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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2006.tde-05092006-124730
Documento
Autor
Nome completo
Jean Vicente Ferrari
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2006
Orientador
Banca examinadora
Panossian, Zehbour (Presidente)
Aoki, Idalina Vieira
Costa, Isolda
Título em português
Contaminação com sal de cloreto e cromatização da superfície do aço zincado no processo não-contínuo de zincagem por imersão a quente: influência no desempenho de tintas e determinação de pré-tratamentos para pintura adequados.
Palavras-chave em português
aço-carbono zincado por imersão a quente
cromatização
desempenho de tintas
pré-tratamentos para pintura
processo não-contínuo de zincagem por imersão a quente
sais solúveis
Resumo em português
O processo industrial não-contínuo de zincagem por imersão a quente (ZIQ) pode ocasionar a contaminação superficial do aço-carbono zincado por imersão a quente (AZIQ) com resíduos de cloreto. Estes resíduos, se não forem efetivamente eliminados, podem influenciar negativamente no desempenho dos esquemas de pintura dos sistemas dúplex (zincagem mais pintura). Sabe-se que no processo de ZIQ, a cromatização é amplamente utilizada, entretanto, o efeito que este pós-tratamento exerce no desempenho dos esquemas de pintura ainda não é bem estabelecido. Neste contexto, este trabalho teve como objetivos: I - verificar o grau de contaminação no AZIQ com sal de cloreto devido ao próprio processo de ZIQ; II - verificar os efeitos da contaminação com sal de cloreto e da cromatização do processo ZIQ no desempenho de tintas aplicadas sobre o AZIQ; e III – determinar pré-tratamentos para pintura adequados para o bom desempenho das tintas aplicadas sobre o AZIQ. A metodologia adotada para alcançar o objetivo I envolveu a zincagem de chapas de aço-carbono em diferentes prestadores de serviço de ZIQ, em diferentes condições. Estas chapas zincadas foram analisadas por microanálise química qualitativa por espectrometria de dispersão de energia (EDS) em microscópio eletrônico de varredura (MEV) e pela determinação dos teores de cloreto superficiais, por método de extração com água em ebulição. A partir dos resultados obtidos para se alcançar o objetivo I, foi possível definir as condições no processo de ZIQ que potencialmente causam maior contaminação da superfície do AZIQ com sal de cloreto. Assim, para se alcançar os objetivos II e III, chapas de aço-carbono foram zincadas naquelas condições de máxima contaminação com sal de cloreto e parte delas foi submetida ao pós-tratamento de cromatização. Em seguida, uma grande parte destas chapas zincadas (cromatizadas ou não) foi submetida aos pré-tratamentos para pintura de desengraxe com solvente orgânico, de hidrojateamento a alta pressão, de jateamento abrasivo ligeiro e de ação mecânica com esponja abrasiva e água quente. Finalmente, as chapas zincadas, incluindo as não submetidas aos pré-tratamentos, foram pintadas com uma demão de tinta de aderência mais uma demão de tinta de acabamento. As chapas zincadas e pintadas foram submetidas a ensaios acelerados (imersão em água destilada e exposição em câmara de umidade saturada) e não-acelerados de corrosão (exposição em estação de corrosão atmosférica) e avaliadas por meio dos ensaios tradicionais de acompanhamento de desempenho (grau de empolamento e ensaios de aderência de tinta) e eletroquímicos (medida de potencial de circuito aberto, curva de polarização e espectroscopia de impedância eletroquímica – E.I.E.). Algumas chapas zincadas, antes da pintura, foram submetidas aos ensaios de caracterização física (exame microestrutural e morfológico em MEV e rugosidade superficial), química microanálise por EDS, difração de raios X e teor de cloreto superficial pelo método de extração com água em ebulição) e eletroquímica. Os resultados obtidos, neste estudo, permitiram verificar que a aplicação adicional de sal cloreto de amônio sólido durante o processo de ZIQ tende a aumentar o grau de contaminação superficial do AZIQ com cloreto e, as etapas de resfriamento e/ou de cromatização do processo também contribuem para esta contaminação. No geral, o desempenho do AZIQ cromatizado teve desempenho inferior em relação ao não-cromatizados. O hidrojateamento a alta pressão e a lavagem com água e ação mecânica foram os prétratamentos que proporcionaram os melhores desempenhos dos esquemas de pintura.
Título em inglês
Chloride salt contamination and chromate quenching of galvanized steel on the batch galvanizing process: the influence on paint performance and the determination of suitable surface preparation for painting.
Palavras-chave em inglês
batch galvanizing process
chromate quenching
hot-dip galvanized steel
paint performance
soluble salts
surface preparation for painting
Resumo em inglês
The batch galvanizing process (BGP) can lead to surface contamination of hot-dip galvanized steel (HDGS) with chloride residues. If these residues are not effectively eliminated, they can influence negatively on the performance of duplex systems (galvanizing plus painting). It is known that the chromate quenching is widely used in the BGP, however the effect of this post-treatment on the performance of duplex systems is not well established yet. In this sense, this work aimed: I – to verify the contamination degree of HDGS with chloride salt due to the BGP itself; II – to verify the effects of the chloride salt contamination and chromate quenching on the performance of paints applied on HDGS; and III – to determine the suitable surface preparation for painting in order for obtaining a good paint performance applied on HDGS. The adopted methodology to achieve goal I involved the galvanizing of steel plates in different service renderings with BGP, in different conditions. These HDGS plates were submitted to the qualitative energy dispersive microanalyses (EDS) in scanning electron microscopy (SEM) and to the determination of superficial chloride contents by the boiling water extraction method. From the obtained results, the conditions in the BGP that potentially lead to greater surface contamination of HDGS with chloride salt were determined. Thus, to achieve goals II and III, steel plates were galvanized under the maximum chloride salt contamination condition and part of them were submitted to chromate quenching. After that, a great part of these HDGS plates (chromated or non chromated quenching) was submitted to the surface preparations for painting through organic solvent cleaning, high pressure hydroblasting, sweep blasting and handled scrub cleaning with an abrasive sponge and hot distilled water. Finally, the HDGS plates, including those not submitted to the surface preparations for painting, were painted with one coat of primer plus one coat of finishing paint. The HDGS painted plates were submitted to accelerated (distilled water immersion and humidity chamber exposure) and non accelerated (atmospheric exposure) corrosion tests and their performance were verified by means of traditional tests (degree of blistering and paint adhesion) and electrochemical measurements (open circuit potential, polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy – E.I.S.). Before painting, some HDGS plates were submitted to tests for physical (microstructural and morphological analyses in MEV and surface roughness), chemical (EDS, X-ray diffraction and superficial chloride contents by the boiling water extraction method) and electrochemical characterization. The obtained results allowed verifying that the additional application of solid ammonium chloride salt during the BGP tends to increase the degree of superficial chloride contamination of the HDGS and, the water and/or chromate quenching also contribute for this contamination. In general, the chromated HDGS presented worst performances. The high pressure hydroblasting and the handled scrub cleaning with an abrasive sponge and hot distilled water were the surface preparations for painting that provided the best performances of paint systems.
 
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Data de Publicação
2006-09-14
 
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  • BRAGAGNOLO, Gislaine M., et al. The influence of chromate quenching and chloride contamination level on the performance of the painted hot-dipped galvanized steel (duplex system) [doi:10.1007/s11998-011-9349-7]. Journal of Coatings Technology and Research [online], 2011, vol. 8, n. 5, p. 629-638.
  • FERRARI, J.V., et al. Superficial chemical characterization and verification of performance of painted hot-dip galvanized steel submitted to different surface preparations for painting. In European Corrosion Congress (EUROCORR), Maastricht, 2006. Trabalho completo.
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