Com certeza você já viu uma peça ou estrutura metálica galvanizada. Mas você já se perguntou como este processo é feito? Neste artigo, vamos explicar Como Funciona o Processo de Galvanização à Fogo.
O que é Galvanização à fogo? Como Funciona o Processo de Galvanização a fogo?
É um processo de deposição do elemento zinco em estruturas de aço. O processo se dá por imersão à quente. Isso aumenta a vida útil da estrutura ou do material tratado. Uma de suas maiores vantagens além da longevidade, é a relação custo/benefício. Vejamos Como Funciona o Processo de Galvanização à Fogo:
Como se trata de um processo químico, toda a superfície precisa ser tratada para que a zincagem seja perfeita. Por isso, montamos um esquema cronológico das etapas do processo, para que visualmente fique mais simples de se compreender.
As etapas de Como Funciona o Processo de Galvanização a fogo, são:
- Desengraxe;
- Lavagem;
- Decapagem;
- Lavagem pós decapagem;
- Fluxagem;
- Secagem;
- Imersão a quente;
- Resfriamento.
Agora que conhece as etapas cronológicas do processo, vamos entender como cada uma delas funciona.
Desengraxe
O Desengraxe é o processo cujo objetivo é remover toda a matéria orgânica, graxas, óleos, gorduras, poeiras e quaisquer tipos de impurezas que por ventura estejam na superfície do material a ser zincado.
O processo mais comum de desengraxe, se dá através de soluções aquosas à base de compostos, tais como: hidróxidos, detergentes, silicatos, carbonatos dentre outros. Normalmente estes compostos vem em forma de sais, para serem dissolvidos em sua proporção correta para que o processo aconteça de maneira completa.
Esta etapa é fundamental para que o zinco consiga aderir à superfície da peça.
Lavagem
Após o desengraxe, as superfícies passam por um processo de lavagem. Este reforça a limpeza das peças e suas respectivas superfícies para a deposição de zinco. Tratamentos superficiais tais como tintas, epóxis e pintura eletrostática não são removidos no desengraxe e lavagem. Estes precisam passar por outros processos químicos como banho de solvente e removedores. Em determinados casos, precisa-se da utilização de jatos ou processos abrasivos para a remoção total destes resíduos.
Decapagem
A decapagem, ao contrário do desengraxe, usa soluções ácidas para a remoção de óxidos, oxidações superficiais, cascas, carepas e outros resíduos de intempéries naturais ou desgastes do material. É muito comum em peças cujo material seja aço carbono, encontrarmos em sua superfície o óxido ferroso (FeO) | óxido férrico (Fe2O3) | óxido de ferro (Magnetita Fe3O4).
Características dos óxidos (Como Funciona o Processo de Galvanização a fogo)
- FeO é o mais solúvel em ácidos e representa 80% da espessura da camada total;
- Fe3O4 é levemente menos solúvel e representa cerca de 18%;
- Fe2O3 é o óxido menos solúvel ao ácido e o mais estável. Representa cerca de 2%.
O ácido mais comum utilizado neste processo é o HCl (Ácido Clorídrico ou Muriático). Sua concentração oscila entre 6 e 12% na solução. O HCl permeia entre a porosidade e rachaduras superficiais, atingindo o aço base, destacando toda a camada de óxido existente.
Nestas condições, o Fe base é o elemento mais solúvel. Observe a reação:
Fe + 2 HCl e FeCl2 + H2
Esta reação libera hidrogênio. Podemos considerar que “abrasivamente” esta liberação ajuda na remoção dos óxidos superficiais. Contudo ela agride o ferro base, podendo causar fragilidade à peça. Essa condição é conhecida por fragilização por hidrogênio).
Para evitarmos esta fragilização, utilizamos alguns compostos que auxiliam neste processo. Tais como:
- Inibidores que amenizam o impacto do ácido ao material;
- Substâncias umectantes que aliviam a tensão superficial da peça;
- Elevação da temperatura do material.
Lavagem pós decapagem
Depois de todo este processo químico aplicado na superfície na decapagem, são necessários banhos consecutivos para a remoção de quaisquer resíduos produzidos nas reações químicas ocorridas na etapa anterior. Isto tem como objetivo manter o máximo de limpeza na superfície a ser tratada.
Fluxagem
Comumente, a ação do fluxante se apresenta de duas maneiras. Na primeira, uma parte do fluxante é consumida na dissolução e escorificação dos resíduos remanescentes. Na outra ele exerce função umectante (“molhamento”) na peça pelo zinco fundido.
Principais componentes de um fluxante:
Cloreto de zinco (ZnCl2);
Cloreto de amônio (NH4Cl),
Estes formam sais duplos.
Os fluxantes baseados em cloretos duplos de zinco e amônia são utilizados na Galvanização à Fogo devida a prevenção de manchas e melhor acabamento superficial. Suas concentrações de sais duplos podem variar de 5 à 30 %. A temperatura também é ponto chave para uma aderência perfeita. Oscila entre 65ºC e 100ºC.
Secagem
- Objetivo do pré-aquecimento
- Evitar um choque térmico nas peças;
- Evitar respingos de zinco na cuba de galvanização. Isto acontece durante a imersão da peça no zinco fundido se houver umidade.
- Precauções
- Com o aquecimento da peça iniciado na etapa fluxagem, é de extrema importância que o processo seja iniciado imediatamente para manter a temperatura;
- Manter um fluxo contínuo de trabalho conforme o mix de produto;
- Temperatura sempre entre 110º e 140ºC;
- Temperaturas baixas não permitem a remoção total da umidade, havendo o risco de explosões durante o mergulho;
- Temperaturas altas, acima de 150ºC, produzem superaquecimento que decompõe o fluxo e acarreta falhas na camada zincada;
- Aconselha-se galvanizar as peças imediatamente, pois devido à absorção de umidade pelo sal, que é bastante higroscópico, as peças podem se umedecer novamente.
(Instituto de metais não Ferrosos)
Imersão a quente – “Zincagem a quente” (Como Funciona o Processo de Galvanização a fogo)
O substrato de aço é imerso em um banho de zinco líquido, contido em uma cuba metálica ou cerâmica. A temperatura é de 450°C. Ocorre então a difusão do zinco. Formam-se e intermetálicos (compostos Fe-Zn ). Sua composição oscila na espessura da camada. O ponto mais superficial é composto quase que totalmente de zinco.
As fases intermediárias são formadas à partir da reação do zinco com o aço. Este processo pode continuar após o içamento da peça. Para evitar este processo retardado, é aconselhável controlar a perda de temperatura para que não aconteça de maneira brusca. A ultima fase (Eta | zinco puro) se adere a superfície por arraste. É o zinco solidificado na cuba.
A temperatura são aspectos importantes e devem ser controlados. A temperatura para a zincagem deve estar entre 445ºC e 455ºC. Esta temperatura permite que o zinco fundido escorra para remoção do excesso de material. Temperaturas muito elevadas podem alterar as propriedades do zinco, diminuindo sua resistência e vida útil.
A imersão deve ser o mais breve possível para alcançar uma deposição de material de maneira homogênea. Já a remoção deve ser coordenada, lenta e constante. Isso também auxilia na homogeneidade da deposição.
Composição
Material base:
- Aço contendo C | Si | P | S | Mn (Carbono, silício, fósforo, enxofre e manganês ativam mais as reações com o zinco. O silício é o elemento mais comum e mais reativo. Se a concentração for maior que 0,12% as camadas podem se tornar mais espessas e sua tonalidade pode escurecer.
Banho de zinco
- (Special High Grade) com pureza igual a 99,995% é utilizado na galvanização aqui no brasil. O alumínio é adicionado em pequenas quantidades como liga no banho. Aproximadamente com uma concentração de 0,0050%. Acima disso, podem haver reações adversas até mesmo com a superfície da cuba, caso seja metálica. A adição de alumínio auxilia na fluidez e acabamento da peça.
Resfriamento
O resfriamento deve ser rápido. Utiliza-se água para evitar o surgimento de camadas de liga e cristalizações grosseiras e quebradiças.
Estas são todas as etapas de Como Funciona o Processo de Galvanização a fogo.
Conclusão
Todas estas etapas de Como Funciona o Processo de Galvanização a fogo, tem como objetivo principal garantir um aumento na vida útil do material ou estrutura galvanizada, bem como seu acabamento e estética. Este processo permite o uso de peças em condições extremas, tais como umidade, vapores ácidos, alta temperatura, intempéries naturais, exposição ao tempo e a poeira etc… A Santa Marta é referência no assunto pela excelência em Galvanizados.
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