Introdução: ELETROPOLIMENTO A REVOLUÇÃO DO ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE PARA COMPONENTES E EQUIPAMENTOS FABRICADOS EM AÇOS INOXIDÁVEIS A crescente busca de menores custos produtivos leva à otimização dos processos A formação de sujidades, depósitos incrustantes, bem como contaminação bacteriológica ou química, além de corrosão prematura, levam os custos de manutenção a níveis alarmantes Tais problemas normalmente estão ligados diretamente ao acabamento de superfície inadequado As sujidades aderem às superfícies em função de: 1 Superfícies Rugosas obtidas tipicamente de Processos de Acabamentos Mecânicos 2 Poros, Reentrâncias e Microfissuras 3 Ação de Forças de Ligação Eletrostática 1 + 2 + 3 = Energia de Adesão Os microorganismos podem aderir à uma superfície de três formas: Adesão direta à superfície; Adesão à sujidade que está aderida à superfície; Incorporação à massa de sujidade aderida Em superfícies limpas, a primeira forma predomina, enquanto em locais onde grande quantidade de sujeira está acumulada, possivelmente ocorrem os dois últimos mecanismos Natureza da Superfície Características Geométricas de Uma Superfície Influência do tipo de acabamento no desempenho do equipamento Quanto menor a rugosidade melhores são os resultados da higienização Conceito de Sanitariedade Influência do Eletropolimento na higienização eficiente
Superfícies Preparadas Mecanicamente Efeito de uma remoção mecânica na superfície Trabalhado a frio combinado com aquecimento localizado (usinagem mecânica) Modificação da estrutura afetando suas propriedades Microfissuras Fadiga nestas áreas Alteração até profundidades de 40 µm Lixamento Mecânico Utilização: - Uniformizar a superfície - Suavizar costura de solda - Eliminar o reforço de solda - Alcançar apropriadas tolerâncias dimensionais Realizado com abrasivos específicos (discos, rodas PG, folhas ou cintas de lixa) Grana (grit) 36, 50, 80, 120, 220, 320, 400 (grana = n de riscos por polegada linear) Produz na superfície textura rugosa composta de picos e vales (sulcos superficiais) Efeito do Lixamento Mecânico na Superfície Tensões, Rugosidade, Grande quantidade de Partículas Abrasivas e Produtos Orgânicos Impregnados ou Impurezas (Alumina) liberadas para o meio Perfil da Superfície Rugosa (picos + vales) Aumento da área absoluta (80% da área efetiva) Propicia o ancoramento de sujidades e bactérias Incrustação de produtos Tensões de Tração Pt Corrosão acentuada da superfície por pites em contato com produtos agressivos Corrosão sob Tensão Fraturante (material exposto a meios contendo halogênios: Cl, F, I, Br ) 1 Austenita 2 Austenita e Ferrita deformada a frio 3 Ferrita deformada a frio 4 Ferrita deformada a frio e Austenita deformada 5 Austenita deformada 6 Grãos deformados com inclusões e óxidos 7 Óxidos Polimento Mecânico Pastas ou Massas Abrasivas (MgO, Al 2 O 3, mistura de óxidos com aglomerante) Grana 320 até próximas a 1000 Produz aspecto espelhado em função de tombamento dos picos superficiais Efeito do Polimento Mecânico na Superfície Utilização: - Aparência Brilhante e Reflexiva - Caráter Estético - Remove muito pouco material da superfície Microbolsas oriundas do tombamento dos picos Armazenamento de impurezas nas microbolsas Camada de gordura isolante impede passivação
Quanto menor a rugosidade melhores são os resultados do processo e da higienização EFEITO DO ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE SOBRE O TEMPO DE LIMPEZA Conceito de Sanitariedade Exigências de Alta Sanitariedade Construção Sanitária Acabamento Sanitário Construção Sanitária Equipamentos abertos com facilidade para limpeza rápida Geometrias que não permitam reter produtos em macro escala Acabamento Sanitário Superfície ter propriedades simultâneas de Pureza Interna e Pureza Externa COMPARAÇÃO ESQUEMÁTICA DA MICRO-RUGOSIDADE DE UMA CÉLULA MICROBIANA PUREZA INTERNA PUREZA EXTERNA ELETROPOLIMENTO MEIO SUPERFÍCIE METAL BASE METAL BASE SUPERFÍCIE MEIO Pureza Interna da Superfície: as superfícies não devem transferir quaisquer substâncias para o meio (produto) Pureza Externa da Superfície: partículas do meio (produto) não devem aderir a estas superfícies Conceito: Pode ser definido como um processo de corrosão controlado, obtido através de passagem de corrente elétrica retificada entre um catodo e a peça (anodo) através de um eletrólito, a qual provoca o nivelamento e o brilho da superfície metálica pela remoção dos picos e riscos superficiais Os pontos altos das irregularidades superficiais (picos) ou áreas de alta densidade de corrente, são seletivamente removidos numa velocidade maior do que o restante da superfície (vales) Estágios do Eletropolimento HUMMA 1 Estágio Brilho Etapa inercial do processo que ocorre nos primeiros minutos de exposição da superfície, sendo função do material e da película passiva após o eletropolimento 2 Estágio Nivelamento Etapa principal do processo, sendo obtido pela remoção dos picos e arredondamento dos vales tendo como principais fatores o acabamento preparatório da superfície, o controle e a densidade de corrente aplicada, a distância cátodo - peça, a tensão aplicada e a utilização de um eletrólito conveniente Uma superfície após o Eletropolimento HUMMA Perfil de superfície sem picos e vales acentuados Livre de tensões superficiais Pura com elevada sanitariedade Valores de rugosidade entre 40% a 60% menor comparados com os valores obtidos por processos mecânicos Brilhante e homogênea em toda a extensão Visualmente lisa e reflexiva PERFIL REAL DA SUPERFÍCIE OBTIDO POR RUGOSÍMETRO ANTES DO ELETROPOLIMENTO APÓS ELETROPOLIMENTO
Formas de Aplicação do Eletropolimento HUMMA PROCESSO POR BANHO TECNOLOGIA HS-1000 PROCESSO LOCALIZADO TECNOLOGIA EPL-H PROCESS SUPERFÍCIE ELETROPOLIDA ELETROPOLIMENTO EXTERNO Formação de um filme protetivo (Cr2O3) denso, espesso e homogêneo onde a razão Cr/Fe > 2 CONEXÕES ELETROPOLIDAS TUBOS ELETROPOLIDOS 4
Resultados alcançados com aplicação do Eletropolimento HUMMA Menor aderência e incrustação Maior facilidade de limpeza Custo menor com tratamento de efluentes (quantidade de sujidade menor) Melhores propriedades de transmissão de calor Melhor vazão de fluidos Maior resistência à corrosão Influência do Eletropolimento na Higienização Eficiente 1 Dissolução e transferência de íons cromo na solução Cr = Cr6+ + 6e- 2 Evolução do oxigênio da superfície anódica 4 OH- = O2 + 2H2O + 4e- 3 Formação de um filme passivo na superfície anódica 2Cr + 6OH- = Cr2O3 + 3H2O + 6e- 5
QUAL A MELHOR SUPERFÍCIE PARA MEU USO? Fatores que devem ser considerados: O equipamento ou componente vai ser construído para qual finalidade? (armazenamento, reação química, processamento) O acabamento tem finalidade estética? Quais as características do produto fabricado? É líquido, é pó, é viscoso, é corrosivo, é aderente? Qual material inoxidável mais apropriado para o meu uso? Próximo passo Grau de sanitariedade desejada (para a aplicação definida o acabamento proposto deve atender os conceitos de pureza interna e pureza externa de superfície) Acabamento de superfície que melhor atenda as necessidades Como especificar um dado acabamento? Como garantir o Recebimento do acabamento especificado? COMO ESPECIFICAR UM DETERMINADO ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE Deve-se considerar um pré-acabamento ao acabamento final requerido Deve-se definir claramente o nível de rugosidade requerido no pré-acabamento Nota: especificar acabamento mecânico somente dando como referência grana ou grit pode ser a fonte de vários equívocos Deve-se definir claramente o acabamento final requerido apondo o nível de rugosidade máxima aceitável para que se obtenha resultados precisos e consistentes Ex: Lixamento Mecânico GR 220 com 0,40 µm Ra máx seguido de eletropolimento para 0,20 µm Ra máx COMO INSPECIONAR SUPERFÍCIES ELETROPOLIDAS? Inspeção visual Verificar tipo de acabamento Comparar o acabamento realizado com padrão testemunha A HUMMA possui 20 padrões de acabamento
Verificar o grau de acabamento e perfil da superfície através de um rugosímetro ou perfilômetro Exame Fotomicrográfico da Superfície Visualizar a superfície de topo para verificar riscos ou microondulações Foto da micrografia Teste do Grafite Teste prático para verificar superfícies eletropolidas Microscopia Ótica de Superfície Documentação Certificado de Eletropolimento realizado Microscopia de Superfícies Eletropolidas com o Respectivo Perfil Acabamento HUMMA SFH 11 Perfil da superfície lixada mecanicamente Superfície lixada mecanicamente (Ampliação 150x) Perfil da superfície eletropolida Superfície após aplicação do eletropolimento Humma (Ampliação 150x) 0,25 a 0,32 µm Ra 7
Microscopia de Superfícies Eletropolidas com o Respectivo Perfil Acabamento HUMMA SFH 15 Microscopia de Superfícies Eletropolidas com o Respectivo Perfil Acabamento HUMMA SFH 19 0,17 a 0,25 µm Ra 0,07 a 0,15 µm Ra