanques, fornos, estruturas, etc. Essas peças não poderiam ser pintadas na fábrica, pois a mesma poderia ser danificada durante o manuseio, transporte ou mesmo durante a montagem da peças. Para realização desta pintura são utilizados equipamentos móveis. Ex.: Máquinas para jateamento, pistolas convencionais ou air less. PINTURA PROMOCIONAL: É uma pintura realizada ainda na fábrica, mas onde a superfície não é previamente preparada para receber a tinta. Geralmente é utilizada com o intuito de promover a publicidade do fabricante durante o transporte da mesma até o local de montagem. SHOP PRIMER: É a pintura realizada em chapas, tubos e etc., as quais serão estocados ao ar antes da instalação e montagem em plataformas, navios, etc. Esta pintura tem o objetivo de proteger as peças contra a corrosão até que as mesmas sejam utilizadas. Se o tempo de estocagem for longo, superior a 6 meses, deverá ser feito lixamento da peça para remover a tinta calcinada (porosa) e uma segunda demão do primer deverá ser aplicada para recompor a espessura de proteção. O Shop Primer não pode ter na sua composição um material que ao ser submetido a altas temperaturas (corte ou solda da peça) libere vapores tóxicos.
  • 10. 4 TINTA É um líquido pigmentado que ao ser aplicado sobre uma superfície se converte numa película sólida, aderente e elástica. As tintas são aplicadas sobre equipamentos e estruturas para que estas peças permaneçam por longos períodos, cerca de 6 meses, sem corrosão e que posteriormente venham sofrer uma manutenção, sendo que esta manutenção vai desde um retoque até uma substituição completa da tinta velha. As pinturas, em condições favoráveis, podem chegar a uma duração de 20 anos, mas em condições adversas teremos uma duração de 1 ou 2 anos. Esta duração depende principalmente do meio ambiente corrosivo, ao qual a peça encontra-se exposta, e ainda ao esquema de pintura aplicado. 4.1 Composição da tinta Na composição de uma tinta, deveremos ter a combinação de diversas matérias-primas, formando uma substância homogenia na qual estão presentes pequenas partículas sólidas (pigmentos), dispersas em um líquido (veículo), podendo ou não ter ainda a presença de um componente em menor proporção chamado de aditivo. A tinta deve produzir um filme que deve ser fácil de aplicar sobre a superfície de um material (chamado de substrato), podendo este material ser uma chapa de aço, madeira, etc. E esta fina camada deverá se solidificar por mecanismo de secagem ou cura, tornando-se uma película contínua e uniforme, aderente a essa superfície, impermeável, resistente ao tempo e quando requerido, a ataque químico. 4.1.1 Veículo O veículo é a parte fundamental da tinta, sendo composto pela resina e pelo solvente. O Veículo se divide em dois tipos: veículo volátil e veículo não volátil. Veículo volátil é composto pelo solvente, material este que é importante por facilitar a aplicação das tintas, mas estes não fazem parte do filme seco da tinta, pois evaporam durante a aplicação da tinta e ainda durante a secagem da mesma. O Solvente tem a função de solubilizar a tinta, ajustando a sua viscosidade. Quando a resina utilizada é em pó, a mistura com o pigmento também em pó resultará numa tinta em pó, o que tornaria impraticável a sua aplicação. Quando a resina utilizada é um líquido muito viscoso, temos que a mistura com o pigmento em pó se tornará numa tinta pastosa, o que também se tornaria impraticável para ser aplicada pelos métodos conhecidos. Nestes dois casos se torna necessário a utilização do solvente para dissolver a resina e se tornar num líquido homogêneo que chamamos de veículo. Este solvente tem a função então de ajudar na aplicação da tinta sobre o substrato, se evaporando após a aplicação e não fazendo parte da película de tinta restante no substrato. Tintas mais modernas utilizam uma resina líquida, sendo dispensado a utilização do solvente. Normalmente é chamado de solvente o material utilizado na fabricação da tinta, a qual normalmente é fornecida pela fábrica com uma viscosidade adequada para a aplicação com rolo ou pincel. Para a aplicação da tinta através de pistola, se faz necessário a diluição desta tinta para se obter uma tinta com uma viscosidade menor. Este solvente misturado à tinta pelo pintor no momento de aplicação da mesma tem o objetivo de diminuir a viscosidade da tinta e facilitar a aplicação do produto. Este solvente é chamado de diluente, ou também pode ser chamado de “thinner”. A tinta não é produzida com a viscosidade ideal para aplicação por pistola, pois a baixa viscosidade facilita a sedimentação dos pigmentos, formando assim uma camada endurecida no
  • 11. fundo do recipiente. Desta forma a tinta é fornecida numa viscosidade maior e a mistura do diluente é feita no momento da aplicação da tinta. Este diluente deverá ser sempre compatível com o solvente e a resina utilizados na fabricação da tinta. Alguns problemas causados pela utilização do solvente podem ser a formação de poros e bolhas durante a evaporação do mesmo, facilitando assim o início da corrosão. Ocorre ainda a diminuição da espessura da camada de tinta após a evaporação do solvente. E temos ainda que alguns solventes são tóxicos e/ou inflamáveis, sendo restrito o seu uso devido a restrições ambientais ou a segurança. A resina é o veículo não volátil que tem a propriedade de ser o ligante ou aglomerante das partículas do pigmento, mantendo os mesmo junto ao substrato. A resina deve formar uma película contínua e impermeável que evita o contato entre o substrato e os agentes corrosivos do meio. Se não houvesse a utilização das resinas os pigmentos seriam aplicados sobre o substrato, mas ficariam soltos sobre o mesmo podendo ser facilmente removidos como um pó. Logo a resina é responsável pela aderência deste pó sobre o substrato. O pigmento é o componente sólido que fica disperso na resina, conferindo a propriedade de cor e opacidade, possui ação anti-corrosiva, anti- incrustante. O pigmento não é um corante, este segundo trata-se de um elemento solúvel no veículo que geralmente tem a função de dar cor ao verniz (tinta sem pigmento, que após a evaporação do solvente resta uma película de alto brilho), já o pigmento é insolúvel no veículo, ou seja, o pigmento pode ser separado do veículo através de centrifugação ou filtração, já os corantes não se conseguem separar do veículo. A Figura ao lado é apenas ilustrativa, pois o solvente e a resina (veículo) encontram-se em apenas uma fase e não separados. Os aditivos não são essenciais, mas melhoram determinadas características da tinta. Os aditivos podem ter característica secante, plastificante, antimofo, etc. O veículo pode ainda ser classificado em: Veículos não conversíveis ou veículos conversíveis. Veículo não conversível é aquele onde após a sua aplicação a resina não sofre mudança na sua estrutura, temos apenas a formação da película após o solvente se evaporar. Quando utilizado veículo não conversível a película tem como característica ser atacada pelo solvente, mesmo após estar seca. Veículo conversível é aquele onde a película é formada por reações químicas. A película não tem a mesma composição da resina. Após a aplicação ocorre a cura onde formam ligação cruzadas. A cura pode ser feita por oxigênio, calor ou catalisador. Propriedades dos solventes: Faixa de destilação – substâncias puras tem ponto de ebulição fixo, já os solventes tem faixa de destilação ampla. Ex. aguarrás – entre 150 e 200ºC Poder de solvência – trata-se da capacidade do solvente, em pequena quantidade, conseguir dissolver uma grande quantidade de resina. Taxa de evaporação – trata-se da velocidade de evaporação do solvente. Eles podem ser classificados em: Leves - quando têm uma taxa de evaporação maior que 3 (três) – são muito voláteis.
  • 12. Médios – quanto tem uma taxa de evaporação entre 0,8 e 3 Pesados – quando tem uma taxa de evaporação menor que 0,8 - são pouco voláteis. Os principais tipos de solvente são: Inorgânicos - água, geralmente utilizada em tintas do tipo látex e PVA Orgânicos – Hidrocarbonetos: Alifáticos: - nafta, com curva de destilação entre 120º e 140º C - aguarrás mineral, com curva de destilação entre 150º e 200º C Aromáticos: - toluol, com curva de destilação entre 107º e 112º C - Xilol, com curva de destilação entre 135 e 140º C Terpênicos: - aguarrás vegetal - Ésterer: acetato de etila, acetato de butila, acetato de isopropila, etc. - álcoois: álcool etílico, álcool butílico, álcool isopropílico, etc. - Cetonas: acetona, metil-etil-cetona, etc. - Glicóis-éteres: etilglicol, etildiglicol, etc. Geralmente é utilizada uma combinação de vários solventes, ou seja, são misturados solventes leves (alta evaporação) com solventes pesados (baixa evaporação), pois o primeiro irá evaporar logo após a aplicação da tinta evitando desta forma o escorrimento da tinta e o solvente pesado irá evaporar mais lentamente possibilitando o desaparecimento de bolhas e crateras formadas durante a aplicação da tinta, bem como ajuda no nivelamento das marcas de pincel. Logo deve- se levar em consideração a solubilidade da resina no solvente, para que não ocorram defeitos na aplicação da pintura. Ex. se forem escolhidos dois solventes, um solvente leve onde a resina é solúvel e um solvente pesado onde a resina é insolúvel, teremos o surgimento de defeitos formados pela precipitação e formação de coágulos, pois o solvente leve irá evaporar logo após a aplicação da tinta e restará apenas o solvente pesado no qual a resina estará insolúvel. Logo é importante se conhecer a taxa de evaporação e o poder de solvência dos solventes para evitar o surgimento de defeitos. 4.1.2 Pigmento Pigmentos são pequenas partículas sólidas com cerca de 5 µm de diâmetro. Estes ficam dispersos no veículo e são aglomerados pela resina após a secagem. Os pigmentos podem ser classificados em inertes e ativos. Pigmentos inertes têm baixo poder de cobertura e praticamente não interferem nas tonalidades das tintas, por não possuírem cor. Possuem dois empregos, o primeiro é para ser utilizado de forma técnica melhorando as características da tinta, sem interferir de modo significativo na cor. E a segunda aplicação é por questão econômica, substituindo parcialmente o pigmento ativo, utilizado para enchimento, desta forma reduz o custo da tinta sem perder a qualidade da mesma. Exemplos de pigmentos inertes: Carbonatos, silicatos, sílicas, sulfatos, etc. Pigmentos ativos são os pigmentos que possuem uma característica bem definida na tinta. Podem ser: Pigmentos coloridos: estes pigmentos têm a característica de dar cor à tinta, e ainda opacidade, ou seja, ter poder de cobertura para que após a aplicação não se veja a cor do fundo onde foi aplicado (cor do substrato ou da demão anterior). São diferentes dos corantes, pois estes são solúveis no veículo e conferem cor ao verniz, mas não possuem o poder de cobertura. Eles ainda podem ser: Orgânicos - tem maior poder de cobertura, tem menor densidade e possuem alto brilho.
  • 13. Inorgânicos – também dão opacidade e cor, mas possuem maior resistência à luz, calor, intempéries e solventes. As cores básicas são misturadas para se formar as demais cores, podemos discriminar as cores e quando possível se os pigmentos são orgânicos ou inorgânicos. São elas: Branca: é o mais utilizado para tinta de acabamento. O mais utilizado é o Dióxido de titânio, mas são usados também o branco de zinco, litopônio, alvaiade, sulfato de chumbo, etc. Amarelo: Inorgânicos – Amarelo de cromo (cromato de chumbo), ocre (óxido de ferro hidratado), amarelo de cádmio (sulfeto de cádmio), amarelo de zinco (cromato de zinco), etc. Orgânicos – Amarelo Hansa, Amarelo Benzidina Laranja: Inorgânico – Cromato básico de chumbo, laranja malibdênio (cromato, sulfato e molibdato de chumbo) Orgânico – laranja benzidina, laranja dinitroanilina Vermelho: Inorgânico – óxido de ferro, vermelho de molibdênio (molibdato de chumbo), vermelho de cádmio (seleneto de cádmio) Orgânico – Vermelho toluidina, vermelho “para-red” (para nitro-anilina + B naftol), vermelho naftol, vermelho pirazolona, vermelho quinacridona. Azul: Inorgânico – azul da Prússia (ferrocianeto férrico), azul ultramarino (complexo alumínio silicato). Orgânico – Azul de ftalocianina, azul molibdato. Verde: Inorgânico – Verde de cromo (azul da Prússia+amarelo de cromo), óxido de cromo verde. Orgânico – verde de ftalocianina (azul de ftalocianina clorado), verde molibdato. Preto: Óxido de ferro, negro de fumo (carbon-black), grafite. O negro de fumo é obtido da queima incompleta de hidrocarbonetos. Ele é o pigmento mais leve e com o maior poder de cobertura. Temos ainda os pigmentos metálicos: Alumínio: ele é fornecido de duas formas, “leafing” e “non-leafing”. As “leafing” os pigmentos ficam na disposição de pequenas lâminas que aparentam, na película seca de tinta, uma camada metálica contínua. O pigmento “non-leafing” se distribui de maneira aleatória na tinta. É utilizado nas tintas automobilísticas. Zinco: O pigmento de zinco em pó é utilizado em tintas de fundo anticorrosivas. Possui tonalidade cinza-claro. Bronze: São ligas de zinco e cobre e possuem aspecto dourado. Pigmentos Anticorrosivos são pigmentos que possuem a característica de protegerem os substratos ferrosos contra a corrosão por meio de mecanismos eletroquímicos como proteção catódica e passivação anódica. Estes pigmentos são utilizados somente em tintas de fundo, pois necessitam estar em contato com o substrato ferroso. Alguns pigmentos Anticorrosivos: Zarcão: Mistura de Pb3O4 com 2 a 10% de PbO, mas possui algumas desvantagens, como: - Possui alto peso específico ocorrendo sedimentação. - Não é indicado para meio ambiente muito agressivo, nem para imersão na água. - É utilizado para proteção de ferro. Provoca corrosão no alumínio e aço galvanizado. - Não serve para ser utilizado como shop-primer pois quando submetido à alta temperatura (solda) produz vapores tóxicos.
  • 14. Cromato de Zinco: É um pigmento amarelado. É levemente solúvel na água (1g/litro). Eficiente para pintura em Alumínio e Aço Galvanizado. Mas possui as desvantagens de não servir para alta umidade nem para imersão e ainda é tóxico e cancerígeno. Cromato básico de Zinco – Tetroxicromato de Zinco: É um pigmento amarelado, menos solúvel que o cromato de zinco (0,02 g/litro). Possui propriedades superiores ao cromato de zinco para a proteção de aço, alumínio e galvanizado. Fosfato de Zinco: É um pigmento branco. Não é tóxico, substituindo o Zarcão e o Cromato. Quando a água penetra na película é formado o fosfato de ferro que é protetor. Óxido de ferro: É um pigmento muito utilizado por ser barato. Ele só atua como barreira, não sendo anticorrosivo. Pó de Zinco: Pigmento metálico utilizado nas tintas chamadas de “ricas em zinco”, as quais são as tintas de fundo anticorrosivas. Temos ainda os pigmentos: Perolados: Deixam as tintas com aspecto de acetinado. Fluorescentes: Estes pigmentos quando submetidos à radiação ultravioleta emitem radiação luminosa no espectro visível, geralmente utilizados em tintas de demarcação e sinalização. Fosforescentes: Emitem radiação luminosa mesmo após ter cessado a fonte de luz incidente. Pigmentos Antiincrustantes são utilizados por serem venenosos e não permitirem a aderência de organismos marinhos como mariscos, cracas, algas e etc., os quais aumentariam o atrito entre a embarcação e o mar, ocasionando desta forma uma diminuição da velocidade e o maior consumo de combustível. A ação deste pigmento se baseia pela lixiviação dos componentes venenosos pela água do mar, formando junto ao casco uma camada, que impede a incrustação de organismos vivos. 4.1.3 Aditivo Aditivos são constituintes que não estão obrigatoriamente nas tintas, mas estes melhoram certas propriedades das tintas durante a fabricação, estocagem ou aplicação. Os principais são os seguintes: - antinata: Tintas que secam por oxidação, como tintas a óleo e alquídicas, estão mais sujeitas a formação de uma nata na superfície da tinta quando se encontram estocadas na embalagem. Estes aditivos evitam a formação desta nata e deverão ser voláteis para evaporar junto da secagem da tinta. - Secantes: atuam como catalisadores acelerando a secagem do filme de tinta através da oxidação. Ex. Naftenatos de cobalto, manganês, chumbo, cálcio, ferro, zinco, etc. - Antimofo: São utilizados para evitar a putrefação das tintas, principalmente em tintas a base de água, quando se encontram estocadas em suas embalagens, bem como evitar a formação de mofo em películas de tinta já aplicadas que se encontram em ambientes úmidos. - Tixotrópicos: Utilizadas em tintas de alta espessura. Estes aditivos são utilizados para diminuir a viscosidade da tinta com a agitação e estas recuperam a sua viscosidade após a aplicação. Ideais para aplicação da tinta em superfícies verticais evitando desta forma o escorrimento da mesma. Ex: Carboxi-metil-celulose, etil-celulose, sílica-gel, bentonita, etc. - Antisedimentante: Atuam sobre as partículas do pigmento produzindo um gel coloidal e evitando a sedimentação, e ocorrendo a sedimentação evitam que a mesma forme um sedimento duro e compacto. - Nivelante: Atuam como produtos tensoativos que agem na tensão superficial das tintas, melhoram o espalhamento e provocam o desaparecimento de marcas deixadas pelo pincel ou bolhas de ar.
  • 15. - Antiespumante: Aumentam a tensão superficial, diminuindo então a formação de espuma durante a aplicação ou fabricação das tintas. - Plastificante: Atua de forma a dar à película uma maior flexibilidade à tinta. - Antiincrustante: São venenosos e utilizados para evitar a aderência de organismos marinhos. 4.1.4 Carga As Cargas são constituintes similares aos pigmentos, porém de menos eficácia, sendo utilizado nas tintas para auxiliar na sua composição e barateá-las. Tem fraco poder de cobertura e não possuem propriedades anticorrosivas. Controlam o brilho da tinta, a tornando mais fosca. Aumentam a espessura da película da tinta seca (importante para tintas de alta espessura). Melhoram a consistência da tinta melhorando a mesma para aplicação. Evitam o escorrimento da tinta quando aplicadas em superfícies verticais. Principais cargas: - Carbonato de Ca e Mg – tem baixo custo, mas não tem resistência a ácidos e álcalis. - talco e caulim (silicatos de Mg e Al) – boa resistência química, ao calor e às intempéries. - Mica (silicato de Al e K) – proteção por barreira. - Quartzo (sílica) – possui alta resistência química, dureza e resistência a abrasão - Barita (BaSO4) – resistente às intempéries e aos ácidos, mas tem o problema de sedimentar quando é estocado. 4.2 Teor de Pigmentos A concentração volumétrica de pigmento (CVP), ou seja o teor de pigmento, pode influenciar em diversas propriedades da tinta. O brilho é influenciado pela CVP: CVP < 30 , baixo teor de pigmento – película brilhante CVP entre 30 e 40 – película semi-brilhante CVP entre 40 e 50 – película semi-fosca CVP > 50 – película fosca CVP=(Vol. Pigmento (P) / Vol. Pigmento (P+R)) x 100% CVP crítica – é a maior porcentagem de pigmento que pode ser agregado na resina. Se o CVP for maior que CVP crítico significa que não há resina suficiente formando desta forma um filme fosco, descontínuo, poroso, permeável à água, com fraca durabilidade e pouca resistência à abrasão. As tintas com baixo teor de pigmento são menos permeáveis , mais brilhantes, menos porosas e mais flexíveis. As tintas de alto teor são mais permeáveis e mais foscas. Tintas de fundo devem ter o teor de pigmento mais alto, próximo ao CVP crítico, para que os pigmentos anticorrosivos tenham sua ação mais edificante.
  • 16. Tintas de acabamento devem ter o teor de pigmento mais baixo para terem uma película mais brilhante e mais impermeável. Podemos também calcular a porcentagem de não-voláteis no volume (sólidos por volume) da tinta. %NVV=((vol. Pigmento + resina)/(vol. Total da tinta)) x 100 % onde a parte sólida é composta pelo pigmento + resina + carga Pode se determinar o NVV em um canteiro: - para pintar uma área “A” (m2 ) - medir o peso “P” (kg) da tinta gasta na pintura da área A - medir a espessura média “e” da película seca (µm) - obter a massa específica “m” da tinta (kg/m) logo, %NVV = (A x e x m) / (10 x P) 4.3 Formação da Película de tinta A formação da película de tinta depende de dois fatores: Coesão (entre os constituintes do revestimento) e adesão (do revestimento ao substrato). Quando a coesão for máxima teremos uma adesão nula, desta forma para se obter uma tinta bem formulada é necessário se obter uma tinta com grande aderência, mas sem prejuízo da coesão molecular, obtendo uma película resistente e flexível. Os principais mecanismos de formação de película de tinta são: - Evaporação do solvente: é o mecanismo existente em todas as tintas de uso industrial, mesmo naquelas que utilizam outro mecanismo a evaporação do solvente contribuem para a formação da película. Este mecanismo tem como vantagem a boa aderência entre demão e como desvantagem o fato de a própria evaporação do solvente
  • 17. gerar bolhas, poros e cratera que podem diminuir a impermeabilidade da película e assim favorecer a ocorrência de corrosão. - Oxidação: este mecanismo ocorre quando temos duplas ligações no veículo fixo da tinta. Casos com resinas com óleos e derivados de óleos. A formação da película se dá pela evaporação do solvente e reação da resina com o oxigênio do ar. - Polimerização: Mecanismo das principais tintas de alto desempenho e alto poder impermeabilizante. O processo acontece de duas formas: polimerização térmica, quando é necessário uma energia térmica de ativação, são tintas curáveis em estufa. E a outra forma consiste da polimerização por condensação. Estas tintas são fornecidas em dois ou mais componentes. - Coalescência: neste mecanismo as partículas da resina, geralmente na forma esférica, são reunidas sob a influência do agente coalescedor, formando películas coesas e geralmente plásticas. 4.4 Classificação das tintas Quanto a ordem de Aplicação as tintas podem ser classificadas em: Tinta de fundo; Tinta intermediária e Tinta de acabamento. 4.4.1 Tinta de Fundo ou “primer” O primer é a tinta de base, utilizada para a primeira demão de tinta, e com a principal finalidade de aderência ao substrato e proteção anticorrosiva, sendo considerado um importante componente dos sistemas de pintura, uma vez que contém pigmentos anticorrosivos para assegurar uma boa proteção do substrato. As principais características de um primer são as seguintes: - Aderência – Forte ligação ao substrato - Coesão – Alta resistência interna - Inércia e Proteção Anticorrosiva – Forte resistência aos agentes químicos e corrosivos - Dilatação – flexibilidade apropriada Sob certas condições devem ter resistência química equivalente ao restante do sistema de pintura para proteção satisfatória contra a solução química na qual ele estiver imerso. 4.4.2 Tintas Intermediárias ou “Tié Coat” As tintas intermediárias são geralmente utilizadas para aumentar a espessura do esquema de pintura, aumentando desta forma a proteção por barreira. A espessura física dos sistemas de pintura melhora muito outras propriedades essenciais para o revestimento, como o aumento da resistência elétrica, resistência à abrasão e resistência ao impacto. A tinta intermediária deve ter forte aderência ao primer e ser uma boa base para o acabamento, evitando desta forma problemas entre a aderência entre camadas.
  • 18. 4.4.3 Tintas Acabamento Esta tinta contém finalidades estéticas de cor, textura e brilho, bem como possui importantes funções para proteger o esquema e aumentar a impermeabilidade. Formam a primeira barreira ao ambiente, devendo resistir aos agentes químicos, água e intempéries. Em alguns casos a tinta intermediária faz a barreira principal e a tinta de acabamento desempenha outras funções, como gerar uma superfície antiderrapante. 4.5 Tipos de Tinta As tintas podem ser de um componente (monocomponentes) ou de dois ou mais componentes. Tintas de um componente são tintas prontas para o uso, são simples de utilizar, pois basta misturar e aplicar. Se necessário poderão ser diluídas para facilitar a aplicação. Podem ser armazenadas após o uso. Tintas de dois componentes vem em recipientes separados e só devem ser misturadas pouco tempo antes do uso. Estas tintas curam por reação química. Após o vencimento do pot-life, tempo de vida útil da mistura dos dois componentes, a tinta torna-se imprestável para o uso. Algumas tintas necessitam de tempo de indução (pré-reação), ou seja, após a mistura dos dois componentes deve-se aguardar cerca de 10-15 minutos para fazer a aplicação. Tintas Convencionais - Tintas a Óleo: São tintas em que o veículo é um óleo secativo. Estes óleos possuem moléculas não- saturadas e secam pela adição de oxigênio às moléculas. Temos como principais óleos secativos: Linhaça – é o mais utilizado Tungue – tem mais insaturação (presença de ligações duplas C=C), logo forma películas mais duras e mais impermeáveis. Oiticica – tem alta reatividade, mas é escura não sendo utilizada para tintas claras. O óleo de mamona quando desidratado torna-se um óleo secativo. Ele não amarela com o tempo, sendo indicado para tintas claras. As tintas à óleo secam em parte pela evaporação do solvente e parte pela oxidação do óleo ao ar. Estas tintas possuem grande molhabilidade e por isso podem ser aplicadas em superfícies com pouco preparo: St2, St3 e Sa2, onde têm boa aderência. São tintas de secagem mais demorada e são saponificáveis, sendo indicadas para atmosferas pouco agressivas. Não são indicadas para atmosfera marinha, úmida ou industrial, nem para imersão em água. - Tintas Alquídicas Foram as primeiras resinas sintéticas a serem usadas em tintas - “esmaltes sintéticos”. São obtidas pela reação de poliálcoois e poliácidos, gerando um poliéster. O poliácido geralmente utilizado é o ácido ftálico na forma anidrido ftálico, sendo o glicerol e pentaeritritol os mais utilizados como poliálcoois. Na formulação das tintas, é feita a modificação da resina alquídica pela substituição parcial do poliácido por óleo vegetal (óleo secativo). A secagem destas tintas ocorre como as tintas à óleo, parte por evaporação do solvente e parte pela oxidação do óleo secativo. O teor de óleo secativo define a qualidade da tinta, são elas:
  • 19. - curtas em óleo: 30-40% de óleo. Sendo usada na pintura de manutenção industrial. - Médias em óleo: 50-60% em óleo. - Longas em óleo: 60-70% em óleo. Usada em pintura doméstica (grades, portões, etc.). As tintas de teor curto possuem secagem rápida, aumentando o teor a secagem da tinta fica mais lenta. Efeitos do teor de óleo nas tintas: - Flexibilidade: Longas formam filmes flexíveis e brilhantes, enquanto as curtas formam filmes duros. - Secagem: Longas secam mais lentamente. - Solubilidade: Longas são mais solúveis em aguarrás. Curtas são mais solúveis em Hidrocarbonetos aromáticos. - Método de aplicação: Longas podem ser aplicadas à pincel, rolo ou pistola. Curtas só podem ser aplicadas à pistola. As tintas Alquídicas são mais resistentes que as tintas à óleo, mas também são saponificáveis. Podem ser utilizadas em atmosferas mediamente agressivas onde apresentam bons resultados de proteção anticorrosiva, mas não devem ser utilizadas em atmosfera marinha ou industrial (altamente agressivas). Estas tintas tem boa molhabilidade, podendo ser aplicadas sobre superfícies com grau de limpeza St2, St3 ou jato Sa2. Alquídicas Modificadas As resinas alquídicas podem ser associadas a outras com o objetivo de melhorar as suas propriedades. - Alquídica-melamínica – possui alta dureza, retenção de cor e brilho, resistente à umidade, utilizada em esmaltes para geladeira, máquina de lavar roupa, automóveis, etc. Sua cura ocorre apenas em estufa. - Alquídica-acrílica – tinta para automóveis associada às melamínicas. - Alquídica-silicone – resistente a 250º C e cura na temperatura ambiente. - Alquídica-Borracha clorada – resistente à abrasão.Utilizada em pintura de tráfego. Ex: ruas, estradas, etc. As tintas Alquídicas são produtos que apresentam custo final baixo, se comparado ao custo de outras tintas anticorrosivas. - Tinta Fenólicas A resina fenólica é obtida pela reação de um fenol com um aldeído. Tem cura por calor (150º C). As resinas fenólicas modificadas com óleos secativos curam à temperatura ambiente. Estas tintas com resina fenólica modificada por óleos secativos curam à temperatura ambiente. Estas tintas com resina fenólica modificada pó óleo secativo apresentam resistência química, térmica e à água, todas superiores às tintas a óleo e alquídicas, mas tem resistência aos raios ultravioleta menor que elas. Estas tintas secam parte por evaporação do solvente e parte pela oxidação do óleo secativo. Possuem maior resistência ao calor que as tintas alquídicas, cerca de 120º C. Possuem boa dureza, flexibilidade e adesão ao substrato. Estas tintas têm fraca molhabilidade exigindo preparo da superfície a ser pintada com jato Sa2 ½. Podem ser utilizadas em atmosferas mediamente agressivas. Não deverão ser utilizadas em atmosferas marinha ou industrial, nem em imersão em água salgada. - Tintas Betuminosas São tintas obtidas através dos resíduos do processo da destilação (piche) do petróleo ou carvão mineral.
  • 20. Essa tinta se obtém dissolvendo estes resíduos, asfalto ou piche (coal-tar), em solventes apropriados. O petróleo gera como resíduo o asfalto que é solúvel em Hidrocarboneto alifático (aguarrás). O carvão mineral gera como resíduo o piche ou alcatrão que é solúvel em Hidrocarboneto aromático. Estas tintas têm secagem somente pela evaporação do solvente. São tintas de baixo custo e elevada impermeabilidade. Tem como mecanismo de proteção por barreira, deve ser aplicado com grande espessura 2-3mm. Resistente à umidade e imersão em água. Possuem grande molhabilidade podendo ser aplicada em superfície com pouco preparo – St2, St3 e Sa2. Podem ser aplicadas a quente, conhecidas como “coal-tar-enamel” ou diluídas com solvente. Estas tintas possuem como desvantagem a pouca resistência térmica, ou seja, amolecem em temperaturas acima de 50º C escorrendo de superfícies verticais. Só podem ser usadas em revestimento de cor escura. Tem fraca resistência aos raios ultravioletas, como também tem baixa resistência à abrasão. Emulsões aquosas de asfalto podem ser utilizadas como impermeabilizante para caixa d´água, lajes, etc. Tintas Seminobres São caracterizadas pela secagem por evaporação do solvente. Eventualmente são chamadas de “lacas”. - Tintas Acrílicas: São obtidas através de esterificação dos ácidos acrílico e metacrílico. São tintas que tem grande resistência aos raios ultravioletas, tendo boa retenção de cor e brilho. A secagem desta tinta ocorre apenas pela secagem do solvente, são então sensíveis aos solventes mesmo após a secagem. Tem fraca molhabilidade exigindo uma boa limpeza de superfície para a sua aplicação – Sa2 ½. Podem ser utilizadas como proteção anticorrosiva para atmosfera mediamente agressiva. As emulsões acrílicas competem com a PVA na construção civil, tem melhor resistência às intempéries. Também são usadas como verniz de concreto, piso e etc. Utilizam como solvente a água o que evita restrições ambientais e de segurança. - Tinta de Borracha Clorada São obtidas através da cloração da borracha natural, contendo em sua composição um teor de cloro 67%. Secagem ocorre apenas pela secagem do solvente. É uma tinta monocomponente, não conversível, possuindo boa aderência entre demãos. São tintas de boa resistência a produtos químicos inorgânicos, ácidos e alcalinos. São pouco tóxicos sendo indicada para pintura de reservatórios de água potável. Tem baixa resistência térmica, não devendo ser utilizadas para temperatura acima de 60ºC. Atuam com proteção por barreira, possuem alta impermeabilidade podendo ser utilizadas em atmosfera marinha, alta umidade, imersão em água doce ou salgada. Tem boa resistência a impacto e abrasão. Fraca molhabilidade, o que exige uma superfície com alto grau de limpeza – jato Sa2 ½ . Não devem ser aplicadas direto ao aço, deve ser utilizado junto com epoxi.
  • 21. Possui uma secagem rápida, exigindo que a aplicação seja feita apenas à pistola. - Tinta Vinílica As resinas vinílicas são obtidas a partir de copolímero de cloreto e acetato de vinila. Tem boa resistência em química, principalmente em meios ácidos. Sua película é flexível, com boa resistência à abrasão e impacto. Tem boa retenção de cor e brilho. A secagem se dá somente pela evaporação do solvente. As tintas vinílicas por possuírem Cl na molécula são auto-extinguíveis, ou seja, não propagam a chama. São tintas termoplásticas, suportando temperaturas de até 65-70º C. Estas tintas podem ser utilizadas em atmosferas mediamente agressivas. Tem fraca molhabilidade exigindo um alto preparo da superfície – Sa2 ½. Tinta Anti-incrustantes – é um tipo de tinta vínilica usada como acabamento, onde são utilizados pigmentos venenosos. Estas tintas têm como objetivo prevenir as incrustações marinhas o que provocaria uma redução de velocidade e um aumento no consumo de combustível da embarcação. A tinta anti-incrustante quando imersa na água libera o biocida através de lixiviação. Os biocidas mais utilizados são o óxido de cobre e compostos de estanho (TBTO e TBTF). Seu desempenho está ligado à taxa de lixiviação, sendo eficiente no período entre 12-24 meses. Tinta Wash-primer - é um tipo especial de tinta vínilica onde é utilizada a resina polivinil Butiral (resina PVB), sendo esta obtida através da reação entre um álcool vinílico e um aldeído. Estas tintas têm a função de promover a aderência das tintas sobre superfícies de aço galvanizado e alumínio. - Tinta Estireno-Acrilato São obtidas pela polimerização de estireno com acrilonitrila. Estas tintas são muito bonitas e são resistentes aos raios ultravioletas, se caracterizando pela boa retenção de cor e brilho. Podendo então substituir as tintas acrílicas. Estas tintas secam somente pela evaporação do solvente. São geralmente utilizadas como tinta de acabamento em equipamentos e instalações onde a retenção de cor e brilho são importantes. São indicadas para uso em atmosfera mediamente agressiva. Estas tintas exigem um alto preparo da superfície onde será aplicada, Sa2 ½. Tintas Nobres - Tintas epoxis Estas tintas são obtidas pela reação entre epicloridrina e bisfenol. São tintas muito utilizadas no Brasil, pois são tintas de alta performance e de custo médio. É uma tinta de dois componentes, um contendo o pré-polímero epóxi e o outro contém o agente de cura, geralmente amina ou amida. As tintas epoxis que utilizam a amina como agente de cura apresentam excelente resistência química à ácidos, álcalis e solventes. Possuem um menor tempo de secagem. Estas tintas são indicadas para ambientes quimicamente agressivos. Necessitam de um tempo de indução, ou seja, aguardar um período mínimo de 10-20 minutos após a mistura dos componentes para ocorrer a reação dos mesmos e poder aplicar a tinta. Possui um curto Pot-life, tempo máximo para aplicar a tinta antes que ela comece a endurecer, cerca de 6 a 8 horas. A segunda demão deve ser aplicada após 72 horas da primeira aplicação para evitar delaminação entre as camadas. A cura completa ocorre em 5 a 7 dias e em temperatura ambiente. Devem ser aplicadas quando a Umidade relativa do ar for inferior à 85%.
  • 22. As tintas epoxis que utilizam a amida como agente de cura apresentam uma melhor resistência à água, sendo indicadas para ambientes altamente úmidos ou em imersão constante em água. Estas tintas ainda apresentam melhor flexibilidade e aderência que as tintas curadas pela amina, mas demoram mais para secar. As tintas epoxis possuem alta performance, pois têm excelente resistência química (álcalis, ácidos, etc), mecânica (abrasão, impacto, etc), mas são tintas de fraca resistência aos raios ultravioletas, ou seja, quando ficam expostas ao intemperismo natural sofrem descoloração, perda do brilho e calcinação (chalking), não sendo indicadas para pintura de sinalização. Maior Pot-life. Estas tintas não precisam de 02 para a cura, podendo completar a cura da tinta em total imersão da mesma. Possuem menor resistência térmica, cerca de 105º C. Podem ser aplicadas com alta Umidade Relativa do ar. Estas tintas são as mais utilizadas na manutenção industrial em ambientes agressivos devido à excelente flexibilidade, dureza e resistência ao impacto e abrasão. Possuem também uma excelente aderência. Têm boa resistência à temperatura, suportando até 120ºC em uso contínuo e suportam ainda picos de 180º C. Necessitam de superfícies de alto preparo para serem aplicadas, mínimo Sa2 ½. - Tinta Alcatrão de Hulha (coal-tar) Conhecidas como tinta “coal-tar epóxi”. São tintas compostas de resina epóxi modificada com 50 a 70% de coal-tar mais o agente de cura. São tintas de dois componentes, tendo como base a resina epóxi e como catalisador o coal-tar somado ao agente de cura. Esta tinta combina a propriedade da resina epóxi (resistência mecânica e química) com a propriedade do coal-tar (flexibilidade, impermeabilidade à água, tolerância ao preparo da superfície e baixo custo). Podem ser aplicadas direto ao aço, sem necessidade do uso de primer. O agente de cura pode ser a amina que resiste mais à abrasão que a amida, mas possui uma secagem mais lenta. Já as tintas que usam a amida como agente de cura terão maior resistência à água, aumentando ainda mais a impermeabilidade destas tintas. Estas tintas apresentam algumas desvantagens: São pouco compatíveis com muitas tintas, pode ocorrer sangramento se a tinta de acabamento tiver solventes fortes, suportam temperaturas até 60-70º C onde começam a escorrer. São tóxicas, pois o coal-tar é cancerígeno, não podendo ser utilizada em tanque de armazenamento de água potável ou nas industrias alimentícias. Estas tintas são muito utilizadas em estruturas metálicas enterradas, submersas, ou em contato com água doce e salgada. - Tinta epóxi-Mastique São tintas de resina epóxi modificada com resina hidrocarbônica e com agente de cura (amina e isocianatos). A resina hidrocarbônica aumenta a resistência à umidade da tinta, bem como a molhabilidade e flexibilidade. Estas tintas possuem grande capacidade de aderência em superfície com baixo grau de limpeza, St2 e St3. Estas tintas atuam com proteção por barreira. Para melhorar a estética podem ser usadas tintas acrílicas ou poliuretano como tintas de acabamento.
  • 23. - Tinta epóxi-éster Estas tintas possuem resina epóxi modificadas com óleo secativo. Estas tintas secam por oxidação do óleo ao ar. São tintas monocomponentes. Estas tintas possuem qualidade inferior, sendo comparáveis às tintas alquídicas e fenólicas óleo modificadas, mas têm maior resistência a álcalis que as tintas alquídicas. São também classificadas pelo teor de óleo, sendo curtas, médias ou longas. As longas são aplicáveis a trincha, secam mais lentamente e possuem menor resistência química. As curtas tem maior dureza, aderência e resistência química. - Tinta epóxi-Isocianato São tintas de dois componente, usando resina epóxi com isocianato alifático com pigmento óxido Fe. São usadas como tintas condicionadoras para superfície de aço galvanizado ou alumínio promovendo aderência à mesma, substitui o wash-primer. Deve ser usada em pequena espessura (15-20 µm) para não prejudicar a aderência, depois é utilizada outra tinta por cima. Resinas termo-curáveis Estas tintas fazem a cura pelo calor, secam somente em estufa com temperatura de 150º C e tempo entre 15 minutos e 2 horas. Estas tintas não reagem a temperatura ambiente, logo podem ser fornecidas em apenas um componente. Se a temperatura de cura foi baixa ou o tempo mais curto que o necessário a película de tinta ficará mole. Se a temperatura de cura for alta ou permanecer na estufa por um período maior que o necessário a película ficará quebradiça. As tintas termo-curáveis utilizam resina epóxi que pode ser associada à fenólica, uréica ou melamínica. Tinta com resina epóxi-fenólica tem grande resistência química, melhor que a tinta epóxi pura. Possui boa propriedade física como aderência, flexibilidade, resistência ao impacto e a abrasão. Mas não são disponíveis em cores claras. Tintas epóxi-uréica e melamínica são disponíveis em cores claras, apresentando boa retenção de cor e brilho. São tintas que possuem grande resistência ao calor. Boa aderência, resistência ao impacto e à abrasão, tem boa flexibilidade. São tintas indicadas para a pintura de automóveis e eletrodomésticos. - Tintas Poliuretana São tintas que utilizam a resina poliuretânica, as quais são obtidas pela reação de um isocianato com um álcool. São tintas de alta performance, alta resistência a agentes químicos e à abrasão e impacto. Tem grande beleza de acabamento e retenção de brilho. Sua secagem ocorre por Polimerização (união de moléculas de um certo composto formando um novo composto designado por polímero). As tintas que utilizam isocianato aromático têm fraca resistência a raios ultravioletas, não tendo boa retenção de cor e brilho quando expostas ao intemperismo natural. Já as tintas onde o agente de cura é um isocianato alifático são excelentes na resistência de raios ultravioletas, obtendo boa retenção de cor e brilho. Podem ser usadas em atmosferas altamente agressivas, mas requerem uma excelente limpeza da superfície onde será aplicada. - Tintas de Silicone São tintas com resinas semi-orgânicas em cujas moléculas existem átomos de silício. São indicadas para a pintura de superfície que trabalham m temperaturas superiores á 120º C.
  • 24. A secagem ocorre em parte pela evaporação do solvente e parte por conversão térmica. Para a cura da película da tinta é comum, após a evaporação do solvente, elevar a temperatura à razão de 50º C por hora, até atingir uma temperatura de 300º C. As tintas mais utilizadas são as pigmentadas com zinco para pintura de fundo e pigmentada com alumínio para pintura de acabamento (resistindo uma temperatura de até 600º C). Estas tintas requerem uma excelente limpeza de superfície, um grau mínimo de Sa2 ½. A resina de silicone pode ainda ser combinada com resinas alquídicas ou acrílicas, onde a cura ocorrerá em temperatura ambiente (não será necessário o aquecimento para que ocorra a cura quando combinada com estas resinas), mas só podem ser utilizadas em temperaturas até 250º C. - Tintas ricas em zinco Estas tintas são de alta performance, para utilização como tinta de fundo. São tintas com pigmento de zinco que devem possuir um elevado teor de zinco, cerca de 92% em peso na película seca de tinta. Este alto teor de zinco é necessário para garantir o contato elétrico com o substrato, pois este zinco atuará com proteção catódica (são usadas como primer). Exige um alto grau de limpeza da superfície, padrão Sa3, para manter o contato do zinco com o substrato. Estas tintas possuem boa resistência à abrasão, condutividade elétrica, permitindo soldagem ou corte das chapas sem produzir fumaça. São usadas como Shop-primer para manter as chapas protegidas durante o armazenamento. Estas tintas resistem a atmosferas úmidas e marítimas, mas não resistem ao meio ácido ou alcalino, necessitando de uma tinta de acabamento protetora. Também não são utilizadas para atmosferas industriais, sendo necessário o uso de uma tinta acrílica ou PU como acabamento. Podem ser utilizadas tintas não saponificáveis (acrílica ou PU) como tinta de acabamento, pois as mesmas aumentarão a proteção e ajudarão a reter a cor e o brilho. As tintas ricas em zinco quando em imersão na água doce ou salgada liberam H2 gerando empolamento na película de tinta. Para evitar este problema pode ser usada uma tinta betuminosa, borracha clorada ou vinílica como tinta de acabamento. As tintas mais importantes são: Zinco epóxi, silicato inorgânico de zinco e etil-silicato de zinco. Zinco-Epoxi é uma tinta com veículo epóxi e possui como agente de cura a amina ou amida. Esta tinta é fornecida em dois componentes, possuindo um pot-life de 6 a 8 horas. Deve- se manter a tinta em agitação durante a aplicação para evitar a deposição do zinco. Usada como tinta de fundo para atmosfera altamente agressiva e imersão em produtos de petróleo e produtos químicos. Silicato Inorgânico de Zinco é uma tinta de dois componentes. Pode ser usada como tinta de fundo para atmosferas altamente agressivas, imersão em produtos de petróleo e químicos. Possui resistência a abrasão e impacto, e por ter a película totalmente inorgânica suportam elevadas temperaturas. É a única tinta que suporta temperaturas superiores à 600º C. Possui excelente aderência, a umidade do ar e o CO2 ajudam na cura, eles reagem com o zinco e vedam os poros, aumentando a impermeabilidade. Usa como solvente a água, a qual não é inflamável e pode ser utilizada para pintura em ambientes confinados. É resistente ao intemperismo natural resistindo aos raios ultravioletas e umidade. Permite a soldagem e corta das chapas, podendo ser usada como shop-primer.
  • 25. Pode ser utilizado como acabamento a tinta acrílica (quando a atmosfera for pouco agressiva) ou a tinta poliuretana (quando a atmosfera for muito agressiva) para aumentar a proteção e reter a cor e brilho. Deve ter um excelente preparo da superfície, Sa3. a aplicação deve ser feita em temperatura superior a 20º C e com umidade relativa do ar abaixo de 85%, pois senão a secagem ficará muito lenta. Pot-life de cinco dias. Etil-silicato de Zinco é uma tinta que foi desenvolvida para reduzir as desvantagens do silicato inorgânico de zinco. É uma tinta de dois componentes que usa um solvente orgânico (álcool), o qual é inflamável e possui restrições para ambientes confinados. Possui apenas 75% de zinco na película seca, continuando a efetuar a proteção catódica do aço. É resistente à abrasão e solventes. Pode ser utilizada em atmosfera marinha e em alta temperatura, cerca de 400º C. Mas não resiste à meios ácidos e alcalinos. Esta tinta é mais flexível tendo uma aplicação mais fácil. A cura desta tinta ocorre mesmo com elevada umidade relativa do ar, mesmo maior que 90%. Pot-life menor que Silicato inorgânico de Zinco, cerca de oito horas. 4.6 Rendimento da Tinta O rendimento é definido com a área que se consegue pintar em 1 demão de tinta ao se utilizar 1 litro de tinta. O Rendimento Teórico leva em consideração a superfície lisa como vidro e que não ocorrem perdas na aplicação. Rendimento teórico = (%NVV x 10 )/ e %NVV - sólido por volume de tinta, é um dado fornecido pelo fabricante da tinta e - é a espessura do filme seco medido em µm O rendimento teórico é importante para se comparar o valor econômico entre duas tintas, pois uma tinta poderá ter um preço maior, mas seu rendimento ser muito superior a outra que acaba se tornando mais econômica. Ex. tinta A – preço unitário = 8,00; %NVV = 43% e espessura 1ª demão = 35 µm Tinta B – preço unitário = 7,50; %NVV = 37% e espessura 1ª demão = 35 µm Rendimento teórico : tinta A = (43x10)/35 = 12,3 m2 /litro Tinta B = (37x10)/35 = 10,6 m2 /litro A comparação será feita dividindo-se o preço unitário pelo rendimento teórico da tinta para então obtermos o valor por demão por metro quadrado Tinta A = 8,00/12,3 = 0,65 $/m2 /demão Tinta B = 7,50/10,6 = 0,71 $/m2 /demão Logo do exemplo podemos tirar que a tinta A, embora mais cara, é mais econômica. O Rendimento Real é definido como a área que se consegue pintar na prática, ou seja, levando em consideração as condições reais e suas perdas. Para uma rápida aproximação poderíamos considerar o rendimento real como sendo de 50 a 70% do rendimento teórico.
  • 26. São levados em consideração para o cálculo do rendimento real: - rugosidade da superfície - método de aplicação - seqüência de demãos, o rendimento vai melhorando conforme vão sendo aplicadas as demãos - estado inicial de oxidação - condições ambientais - tipo de tinta utilizada - qualidade da mão de obra Rendimento real = (% NVV x F) / ((e/10)+R) %NVV – sólidos por volume a tinta e – espessura da película seca F – fração aproveitável da tinta (função do método de aplicação da tinta- pincel, rolo, pistola) R – fator obtido em função da rugosidade da superfície Valores do Fator F Método Rendimento Pincel ou brocha 0,90 – 0,95 Rolo 0,85 – 0,90 Pistola Convencional 0,75 – 0,90 Pistola “Airless” 0,85 – 0,90 Valores do R: Rugosidade Média (µµµµm) R(Coeficiente de Rugosidade) 20 1,3 30 2,0 45 3,0 55 3,7 70 4,7 75 5,0 80 5,4 150 9,0 Obs: para 2ª demão utilizar R igual a 0,5 do valor utilizado para a 1ª demão e para demão de acabamento utilizar R = 0,5 Custo da tinta Consumo de tinta (litros/m2 ) = 1/rendimento real (m2 /litro) Custo da tinta ($/m2 ) = consumo da tinta x preço da tinta ($/litro)
  • 27. 5 LIMPEZA E PREPARO DA SUPERFÍCIE O esquema de pintura consiste basicamente de quatro etapas: - Limpeza e preparo da superfície - Aplicação da tinta de fundo (primer) - Aplicação da tinta intermediária - Aplicação da tinta de acabamento. A especificação da pintura estará relacionada a diversos fatores, sendo eles os ambientes corrosivos em que estarão expostos; condições operacionais dos equipamentos; maior ou menor dificuldade para ser repintado e posição da superfície a ser pintada. Deverá ainda ser levada em consideração a utilização de tintas específicas como antiincrustante no casco de navios, tintas reflexivas em demarcação e sinalização, etc. Para isso deverá ser levado em consideração: - Limpeza e preparo da superfície: etapas da limpeza, padrão de limpeza e rugosidade da superfície; - Tinta de fundo, intermediária e acabamento: tipo, especificação, espessura por demão, intervalos entre demãos (mínimo e máximo), número de demãos, método de aplicação da tinta. O preparo da superfície constitui uma das etapas mais importantes da Pintura Industrial, pois é a etapa mais cara, cerca de 50% do custo total, e de grande importância para a aderência da tinta. A melhor tinta poderá se desprender em uma superfície mal preparada. A ligação da tinta aos metais ocorre por ligações físicas, químicas ou mecânicas. As ligações físicas ou químicas se dão através de grupos de moléculas existentes nas resinas das tintas e que interagem com grupos existentes nos metais. A ligações mecânicas são associadas à ligação física ou química e necessita de uma certa rugosidade na superfície. Logo o preparo da superfície possui dois grandes objetivos, são eles: a limpeza da superfície para a remoção de impurezas (tinta antiga ou mal aderida, óleos e graxas, ferrugem, carepa de laminação) que poderiam prejudicar a aderência da tinta e tem como outro objetivo criar um perfil de rugosidade o qual aumenta a superfície de contato e proporciona uma boa ancoragem mecânica da tinta de fundo. O grau de preparação da superfície depende do esquema de pintura em função da agressividade do meio ambiente, restrições operacionais, custo, tempo e métodos disponíveis. A limpeza de superfícies pode ser realizada com a utilização de vários métodos como limpeza química, limpeza a fogo, limpeza com vapor, limpeza mecânica, etc. Iremos fazer a abordagem da limpeza mecânica.
  • 28. A preparação da superfície para pintura utilizando o método de limpeza mecânica envolve três etapas: 1 – Inspeção: Etapa em que é realizada uma inspeção visual a fim de identificar locais contaminados com óleo, graxa, respingo de solda, defeitos na superfície, etc. 2 – Limpeza com solvente e remoção de defeitos na superfície: Nos locais onde são identificados a presença de óleos, graxas ou gordura as mesmas são removidas com a utilização de solvente. Essas substâncias gordurosas quando não são removidas podem prejudicar a aderência da tinta. Em locais onde existem defeitos superficiais, como respingo de solda, o mesmo deve ser corrigido por esmerilhamento. Estes contaminantes podem ser óleos ou graxas, são óleos de usinagem, óleos de prensagem ou óleos protetivos temporários, óleos lubrificantes ou combustíveis que podem ser levados pelas mãos de operadores de máquinas. Temos ainda a contaminação por suor o qual contém água, gorduras , ácidos e sais. O toque da mão na superfície a ser pintada produz manchas que causam bolhas nas tintas e assim aceleram a corrosão. Por isso o manuseio das superfícies deve ser feito com a proteção de luvas. 3 - Limpeza por Decapagem Ácida: É um processo para remoção da carepa formada quando a chapa foi laminada a quente e para retirar a ferrugem que surgiu durante o transporte e o armazenamento da chapa. Para que a decapagem seja eficiente a superfície deve ter sido desengraxada de forma adequada, pois gordura e oleosidade podem atrapalhar a ação dos decapantes. Os decapantes geralmente são ácidos, como o clorídrico e o sulfúrico, os quais em reação com os óxidos produzem sais solúveis, os quais são facilmente removidos por lavagem com um meio aquoso. Mas peças que estejam sujeitas à tensão, tração ou torção, não deverão sofrer processo de decapagem com ácidos se não puderem ser colocadas em fornos para minimizar a ação do hidrogênio gerado no processo, o qual pode penetrar no aço e provocar uma corrosão intragranular. O processo de aquecimento ajuda a eliminar o hidrogênio e por isso é chamado de desidrogenação. Para impedir que o ácido ataque também o metal deve-se então adicionar um inibidor de corrosão ao banho. 4 – Limpeza da superfície por ação mecânica: após a retirada de substâncias gordurosas e defeitos superficiais, deve-se proceder à limpeza da mesma por um dos métodos mecânicas que serão descritos posteriormente para que seja atingido o grau de limpeza e perfil de rugosidade requeridos pelo esquema de pintura escolhido. CAREPA DE LAMINAÇÃO: é um contaminante especial, pois a mesma é formada quando o aço sai da siderúrgica com uma camada de óxidos de ferro, a qual é formada na superfície do metal durante o processo de laminação à quente. Esta carepa é formada em perfis, tubos, vergalhões e chapas, dentro da faixa de 1250º C e 450º C, sendo que basta esquentar qualquer peça de aço dentro desta faixa de temperatura que o oxigênio reage com o ferro e forma-se a carepa. A carepa tem as seguintes características: é aderente, é impermeável, é dura e é lisa. A carepa de laminação possui coeficiente de dilatação diferente do coeficiente do aço e por estar sujeito a dilatação devido o calor do sol e contração devido a temperatura ser mais baixa durante a noite a carepa acaba se trincando e se destacando, levando a tinta junto. Um outro problema que pode ocorrer com a pintura sobre a carepa é que a mesma é lisa e com isso dificulta a aderência da tinta. Fig. Carepa se formando pela reação do oxigênio do ar com o ferro do aço
  • 29. Logo concluímos que a carepa de laminação é prejudicial, pois poderá provocar a trinca e dificulta a aderência da tinta junto à superfície. 5.1 Tipos de Limpeza por Ação Mecânica Os principais tipos de limpeza por ação mecânica são: Limpeza com ferramentas manuais, Limpeza com ferramentas mecânicas manuais e Limpeza com jateamento abrasivo. - Limpeza com ferramenta manual: Limpeza onde é realizada a remoção da camada de óxidos e outros materiais que não estejam muito aderidos à superfície, sendo utilizado ferramentas manuais como lixas, escovas de aço, raspadores, marteletes, etc. Este é um tipo precário de limpeza pois possui um baixo rendimento de execução, aproximadamente 0,3 m2/h, sendo. São aplicadas geralmente em superfícies pequenas e para retoques, em locais de atmosferas não agressivas e próximo à instrumentos ou equipamentos para evitar a contaminação com areia e poeira. Este tipo de limpeza corresponde ao padrão St2 da Norma Sueca SIS 05 59 00. Tintas betuminosas e à base de óleo têm um desempenho satisfatório em superfície com este preparo. - Limpeza com ferramenta mecânica: Limpeza onde é realizada a remoção de camada de óxidos e outros materiais não muito aderidos à superfície, utilizando ferramentas mecânicas manuais como escovas rotativas, lixadeiras, pistola de agulhas, etc, mas por serem movidos à energia elétrica ou a ar comprimido conseguem ter mais força e proporcionam um melhor rendimento, entre 3 e 6 m2/h, e uma melhor qualidade da limpeza do que as ferramentas manuais, proporcionando desta forma uma superfície com grau de limpeza padrão St3. Deve ter cuidado para não ocorrer o polimento da superfície o que dificulta a aderência da tinta. Da mesma forma que a anterior, limpeza por ferramentas manuais, é recomendável onde não for possível, por razões técnicas ou econômica, a aplicação de um método mais eficiente de limpeza, como o jateamento abrasivo. Podem ser utilizadas tintas betuminosas ou à base de óleo secativo que aceitam este preparo de superfície. - Limpeza por jateamento abrasivo: Limpeza onde é realizada a remoção da camada de óxidos e substâncias depositadas sobre a superfície por meio de aplicação de jato abrasivo de areia, granalha de aço, óxidos de alumínio ou escória de cobre. Este jato abrasivo é obtido pela projeção destas partículas (areia, granalha, etc) sobre a superfície, impulsionadas por um fluido, geralmente é utilizado o ar comprimido. Este tipo de limpeza é o mais recomendável por ter um maior rendimento na execução, proporcionando uma limpeza mais adequada e uma rugosidade excelente para boa ancoragem da película de tinta. Quanto melhor o grau de limpeza e maior o perfil de rugosidade teremos uma melhor adesão da tinta, bem como um melhor desempenho e durabilidade do esquema de pintura. Podemos classificar o jateamento abrasivo em quatro graus de jateamento, bem como classificar o estado inicial de oxidação da superfície de aço em quatro graus. A norma Sueca SIS 05 59 00 estabelece normas visuais para classificação do estado inicial de oxidação da superfície, também chamado de grau de intemperismo. São eles:
  • 30. GRAU A – Superfície de aço que contém carepa de laminação intacta em toda a superfície, sem corrosão. GRAU B – Superfície de aço com um início de intemperismo, ou seja, um princípio de desprendimento da carepa de laminação devido à corrosão atmosférica e dilatação diferencial entre carepa e metal. GRAU C – Superfície de aço onde a carepa foi eliminada e se observa uma corrosão atmosférica uniforme e generalizada, mas não apresenta sinais de cavidades visíveis. GRAU D – Superfície de aço onde não encontramos a carepa e apresenta ainda uma corrosão atmosférica severa com pontos profundos de corrosão, chamados pites ou alvéolos. Superfícies com Grau A só aceitam jato ao metal branco ou quase-branco. Superfícies no Grau D não são indicadas pois têm uma menor produtividade na limpeza, maior consumo de energia, abrasivo, etc, e ainda um maior consumo de tinta de fundo. Os melhores graus para iniciar a limpeza estão entre os Graus B e C. Temos ainda Graus de Intemperismo para superfícies pintadas. São eles: Grau 8 – A pintura atual encontra-se quase intacta Grau 6 – A tinta de fundo está exposta, presença de corrosão e tinta solta em menos de 1% da área. Grau 4 – Encontramos corrosão em até 10% da área. Grau 2 – Encontramos corrosão em até 33% da área. Grau 0 – temos uma corrosão intensa, com pites, alvéolos e tinta sem aderência. Graus de Limpeza com jateamento abrasivo: St2 – Limpeza manual, onde é executada com ferramentas manuais. St3 – Limpeza mecânica, onde a mesma é executada com ferramentas mecânicas manuais. Sa1 – limpeza ligeira ou jato de escovamento (brush-off), executada de forma ligeira e precária. Possui um rendimento de 30 a 45 m2/h, considerando superfícies em grau C. Só remove a ferrugem não aderente. Não é aplicável em superfícies de Grau A. Seu uso é geralmente para repintura. Sa2 – limpeza ao metal cinza ou jateamento comercial, se trata de uma limpeza onde cerca de 50 a 65% da carepa de laminação e da ferrugem são eliminados, chapa fica numa cor cinza escuro. Não é aplicável à superfícies em Grau A. Possui um rendimento de 15 a 20 m2/h. Sa21/2 – Limpeza ao metal quase branco, temos cerca de 95% da carepa e da ferrugem são removidas. A superfície fica com numa cor cinza claro, sendo toleradas pequenas manchas ou raias de óxidos encrustados. Rendimento com cerca de 10 a 15 m2/h. Sa3 – Limpeza ao metal branco, onde 100% da carepa e da ferrugem são removidos, deixando a superfície completamente limpa. Grau máximo de limpeza onde a superfície fica com uma cor cinza claro e uniforme. Rendimento é de cerca de 6 a 12 m2/h. Alguns fatores são levados em consideração para a seleção entre os abrasivos, são eles: Facilidade de aquisição, custo, rendimento (m2/h), perfil de rugosidade obtido, uso em céu aberto ou em local confinado e ainda restrições ao ambiente e à saúde. Os abrasivos mais utilizados são: Areia, Granalha de aço, sinter ball e escória de cobre. O jateamento abrasivo com utilização de Areia têm baixo custo, pois a mesma é um abrasivo natural retirado de rios ou de jazidas. Após o jateamento com a areia temos que cerca de 70% deste material resulta em pó e sua reciclagem chega a no máximo dois ciclos. Quando o jateamento é feito em superfícies com tintas velhas e metais pesados, temos ainda um problema para o descarte do pó que fica contaminado. É importante que a areia utilizada para o jateamento deva estar isenta de sais, umidade, argila, mica, carvão ou de conchas, os quais podem iniciar a corrosão.
  • 31. Seu uso é restrito a campo aberto, pois ao se chocar contra o metal a uma velocidade entre 300 e 700 km/h os grãos de areia se partem e viram pó. O organismo não consegue eliminar, via defesas respiratórias, partículas menores que 5 micrômetros, os quais acabam chegando nos pulmões. A aspiração deste pó provoca doenças graves como a silicose, que é uma doença irreversível e incurável. Esta doença surge como resposta do tecido pulmonar ao acúmulo de sílica nos pulmões, provocando a perda de elasticidade do tecido pulmonar, o que dificulta a respiração e pode até levar à morte. Por este motivo desde 2004 uma portaria do Ministério do Trabalho e Emprego proibiu a utilização de areia como abrasivo do jateamento. Este tipo de jateamento também pode ser prejudicial à equipamentos elétricos e mecânicos onde os graus de areia podem impregnar. Já para o jateamento com uso de Granalha de aço como abrasivo utilizam sistemas de recuperação da granalha. O sistema mais simples de recuperação manual é sacrificante para o operador, pois a pá de granalhas pesa cerca de 15 Kg. Temos outros sistemas automáticos de recuperação com piso gradeado, elevadores de canecas e sistema de purificação das granalhas, obtendo o máximo de reaproveitamento das granalhas. As granalhas são feitas com um tipo especial de aço de alta dureza. Podem ter dois formatos, esféricas (shot), as quais formarão um perfil arredondado, ou angulares (grit), as quais formarão um perfil anguloso. As vantagens do jateamento com granalha de aço em relação ao jateamento com areia é que o sistema que utiliza a granalha executa uma limpeza mais rápida, rendimento de 13 m2/h, produz menos poeira e desta forma se torna menos nociva e possui um reaproveitamento maior que a areia, cerca de 8 – 10 vezes. Também possui as suas desvantagens em relação à areia que são a produção de rugosidade irregular com ângulos mais agudos, custo maior (se tornando viável apenas com o reaproveitamento, ou seja, em circuito fechado). Uso só permitido em ambiente confinado com exaustão adequada, pois emite alta quantidade de material particulado, cerca de 150 mg/Nm3. Jateamento utilizando Sinterball o qual é obtido da bauxita sinterizada, não contém sílica (mais de 80% de óxido de alumínio). É um material duro, leve e não enferruja. Também pode ser encontrado nas formas esféricas e angulares. Com a utilização deste tipo de material uma pequena porção fica incrustada na superfície o que torna a coloração da superfície mais escura do que na utilização de areia ou granalha de aço. Este material incrustado não causa corrosão e nem prejudica a aderência da tinta. 5.2 Rugosidade de Superfície Durante o impacto das partículas do abrasivo contra a superfície, temos a retirada da carepa de laminação, mas junto é arrancado parte do metal. Este impacto provocará uma aspereza da superfície, chamada de rugosidade. Esta rugosidade pode ser medida e é chamada de perfil de rugosidade ou perfil de ancoragem, pois a mesma tem grande importância na aderência da tinta. O perfil de rugosidade ideal é aquele entre ¼ e 1/3 da espessura total das camadas de tinta. Se for mais baixa poderá ter uma fraca aderência da tinta e se for mais alta podem ficar picos fora da tinta e assim originar corrosão nestas áreas. Os principais fatores que influenciam na obtenção de um perfil de rugosidade são: estado inicial da superfície, tipo de abrasivo e sua granulometria, pressão, vazão do ar comprimido e ainda ângulo de jato, além da distância do bico.
  • 32. A medida da rugosidade pode ser realizada por um rugosímetro ou através de discos comparadores. Rugosímetro é um relógio com uma agulha, contendo uma base de seção circular e um corte nesta base para visualização da agulha. Este aparelho quando apoiado sobre uma placa plana a agulha toca o plano da base e o aparelho marca zero. Ao se colocar o aparelho sobre a superfície jateada a base circular fica apoiada sobre os picos mais altos e a agulha desce ao fundo dos vales. Esta diferença entre o plano dos picos e os fundos dos vales é indicada no relógio comparador em micrometros e representa a medida do perfil de rugosidade em cada ponto onde é feita a leitura. Devem ser realizadas diversas medidas e desta forma obtemos uma média representativa do perfil de rugosidade. Os discos comparadores são compostos de cinco segmentos com perfil de rugosidade de 0,5; 1; 2; 3 e 4mils (ou seja, aproximadamente 12,5; 25; 50; 75 e 100 µm), onde estas superfícies são feitas de níquel e possuem um furo circular no meio. A medida é feita colocando-se este disco sobre a superfície e iluminando seu centro com uma lanterna especial. Esta determinação é feita de forma visual onde determinamos a rugosidade pela igualdade com uma das cinco superfícies pré-determinadas ou através de interpolações destes valores. Existem três tipos de discos, sendo um para uso em superfície jateada com areia, outro para superfície jateada com granada shot e outro para granalha grit. A granulometria do abrasivo pode ser variada para se obter perfis de rugosidade diferentes. Partículas maiores produzem perfil mais alto e partículas menores produzem um perfil mais baixo. A tabela a seguir apresenta o perfil médio de rugosidade em função da granulometria dos abrasivos. Estes valores são obtidos com uma pressão de 7kg/m2, tanto para areia quanto para as granalhas. O tempo em que a superfície jateada pode ficar sem pintura depende das condições do clima e localização do ambiente onde a superfície ficará exposta. - com umidade relativa do ar entre 30 e 70% a superfície poderá ficar exposta até 8 horas. - Com umidade relativa do ar entre 70 e 85% não deverá passar de 4 horas - Ambientes industrial agressivo ou à beira mar não deve passar de 2 horas. - Se houver poeira no ar ou chuvisco de torres de resfriamento deverá ser providenciado a cobertura do local por lonas e o tempo deverá ser o menor possível. - Se a umidade estiver acima de 85% não deverá ser efetuado nem o serviço de jateamento, nem o serviço de pintura. 5.3 Equipamentos para jateamento É importante o correto dimensionamento do equipamento de jateamento em função do serviço, pois se feito de forma errada poderá provocar um baixo rendimento, mau preparo da superfície e um perfil de rugosidade inadequado. Os equipamentos utilizados para o jateamento abrasivo são constituídos por: - compressor; - separador de umidade; - filtro de óleo; - vaso de pressão; - válvula de mistura ar-abrasivo; - sistemas de controle remoto; - mangueiras; - bicos; - abrasivo.
  • 33. O compressor deverá fornecer o ar com uma pressão de aproximadamente 0,69 Mpa no bico e ainda uma vazão de ar compatível com o tamanho do equipamento de jato e com o diâmetro interno do bico. O ar utilizado deve ser desumificado no separador de umidade e ter óleo removido no filtro. O vaso de pressão deverá ter um duplo compartimento e possuir válvula de segurança e uma válvula automática de enchimento. Os bicos direcionam o abrasivo em alta velocidade, projetando-o contra o substrato metálico. Os bicos podem ser retos, no qual a velocidade da partícula é de 350km/h, ou venturi, o qual produz uma maior velocidade do abrasivo, ou seja cerca de 750km/h, e tem maior área de impacto, produzindo assim maior rendimento (cerca de 20-30% a mais). Eles podem ser fabricados em: Cerâmica: Têm pequena vida útil, duas a três horas; Ferro Fundido: vida útil de seis a dez horas; Carbeto de Tungstênio: vida útil de 250 a 400 horas; Carbeto de boro: vida útil de 800 a 1000 horas. Existem técnicas de jateamento onde a distância do bico pode varias de 15 a 50 cm. Distâncias menores são utilizadas para retirada de carepa de laminação ou ferrugem firmemente aderidas, já distâncias maiores são utilizadas para remover pinturas antigas. Ainda temos o ângulo de ataque que pode variar de 45 a 90 graus e com uma leve inclinação afastará o pó, o que melhora a visão. O jateamento também deve ter alguns cuidados pois o jato pode ferir e até matar. O bico deve ser ligado a fio-terra para evitar faíscas na presença de gases inflamáveis. Deve ainda ser utilizado vestimenta e capacete com suprimento de ar puro. Temos ainda outros processos de Jateamento, como: Jateamento úmido: Chamado também de jateamento com areia a úmido, onde é introduzida água no sistema antes do bico, no bico ou ainda após o bico. O sistema em que a água é adicionada antes do bico é o menos utilizado por ser o mais difícil de executar. Já o processo em que utiliza a mistura da água após o bico não é tão eficiente e consome um grande volume de água, sendo muito pesado para o jatista e desta forma é pouco utilizado. Logo o sistema que apresenta melhores resultados é o que molha a areia no meio do bico. Esse jateamento úmido tem a vantagem de emitir uma menor concentração de pó emitido para a atmosfera, além de não produzir faíscas e eliminar sais solúveis da superfície. Jateamento sem inibidor de corrosão: a água deve ser limpa e ligeiramente alcalinizada (PH acima de 8,5). O processo deve ser rápido e após o jateamento deve-se secar rapidamente a superfície com ar comprimido limpo e seco. Jateamento com inibidor de corrosão: O inibidor mais utilizado é o Nitrito de Sódio. Após o jateamento à úmido deve-se lavar com água limpa e secar rapidamente com ar comprimido e seco. O grau máximo conseguido é Sa21/2. Nestes casos deve-se ter muito cuidado para retirar os resíduos, pois a presenças do mesmo poderá provocar a formação de bolhas e assim futura corrosão. O “Flash Rust” trata-se de uma oxidação superficial que ocorre minutos, ou até horas, após um jato úmido ou hidrojato onde desaparece o aspecto metálico. A velocidade em que ocorre o “flash Rust” pode ser indicativa da contaminação da superfície por sais ou presença de umidade. Elas são evitadas com a utilização do inibidor de corrosão, mas como dito anteriormente deve-se ter cuidado de remover os resíduos do nitrito. Hidrojateamento: É o processo onde se utiliza somente água sob alta pressão. O impacto da água contra a superfície consegue remover ferrugem, tinta velha e até carepa de laminação. Mas por não possuir partículas sólidas não consegue produzir uma rugosidade suficiente na superfície.
  • 34. Ela é indicada para superfície que já foram jateadas, onde irá remover a tinta velha e expor a rugosidade da superfície no jateamento original. O Hidrojato possui diversas vantagens, como: Remove sais solúveis da superfície, não utiliza abrasivo logo elimina o problema de descarte do abrasivo gasto, não contamina os instrumentos e equipamentos com areia, independe das condições atmosféricas (pode ser executado à noite ou com alta umidade), produz uma menor quantidade de resíduos (ferrugem e tinta), utiliza mão-de-obra reduzida e não produz fagulhas ou centelhas (permite executar o serviço com os equipamentos em funcionamento). Mas este processo também implica em algumas desvantagens, como: não promover perfil de rugosidade, é perigoso devido às altas pressões utilizadas, também gera flash rusting na superfície. Este tipo de jateamento atende normas de proteção ambiental com ótimos resultados na pintura de tanques, plataformas marítimas , navios, etc. Comparação entre os rendimentos: - jato seco com areia: 7m2/h - jato úmido: 3m2/h - jato com granalha de aço: 8 a 12 m2/h (reciclável muitas vezes) - jato por sinter ball: 8 a 12 m2/h (reciclável até 30 vezes) - Hidrojato alta pressão: 1,5 a 4 m2/h - Hidrojato ultra pressão: 15 a 20 m2/h Graus de limpeza após Hidrojato Pela Norma Americana: WJ1 – Remoção de toda a ferrugem, carepa e tinta existente, até se obter um acabamento fosco e uniforme WJ2 – 95% da área livre de resíduos e o restante com focos dispersos de ferrugem e tinta já existente WJ3 – 2/3 da superfície livre está livre de resíduos WJ4 – Remoção somente da ferrugem e carepas soltas e tintas não aderidas Pela Norma Alemã: DW1 – Remoção somente da ferrugem e carepas soltas e tintas não aderidas DW2 – permanecem na superfície a tinta e carepa que estão firmemente aderidas DW3 – remoção de toda a carepa, ferrugem e ainda a tinta antiga. Equivalência entre as normas: WJ4 = DW1 WJ3 = DW2 WJ2 = DW3 Outro tipo de jateamento abrasivo é aquele que utiliza máquinas equipadas com turbinas centrífugas. A turbina é um rotor centrífugo com palhetas que ao girar em alta velocidade arremessa as partículas de aço contra a peça. Este método é eficiente, pois não produz poeira e serve para perfis, tubos, chapas, e vigas e também para peças com geometria complicada. Em alguns casos as peças passam por rotores em posições fixas e giram na frente das turbinas centrífugas. 5.4 Processos de Conversão São processos de tratamento da superfície com o objetivo de melhorar a ancoragem da camada de tinta e ainda inibir os processos corrosivos. Alguns processos:
  • 35. Fosfatização: trata-se do tratamento da superfície onde é aplicado ácido fosfórico misturado à outras substâncias onde em reação com óxidos existentes na superfície formarão nesta superfície uma fina camada de fosfato o qual inibe o processo corrosivo e aumenta a aderência da tinta. Somente a fosfatização aumenta a resistência à corrosão em cerca de 5 vezes. A fosfatização pode ser realizada de três maneiras: fosfato 3 em 1, fosfato por imersão e fosfato por spray. Fosfato 3 em 1 – É um fosfato simples com relativa resistência anticorrosiva e seus componentes (desengraxante, decapante e fosfatizante) são formulados e embalados juntos. Sua aplicação ocorre por spray em alta pressão, tendo bom resultado quando aplicado em dois passes e a quente. Fosfato por imersão ou spray – São os melhores métodos de limpeza e preparação de superfície no processo industrial. O método é realizado segundo os seguintes estágios descritos no esquema a seguir. O refinador trata-se de um banho levemente alcalino que também funciona como uma decapagem alcalina com banho bem controlado, que além de remover os óxidos leves e a oleosidade, condiciona a superfície, promovendo a precipitação dos fosfatos. Este processo tem por finalidade criar pontos de nucleação na superfície metálica que induzam a formação de cristais pequenos e fortemente aderidos. Métodos de aplicação: Imersão – a peça cumpre uma seqüência de banhos em tanques, com controle de tempo, temperatura, concentração de produtos químicos e controle de contaminação destes banhos. Pulverização – processo que atualmente tem mostrado melhores resultados. As peças atravessam cabinas compartimentadas onde os produtos químicos são pulverizados através de bicos injetores. A quantidade dos produtos químicos são menores, mas pelo impacto do jato sobre as peças, eles podem atuar com maior eficiência do que estáticas dentro dos tanques. A fosfatização é utilizada na pintura em fábrica de geladeiras, máquinas de lavar, móveis de aço, industria automobilística, ferramentas, etc. Passivação: processo após a fosfatização com o objetivo de fechar poros deixados na camada de fosfato. Aumentando desta forma a resistência à corrosão. A passivação também aumenta a aderência da tinta. O processo consiste em mergulhar a peça fosfatizada em um banho de anidrido crômico. Após a passivação a peça deve ser levada para um estufa ou passar por sopros de ar quente (temperaturas entre 100 e 150º C, para que seja feita uma secagem e seja removida toda e qualquer umidade existente na superfície, pois a mesma poderiam formar bolhas na pintura e prejudica-las futuramente. Oleamento: Consiste em mergulhar a peça, já passivada, em óleo com o objetivo de aumentar a resistência à corrosão das peças não pintadas e ainda aumentar a resistência ao atrito e desgaste em peças móveis. Ex. Engrenagens, anéis de pistão, etc. Tintas de aderência ou condicionadora de superfície: São tintas com capacidade de ancorar em superfícies com limpeza apenas razoável e assim permitir que esquemas melhores passem a ser aplicados. É essencial na aplicação de tintas sobre superfícies Galvanizadas, alumínio e aço inox. Existem dois tipos de tinta de aderência: Wash-primer (tinta com veículo vinílico contendo ácido fosfórico e como pigmento cromato de zinco) e Tinta epóxi-isocianato pigmentado com óxido de ferro. Wash-primer – é uma tinta que quando aplicada sobre a superfície forma uma fina película (10 - 15 µm, pois espessuras maiores podem prejudicar aderência) com rugosidade propícia para a aderência das demais mãos de tinta. Esta tinta é essencial na pintura de Alumínio e aço galvanizado e tem como objetivos aumentar a aderência da tinta, passivar a superfície inibindo a