GALVANIZAÇÃO CONTÍNUA POR IMERSÃO A QUENTE: CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO E PRODUTO Alberto Nei C. Costa [email protected]
GALVANIZAÇÃO CONTÍNUA POR
IMERSÃO A QUENTE:
CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO
E PRODUTO
Alberto Nei C. [email protected]
1- Processo Contínuo de Zincagem Por Imersão a Quente
2- Características e Aplicações das Chapas Galvanizadas Por Imersão a Quente
2.1- Zincado
2.2-Galvannealed
2.3- Galvalume
3- Resistência à Corrosão das Chapas Galvanizadas Por Imersão a Quente
3.1- Comparativo da Resistência a Corrosão do Material Galvannealed e Aço Zincado
3.2- Comparativo da Resistência a Corrosão do Material Galvalume e Aço Zincado
11 - - Processo Contínuo de Zincagem Processo Contínuo de Zincagem Por Imersão a QuentePor Imersão a Quente
Matéria prima: bobinas a frio
• A unidade de zincagem contínua, também conhecida por galvanização, é
utilizada para depositar uma fina camada de zinco sobre a superfície das chapas
de aço. O revestimento com zinco é uma das mais eficientes maneiras de
conferir proteção ao aço contra corrosão.
Processo Contínuo de Zincagem Por Imersão a Quente
Produto: bobinas zincadas
Linha de Zincagem Contínua (LZC) por Imersão a Quente
DESENROLADEIRA MÁQUINA DE SOLDA
Eliminação resíduos oleosos na superfície da tira;
Reduzir o filme de oxidação;
Fe3O4 + 4 H2 3 Fe + 4H2O
FeO + H2 Fe + H2O
Obtenção de boas características de propriedades mecânicas do material.
FORNO DE RECOZIMENTO
Adição de Alumínio
Controle da espessura da camada de liga (Fe-Al-Zn). Esta camada mantém a boa adesão do filme revestido.
Secção transversal da camada de liga do revestimento.
POTE DE ZINCO
Adição de Chumbo ou Antimônio
Formação de “flores de zinco”.
NAVALHA DE AR
(a) Navalha de ar e equipamento de controle do revestimento (b) Detalhes do controle da espessura do revestimento pela navalha de ar.
(a) (b)
Controle da espessura do revestimento.
TRATAMENTO QUÍMICO
Função:Fornecer proteção temporária contra a corrosão ao aço zincado, garantindo a entrega do material ao cliente sem ocorrência de corrosão branca e aspecto brilhante.
Principais Tipos
• A base de cromo hexavalente;
• A base de cromo trivalente;
• Isento de cromo;
• Resina.
TRATAMENTO QUÍMICO
Sistema por spray
Principais formas de aplicação do filme de passivação em linha de Principais formas de aplicação do filme de passivação em linha de zincagem contínuazincagem contínua
Sistema Roll Coater
LAMINADOR DE ENCRUAMENTO
Melhoria das propriedades mecânicas.
Melhoria da rugosidade/brilho superficial.
Melhoria da forma da tira (ondulado lateral, repuxado central, etc).
Redução de defeitos (dentes, marca de rolo , dross, etc).
INSPEÇÃO E ENROLADEIRA
2 –2 – CARACTERÍSTICAS DAS CARACTERÍSTICAS DAS CHAPAS GALVANIZADAS POR CHAPAS GALVANIZADAS POR
IMERSÃO A QUENTEIMERSÃO A QUENTE
Aspecto Visual
Norma Tipo de Revestimento
Massa Mínima de Revestimento (g/m2)
Ensaio individual Média do Ensaio Triplo
NBR 7008/03
Z85 75 85
Z100 85 100
Z140 120 140
Z180 150 180
Z225 195 225
Z275 235 275
Z350 300 350
Z450 385 450
Z600 510 600
NBR 15578
AZ100 85 100
AZ120 100 120
AZ150 130 150
AZ165 140 165
AZ180 155 180
AZ200 180 200
Tipos de Revestimentos
• O aço galvanizado caracteriza-se pela aplicação de uma camada de revestimento de zinco puro sobre a superfície do substrato (aço base).
• É um dos revestimentos mais utilizados mundialmente.
Seção transversal
Aço Base
Camada de liga Al-Fe-(Zn)
Zn Puro
2.1- REVESTIMENTO ZN PURO - GALVANIZADO
• Entre a camada de revestimento metálico e o aço base, existe a chamada
camada de liga intermetálica (Al-Fe-(Zn)).
• Sua função é promover uma ligação metalúrgica entre o revestimento e o aço
base, para obter uma maior aderência.
• Para isso, Al é adicionado ao banho metálico (pote de zinco) - 0,2%.
•Além de promover a formação da referida camada de liga, o alumínio também
tem a função de evitar a formação de bottom dross no pote de zinco.
• Quanto ao aspecto superficial, o revestimento de zinco pode ser classificado de três formas:
Cristal normal (flores de zinco);
Cristal minimizado (minimizador de cristais);
Spangle free (sem adição dos elementos Pb ou Sb).
• Adição de Pb ou Sb para a formação dos cristais;
• Pb: 0,09 a 0,11%
•Sb: 0,06% a 0,07%
• Para a produção do material com cristais minimizados, a chapa de aço necessita passar pelo minimizador de cristais (aumento da taxa de nucleação).
Principais Aplicações - Construção Civil:
Principais Aplicações – Linha Branca:
Principais Aplicações - Automotivo:
• Consiste na transformação do revestimento de
zinco puro em liga Zn-Fe, por meio do tratamento
térmico.
• O revestimento é formado por fases do sistema Fe-
Zn dispostas em camadas.
• Processada em um forno após a saída do pote de
zinco para promover a difusão de Fe do aço base para
o interior da camada de revestimento de Zn,
formando as referidas fases do sistema Fe-Zn.
Fases δ1 e ζ
Fase γ
Trinca
Fases:
γ (Gama);
δ1 (Delta);
ζ (Zeta)
2.2- REVESTIMENTO LIGA Zn-Fe GALVANNEALED
• Comparação entre os aspectos topográficos dos revestimentos galvanizado (brilhante) e galvannealed (cinza fosco).
GalvanizadoCristais Normais
GalvanizadoCristais Minimizados Galvannealed
Principais Aplicações – Automotivo
Demais segmentos: Uso com pintura.
Novas Aplicações – Automotivo
RESERVATÓRIO COMBUSTIVEL
FIAT PALIO –
EM ORGANO METALICO A PARTIR 2009
Produto originado pela aplicação de uma camada de revestimento representado pela liga 55%Al-Zn sobre a superfície do aço, em linhas de galvanização contínuas por imersão a quente.
Aço Base
Camada de Liga Intermetálica(Al-Zn-Fe-Si)
Liga 55% Al-Zn
2.3- REVESTIMENTO GALVALUME
• Aspecto topográfico do Galvalume:
Proteção Galvânica ZincoZinco
AlumínioAlumínio
Produto amplamente utilizado devido a grande proteção oferecida pelo revestimento 55% Al-Zn ao aço contra o processo corrosivo.
Resistência a corrosão: Resistência a corrosão: Obtida através da combinação de dois tipos de proteção:
Proteção por Barreira
Ponto ótimo:55% de Al
Porcentagem em peso de alumínio
Resi
stên
cia
à co
rros
ão55% Al
Ponto Ótimo
Barreira protetora
Proteção galvânica
5% Galfan 90% Al 1
0% 20% 40% 60% 80% 100%100% Zn 100% Al
Principais Características do Galvalume: Principais Características do Galvalume:
• Combinação de excelente proteção por barreira (Al) + galvânica (Zn)
• Aparência do Al
• Melhor conforto térmico devido à alta refletividade
• Melhor proteção nas bordas e extremidades
• Utilizado sem perda de brilho até 315°C
• Proteção superior ao aço zincado em uso a temperatura elevada.
• Uso principalmente em ambientes onde o galvanizado apresenta restrições de aplicação (marinho e industrial)
Região Dendrítica:
Região Interdendrítica:
Seção Transversal
Fase rica em Al
80% em volume do
revestimento
Fase rica em Zn
20% em volume do
revestimento
• Fator preponderante para a resistência a corrosão
• Formada por regiões dendríticas (fase rica em Al) e interdendríticas (fase rica em Zn).
Microestrutura do revestimento: Microestrutura do revestimento:
Expectativa de Vida:
Marinho Severo 14 15
Marinho 35 Sem Corrosão até 30 anos
Industrial 41 Sem Corrosão até 30 anos
Rural 53 Sem Corrosão até 30 anos
Verificação do Galvalume
Vida Projetada do Galvalume
(anos)
Principais Aplicações – Construção Civil:
• Telhados e paredes; painéis isolados; perfis para calhas de água de chuva; cercas, etc. Apresenta melhor relação custo benefício do que outros tipos de revestimento, aliando durabilidade, estética e conforto térmico.
Principais Aplicações – Linha Branca:
• Refrigeradores, fornos elétricos, microondas, torradeiras, fogões, etc, onde se necessitam de materiais com elevada resistência à corrosão e resistência à altas temperaturas.
Principais Aplicações – Automotivo:
• Protetores de calor para caixa de engrenagens, conversor catalítico, caixa do filtro de óleo, laterais de ônibus em geral, etc.
Novas Aplicações – Construção Civil:
• Sistemas construtivos
UPAMorro do Alemão - RJ
UPPMorro do Alemão - RJ
Novas Aplicações – Construção Civil:
• Sistemas construtivos
UPACopacabana - RJ
UPACopacabana - RJ
3- Resistência à Corrosão das 3- Resistência à Corrosão das Chapas Galvanizadas Por Imersão a Chapas Galvanizadas Por Imersão a
QuenteQuente
ENSAIO DE CAMPO - ATMOSFERA MARINHA ( 50 metros do mar )
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 66 72
MESES DE EXPOSIÇÃO
AV
AN
ÇO
DE
CO
RR
OS
ÃO
(m
m)
GA
Zn-Ni
CZ-MI
CZ-EL
Galvannealed – Imersão a quenteRevestimento Zn-Ni - EletrodeposiçãoRevestimento Zn puro – Imersão a quenteRevestimento Zn puro - Eletrodeposição
3.1- Comparativo da Resistência a Corrosão do Material Galvannealed e Aço Zincado – Zinco Puro
3.2- Comparativo da Resistência a Corrosão do Material Galvalume e Aço Zincado – Zinco Puro
0% 20% 40% 60% 80% 100%
MarinhoSevero
Marinho
Industrial
Rural
Perda de Revestimento
GL
BZ
2
1
1 Ferrugem após 10 anos 2 Ferrugem após 4 anos
Perda de revestimento após 13 anos.
GalvalumeZinco Puro
MUITO OBRIGADO!