Considerações Gerais

• O principal objetivo da zincagem é impedir a corrosão do ferro/
  aço. O zinco, por ter um poder de oxidação maior do que o
  do ferro, passa a ser corroído com a finalidade de proteger o
  metal base. A Fig. II.1 mostra a Série Galvânica de alguns metais,
  com seus respectivos potenciais de oxidação.

 

 

 

 

 

 

• São diversas as aplicações atualmente utilizadas, como por
  exemplo nos segmentos: elétrico, estruturas metálicas, refrigeração,
  tubulações, irrigação, mineração, etc.

 

• Alguns fatores devem ser levados em conta para decisão de se
  galvanizar, como:
  a) Custo de aplicação do revestimento;
  b) Vida útil antes da primeira manutenção;
  c ) Custo da manutenção do revestimento;
  d ) Custo de paralisação para manutenção.

 

 

 

 

  Processo de Galvanização

Preparação da superfície:
1 – DESENGRAXE: banho preparado principalmente da composição de Hidróxido de Sódio (Soda Cáustica) e tensoativos. Tem como objetivo a remoção de óleos e graxas.
2 – DECAPAGEM: após o desengraxe e lavagem em água para remoção do desengraxante, as peças são decapadas geralmente em Ácido Clorídrico (Ácido Muriático), cujo objetivo é a remoção de camadas de oxidação,
cascas e carepas de óxido presentes no metal base. Nota: O jateamento abrasivo também é muito utilizado para se eliminar salpícos de solda, ferrugem, ou tinta. Além disso, acaba favorecendo através de uma superfície áspera, uma melhor ancoragem (aderência) do zinco.
3 – FLUXAGEM: após a lavagem em água para remoção de eventuais resíduos de ácido, como também de sais de metal formados durante a decapagem, é realizada a fluxagem, composta geralmente por Cloreto de Amônio
e Cloreto de Zinco, cujo objetivo é melhorar a uniformidade da camada de zinco ao longo da peça a ser zincada na cuba de zincagem , o ferro/aço são imediatamente molhados pelo zinco. Ao se retirar as peças do banho, uma quantidade de zinco fundido é arrastada sobre as camadas de liga e, ao se solidificar, transforma-se na camada externa de zinco praticamente puro.
4 - Zincagem : Quando a peça é imersa na cuba de zincagem, o ferro/aço são imediatamente olhados pelo zinco. Ao se retirar as peças do banho, uma quantidade de zinco fundido é arrastada sobre as camadas
de liga e, ao se solidificar, transforma-se na camada externa de zinco praticamente puro.
5 - Passiva ção: Com o objetivo de proteger o ínicio da oxidação branca na camada de zinco, utiliza –se soluções cromatizantes a base de Ácido Crômico e Bicromatos. Para superfícies que serão tratadas com pintura após a zincagem, não se recomenda a utilização deste processo.

     Tempo de vida do revestimento de Zinco

• Experimentalmente pode-se constatar
  que o tempo de vida do revestimento
  depende da espessura de camada
  aplicada (massa), variando sob
  a influência do ambiente de trabalho.
  (fig. IV 1)
  
  
• Abaixo ilustramos a durabilidade
  do tratamento em função da espessura
  da camada mínima em mícrons e o meio
  ambiente:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Fatores de Influência na formação do revestimento

1 – Metal Base: elementos como Carbono, Fósforo, Enxofre, Silício e Manganês, ativam a reação, sendo que o Silício é o mais reativo atuando na camada Zeta com maior intensidade, formando um aspecto acinzentado escuro.
1.1 Observando –se a micrografia do revestimento, nota-se a formação de várias camadas, sendo:
- Gama: próxima ao aço, constituída de 21 a 28% de Ferro;
- Delta: constituída de 7 a 12 % de Ferro;
- Zeta: constituída de 5,8 a 6,2 % de Ferro;
- Eta: camada final que apresenta praticamente zinco puro.

2 – Superfície: camadas mais espessas são obtidas com a rugosidade da superfície do metal base (beneficiando a ancoragem mecânica).

3 – Temperatura: a temperatura de fusão do Zinco é de 419,5 °C, sendo que durante o processo de zincagem a temperatura deve ficar entre 445 e 455 °C.- Quanto mais alta a temperatura, mais rápida é a reação Zn – Fe, sendo desaconselhável temperaturas acima de 470 °C. 3.1
A temperatura de zincagem pode variar de 445 °C a 455 °C ; a velocidade de reação é muito rápida no ínicio, formando-se a maior parte da camada. Em seguida a reação passa a ser mais lenta e a espessura não aumenta muito, mesmo permanecendo imersa por longo tempo.

4 – Tempo: como a temperatura, o tempo de imersão é um dos fatores que influenciam na formação da camada de zinco na peça. Quanto maior o tempo de imersão, maior será a camada. Além disso, existe o tempo inerente à imersão, que consiste na velocidade do equipamento que desce e sobe os materiais no banho de zinco. Geralmente esta velocidade varia de 6 a 8 metros por minuto na imersão e 0,8 metros na remoção.

5 – Composição do Banho: os principais elementos adicionados ao banho de zinco, e que na prática se mostram verdadeiramente relevantes na formação da camada são: o Alumínio e o Níquel. O Alumínio já utilizado a mais tempo, se mostra eficiente na redução da aplicação da camada quando adicionado em quantidade acerca de 0,005% do total da massa do banho de zinco. As grandes vantagens proporcionadas pela adição do alumínio são: a redução na velocidade de oxidação do banho, a redução de perdas de calor e ainda um acabamento diferenciado na peça em relação à aparência. O Níquel por sua vez foi descoberto mais recentemente e só então foi constatado que em adições perto dos 0,05% do total da massa do banho, ele se mostra determinante na formação da camada de zinco; porém como o níquel age inibindo e retardando o efeito catalisador que o silício, presente no metal base, causa na formação da liga Fe-Zn durante o processo, o níquel só terá relevante importância na formação da camada em aços de maior teor de silício, que são os chamados aços reativos.
5.1 – No processo de zincagem por imersão a quente dois resíduos aparecem e podem contaminar o banho: - Borra: massa pastosa constituída de Fe-Zn (5,0 % + 95,0 %) - Cinza ou Escória: formada basicamente por óxido de zinco na superfície do banho.

6 – A espessura do revestimento varia de acordo com vários fatores, ou seja: - Aço: composição química e a espessura do
metal; - Composição do banho de zinco: Zn, Al, Pb, Ni, etc; - Temperatura: em torno de 450 ° C; - Tempo de imersão: características específicas da peça.
6.1 As várias tonalidades de cor cinza, brilho ou ausência do brilho não tem qualquer efeito sobre a eficácia do revestimento.

   Qualidade dos Produtos Zincados

1 – ESPESSURA DO REVESTIMENTO: determinada por medidores magnéticos, metalografia ou determinação de massa por unidade de área.

 

 

 

 

 

 

 

 

2 – APARÊNCIAS DO REVESTIMENTO:

2.1 – Revestimento Cinza Fosco: ocorre principalmente em aços com teor relativamente alto de Silício ou Fósforo. Apresentam vida útil muito maior, e geralmente menor resistência mecânica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.1 – Silício: Vemos nesta foto VI 2 mais um exemplo onde o metal base é rico na concentração de silício, ocasionando assim as manchas centrais que observamos nas peças.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.2 –Concentração de Metais: Na foto VI 3 podemos observar que em uma mesma peça pode haver ocorrência de elevadas concentrações de diferentes tipos de metais. Por exemplo, do lado esquerdo podemos constatar mais uma vez a presença do silício enquanto que do lado direito aparece elevada concentração de carbono.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.3 –Concentração de Carbono: A foto mostra mais detalhadamente o aspecto da peça da foto anterior do lado em que existe uma maior concentração de carbono.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.4 –Fósforo e Manganês: Vemos na foto VI 5 uma superfície toda “enrugada” e com aparência de péssimo escorrimento. Após a realização da análise do material que constitui o metal base, foi constatada a presença de elevada concentração de carbono, fósforo e maganês.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 – Manchas de Ferrugem: essas manchas, originárias pelo contato de peças zincadas com peças oxidadas não são prejudiciais à resistência à corrosão do revestimento. Podem ser causadas também pelo gotejamento de ácido decapante retido nas dobras ou nas juntas das peças (choro), prejudicando o revestimento e exigindo mudanças de projeto

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 – Aspereza: é decorrente do excesso de decapagem, imersão por tempo prolongado ou temperatura alta. Pode ser inaceitável em aplicações específicas em que afete a estética ou o desempenho do produto

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 – Escorrimentos: dependem da geometria das peças e por conseqüência algumas variáveis do processo devem ser levadas em conta, como temperatura, velocidade, resfriamento e permanência da peça no banho.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 – Grumos: mais conhecido como areião, os grumos são impurezas do banho de zinco fixadas na superfície da peça no momento da sua retirada do banho (borra, carvão, óxidos, chumbo). A quantidade excessiva de grumos é normalmente motivo de rejeição, pois tendem a fragilizar o revestimento.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6 – Corrosão Branca: depósitos brancos formados na superfície das peças devido ao armazenamento inadequado ou transporte sob umidade ou má ventilação. A corrosão branca não compromete o revestimento original de zinco.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7 – Pontos Nus: pequenas falhas de até 8mm2 são protegidas catodicamente e não tem efeito significativo na vida do revestimento. Os pontos nus também podem ser originários de defeitos de laminação do aço. Pequenas áreas danificadas durante o transporte, manuseio e montagem podem ser reparadas por metalização e/ou no campo com tinta rica em zinco.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8 – Bolhas: Causadas pelo hidrogênio absorvido na decapagem e liberadas no banho de zinco. A resistência à corrosão não será prejudicada desde que as bolhas representem pequenas falhas na uniformidade do revestimento. (foto VI 12)

 

Projeto de Peças

1 – Metal Base: aço baixo carbono, baixa liga e ferro fundido podem ser zincados por imersão a quente, revelando diferenças no aspecto visual. A limpeza por jateamento abrasivo pode ser utilizado em combinação, pois tende a melhorar a aparência de uma peça soldada além de sua aderência.

2 – Forma: desde que tenham sido projetadas adequadamente, peças de quaisquer tamanhos e formas poderão ser zincadas em uma ou várias etapas.

3 – Escoamento do Zinco e liberação dos gases: é vital que a peça ou conjunto seja projetada e construída prevendo-se furações que permitam o total enchimento de zinco em sua parte interna e a fácil expulsão dos gases evitando assim risco de explosões.

4 – Soldas: os banhos de decapagem não removem cascas ou escórias de solda que resultam em falhas. Portanto deve-se usar soldas que não produzam este tipo de escórias ou carepas (tipo MIG, TIG). Quando tratar-se da união de duas peças
por solda é aconselhável que: os cordões de solda sejam contínuos e a superfície selada não ultrapasse 300 mm2 da área para cada milímetro de espessura do material base. As superfícies sobrepostas exigem solda contínua e um orifício para aliviar a pressão a fim de evitar riscos de explosão.

5 – Deformações: Normalmente, uma peça zincada não está livre de empenamentos ou ondulações. Quando mergulhada num banho de zinco a 450°C, sofre alívio de tensões internas, resultantes de solda ou deformações plásticas. Providências devem ser adotadas para minimizar essas deformações como por exemplo: controle de procedimento de soldagem, diferenças de espessuras e prover de alças e orifícios, para zincar numa única imersão.

6 – Partes Móveis: quando tratar-se de partes móveis num mesmo conjunto, uma folga de 1 a 3 mm é suficiente para manter a sua movimentação após a zincagem.