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Desempenho do sistema dúplex
Por que camadas de tintas
descascam?



                      Zehbour Panossian
Zinco + tinta
• Excelente desempenho: INDISCUTÍVEL
• Falhas ocorrem: empolamento seguida de
  descascamento.
Zinco + tinta
• Problema conhecido há muito tempo, havendo consenso
  sobre a dificuldade de se pintar o galvanizado (batelada).
• Não há relatos de problemas sobre galvanizado contínuo
  e nem sobre zinco eletrolítico.
• Recomendação: se pintar o galvanizado, deve-se evitar
  resfriamento na água ou na solução de cromato.



                  ASTM D 6386
   Avoid water quenching or chromate quenching
Zinco + tinta
• American Galvanizers Association: resfriamento em
  água ou em solução de cromatos determina a
  contaminação da superfície do zinco com cloretos.
• Outros autores: uma camada de cloreto de zinco básico
  proveniente do fluxo de cloreto de zinco de amônio é
  responsável pelo mal desempenho dos sistema dúplex.
• Conversion coatings (Biestek e Weber) : efeito benéfico
  da cromatização sobre a aderência de tintas
• Estudos focados sobre contaminação de cloreto
  proveniente da galvanização: não foram encontrados na
  literatura.
Zinco + tinta
Fragata e colaboradores (CYTED-PATINA):
• verificaram problemas de aderências em camadas de
  tinta aplicadas em laboratório aplicando boas práticas.
• Detectaram cloreto na superfície do zinco.
• Cloreto não era removido por simples lavagem.
• Cloreto era removido se a lavagem era associada à ação
  mecânica.
• Morcillo e colaboradores: muitos estudos com sais
  solúveis sobre aço-carbono e sobre o zinco.
   Solução: lavagem
Zinco + tinta um projeto
Concepção de

OBJETIVO
• Determinar a origem dos cloretos sobre o zinco obtido
  por imersão a quente em batelada.
• Verificar a influência do resfriamento em solução de
  cromato.
• Apresentar recomendações para evitar ou mitigar a
  contaminação com cloreto.
Zincagem por imersão a quente em
processo não-contínuo: fontes de
contaminação com cloretos




                                                                           Cromatização
                                                                Zincagem
                                   Lavagem   Fluxagem
                       Decapagem             cloreto de zinco
             Lavagem
Desengraxe               Em HCl              e amônio
Estudos mostraram que a principal fonte de contaminação é
o uso de cloreto de amônio na saída das peças




• O cloreto de amônio sofre decomposição a temperatura
  acima de 372 oC
  NH4Cl → NH3 + HCl
Estudos mostraram que a principal fonte de contaminação é
o uso de cloreto de amônio na saída das peças




 Na atmosfera: ocorre a recombinação, formando
  novamente o sal.
 O sal cai por gravidade sobre tudo que há no setor de
  galvanização, especialmente nas proximidades do tanque
  de galvanização.
Estudos mostraram que a principal fonte de contaminação é
o uso de cloreto de amônio na saída das peças


  Os tanques com água e com solução de cromato ficam
   contaminados com altos teores de cloretos devido à
   deposição do cloreto de amônio formado na atmosfera:
     análises realizados em tanques de água e de cromatos mostraram teores de
      cloreto da ordem de 500 ppm.
  A introdução da peça zincada, ainda quente, na água ou na água
   com cromatos acaba favorecendo a formação de sais de cloreto
   insolúveis na superfície do zinco:
     exames de superfície de uma quantidade muito grande de peças acusou a
      presença de simonkolleita (cloreto básico de zinco insolúvel).
Resultados experimentais do projeto

• Lote I: zincagem de chapas na condição com sal, seguido de cromatização num
  banho cromatizante recém-preparado (banho cromatizante novo, no qual a
  princípio, a contaminação com cloreto seria mínima); 0,11 % de Cr

• Lote II: zincagem de chapas na condição sem sal e sem cromatização; sem Cr

• Lote III: zincagem de chapas na condição sem sal, seguido de cromatização num
  banho cromatizante que foi bastante utilizado (banho cromatizante envelhecido,
  no qual, a contaminação com cloreto deveria ser bem maior em relação ao banho
  novo); 0,23 % Cr

• Lote IV: zincagem de chapas na condição sem sal, seguido de cromatização num
  banho cromatizante recém-preparado (banho cromatizante novo, no qual a
  princípio, a contaminação com cloreto seria mínima). Traços de Cr
Resultados experimentais do projeto

               Teor de cloreto superficial (µg/cm2) antes e após o pré-tratamento de pintura
                              Formato do resultado: média / (desvio padrão)
                                                                                      S
   Lotes           B                                 J               L
                                     D                                         Ação mecânica
              Branco (limpo                     Lavagem com      Lixamento
                                Desengraxe                                      com esponja
              com solvente                       água a alta     mecânico
                              alcalino aquoso                                  abrasiva e água
                orgânico)                         pressão         manual
                                                                                   quente
     I         5,6 / (1,5)      2,6 / (0,2)      1,8 / (0,1)     0,6 / (0,1)      0,5 / (0,1)
    II          2,1 (0,4)       0,9 / (0,2)      1,0 / (0,2)     0,4 / (0,1)      0,3 / (0,1)
    III        13,4 (5,5)       0,8 / (0,0)      1,0 / (0,1)     0,3 / (0,1)      0,4 / (0,0)
    IV          1,7 (0,1)       0,8 / (0,2)      0,7 / (0,2)     0,2 / (0,0)      0,4 / (0,1)




           Os tratamentos mecânicos foram mais
           eficientes para remoção dos cloretos.
Após 1344 horas de névoa salina
  Esquema de            Aderência por corte em X
    pintura    Antes do ensaio          Após 1344 h de ensaio


    LI – B                   X0Y0                       X4Y4


    LI – D                   X0Y1                       X4Y4


    LI – J                   X0Y1                       X3Y0


    LI – S                  X0Y0                        X0Y1


    LI – L                  X0Y0                       X0Y0
Após 1344 horas de névoa salina
  Esquema de            Aderência por corte em X
    pintura    Antes do ensaio          Após 1344 h de ensaio


    LII – B                  X0Y2                       X4Y4


   LII – D                   X0Y1                       X4Y4


    LII – J                  X0Y1                       X1Y3


    LI I– S                 X0Y1                        X0Y1


    LI I– L                 X0Y1                       X0Y0
Após 1344 horas de névoa salina
  Esquema de            Aderência por corte em X
    pintura    Antes do ensaio          Após 1344 h de ensaio


   LII I– B                  X0Y1                       X4Y4


   LII I– D                  X0Y0                       X4Y4


   LII I– J                  X0Y0                       X3Y3


   LI II– S                 X0Y1                        X0Y1


   LI II– L                 X0Y0                       X0Y0
Após 1344 horas de névoa salina
  Esquema de            Aderência por corte em X
    pintura    Antes do ensaio          Após 1344 h de ensaio


   LIV– B                    X0Y1                       X4Y4


   LIV– D                    X0Y1                       X4Y4


    LIV– J                   X0Y1                       X2Y1


   LI V– S                  X0Y1                        X0Y1


   LI V– L                  X0Y1                       X0Y1
Resultados experimentais do projeto

• Ensaios em câmara de névoa salina: grau de empolamento levou a conclusões
  semelhantes

• Ensaios de imersão em água destilada: levou a conclusões semelhantes.

• Mesmos ensaios realizados com mais oito lotes com grau de contaminação
  diferenciado levaram a conclusões semelhantes.

• Informação adicional: chapas armazenadas por alguns dias na planta de
  galvanização apresentaram contaminação com cloreto, decorrente da deposição do
  sal formado na atmosfera local (não foram realizados ensaios).
Conclusão e recomendação
• O processo de imersão a quente em bateladas determina a contaminação do aço
  galvanizado com sais insolúveis de cloreto (simonkolleita).

• O uso de cloreto de amônio durante a retirada das peças do banho de zinco é a
  fonte de contaminação: o sal se decompõe formando gás amônia e gás cloridríco.
  Estes recombinam-se na atmosfera recuperando o sal que lhes deu origem que, por
  sua vez, cai por gravidade o que acaba contaminando o tanque de água e o tanque
  com a solução de cromato usados no resfriamento das peças.

• A cromatização por si só não é a causa do mau desempenho dos sistemas dúplex. A
  contaminação com cloreto do banho de cromatização é a responsável pelas falhas
  dos sistemas dúplex.

• Ao contrário da contaminação com sais solúveis, a simonkolleita não é retirado por
  lavagem, mesmo com água sob pressão. É necessário associar a lavagem com água
  com ação mecânica.
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Gb2013 paulo silva sobrinho_instituto de metais não ferrosos
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Gb2013 frank goodwin_ international zinc association
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Gb2013 william marques_instituto de metais não ferrosos
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Gb2011 zehbour panossian_ipt

  • 1. Desempenho do sistema dúplex Por que camadas de tintas descascam? Zehbour Panossian
  • 2. Zinco + tinta • Excelente desempenho: INDISCUTÍVEL • Falhas ocorrem: empolamento seguida de descascamento.
  • 3. Zinco + tinta • Problema conhecido há muito tempo, havendo consenso sobre a dificuldade de se pintar o galvanizado (batelada). • Não há relatos de problemas sobre galvanizado contínuo e nem sobre zinco eletrolítico. • Recomendação: se pintar o galvanizado, deve-se evitar resfriamento na água ou na solução de cromato. ASTM D 6386 Avoid water quenching or chromate quenching
  • 4. Zinco + tinta • American Galvanizers Association: resfriamento em água ou em solução de cromatos determina a contaminação da superfície do zinco com cloretos. • Outros autores: uma camada de cloreto de zinco básico proveniente do fluxo de cloreto de zinco de amônio é responsável pelo mal desempenho dos sistema dúplex. • Conversion coatings (Biestek e Weber) : efeito benéfico da cromatização sobre a aderência de tintas • Estudos focados sobre contaminação de cloreto proveniente da galvanização: não foram encontrados na literatura.
  • 5. Zinco + tinta Fragata e colaboradores (CYTED-PATINA): • verificaram problemas de aderências em camadas de tinta aplicadas em laboratório aplicando boas práticas. • Detectaram cloreto na superfície do zinco. • Cloreto não era removido por simples lavagem. • Cloreto era removido se a lavagem era associada à ação mecânica. • Morcillo e colaboradores: muitos estudos com sais solúveis sobre aço-carbono e sobre o zinco. Solução: lavagem
  • 6. Zinco + tinta um projeto Concepção de OBJETIVO • Determinar a origem dos cloretos sobre o zinco obtido por imersão a quente em batelada. • Verificar a influência do resfriamento em solução de cromato. • Apresentar recomendações para evitar ou mitigar a contaminação com cloreto.
  • 7. Zincagem por imersão a quente em processo não-contínuo: fontes de contaminação com cloretos Cromatização Zincagem Lavagem Fluxagem Decapagem cloreto de zinco Lavagem Desengraxe Em HCl e amônio
  • 8. Estudos mostraram que a principal fonte de contaminação é o uso de cloreto de amônio na saída das peças • O cloreto de amônio sofre decomposição a temperatura acima de 372 oC NH4Cl → NH3 + HCl
  • 9. Estudos mostraram que a principal fonte de contaminação é o uso de cloreto de amônio na saída das peças  Na atmosfera: ocorre a recombinação, formando novamente o sal.  O sal cai por gravidade sobre tudo que há no setor de galvanização, especialmente nas proximidades do tanque de galvanização.
  • 10. Estudos mostraram que a principal fonte de contaminação é o uso de cloreto de amônio na saída das peças  Os tanques com água e com solução de cromato ficam contaminados com altos teores de cloretos devido à deposição do cloreto de amônio formado na atmosfera:  análises realizados em tanques de água e de cromatos mostraram teores de cloreto da ordem de 500 ppm.  A introdução da peça zincada, ainda quente, na água ou na água com cromatos acaba favorecendo a formação de sais de cloreto insolúveis na superfície do zinco:  exames de superfície de uma quantidade muito grande de peças acusou a presença de simonkolleita (cloreto básico de zinco insolúvel).
  • 11. Resultados experimentais do projeto • Lote I: zincagem de chapas na condição com sal, seguido de cromatização num banho cromatizante recém-preparado (banho cromatizante novo, no qual a princípio, a contaminação com cloreto seria mínima); 0,11 % de Cr • Lote II: zincagem de chapas na condição sem sal e sem cromatização; sem Cr • Lote III: zincagem de chapas na condição sem sal, seguido de cromatização num banho cromatizante que foi bastante utilizado (banho cromatizante envelhecido, no qual, a contaminação com cloreto deveria ser bem maior em relação ao banho novo); 0,23 % Cr • Lote IV: zincagem de chapas na condição sem sal, seguido de cromatização num banho cromatizante recém-preparado (banho cromatizante novo, no qual a princípio, a contaminação com cloreto seria mínima). Traços de Cr
  • 12. Resultados experimentais do projeto Teor de cloreto superficial (µg/cm2) antes e após o pré-tratamento de pintura Formato do resultado: média / (desvio padrão) S Lotes B J L D Ação mecânica Branco (limpo Lavagem com Lixamento Desengraxe com esponja com solvente água a alta mecânico alcalino aquoso abrasiva e água orgânico) pressão manual quente I 5,6 / (1,5) 2,6 / (0,2) 1,8 / (0,1) 0,6 / (0,1) 0,5 / (0,1) II 2,1 (0,4) 0,9 / (0,2) 1,0 / (0,2) 0,4 / (0,1) 0,3 / (0,1) III 13,4 (5,5) 0,8 / (0,0) 1,0 / (0,1) 0,3 / (0,1) 0,4 / (0,0) IV 1,7 (0,1) 0,8 / (0,2) 0,7 / (0,2) 0,2 / (0,0) 0,4 / (0,1) Os tratamentos mecânicos foram mais eficientes para remoção dos cloretos.
  • 13. Após 1344 horas de névoa salina Esquema de Aderência por corte em X pintura Antes do ensaio Após 1344 h de ensaio LI – B X0Y0 X4Y4 LI – D X0Y1 X4Y4 LI – J X0Y1 X3Y0 LI – S X0Y0 X0Y1 LI – L X0Y0 X0Y0
  • 14. Após 1344 horas de névoa salina Esquema de Aderência por corte em X pintura Antes do ensaio Após 1344 h de ensaio LII – B X0Y2 X4Y4 LII – D X0Y1 X4Y4 LII – J X0Y1 X1Y3 LI I– S X0Y1 X0Y1 LI I– L X0Y1 X0Y0
  • 15. Após 1344 horas de névoa salina Esquema de Aderência por corte em X pintura Antes do ensaio Após 1344 h de ensaio LII I– B X0Y1 X4Y4 LII I– D X0Y0 X4Y4 LII I– J X0Y0 X3Y3 LI II– S X0Y1 X0Y1 LI II– L X0Y0 X0Y0
  • 16. Após 1344 horas de névoa salina Esquema de Aderência por corte em X pintura Antes do ensaio Após 1344 h de ensaio LIV– B X0Y1 X4Y4 LIV– D X0Y1 X4Y4 LIV– J X0Y1 X2Y1 LI V– S X0Y1 X0Y1 LI V– L X0Y1 X0Y1
  • 17. Resultados experimentais do projeto • Ensaios em câmara de névoa salina: grau de empolamento levou a conclusões semelhantes • Ensaios de imersão em água destilada: levou a conclusões semelhantes. • Mesmos ensaios realizados com mais oito lotes com grau de contaminação diferenciado levaram a conclusões semelhantes. • Informação adicional: chapas armazenadas por alguns dias na planta de galvanização apresentaram contaminação com cloreto, decorrente da deposição do sal formado na atmosfera local (não foram realizados ensaios).
  • 18. Conclusão e recomendação • O processo de imersão a quente em bateladas determina a contaminação do aço galvanizado com sais insolúveis de cloreto (simonkolleita). • O uso de cloreto de amônio durante a retirada das peças do banho de zinco é a fonte de contaminação: o sal se decompõe formando gás amônia e gás cloridríco. Estes recombinam-se na atmosfera recuperando o sal que lhes deu origem que, por sua vez, cai por gravidade o que acaba contaminando o tanque de água e o tanque com a solução de cromato usados no resfriamento das peças. • A cromatização por si só não é a causa do mau desempenho dos sistemas dúplex. A contaminação com cloreto do banho de cromatização é a responsável pelas falhas dos sistemas dúplex. • Ao contrário da contaminação com sais solúveis, a simonkolleita não é retirado por lavagem, mesmo com água sob pressão. É necessário associar a lavagem com água com ação mecânica.