ENSAIOS INTEMPERISMO ACELERADOS : UM ESTUDO REAL DOS ÚLTIMOS TIPOS, FORMAS DE REALIZAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS.

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1 ENSAIOS INTEMPERISMO ACELERADOS : UM ESTUDO REAL DOS ÚLTIMOS TIPOS, FORMAS DE REALIZAÇÃO E ANÁLISE DE RESULTADOS. Por Eng. Carlos Alberto Maciel (1) BASS Equipamentos Ltda 1.Resumo Este artigo descreve os novos métodos de ensaios acelerados de intemperismo e corrosão íclicos desenvolvidos para obter uma melhor correlação com o intemperismo natural, visando a melhor previsão da durabilidade real de uma tinta em interação com os diversos fatores do meio ambiente. 2. Principais Vantagens: Tradicionalmente são utilizados ensaios contínuos ( o mais conhecido é o ensaio de Salt Spray ) para avaliação da resistência de tintas a intempérie natural. Uma das principais vantagens do ensaio de Névoa Salina contínuo está em ser um procedimento normalizado, cujas condições de ensaio são conhecidas e aceitas mundialmente, o que permite uma comparação de resultados de ensaios de diversos laboratórios e com registros de históricos anteriores. Por ser um processo bastante rápido, fornece uma ferramenta adicional para verificar a qualidade de revestimentos e produtos, principalmente no dia a dia de produção em uma fábrica. A grande desvantagem atribuída a este ensaio está em uma deficitária correlação entre os resultados do ensaio e os da prática ( intemperismo natural ). 3. Fatores do Meio Ambiente: Qualquer componente ou produto durante a sua utilização real está submetido a diversos fatores que influenciam a corrosão, com alterações constantes da potencialidade destes durante o tempo. Os mais importantes são : # Temperatura ( Ciclagem Térmica ). # Umidade ( Saturada e Controlada ). # Secagem. # Agentes Químicos. # Imersão. # Abrasão Mecânica ( poeiras e pedras ). # Repouso. # Exposição Radiação UV ( UV A ou UV B ) # etc. Muitos destes fatores, não inclusos no ensaio de Névoa Salina tradicional, agem como ativadores ou catalizadores de processos de corrosão específicos. Por exemplo, a exposição à radiação UV ou abrasão mecânica ( granalha ) acarretam fisuras no revestimento periférico, funcionando com pontos propagadores da corrosão.

2 4.Programas de Desenvolvimento de Ensaios Cíclicos Acelerados: Com o objetivo de obter um procedimento de ensaio que melhor se correlacione à vida útil do revestimento, foram desenvolvidos e implementados, através de pesquisas de campo e laboratório, diversos ensaios cíclicos que introduzem e alternam os outros fatores ambientais descritos anteriormente. 5. Exemplos Tradicionais de Ensaios Cíclicos: PROHESION ( ASTMG - Standard Practice for Modified Salt Spray ( Fog ) Testing/ Anexo 5 ). Conhecido como PROHESION, este ensaio foi desenvolvido por Harrisons and Timmons entre 19 e 19, e tem sido bem sucedido para correlação de intemperismo de tintas de manutenção industrial. Consiste em ciclos de 1 hora de Névoa Salina a 24 C com 1 hora de secagem ( dry off ) a C. A solução do eletrólito utilizada é mais diluída (,5% Na Cl ) porém inclui outros eletrólitos (,% sulfato amônio ). À medida que se repetem os ciclos, a concentração dos eletrólitos nos corpos de prova aumenta, sujeitando a uma ação em diversas concentrações, e as peças ensaiadas alternam condições de umidade saturada e não saturada. INTEMPERISMO ACELERADO ( D Cyclic Salt Fog / UV ). Esta norma vem ao encontro de necessidades da indústria de tintas. A ação de radiações UV tem um papel importante em tintas, devido estas provocarem modificações químicas que levam a propagar a corrosão com facilidade. O ensaio consiste em ciclos com fases de uma semana conforme ASTM G, com outra semana conforme ASTM G 4 ( Light and water exposure apparatus ). O número de ciclos varia de 6 a 12 dependendo da resistência do material. Figura 1:Exemplo de câmara intemperismo ( envelhecimento ) por ciclos de ultra violeta/condensação e Câmara Corrosão Cíclica para ensaios combinados.

3 CORROSÃO FILIFORME D 23 - Standard Practice for Testing Filiform Corrosion Resistance. Possui três tipos de ciclos. No procedimento A os corpos de prova são submetidos a névoa salina conforme ASTM B 117 de 4 a 24 horas. Após limpeza são colocados em câmara de umidade não saturada % UR a C. No procedimento B ( baseado na ISO 4623 ) não há limpeza dos corpos de prova. O procedimento C é idêntico ao A, porém a câmara úmida é operada a C. SAE J 63 - Guidelines for Laboratory Cyclic Test. Apresenta definições gerais de como programar e realizar testes cíclicos, bem como diversas relações bibliográficas. Dos testes estudados, inclui aqueles que conduziram a melhores resultados até o momento. SAE J Accelerated testing procedure Cosmetic Corrosion Lab Test Cycles SAE J 2334 Automatic Operation Período Evento / Descrição horas Umidade Saturada 98 % a C minutos Aplicação salina via névoa ou spray em condições ambiente 17 horas e Minutos Secagem a C com no máximo % UR Tabela1 : Ciclo ensaio conforme SAE J Exemplos Particulares ( Montadoras ) de Ensaios Cíclicos: Muitas empresas desenvolveram a partir de pesquisas internas, ensaios próprios para atender suas necessidades específicas. Devido a importância destas empresas e a representatividade, muitos destes ensaios tem se propagado na indústria de sub-fornecedores. Tabela de alguns exemplos de Ensaios Cíclicos particulares : # GM 95 P / GM 44 P. # Volkswagen PV 12. # Renault D 17 /--B ( ECC1 ) e D /--D. # Peugeot D # Volvo STD 27 / STD # Nissan M 7 CCT 1/CCT 4. # BMW CCT. VOLKSWAGEN PV 12. Combina Ciclos de Névoa Salina, Repouso e umidade saturada. Ciclo VW PV 12 Período Evento Descrição conforme 4 horas Névoa Salina DIN 21-SS

4 4 horas Repouso ( 23 +/- % C ) DIN horas Umidade Saturada DIN 17-KK Tabela 2 : Ciclo ensaio conforme PV 12. Os tempos de transição são considerados dentro do próprio período de cada evento. General Motors GM 95P Method B Possui dois métodos ( A e B ), em que conbinam ciclos de spray salino a 49 C e 95-% UR, secagem a C com umidade inferior a % UR e temperatura ambiente a C e -% UR. Ciclo GM 95P Method B : Hora Evento 6: am minutos Spray salino a condições ambiente. 7: am minutos Spray salino a condições ambiente 9: am minutos Spray salino a condições ambiente : am minutos Spray salino a condições ambiente. 2: pm 8 horas câmara úmida : pm 8 horas de secagem. 6: am 8 horas em condições ambiente. Final de Condição ambiente. semana Tabela 3 : Ciclo ensaio conforme GM 95. A aplicação da solução salina é geralmente feita por spray, também se utiliza via névoa. Acreditamos que o spray é mais apropriado às condições americanas, onde existe a utilização do sal, no inverno, para degelar estradas. Devido as características no Brasil, a utilização da névoa traz resultados mais realísticos. VOLVO STD 27 / STD Ensio consiste no sub-ciclo2 realizado as segundas e sextas-feiras que incluem 3 procedimento de borrifamento da solução com bicos spray ou imersão, seguidos pelo sub-ciclo 1 diários com fases a C / 95% UR e C com % UR Item Descrição de teste Temperatura Duração Sub ciclo 1 1 Spray ou Imersão Sub-ciclo 2 2 Drying C / % UR 4 horas 3 Humidity C / 95% UR 4 horas Fases de transição de 2 horas Tabela 4: Ciclo de Ensaio Conforme VOLVO STD 27 / STD Execução dos Ensaios: Procedimentos de ensaio podem ser manuais, em que o operador utiliza diversos aparelhos e realiza em tempos determinados a tranferência dos corpos de prova entre as diferentes condições; ou automático, em que um mesmo equipamento é programado para automaticamente variar as condições internas..

5 A vantagem de automatizar o processo, está em reduzir o trabalho do operador ( e os custos ) e de evitar diferenças no resultado do ensaio devido ao modo de efetuar as transferências entre os aparelhos. Conforme verificação das principais normas de ensaios, os ambientes mais comuns de serem utilizados em testes cíclicos são ; # névoa salina, # umidade saturada, # secagem # condição ambiente ( 23 +/- 5 C ). Os tempos de cada fase variam de algumas horas a dias. A fim de permitir abranger a possibilidade de um maior número de tipos de testes num mesmo equipamento, um modelo de equipamento cíclico automático, que seja programável pelo próprio operador, é mais útil. Figura 2 : exemplo de câmara de corrosão cíclicas de ALTA PERFORMACE. 8. Principais Cuidados em Testes Cíclicos: # Correta interpretação dos ambientes solicitados. Como os testes cíclicos envolvem diferentes condições variáveis, é preciso verificar com segurança que o equipamento utilizado consiga reproduzir todas as condições solicitadas. Por exemplo, muitos ensaios cíclicos solicitam um período em condições de repouso (laboratório). Estas condições são geralmente encontradas em países de clima temperado. No caso do Brasil, para atender este requisito, o equipamento deve possuir climatizador ou os corpos em teste devem permanecer em laboratório com temperatura e umidade controladas. Outro ítem que causa confusão de interpretação é o da umidade relativa. Água em forma de névoa ou gotas ( líquida ) num ambiente não é uma certeza de ambiente saturado ( 98% - % UR ). Umidade relativa é uma medida da porcentagem da quantidade de vapor da água com relação ao máximo da saturação para aquela temperatura. O mais correto seria utilizar medidas de umidade absoluta.

6 PSYCHROMETRIC CHART Sea Level BAROMETRIC PRESSURE inches of Mercury ENTHALPY - BTU PER POUND OF DRY AIR SATURATION TEMPERATURE - F % % 95 WET BULB TEMPERATURE - F. SPECIFIC VOLUME ft³/lb OF DRY AIR HUMIDITY RATIO - GRAINS OF MOISTURE PER POUND OF DRY AIR VAPOR PRESSURE - INCHES OF MERCURY ENTHALPY - BTU PER POUND OF DRY AIR % % % % % % % RELATIVE HUMIDITY DEW POINT - F Linric Company Psychrometric Chart, DRY BULB TEMPERATURE - F Figura 4: Exemplo de carta psicométrica. # Tempos de Transição: O tempo de transição entre os ambientes indicados pelo ensaio, tanto para procedimentos manuais ou automáticos, pode ser um fator que cause divergência nos resultados. Um sistema automático possui a vantagem de padronizar com exatidão os tempos de transição. Muitas normas não especificam este tempo de transição sendo que, o que pode ser aceitável para ensaios cíclicos com longos períodos ( de dias ), pode não ser aceitável em casos em que os períodos são curtos (horas). # Monitaramento. A forma mais correta e eficaz de confirmar os itens acima descritos é de realizar conjuntamente com o ensaio um monitoramento das condições de operação. Graças a atuais vantagens da informática é possível hoje ter um registro on-line das condições do ensaio. Figura 3: exemplo de telas de software supervisório das condições de um equipamento durante ensaio Cíclico.

7 9. Conclusão: É inegável a importância e as vantagens conseguidas pela complementação dos ensaios tradicionais, entre eles o de nêvoa salina com os cíclicos e os de intemperismo por ultravioleta e xenônio. Cada vez mais, através de novos ensaios de campo e desenvolvimentos em laboratórios, será possível publicar métodos de ensaios muito mais representativos que o de névoa salina neutra. Sua normalização será amplamente utilizada para comparar qualidade de componentes ou acabamentos com relação a corrosão atmosférica. Carlos Alberto Maciel Carlos@bass.com.br 1. Engenheiro Químico Escola Politécncia da Universidade São Paulo, Diretor - BASS Equipamentos Ltda Brasil / Thermotron Ind, Inc. - U.S.A. Presidente da Câmara Setorial de Controle de Qualidade CSQI da ABIMAQ.