LIMPEZA QUÍMICA E PASSIVAÇÃO Em Sistemas Críticos de Alta Pureza
TIPOS DE CONTAMINAÇÃO (FONTES) Contaminação Orgânica Sujidade oriunda de resíduos dos produtos, gorduras, proteínas, óleos, etc. Contaminação Inorgânica Sujidade oriunda de resíduos de processo de fabricação por limpeza inadequada e sais provenientes de água dura.
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
Efeito do Lixamento Mecânico na Superfície 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 ).
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
Quanto menor a rugosidade melhores são os resultados do processo de higienização. EFEITO DO ACABAMENTO DE SUPERFÍCIE SOBRE O TEMPO DE LIMPEZA COMPARAÇÃO ESQUEMÁTICA DA MICRO-RUGOSIDADE DE UMA CÉLULA MICROBIANA
MICROFOTO EM MEV MOSTRANDO MICROORGANISMOS ALOJADOS NOS MICROSULCOS DE UMA SUPERFÍCIE LIXADA MECANICAMENTE
LIMPEZA QUÍMICA DA SUPERFÍCIE HE = Energia Química X Energia Mecânica X Energia Térmica X Tempo Compostos de substâncias ácidas Compostos de substâncias neutras Compostos de substâncias alcalinas
Objetivo Remoção de contaminantes da superfície metálica. Garantir máxima resistência à corrosão do inox. Prevenção de contaminação de produto. Alcance da aparência desejada.
Passividade: Propriedade que o aço inox apresenta de minimização de reatividade química sob certas condições especiais de ambiente. Passivação: Significa obter a condição eletroquímica de Passividade do aço inox através da estabilização da Camada Passiva ou Filme Passivo, realizado normalmente por aplicações químicas especiais.
Camada Passiva: Resultado do processo da passivação. CAMADA PASSIVA ZONA DE TRANSIÇÃO METAL BASE Óxido de Cromo + Óxido de Ferro (2:1) (na prática Cr 2 O 3 ). Espessura ± 10 a 30 Å Fe ± 65% Cr ± 18% Ni ± 10% Mo ± 2% Restante C, Mn, Si, S, P, etc.
MECANISMOS DE CORROSÃO DO AÇO INOX EM SISTEMAS CRÍTICOS Em soluções ácidas: (H + ) é reduzido a gás hidrogênio (H 2 ) Reação de Oxidação: Fe 0 Fe 2+ + 2e - Reação de Redução: 2H + + 2e - H 2 Reação Global: Fe 0 + 2H + Fe 2+ + H 2
Em soluções neutras ou básicas, Oxigênio dissolvido (O 2 ) é reduzido a Hidróxido (OH - ) Reação de Oxidação: Fe 0 Fe 2+ + 2e - Reação de Redução: ½O 2 + H 2 O + 2e - 2OH - Reação Global: Fe 0 + ½O 2 + H 2 O Fe 2+ + 2OH -
Podemos também expressar: 2Fe 0 + 4H 2 O 2FeO(OH) + 3H 2 Oxidação do Óxido Ferroso Hidratado para Óxido Férrico (Fe 2 O 3 ) que produz a cor avermelhada. 2FeO(OH)3 Fe 2 O 3 + 3H 2 O
Fatores que influenciam a corrosão em sistemas críticos: Gases dissolvidos Oxigênio Gás carbônico Material em suspensão Sais dissolvidos Microrganismos Temperatura ph Velocidade
PONTOS A SEREM CONSIDERADOS PARA REALIZAÇÃO DE UMA LIMPEZA QUÍMICA Eliminação de elementos e compostos nocivos na matriz metálica. Impurezas adicionadas durante os processos mecânicos de acabamento. Resíduos de oxidação deixados na ZTA de soldas. Impurezas introduzidas pelo gás purgante durante o processo de soldagem.
Material de preenchimento de solda usado na soldagem da unidade de geração de água. Impurezas introduzidas durante o teste hidrostático (contaminantes de água purificada, potável). O uso de metais desiguais às vezes encontrados nas unidades de geração e sistemas de distribuição. O uso de materiais de gaxeta inapropriados e manuseio inadequado de material.
METODOLOGIA CONVENCIONAL PARA REALIZAÇÃO DE LIMPEZA QUÍMICA E PASSIVAÇÃO (ASTM A380) Realizada em 3 etapas com ácidos inorgânicos minerais: 1ª Etapa: Limpeza Alcalina. 2ª Etapa: Decapagem Ácida (HF + HNO 3 ) 3ª Etapa: Passivação (HNO 3 )
Problemas de se utilizar Limpeza Convencional Controle rígido do Processo de Limpeza (num pequeno descontrole mata-se o carrapato e o cavalo junto). Produtos químicos perigosos para manipulação (segurança do operador). Produtos tóxicos ao meio ambiente (Vazamento? Inapropriado para descarte).
METODOLOGIA ATUAL PARA REALIZAÇÃO DE LIMPEZA QUÍMICA E PASSIVAÇÃO (ASTM A380) Realização em 3 etapas por Quelação Complexa: 1 Estágio: Quelação Complexa Alcalina. 2 Estágio: Quelação Complexa Ácida. 3 Estágio: Quelação Complexa Passivante.
Vantagens da Limpeza Química por Quelação Complexa comparada com a Limpeza Química Convencional. Processo de limpeza mais eficiente. Efetividade na retirada dos contaminantes sem danificar a instalação. Produtos químicos de baixa agressividade não perigosos ao manuseio. Produto com baixa toxidade (pouco agressivo ao meio ambiente)
A IMPORTÂNCIA DA LIMPEZA CRÍTICA EM SISTEMAS DE ALTA PUREZA Ambientes críticos e corrosivos. Formação efetiva da camada passiva. Maior resistência à corrosão (menor formação de Rouge). Superfícies extremamente limpas (pureza dos produtos). Garantia contínua do sistema pela ausência de impurezas e contaminantes gerados na superfície de contato.
METODOLOGIA E PROCEDIMENTOS DE LIMPEZA CRÍTICA HUMMA EM CONFORMIDADE COM A NORMA ASME BPE 1997 V.2002 Limpeza Química e Passivação por Quelação Complexa aplicado em sistemas novos para processo e água purificada. Tubulações e equipamentos (região interna). Limpeza Eletrolítica e Passivação aplicado em equipamentos e componentes para sistemas críticos (região interna e externa). Eletropolimento Tecnologia EPL-H Process.
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