AVALIAÇÃO DO PERFIL DE RUGOSIDADE OBTIDO COM NOVOS ABRASIVOS CT TMEC 073/09 PESQUISA, DESENVOLVIMENTO DE PRODUÇÃO Tecnologia de Materiais, Equipamentos e Corrosão Dezembro/2009
CENTRO DE PESQUISAS E DESENVOLVIMENTO LEOPOLDO A. MIGUEZ DE MELLO PESQUISA, DESENVOLVIMENTO DE PRODUÇÃO Tecnologia de Materiais, Equipamentos e Corrosão AVALIAÇÃO DO PERFIL DE RUGOSIDADE OBTIDO COM NOVOS ABRASIVOS CT TMEC 073/09 AT 00006.01.0122 Relatores Joaquim Pereira Quintela Victor Solymossy Gerson Vianna Vieira (CENPES/ Tecnologia de Materiais, Equipamentos e Corrosão) Participante Eliane de Oliveira Pinto (CENPES/ Tecnologia de Materiais, Equipamentos e Corrosão) Rio de Janeiro Dezembro/2009
SUMÁRIO 1. Introdução...1 2. Parte Experimental...2 2.1. Identificação dos Abrasivos...2 2.2. Jateamento de Corpos de Prova...2 2.3. Caracterização das Superfícies Jateadas e dos Abrasivos...3 3. Resultados Obtidos...3 3.1. Abrasivos...3 3.2. Superfícies Jateadas...4 3.2.1. Superfícies de Aço Carbono AISI 1020...4 3.2.2. Superfícies de Aço Super Duplex...8 4. Conclusão...11 Bibliografia...11 CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello
1. INTRODUÇÃO A preparação de superfície é fundamental para o bom desempenho de qualquer esquema de pintura. É uma etapa que deve ser conduzida e inspecionada de maneira criteriosa visando garantir a boa aderência da tinta que será aplicada e, por conseqüência, a vida útil do revestimento anticorrosivo. Atualmente, a norma Petrobras N-9, de Tratamento de Superfícies de Aço com Jato Abrasivo e Hidrojateamento, item 6.1.2, é a referência normativa que determina os requisitos que devem ser atendidos pelos materiais abrasivos utilizados na preparação de superfície. Neste documento não existe restrição quanto à composição do abrasivo a ser utilizado. Mesmo não havendo, por parte da norma Petrobras N-9, restrições quanto à composição dos materiais que podem ser utilizados como abrasivo, alguns cuidados na seleção destes sempre devem ser tomados. O abrasivo a ser utilizado deve atender a alguns requisitos: Deve estar livre de contaminantes; Sua composição não pode contaminar a superfície de aço; A granulometria e a dureza devem ser capazes de atender ao perfil de rugosidade previsto; É interessante evitar o uso de abrasivos que possam formar par galvânico com o substrato; Deve ser economicamente viável. Em função destes requisitos, os fabricantes de materiais abrasivos buscam constantemente o desenvolvimento e qualificação de novas alternativas aos materiais mais utilizados atualmente, como a granalha de aço carbono, alumina e escória de cobre. Visando atender às solicitações da UN-BC/ENGP/EIS e da REPLAN/MI/EE, o CENPES/PDP/TMEC avaliou o desempenho de abrasivos compostos por basalto, rocha natural quimicamente inerte, e aço inoxidável. CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 1
2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1. IDENTIFICAÇÃO DOS ABRASIVOS A identificação dos materiais abrasivos utilizados encontra-se na Tabela I. Tabela I Identificação dos materiais abrasivos utilizados Fabricante Produto Material Tipo Chronital S10 Esférico Vulkan Grittal G10 Inox Grittal G60 Angular Grittal G150 Cobau AMB C 16 Basalto Angular - G25 Aço Angular 2.2. JATEAMENTO DE CORPOS DE PROVA Corpos de prova em aço carbono AISI 1020, com grau de intemperismo A, conforme a norma ISO 8501-1 foram jateados utilizando equipamento colocado à disposição pelos fornecedores dos materiais. Os abrasivos da Vulkan foram utilizados na cabine de jateamento do próprio fornecedor, enquanto que o abrasivo da Cobau foi utilizado no equipamento que estava fazendo o jateamento do tanque TQ-4126 da UN-REPLAN. Visando o jateamento de estruturas em aço Super Duplex, os abrasivos também foram testados no tratamento deste tipo de substrato. As condições de jateamento, bem como os substratos utilizados, encontram-se relacionadas na Tabela II. Tabela II Equipamento, pressão e substratos utilizados Produto Equipamento Pressão, PSI Substrato Chronital S10 Grittal G10 Cabine 110 AISI 1020, grau A Grittal G60 AISI 1020, graus A e C, e Cabine 80 Grittal G150 Aço Super Duplex AMB C 16 Campo 80 AISI 1020, graus A e D, CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 2
G25 Cabine 80 Aço Super Duplex AISI 1020, graus A, e Aço Super Duplex 2.3. CARACTERIZAÇÃO DAS SUPERFÍCIES JATEADAS E DOS ABRASIVOS Amostras dos abrasivos foram analisadas em microscópio óptico para verificar a homogeneidade dos materiais utilizados. A caracterização do perfil de rugosidade obtido foi feito através da medição com rugosímetro de agulha e através da análise de imagens de microscopia óptica dos corpos de prova. 3. RESULTADOS OBTIDOS 3.1. ABRASIVOS As imagens obtidas dos abrasivos estão apresentadas nas Figuras de 1 a 3. a) b) Fig. 1 (a) Abrasivo Chronital S10; (b) Abrasivo Grittal, ampliados 25x CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 3
a) b) Fig. 2 (a) Abrasivos Grittal G60; (b) AMB-C-16, ampliados 20x Fig. 3 Abrasivo Gritall G150, ampliado 12x 3.2. SUPERFÍCIES JATEADAS 3.2.1. Superfícies de Aço Carbono AISI 1020 A faixa de rugosidade obtido no jateamento das superfícies de aço carbono encontra-se apresentado na Tabela III. Tabela III Faixa de rugosidade medido nas superfícies jateadas Produto Faixa de Rugosidade Grittal G60 80 a 120 µm Grittal G150 100 a 145 µm AMB C 16 60 a 90 µm G25 50 a 90 µm CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 4
Nas Figuras de 5 a 10, encontram-se apresentadas imagens da seção transversal das peças jateadas. Nas figuras de 11 a 13, encontra-se apresentada a projeção em 3D da superfície, com ampliação de 200x, para os abrasivos Grittal G60, G150 e AMB-C-16. Fig. 5 Seção transversal da amostra jateada com Chronital S10, ampliada 200x Fig. 6 Seção transversal da amostra jateada com Grittal G10, ampliada 200x Fig. 7 Seção transversal da amostra jateada com Grittal G60, ampliada 25x CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 5
Fig. 8 Seção transversal da amostra jateada com Grittal G150, ampliada 25x Fig. 9 Seção transversal da amostra jateada com AMB-C-16, ampliada 25x Fig. 10 Seção transversal da amostra jateada com G25, ampliada 25x CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 6
Fig. 11 Projeção em 3D da superfície jateada com Grittal G60, ampliada 200x Fig. 12 Projeção em 3D da superfície jateada com Grittal G150, ampliada 200x CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 7
Fig. 13 Projeção em 3D da superfície jateada com AMB-C-16, ampliada 200x 3.2.2. Superfícies de Aço Super Duplex A faixa de rugosidade obtido no jateamento das superfícies de aço Super Duplex encontra-se apresentado na Tabela II. Tabela IV Faixa de rugosidade medido nas superfícies jateadas Produto Faixa de Rugosidade Grittal G60 70 a 90 µm Grittal G150 90 a 140 µm AMB C 16 40 a 60 µm G25 40 a 70 µm Nas Figuras de 14 a 17, encontram-se apresentadas imagens da seção transversal das peças jateadas. Nas figuras de 18 a 20, encontra-se apresentada a projeção em 3D da superfície, com ampliação de 200x, para os abrasivos Grittal G60, G150 e AMB-C-16. CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 8
Fig. 14 Seção transversal da amostra jateada com Grittal G60, ampliada 100x Fig. 15 Seção transversal da amostra jateada com Grittal G150, ampliada 25x Fig. 16 Seção transversal da amostra jateada com AMB-C-16, ampliada 100x CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 9
Fig. 17 Seção transversal da amostra jateada com G25, ampliada 100x Fig 18 Projeção em 3D da superfície jateada com Grittal G60, ampliada 200x Fig 19 Projeção em 3D da superfície jateada com Grittal G150, ampliada 200x CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 10
Fig 20 Projeção em 3D da superfície jateada com AMB-C-16, ampliada 200x 4. CONCLUSÃO Os abrasivos Grittal G60, Grittal G150 e AMB-C-16, mostraram-se capazes de abrir, em chapas de aço AISI 1020 grau A e aço Super Duplex, perfil de rugosidade acima do mínimo exigido pena N-9 (40 µm). BIBLIOGRAFIA. PETROBRAS. Tratamento de Superfícies de Aço com Jato Abrasivo e Hidrojateamento. Rio de Janeiro, 2006. (PETROBRAS N-9). INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. Preparation of Steel Substrates Before Application of Paints and Related Products - Visual Assessment of Surface Cleanliness - Part 1: Rust Grades and Preparation Grades of Uncoated Steel Substrates and of Steel Substrates After Overall Removal of Previous Coatings. Geneva, 1994. (ISO 8501-1). CENPES - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello 11