Técnicas de passivação de aço inoxidável explicadas

27 april 2024 Roberto Magalhães

1. Visão Geral

A passivação do aço inoxidável envolve a aplicação de uma película de óxido de cromo na superfície e nas soldas da placa de aço, aumentando assim a resistência à corrosão do aço inoxidável.

A passivação também serve como um método eficaz de descontaminação. Por exemplo, partículas de ferro depositadas na superfície do metal e nas soldas podem ser removidas desta maneira (essas partículas de ferro são frequentemente formadas devido ao corte, modelagem, fricção do equipamento ou ação de escovas metálicas).

A lavagem ácida antes da passivação pode eliminar todos os contaminantes e remover seletivamente áreas menores propensas à corrosão na superfície do metal. Para uma lavagem ácida e passivação eficazes, todos os contaminantes orgânicos e graxas devem ser removidos previamente.

Portanto, o procedimento comumente usado é o seguinte:

A. Pré-limpeza/desengorduramento
B. Limpeza Primária
C. Lavagem ácida
D. Limpeza Secundária
E. Passivação/Descontaminação
F. Limpeza e Secagem Final

Em circunstâncias normais, os produtos devem ser revestidos utilizando um processo de pulverização, tanto quanto possível. Para produtos menores ou acessórios para tubos, o tratamento por imersão em banho deve ser considerado primeiro.

Em pequenas áreas (soldas, reparos), ou quando o revestimento por pulverização é prejudicial a determinados produtos (como a superfície de trocadores de calor tubulares pré-instalados), é preferível utilizar uma pasta.

A oficina de produção deverá elaborar um documento escrito baseado neste manual e submetê-lo ao comprador para confirmação.

Observação:

Os agentes passivantes não devem conter ácido clorídrico ou cloretos. A lavagem ácida e a passivação podem ser ineficazes em baixas temperaturas, portanto estes processos devem ser realizados em temperaturas ambientes suficientemente altas (>10°C).

Em todas as circunstâncias, os tratamentos devem ser realizados sob orientação do fornecedor. A água utilizada no processo (como banho, diluente, líquido de limpeza, etc.) deve ser tratada para garantir um baixo teor de cloretos (o teor máximo teórico de cloretos é de 30ppm).

2. Pré-Limpeza e Desengorduramento

Para garantir decapagem e passivação eficazes, é imperativo remover todos os contaminantes orgânicos da superfície do metal, como graxa e outros detritos. Poluentes orgânicos podem dificultar o processo de decapagem e passivação e representar um risco potencial de corrosão por picadas.

Um agente de pré-limpeza é pulverizado na superfície do metal para fins de limpeza e desengorduramento. Em seguida, é imprescindível enxaguar com pistola de água de alta pressão para melhorar a qualidade dos tratamentos posteriores.

A eficácia da pré-limpeza pode ser verificada utilizando o método da película de água.

3. Decapagem ácida e passivação na solução de banho

Os seguintes procedimentos são realizados após a pré-limpeza e desengorduramento:

3.1 Cada produto é imerso na seguinte solução:

Ácido Nítrico 36℃ Seja 100 litros
65% de ácido fluorídrico ou 20 litros
Fluoreto de sódio 20kg
Água 900 litros

3.2 Se a solução de tratamento estiver a 60°C, uma imersão de dez minutos é suficiente, enquanto à temperatura ambiente é necessária uma imersão de duas horas.

3.3 Após a imersão, o produto deve ser enxaguado rapidamente com água até que o pH do efluente se iguale ao pH da água de enxágue.

3.4 Cada produto deve ser reimergido na seguinte solução:

Ácido Nítrico 36℃ Ser 250 litros
Água 750 litros

3.5 O tempo de imersão do produto é o seguinte:

15 minutos quando a temperatura da solução for 50°C
2 horas em temperatura ambiente

3.6 Após a imersão, o produto deve ser enxaguado rapidamente com água até que o pH do efluente se iguale ao pH da água de enxágue.

4. Aplicação de Pasta de Passivação de Decapagem

Certas áreas pequenas, como cordões de solda e pontos sensíveis ao calor, devem ser tratadas com pasta de passivação decapante. Este método também vale a pena considerar quando a imersão ou o revestimento por pulverização for inconveniente.

A pasta de passivação de decapagem é particularmente adequada para tratamento local após reparos ou para manutenção de peças de equipamentos.

4.1 Decapagem com Pasta de Decapagem

A pasta de decapagem utilizada para aço inoxidável é uma mistura de ácido nítrico e ácido fluorídrico com um adesivo.

Use um pincel resistente a ácidos para aplicar a pasta na costura de solda e alise-a com uma escova de aço inoxidável. Enxágue com uma pistola de água de alta pressão antes que a pasta seque.

4.2 Passivação com Pasta de Passivação

A pasta de passivação utilizada para aço inoxidável é uma mistura de ácido nítrico e ácido fluorídrico com um adesivo.

Use um pincel resistente a ácidos para aplicar uniformemente a pasta de passivação nas áreas decapadas.

Aguarde 3-4 horas após aplicar esta pasta e escove levemente com uma escova de náilon. Enxágue com uma pistola de água de alta pressão antes que a pasta seque e depois seque a superfície metálica.

5. Tratamento de revestimento por spray

O líquido de decapagem e o colóide utilizados para o revestimento por pulverização consistem principalmente em ácido nítrico (20-25%) e ácido fluorídrico (cerca de 5%) com adesivo e surfactante, formando uma solução com concentração e propriedades reológicas adequadas.

A composição do líquido de passivação e do colóide usado para revestimento por pulverização é semelhante à do líquido de revestimento por pulverização de decapagem, mas não contém ácido fluorídrico.

As etapas específicas são as seguintes:

5.1 Decapagem

Após cuidadosa pré-limpeza e desengorduramento (consulte a Seção 2 para obter detalhes), use equipamento resistente a ácidos para pulverizar uma camada uniforme de agente decapante na superfície metálica seca. Permitir que o agente de decapagem atue por um período sob orientação do fornecedor.

Se necessário, esfregue cuidadosamente as soldas escuras e as áreas sensíveis ao calor com uma escova de aço inoxidável, removendo quaisquer manchas. Use uma pistola de água de alta pressão para enxaguar bem e verificar se há resíduos na superfície do metal.

5.2 Passivação

Após a oxidação e limpeza imediata, uma camada uniforme de agente passivante deve ser aplicada por spray na superfície metálica seca, usando equipamento resistente a ácidos. Sob a orientação do fornecedor, a lavagem ácida deve reagir por um período de tempo.

Se necessário, em costuras de solda muito coloridas e áreas sensíveis ao calor, uma escova de aço inoxidável deve ser usada para esfregar meticulosamente para remover quaisquer descolorações.

A superfície metálica deve então ser bem enxaguada com uma pistola de água de alta pressão, garantindo que não restem resíduos, e completamente seca.

Este processo segue as especificações técnicas para lavagem ácida e passivação de aço inoxidável.

6. Produtos e fornecedores de lavagem ácida e passivação

(omitido)

7. Tratamento de superfície metálica

Os seguintes equipamentos ou componentes devem passar por tratamento de lavagem ácida e passivação:

Do chassi, paredes e carcaça do evaporador até o desembaçador superior;
As paredes internas dos tubos de água do mar e salmoura;
Todas as costuras de solda e áreas sensíveis ao calor;
Se a costura de solda estiver danificada e ainda não pintada, a superfície externa da costura não precisa ser tratada;
A superfície interna do condensador;
As superfícies internas da torre de desgaseificação, tanques de produtos químicos e filtros de água do mar.

Antes do tratamento, os tubos do trocador de calor devem ser cuidadosamente protegidos para evitar erosão pela lavagem ácida e pelo agente de passivação.

A limpeza, lavagem ácida e passivação devem ser realizadas na oficina de produção antes do envio do equipamento.

Ainda assim, ao longo da vida útil do equipamento, desde a utilização inicial até ao pleno funcionamento, será necessário inspecionar regularmente as superfícies tratadas. Se for observada descoloração ou aparecimento de corrosão, é necessário retratar novamente.

8. Resultados do tratamento e controle de qualidade

Após a conclusão do processo de passivação de decapagem na oficina ou canteiro de obras, o empreiteiro deverá apresentar relatórios separados sobre a pré-limpeza, decapagem, passivação e resultados finais do tratamento.

Cada etapa da operação, como os agentes de tratamento utilizados, incluindo diluentes, juntamente com os métodos de tratamento e duração, devem ser registrados.

É melhor realizar a inspeção final dentro de dois dias após a conclusão da passivação da decapagem.

8.1 Inspeção Visual

Após a limpeza e desengorduramento, a superfície metálica deve estar isenta de qualquer gordura ou matéria orgânica.

Isto pode ser detectado pelo método da película de água: uma fina película de água se forma na superfície do metal e, se existir contaminação, a película de água se romperá na área contaminada.

Todas as superfícies metálicas passivadas devem ter a cor do metal puro.

Para uma inspeção mais eficaz, iluminação de alta potência pode ser instalada no local de inspeção.

8.2 Detecção de Partículas de Ferro

Este método de detecção é extremamente sensível. Até mesmo pequenas quantidades de partículas de ferro em uma superfície metálica completamente limpa podem ser detectadas.

Tanto as áreas coloridas como as áreas suspeitas devem ser testadas utilizando este método.

Atenção: Este método é proibido na superfície de produtos destilados de evaporadores.

Método de detecção de partículas de ferro:

Este método é descrito na ASTM A380.

O líquido de teste é preparado misturando os seguintes componentes:

Água destilada 94% 1000cm³
60-67% ácido nítrico 3% 20cm³
Ferricianeto de potássio 3% 30g

Limpe a superfície metálica com um pano limpo e água deionizada.

Use um pulverizador que não seja de aço inoxidável para pulverizar a solução preparada.

Poucos minutos depois, se aparecer azul esverdeado, indica contaminação, enquanto o amarelo indica não contaminação.

Registre a situação do teste, lave imediatamente com água deionizada e limpe com um pano. Todas as substâncias de teste devem ser removidas.

Todas as áreas contaminadas deverão ser repassivadas.

Se a área de contaminação (azul esverdeado) for muito grande, um teste mais completo deverá ser realizado sob orientação do comprador.

9. Medidas Preventivas

Todos os produtos são ácidos e perigosos, portanto todos os operadores devem usar máscaras, óculos de segurança, luvas de borracha, aventais e botas.

A ventilação adequada deve ser mantida em todos os momentos. Em qualquer circunstância, as orientações do fornecedor deverão ser seguidas.

O ferrocianeto de potássio é um cianeto simples, não tóxico. Porém, quando aquecido ou em contato com ácido concentrado, libera gás tóxico cianeto.

Se o ar estiver contaminado com poeira, aço carbono ou graxa e partículas orgânicas por um longo período, a limpeza, decapagem e passivação serão ineficazes. Todo o processo deve manter um alto nível de limpeza.

Se necessário, o equipamento pode ser tratado adequadamente com técnicas de decapagem e passivação de aço inoxidável para evitar a exposição ao ar contaminado.