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GUIA TÉCNICO MÉTODOS DE REMOÇÃO DE FERRUGEM Uma análise das considerações práticas relacionadas com as diferentes tecnologias de remoção de oxidação (ferrugem ferrugem) Rua João Dias Ribeiro , 53 Pólo Industrial - Itapevi - SP www.serv .servicekleen.com Métodos de remoção de oxidação SUMÁRIO Resumo ........................................................................................................................ ................................ ........................ 2 Visão geral de remoção de oxidação ................................................................ ............................................ 3 Remoção química de oxidação ................................................................ ..................................................... 3 Tabela 1. ................................................................................................ ................................ ............................................... 3 Vantagens e desvantagens da remoção de oxidação por ácidos ........................... 3 Tabela 2. ................................................................................................ ................................ ............................................... 4 Vantagens e desvantagens da remoção de oxidação por álcalis ........................... 4 Métodos físicos de remoção de oxidação ................................................................ ..................................... 4 Tabela 3. Vantagens e desvantagens da remoção de oxidação por jateamento ... 5 Tecnologia aquosa de remoção de ferrugem................................................................ ................................ 5 Tabela 4. ................................................................................................ ................................ ............................................... 6 Vantagens e desvantagens da remoção de oxidação aquosa ................................ 6 Aplicações práticas da química aquosa ................................................................ ......................................... 6 Mais recentes desenvolvimentos na remoção aquosa de oxidação .............................. 7 Tabela 5. ................................................................................................ ................................ ............................................... 8 Vantagens e desvantagens da remoção ultrassônica de oxidação ........................ 8 CONCLUSÕES ................................................................................................ ................................ ............................................. 8 CONTATE-NOS ................................................................................................ ................................ ............................................ 8 RESUMO Ferrugem pode ser removida de peças afetadas, utilizando um solução olução quelante aquosa1que não é classificada como perigosa, em contraste com os métodos convencionais de remoção de oxidação química e física, os quais criam sérios riscos de saúde e segurança. A reação lenta de quelantes de remoção de oxidação química pode ser superada ao aproveitar o poder da tecnologia ultrassônica, comumente encontrada em operações de limpeza. Equipamento especializado adequado é facilmente encontrado encont em uma embalagem com a solução de oxidação pronto para ser usada de forma totalmente autossuficiente, cuja utilização supre a necessidade de subcontratar operações de remoção de oxidação com terceiros. Esta abordagem proporciona a melhor oportunidade para alcançar ganhos de produtividade em um ambiente industrial comprometido. ______________________________________________________________ 1 Quelação é a formação de uma ligação de íons metálicos e não metálicos para formar uma molécula. www.servicekleen.com 2 Métodos de remoção de oxidação VISÃO GERAL DE REMOÇÃO DE OXIDAÇÃO A formação de ferrugem é um assunto extremamente complexo, no entanto é implacável em sua meta e os danos que pode causar é reconhecido por todos. As empresas gastam bilhões tentando evitar a sua formação e em sua remoção segura. segura Este artigo rtigo analisa brevemente as vantagens e desvantagens dos métodos químicos e físicos convencionais de remoção de oxidação e discute formas práticas para utilizar a tecnologia moderna de quelante que não tem nenhum dos graves riscos de saúde e segurança dos métodos convencionais. REMOÇÃO QUÍMICA DE OXIDAÇÃO O Ácidos minerais, tais como o ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácido fosfórico, são utilizados na indústria para remover ferrugem de ferro e peças de aço, normalmente como parte de um processo de acabamento ento de superfície, por exemplo, galvanização por imersão a quente. Ácidos orgânicos, como ácido tânico, podem ser usados, geralmente em operações de pequena escala devido a considerações de custo. Eles também são usados como produtos de tratamento de ferrugem ugem exclusivamente automotiva. automotiva Tabela 1. Vantagens e desvantagens da d remoção de oxidação por ácidos Vantagens Desvantagens Produtos químicos de baixo custo relativo Opera em temperatura ambiente Ação rápida Apropriado apenas para a oxidação de superfície × × × × × × × × × × Vida útilbaixa Produtosquímicosextremamenteperigosos Requer gás de hidrogênio inflamável Tambématacametaiscomuns Ataca indiscriminadamente acessórios e dispositivos elétricos associados Deixa a superfície ativa propensa a corrosão instantânea Ambiente mbiente ácido também ataca a estrutura do edifício onde é utilizado O tratamento ou remoção de resíduos é caro Controle e extração de vapores ácidos muito difícil Ambiente corrosivo gera altos custos de manutenção de instalações Devido às inúmeras desvantagens tagens do ácido e as não menos importantes preocupações de saúde e segurança, ele é raramente usado, exceto onde baixo custo químico e natureza de ação rápida são necessários para sustentar as demandas do negócio. negócio www.servicekleen.com 3 Métodos de remoção de oxidação Soluções de álcalis quentes tais como soda cáustica (hidróxido de sódio) e a potassa cáustica (hidróxido de potássio) irão remover ferrugem de ferro e aço, e quando combinado com o sequestro de agentes para conter o ferro dissolvido em solução, podem ser muito eficazes, particularmente próximo às temperaturas de ebulição. No entanto, pelo fato de que álcali quente é muito corrosivo, dissolvendo metais macios como o alumínio, seu uso é restrito apenas para peças de ferro e aço. É comumente usado em restauração automotiva em painéis de carroçaria e partes artes de ferro fundido do motor, onde sua capacidade de remover óleo e graxa, bem como resíduos de pintura, é benéfica. Normalmente, este serviço é oferecido por empresas especializadas ao invés de operadores da empresa. empresa Tabela 2. Vantagens e desvantagens da remoção de oxidação por álcalis Vantagens Desvantagens Relativo baixo custo de produtos químicos Ação de forma bastante rápida Não ataca ferro ou metais comuns de aço Não deixa uma superfície altamente ativa Também é possível remover a tinta e a graxa Apropriado para remoção profunda de oxidação × × × × × × × × × × Alta temperatura de operação Alto custo de energia Produtosquímicosextremamenteperigosos Operação de alta temperatura extremamente perigosa Ataca a maioria dos outros metais e produtos orgânicos A umidade destrói o edifício Pode produzir a geração de gases O tratamento ou a remoção de resíduos é cara Controle e extração de vapores alcalinos muito difícil Ambiente úmido requer custos de manutenção elevados MÉTODOS FÍSICOS DE REMOÇÃO DE OXIDAÇÃO Avaliações de risco e consequentes precauções para remoção de oxidação química são desanimadores; não é nenhuma surpresa que os métodos físicos, (lixar suavemente a superfície para remover a ferrugem) parecem uma alternativa favorável. Na oficina doméstica, ou em ambientes ientes de baixo volume, uma escova de arame simples ou lixadeira é comum. Na maioria das indústrias o jateamento é mais típico; historicamente, o jato de areia foi muito usado, mas hoje em dia existem inúmeros meios de jateamento especializados para escolher. escolh www.servicekleen.com 4 Métodos de remoção de oxidação Qualquer que seja o meio utilizado é necessário uma elevada entrada de energia e os resultados do aquecimento concentrado, como um subproduto do atrito gerado, pode alterar de forma irrevogável a superfície da peça a ser tratada. Peças usinadas podem perder p suas tolerâncias e metais macios ou acessórios adicionais podem ser destruídos completamente. A remoção completa dessas peças antes do jateamento é necessária para preservar esses itens. Mesmo assim, a menor contaminação com formas de jateamento pode levar a uma falha catastrófica do componente em uso (ou seja, um rolamento). Novos meios de jateamento foram planejadoss para superar alguns destes riscos2, ou seja, o gelo seco desaparece totalmente após o uso e o jateamento de refrigerante é macio o suficiente suficiente para usar em alumínio e é solúvel em água, então ele pode ser completamente enxaguado após o tratamento. Estas são opções caras encontradas quase exclusivamente nas indústrias de alta tecnologia. Tabela 3. Vantagens e desvantagens da remoção de oxidação oxid por jateamento Vantagens Desvantagens Nãoenvolveprodutosquímicos Remove também resíduos de pintura Opções manuais simples para pequenos volumes Não propenso a pós-tratamento tratamento "ferrugem instantânea" × × × × × × × × × × × Alto custo com energia (ar comprimido) Alto custo com consumíveis Altos custostrabalhistas Muito trabalho e pessoal intenso Podeserextremamentebarulhento Ambienteempoeiradoinevitável Pode danificar a base ou superfície Elevadoinvestimento de capital Pode ser difícil de automatizar Meiosespecializadosmuitocaros Diferentes meios necessários para trabalhos diferentes × Extração de poeira abrasiva muito difícil × Natureza abrasiva leva a equipamentos superiores TECNOLOGIA AQUOSA DE REMOÇÃO DE FERRUGEM Em 1985, uma patente britânica apareceu3 para um processo de remoção de oxidação química que utiliza uma base aquosa aquos com um pH completamente neutro. Utiliza-se Utiliza a natureza polivalente do ferro e sua capacidade de formar complexos estáveis com moléculas específicas de quelantes sob medidas. Simplificando, Simplificando, a solução converte a ferrugem vermelha de uma forma completamente diferente de compostos de ferro, que é levantada da superfície ______________________________________________________________ 2 Para uma discussão mais completa de meios de jateamento para limpeza de abrasivos e sua aplicação, vol 83, Breziaova e Dagmar, Trans Tec Publishing, 2015 BP 2.157, 322A Diversey Ltd. de outubro de 1985 3 www.servicekleen.com 5 Métodos de remoção de oxidação da peça e em solução aquosa. Ao fazer isso ele não ataca o metal de base e, como uma solução aquosaa neutra, não ataca quaisquer superfícies ou outros materiais também. Desenvolvimentos posteriores identificaram condições alternativas para refinar o processo. 4 5 Com essas primeiras invenções a tecnologia foi refinada em um processo prático que tem um pH H neutro e que não é classificado como perigoso. Vários Vários produtos estão no mercado6 que, de uma só vez, elimina todos os riscos dos métodos químicos e físicos de remoção de oxidação listados acima. Embora tenha sido utilizado pela indústria nos últimos 15 anos, a há ainda grande potencial para esta tecnologia. Tabela 4. Vantagens e desvantagens da remoção de oxidação aquosa Vantagens Desvantagens pH completamente neutro. Não classificado como perigoso Não ataca a base do metal Tecnologia aquosa completamente segura em quase todas as superfícies Especificamente, ataca ferrugem – nada mais Opera emtemperaturaambiente Processo de imersão muito simples Não deixa uma superfície quimicamente ativa Não propenso a pós-tratamento tratamento "ferrugem instantânea" Deixa ixa a pintura e adesivos intactos Custo muito baixo de energia melhora as credenciais ambientais Custo muito baixo de manutenção como resultado × Ação de forma bastante lenta × Tempo de reação diminui à medida que aumenta o conteúdo de ferro sorção de × Desativado pela absorção oxigênio (ar) × Raramente é adequado para aplicação de pulverização × Necessário desengorduramento de etapa preliminar × Protege contra o ciclo de corrosão ferrugem / remoção / ferrugem APLICAÇÕES PRÁTICAS DA QUÍMICA AQUOSA A tecnologia aquosa funciona apenas por imersão, não pode ser pulverizado ou escovado para áreas enferrujadas. Isso ocorre porque a solução é "desativada" pela absorção de oxigênio da atmosfera e simplesmente não funciona. Na verdade, uma solução oxigenada pode até promover a oxidação da superfície quando pulverizado sobre ferro ou aço desprotegido, da mesma forma que a pulverização de água salgada. salgada ______________________________________________________________ 4 US 4,810,405 Dearborn, March 1989 US 20,060,094,637 A1 Henkel 2005 6 Safetykleen Europe Ltd. wwwsafetykleen.eu 5 www.servicekleen.com 6 Métodos de remoção de oxidação No processo de imersão, essa absorção de oxigênio da atmosfera ocorre em uma interface líquido/ar. Portanto, toda a peça deve ser totalmente imersa abaixo do nível do líquido, e agitação de qualquer tipo deve ser minimizada. Caso contrário, um mecanismo de ferrugem / remoção de ferrugem / nova ferrugem pode desenvolver e que, quando repetido, acabará por corroer dentro da peça. Tanques do processo devem ser feitos de aço inoxidável ou de plástico; lástico; o único requisito é um meio de colocar e retirar as peças da solução. Isto pode ser feito através de cestas simples ou aparelhos de elevação para peças mais pesadas. Imersão sem agitação pode levar a tempos de remoção de ferrugem estendidos. De fato imersão noturna é recomendada recomendad e, embora esta possa ser eficiente em termos de produtividade (em particular como a avaliação do risco permite que isto seja realizado com segurança no local), pode ser um fator limitante em um ambiente de produção. produção Os tempos mpos de reação podem ser acelerados operando com o aumento da temperatura, no entanto a vida útil será severamente comprometida devido à absorção exagerada de oxigênio da atmosfera por movimentos de convecção na solução. A agitação de uma solução fria através vés de bombas ou lâminas convencionais impedirá a solução de trabalhar. MAIS RECENTES DESENVOLVIMENTOS DESENVOLVIMENTOS NA REMOÇÃO AQUOSA DE OXIDAÇÃO OX O uso de agitação ultrassônica não parece aumentar a absorção de oxigénio da superfície marcada e ainda melhora significativamente ativamente a taxa de reação e, portanto, o tempo de remoção da oxidação. Esta é a mais recente evolução da tecnologia aquosa neutra de desenferrujar. É uma opção muito prática, especialmente que o uso de equipamentos de ultrassom tornou-se se mais acessível nos n últimos anos. O aproveitamento de energia ultrassônica leva a ação de desenferrujar que é vista imediatamente na imersão do componente. Tempos de processo podem ser reduzidos a minutos, no entanto, deve-se se notar que isto é variável dependente do componente componente a ser processado. A taxa de reação lenta já não é um fator limitante quando consideramos a tecnologia de remoção de oxidação aquosa sobre métodos mais convencionais. www.servicekleen.com 7 Métodos de remoção de oxidação Tabela 5. Vantagens e desvantagens da remoção ultrassônica de oxidação Vantagens Ação instantânea Esta função unção cria condições ideais de funcionamento pH completamenteneutro Nãoclassificadocomoperigoso Não ataca a base do metal Tecnologia aquosa completamente segura em quase todas as superfícies Desvantagens Especificamente, remove × Tempo de reação ferrugem – nada mais diminui à medida que Opera a temperaturaambiente aumenta o conteúdo de Processo livre de operador ferro Não deixa uma superfície × Desativado pela quimicamente ativa propensa a absorção de oxigênio pós-tratamento "ferrugem (ar) instantânea" × Necessário Deixa pintura e adesivos desengorduramento da intactos etapa preliminar CONCLUSÕES O uso da tecnologia aquosa normalmente conduz as avaliações de risco a concluir que não há mais nenhuma razão para contratar fora processos de remoção de ferrugem, dada a natureza não perigosa da química e da baixa exigência de trabalho do processo. processo É a natureza da ferrugem que varia de acordo com sua gravidade e frequência. Ser capaz de remover a oxidação internamente melhora muito a produtividade e pode reduzir os custos do processo e custos indiretos em relação ao transporte, administração e a logística de gerenciamento e coordenação do trabalho de terceiros. A simplicidade de operação e os equipamentos necessários são adequados para pa ambientes de produção em células. Estações de remoção de oxidação podem ser posicionadas para máxima produtividade e com máquinas relativamente compactas podem ser instaladas facilmente dentro das células de trabalho. Pode ser benéfico contratar o fornecimento fornecimento e manutenção de processos de desenferrujar com um prestador de serviços; isso permite o fornecimento de novas soluções e a remoção dos resíduos líquidos em conformidade com a legislação local. Em alguns casos o equipamento pode ser fornecido e mantido ido como parte do serviço. CONTATE-NOS Para obter mais informações sobre nossos serviços e soluções, acessewww.servicekleen.com .servicekleen.com ligue para + 55 (11) 3607 3311 ou e-mail [email protected] Esta publicação é de propriedade da Safetykleene não pode ser reproduzida ou transmitida sob qualquer forma, no todo ou em parte, sem a prévia autorização por escrito da Safetykleen. Enquanto o devido cuidado foi tomado durante a preparação deste documento, Safetykleen não será responsável responsável pela exatidão das informações neste documento, ou por qualquer q consequência decorrente.. Os clientes são incentivados a procurar o aconselhamento atual da Safetykleen nas suas necessidades específicas, antes de agir sobre qualquer conteúdo. www.servicekleen.com 8
