PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS CORROSÃO E PROTEÇÃO

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Tabela 02: Composição da liga de alumínio B-390

Material

Porcentagem de material presente na liga

Alumínio

Silício (Si)

75,05 a 78,25%

16 a 18%

Magnésio (Mg)

0,45 a 0,65%

Ferro (Fe)

Máximo 1,30%

Cobre (Cu)

4 a 5%

Tabela 03: Composição da liga de alumínio SAE-306

Material

Porcentagem de material presente na liga

Alumínio

Silício (Si)

85,4 a 88,3%

7,5 a 9,5%

Magnésio (Mg)

Máximo 0,10%

Ferro (Fe)

Máximo 1,10%

Cobre (Cu)

3 a 4 %

No entanto, segundo relato do funcionário responsável, a passagem da liga de alumínio fundido por dentro dos tubos promove a trinca do refratário. Posteriormente, através dessa trinca, a liga de alumínio fundido entra em contato com o ferro dando inicio ao processo de corrosão. Esse processo inicia-se em um ponto especifico, como mostrado na figura 03 e com o decorrer do tempo se espalha por todo o tubo (Figura 04 e Figura 05).

[pic 3]

Figura 03: Inicio do processo corrosivo no tubo de ferro.

[pic 4]

Figura 04: Processo de corrosão, no tubo de ferro, em estágio mais avançado.

[pic 5]

Figura 05: Tubos de ferro com corrosão em praticamente toda a sua área.

Ao notar-se a presença de corrosão, o tubo é removido da injetora e encaminhado para manutenção. O processo de recuperação do tubo inicia-se com a limpeza que é feita por meio de uma lixa. Em seguida, coloca-se sobre um tubo uma camada de barro, seguido de uma manta e outra camada de barro. Logo após, o tubo é levado para secar na estufa com uma temperatura em torno de 400 °C por cerca de 50 minutos. Por fim, o tubo é colocado para resfriar e está pronto para se reutilizado (Figura 06).

[pic 6]

Figura 06: Tubos de ferro recobertos com barro.

A camada de barro, juntamente com a manta é utilizada com o propósito de aumentar a vida útil do tubo. Porém, se a máquina injetora funcionar durante 24 horas por dia, a vida útil desse tubo é de, no máximo, cinco dias.

Diante disso, pode-se perceber que a trinca do refratário é o principal fator associado à corrosão dos tubos formados por liga ferro já que essa possibilita o contato entre a liga alumínio fundido e a de ferro, dando inicio ao processo corrosivo.

3.2) Corrosão no refratário

O refratário é um grupo de materiais, normalmente cerâmicos, que são capazes de suportar altas temperaturas sem perder suas propriedades físico-químicas. São muitos usados nas indústrias siderúrgicas para proteção de maquinas, equipamento e peças com intenção de suportar altas temperaturas de metais fundidos.

A peça de ferro fundido em questão foi revestida internamento como refratário constituído por uma mistura seca de aluminato de cálcio e óxidos de silício, alumínio, cálcio e sódio.

O refratário tem apresentado trincas e isso se deve a diversos fatores. O problema de deteriorização do refratário pode estar atribuído há:

- Diferença de pressão sofrida, por se tratar de uma máquina injetora, onde se cria um vácuo e o alumínio fundido atravessa toda a peça;

- Diferença de temperatura já que o refratário dilata e contrai ao entrar em contato com alumínio fundido (Temperatura por volta de 690ºC) e depois voltar temperatura ambiente.

- Molhamento do refratário. Se o refratário apresentar alguma umidade e entrar em contato com o silício fundido em alta temperatura haverá uma evaporação muito rápida dessa umidade fazendo com que o refratário contraia e posteriormente trinque. Alem de poder ter inclusão de escória através dos óxidos da liga de alumínio que pode entrar nas porosidades desse material.

- Meio ácido devido ao alto teor de silício na liga de alumínio. Esse silício pode acelerar a deteriorização do refratário.

- Cavitação. Na liga de alumínio pode haver metal não totalmente diluído e escória que em contato constante com o refratário pode ocasionar uma perda da sua espessura.

- Preparação dos moldes. O refratário é uma mistura seca (pó) que em contato com a água é moldado nos tubos. Cada refratário possui um modo de preparação especifico e se não seguir obrigatoriamente essas etapas haverá falhas.

3.2.2) Mecanismo da corrosão no refratário

O mecanismo de ataque dos refratários em fornos industriais e em peças onde a metal fundido é um fenômeno complexo que se dá não apenas pela corrosão química, mas também pelo desgaste físico e mecânico (erosão e abrasão), mecanismos estes que atuam sinergeticamente.

No refratário em questão consideramos o meio aquoso ácido (alumínio fundido) reagindo com a alumina.

REAÇÃO CATÓDICA: 3O2 + 12H+ +12e → 6H2O E = + 1,229 V

REAÇÃO ANÓDICA: 4Al → 4Al3+ + 12e E = - 1,660 V

REAÇÃO GLOBAL: 3O2 + 12H+ + 4Al → 6H2O + 4Al3+ E = - 0,361 V

3.3) As ligas de alumínio e de ferro

As ligas de alumínio oferecem às indústrias a possibilidade de combinar o alumínio com diversos outros metais, o que faz com que ele adquira resistência