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Revestimento para proteção
Corrosão branca e passivação no aço galvanizado por imersão a quente

Alguns metais apresentam uma condição termodinâmica instável e tendem a mudar para uma condição estável pela formação de óxidos, hidróxidos, sais,etc. Desta maneira a corrosão é um processo espontâneo e indesejável. Uma das formas de combater a corrosão consiste em evitar o contato do metal com o meio corrosivo. Pode-se, por exemplo, recobrir o metal com revestimentos metálicos e orgânicos, de espessura e composição adequadas.

Os revestimentos protetores são películas aplicadas sobre a superfície metálica e que dificultam o contato da superfície com o meio corrosivo, objetivando minimizar a deterioração da mesma pela ação do meio. O tempo de proteção dado por um revestimento depende do tipo de revestimento (natureza química), das forças de adesão, da sua espessura e da permeabilidade à passagem do eletrólito através da película. Influenciará também o mecanismo de proteção. Nos revestimentos protetores o mecanismo de proteção é denominado proteção por barreira ou por retardamento do movimento iônico. Em virtude da porosidade da película, depois de algum tempo o eletrólito chegará à superfície metálica e iniciará um processo corrosivo. Desta forma, a falha do revestimento dá-se sempre por corrosão sob a película, com exceção,é claro, dos casos em que a própria película é atacada pelo meio corrosivo ou danificada por ações mecânicas.

Outra forma de ampliar a vida de um revestimento é quando ele possui um mecanismo adicional de proteção denominado proteção catódica. Neste caso, forma-se uma pilha galvânica entre o metal de base e o metal do revestimento. Esse fato ocorre quando se utilizam revestimentos metálicos menos nobres que o metal a se proteger.

Assim, o revestimento metálico age como anodo de sacrifício, permitindo a proteção do metal-base contra a corrosão.
Corrosão branca

O zinco é o metal mais indicado e mais utilizado para a proteção de superfícies metálicas contra a corrosão, devido à sua facilidade de aplicação e seu baixo custo, a exemplo da galvanização por imersão a quente. Através de cálculos termodinâmicos e de medidas de potencial de eletrodo, vemos que o zinco é um metal bastante reativo, portanto com uma tendência apreciável para se corroer. Na prática, o zinco sacrifica-se sofrendo corrosão, protegendo assim o metal base.

A cobertura de zinco quando danificada funciona como proteção catódica. Esta prolongará a vida útil do substrato e dependerá da espessura da camada de zinco e da extensão da área exposta. Se considerarmos o revestimento galvanizado por imersão a quente em uma estrutura de aço que foi arranhada acidentalmente durante o descarregamento, a umidade da atmosfera criará uma célula eletrolítica entre o revestimento de zinco e o aço exposto pelo risco. O zinco então corrói preferencialmente ao aço, que é assim protegido.

Óxido de zinco é o produto de corrosão inicial do zinco em atmosfera relativamente seca e é formado pela reação entre o zinco e o oxigênio presente na atmosfera. Na presença de umidade, este produto é convertido em hidróxido de zinco. O hidróxido de zinco e o óxido de zinco ainda reagem com o dióxido de carbono presente no ar para formar carbonato de zinco. O carbonato de zinco é aderente e relativamente insolúvel e é o principal responsável pela excelente proteção anticorrosiva proporcionada pelo revestimento galvanizado. O filme de carbonato de zinco forma-se razoavelmente rápido e a taxa de crescimento diminui com o tempo. Este processo é denominado pelos galvanizadores de "Cicatrização'; esquematizado abaixo.

"cicatrização" (Zn => ZnO => Zn(OH)' => ZnC03)
Ar umidade Co2

Quando o acesso de dióxido de carbono atmosférico na superfície galvanizada é restrito, o filme de carbonato de zinco protetivo não se forma. Ao invés dele, um depósito branco consistindo essencialmente de uma mistura de óxido de zinco e hidróxido de zinco é formado. Este depósito branco é chamado de corrosão branca. As manchas brancas raramente causam danos permanentes, mas se consideradas indesejáveis no ponto de vista estético podem ser removidas por escovação, utilizando uma escova de cerdas rígidas, ou por tratamento com um ácido fraco seguido por lavagem e secagem.

Corrosão branca não significa má qualidade

A ABNT NBR 6323 - Galvanização de produtos de aço ou ferro fundido - Especificação - menciona no subitem 6.1.2 que "Excesso de zinco, inclusão de fluxo e corrosão branca somente serão considerados motivos de rejeição se comprometerem a funcionalidade e/ou a durabilidade do material" e na Nota 1 do mesmo sub-item que" A corrosão branca não é prejudicial à durabilidade do material quando esta não diminuir a espessura do revestimento abaixo do especificado ...;"

A superfície galvanizada escurece na exposição prolongada pelo acúmulo de sujeira e poeira, especialmente em atmosferas urbanas e industriais. O mais importante contaminante a ser considerado em corrosão atmosférica do zinco é o dióxido de enxofre.

Seu efeito é particularmente notado sob condições de umidade alta. A reação de corrosão pode ser complexa, mas no final resulta em sulfato de zinco que aparece no produto de corrosão. Os revestimentos galvanizados por imersão a quente possuem uma camada externa de zinco puro, formado durante a extração da peça do banho de zinco fundido, e é esta camada que proporciona a longa vida de existência deste filme protetivo, sendo proporcional à espessura total da camada. Um revestimento galvanizado por imersão a quente, de espessura comercial, em uma estrutura de aço, dependendo do meio, pode ter uma vida de não menos que 4 anos ao todo.

Como a superfície de zinco resiste à corrosão atmosférica, a taxa de corrosão do zinco é muito baixa em meio ambiente neutro, aumentando em condições extremas de acidez e alcalinidade. Isto é ilustrado na Figura 1.1.
A galvanização por imersão a quente envolve imergir o substrato com superfície limpa em um banho de zinco fundido, o qual reage com o ferro formando uma camada. O revestimento de zinco consiste de uma camada externa de zinco puro e de uma série de compostos intermetálicos zinco-ferro presentes entre a camada externa de zinco e o substrato de aço.

Cada uma dessas regiões pode ser afetada pelo tempo de imersão e pela temperatura do banho, assim como pela composição química do banho e do substrato do aço. A qualidade do revestimento é influenciada ainda pelas operações de preparação da peça (pré-tratamento da superfície como desengraxe, decapagem, fluxagem e secagem), operações e tratamento após galvanização (lavagem e passivação), e também pelo estado superficial da peça a ser galvanizada.
Passivação

A passivação retarda o aparecimento da chamada "Corrosão Branca". Se a peça for posteriormente destinada à pintura, não poderá ser passivada, em função da não aderência da tinta sobre a camada passivada. Se a peça for pintada, o ideal é que isto acontece logo após a galvanização. Há galvanizadores que possuem um setor de pintura e também há aqueles que cedem espaço para que seus clientes a faça. O Sistema de pintura sobre o galvanizado é denominado Sistema Duplex.

Em algumas galvanizações, aproveita-se o tanque de resfriamento para realizar a passivação da camada de zinco das peças galvanizadas.

Trata-se de um banho rápido em soluções cromatizantes, à base de ácido crômico e bicromato de sódio. Neste banho (etapa de passivação), a estabilização da camada de zinco ocorre em segundos, através de uma série de reações químicas entre o passivador e a superfície galvanizada, formando uma capa protetora em torno de 0,51um de cromato de zinco insolúvel. Esta passivação confere ao galvanizado um aspecto ligeiramente amarelado, sendo mais claro quanto menor a concentração da solução ou menor o tempo de imersão.

A camada com solução cromatizante dura em média 30 dias, se material armazenado em local coberto. Em local descoberto a chuva lavará a solução da superfície. O aparecimento da corrosão branca é um indício de que a peça já está sem a camada passivada pela solução cromatizante.
Notas:

Atualmente a CEE 114 - Comissão Especial de Estudo da Galvanização por Imersão a Quente da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas - reativada em dezembro de 2012, com sede no ICZ - Instituto de Metais Não Ferrosos – estudará a eliminação da etapa de passivação no Brasil, a exemplo do que é praticado na Europa.

A NBR 6323 - Galvanização de produtos de aço ou ferro fundido - Especificação- está sendo revisada e deverá apresentar na nova versão as melhores formas para envio dos produtos a serem galvanizados, com furações (locais e dimensões) para permitir a passagem do zinco liquefeito por toda superfície a ser galvanizada, externa e internamente, além da inserção sobre acabamento final do galvanizado em função da composição química do material base enviado para o galvanizador.
Fonte:Paulo Silva Sobrinho é coodenador Técnico do Instituto de Metasi não Ferrosos
Data de publicação: 18/06/2013