A galvanização por imersão a quente e a galvanização a frio diferem principalmente em seu método de aplicação e no nível de proteção que oferecem; Escolher a técnica de galvanização certa se resume a encontrar o equilíbrio ideal entre custo e desempenho.
Os efeitos destrutivos da corrosão em metais são conhecidos há séculos. Desde que os metais são um material de construção, os humanos sempre buscam maneiras de melhorar sua longevidade em ambientes corrosivos. Uma das técnicas mais utilizadas para a proteção de metais (principalmente aço) é a galvanização.
Em 1742, um químico conhecido como Melouin descobriu que um revestimento de zinco poderia ser aplicado ao ferro mergulhando-o em zinco fundido. Essa descoberta desencadeou uma onda de pesquisas na comunidade científica e lançou as bases para a galvanização. Em 1780, um físico italiano, Luigi Galvani, o homem que deu nome ao processo, observou que o contato entre dois metais diferentes resultava no fluxo de uma corrente elétrica. (Para algumas leituras básicas, consulte Por que dois metais diferentes causam corrosão?) Com o tempo, a compreensão da galvanização melhorou significativamente e, em 1850, a indústria britânica de galvanização estava usando 10.000 toneladas de zinco anualmente para a proteção do ferro. Este foi o nascimento de uma indústria que continua a florescer até hoje.
O aço galvanizado desempenha um papel essencial em nossas vidas diárias. É frequentemente usado em vários setores, incluindo as indústrias de construção, transporte, agricultura e geração de energia, para citar alguns. Existem dois métodos principais de galvanização do aço; estes são galvanizados por imersão a quente e galvanizados por imersão a frio. Neste artigo, veremos esses dois métodos de galvanização e discutiremos como essas técnicas diferem.
O que é Galvanização?
Em sua forma mais simples, a galvanização refere-se à aplicação de um revestimento de zinco na superfície de um metal (geralmente aço ou ferro). É usado principalmente como medida de proteção para prevenir a corrosão e, por extensão, aumentar a vida útil do componente metálico protegido. Quando aplicados adequadamente a uma superfície de aço, os revestimentos de zinco oferecem dois tipos principais de proteção: proteção de barreira e proteção galvânica.
barreira de proteção
Quando o revestimento de zinco é aplicado na superfície, ele seca e endurece para formar uma camada protetora de óxido de zinco impermeável ao ar e à umidade, removendo assim um dos componentes necessários para que ocorra a corrosão: o eletrólito. . Uma vez que o substrato de aço subjacente não pode entrar em contato com o ar externo ou umidade, a corrosão é evitada.
Figura 1. A camada de óxido de zinco fornece proteção de barreira ao substrato subjacente.
proteção galvânica
No entanto, a galvanização é mais conhecida por seu método de proteção homônimo. A proteção galvânica, também conhecida como proteção catódica, protege o substrato de aço subjacente, preferencialmente corroendo-o, sacrificando-se assim no processo. Este tipo de proteção é especialmente útil para situações em que o aço protegido pode ser exposto devido a arranhões, cortes, amassados ou danos no revestimento.
Como o zinco é um metal altamente reativo e eletronegativo, ele assumirá o papel do ânodo e, portanto, corroerá primeiro se o aço adjacente estiver desprotegido. O zinco continuará a oferecer proteção galvânica até que o revestimento seja completamente consumido.
galvanizado a quente
A galvanização por imersão a quente é uma das formas mais comuns de galvanização. Este processo envolve o revestimento de um objeto de ferro ou aço, imergindo-o em um banho de zinco fundido a temperaturas em torno de 840°F (449°C). Uma vez removido do banho, o revestimento de zinco no exterior do ferro ou aço reage com o oxigênio da atmosfera para formar óxido de zinco (ZnO).
O óxido de zinco ainda reage com o dióxido de carbono para formar a camada protetora conhecida como carbonato de zinco (ZnCO3). Este filme acinzentado opaco é relativamente estável e adere fortemente à superfície de ferro ou aço. Na galvanização por imersão a quente, o zinco é ligado quimicamente e se torna parte do aço protegido.
Embora o conceito de galvanização por imersão a quente possa parecer simples, o processo consiste em várias etapas cruciais (Figura 2). O aço passa primeiro por três etapas de limpeza para preparar sua superfície para a galvanização; estes são desengorduramento, decapagem e fluxo. O desengorduramento é usado para remover sujeira, óleo e outros resíduos orgânicos; um banho de ácido suave, ou decapagem, ataca o aço e remove a carepa e o óxido de ferro; e o fluxo remove ainda mais os óxidos e reveste o aço com uma camada protetora que evita a formação de mais óxidos na superfície do aço antes da galvanização.
Figura 2. A galvanização por imersão a quente consiste em uma sequência de etapas.
Terminado o processo de limpeza e a estrutura seca, está pronta para ser imersa no banho de zinco fundido. O zinco fundido flui para dentro e ao redor do objeto de ferro ou aço, cobrindo-o completamente para proteger todas as superfícies. O material revestido é então removido do banho e seco ao ar antes da inspeção.
galvanizado a frio
A galvanização a frio é simplesmente aplicar uma tinta rica em zinco na superfície de um item de aço para protegê-lo da corrosão. Como tal, o termo "galvanização a frio" é considerado um equívoco entre alguns profissionais da indústria de revestimentos.
As tintas de zinco podem ser aplicadas com trinchas, rolos, pistolas, etc. Os revestimentos também podem ser aplicados pelo método de eletrogalvanização. As tintas ricas em zinco usadas na galvanização por imersão a frio diferem dos revestimentos convencionais pela presença de um aglutinante. Esses aglutinantes permitem que o zinco adira mecanicamente ao aço para oferecer um nível eficaz de proteção.
Assim como a galvanização por imersão a quente, a galvanização por imersão a frio pode fornecer uma barreira protetora, bem como algum grau de proteção catódica. No entanto, o pó de zinco presente na tinta ou revestimento deve estar em concentrações altas o suficiente para promover a condutividade elétrica entre o aço e o zinco.
Figura 3. Vídeo descrevendo a galvanização a frio.
A preparação da superfície necessária para aplicar revestimentos ricos em zinco é menos exigente do que as técnicas de imersão a quente. Antes de iniciar as operações de revestimento, a superfície de aço deve estar limpa e seca. Normalmente, uma escova de aço é usada primeiro para remover ferrugem ou qualquer outro produto de corrosão que possa estar presente. Sujeira, graxa, produtos químicos e outros compostos orgânicos também devem ser removidos adequadamente. Uma vez preparada a superfície, o revestimento de zinco é aplicado à superfície em quantas camadas forem necessárias.
Comparação da galvanização por imersão a frio e a quente
Embora a galvanização por imersão a quente e a frio sirvam a propósitos semelhantes, seu método de aplicação e desempenho diferem significativamente. Infelizmente, a galvanização por imersão a frio não oferece o mesmo nível de proteção que sua contraparte por imersão a quente. Como a galvanização por imersão a frio é simplesmente um revestimento, ela não pode se ligar quimicamente ao metal e, como tal, não tem a mesma durabilidade, resistência à abrasão e capacidade de proteção catódica da galvanização por imersão a quente.
Embora a galvanização a frio não corresponda ao desempenho da galvanização a quente, ela tem seus benefícios. A galvanização a frio é ideal para aplicações rápidas e econômicas em estruturas e componentes menores. Os processos de imersão a quente são mais caros e mais adequados para estruturas maiores, normalmente para usos industriais pesados. (Leitura relacionada: Galvanização e sua eficácia na prevenção da corrosão).
Em última análise, a escolha do método de galvanização se resume a encontrar o equilíbrio certo entre custo e desempenho do revestimento para uma determinada aplicação.