Aços patináveis ou aclimáveis são aqueles que recebem em sua composição química pequenas adições de elementos de liga como cobre, cromo, níquel, silício e fósforo. Estes elementos favorecem a formação de uma camada compacta e aderente à superfície da chapa, que dificulta a penetração do elemento oxidante, retardando a corrosão do metal. Essa camada é conhecida como pátina e confere ao aço uma resistência à corrosão até oito vezes maior do que a do aço carbono comum (resistência mecânica na faixa de 500 Mpa). Esta proteção leva entre dois e três anos para se formar por completo, dependendo da exposição ou do pré-tratamento utilizado para acelerar o processo. De qualquer maneira, mesmo em locais que ofereçam condições para a formação da pátina, é imprescindível que o aço seja submetido a ciclos alternados de umedecimento (chuva e umidade) e secagem (sol e vento).
A formação da pátina é função de três fatores. O primeiro a destacar é a composição química. Os principais elementos de liga que contribuem para aumentar a resistência dos patináveis frente à corrosão atmosférica são o cobre e o fósforo. O cromo, o níquel, e o silício também exercem efeitos secundários. No entanto, o fósforo deve ser mantido em baixos teores (menores que 0,1%), sob pena de prejudicar certas propriedades mecânicas do aço e sua soldabilidade.
Em segundo lugar vem o fator ambiental, como a presença de dióxido de enxofre e de cloreto de sódio na atmosfera. Além disso, a temperatura, a força (direção, velocidade e freqüência) dos ventos, os ciclos de umedecimento e secagem também exercem influência sobre o aço. Assim, enquanto a presença de dióxido de enxofre, até certos limites, favorece o desenvolvimento da pátina, o cloreto de sódio em suspensão nas atmosferas marítimas prejudica suas propriedades protetoras. Não se recomenda a utilização de aços patináveis não protegidos em ambientes industriais onde a concentração de dióxido de enxofre atmosférico seja superior a 168mgSO2/m2.dia (Estados Unidos e Reino Unido) e em atmosferas marinhas onde a taxa de deposição de cloretos exceda 50mg/m2.dia (Estados Unidos) ou 10 mg/m2.dia (Reino Unido).
Finalmente, há fatores ligados à geometria da peça, que explicam por que diferentes estruturas do mesmo aço dispostas lado a lado podem ser atacadas de maneira distinta. Esse fenômeno é atribuído à influência de seções abertas/fechadas, drenagem correta das águas de chuva e outros fatores que atuam diretamente sobre os ciclos de umedecimento e secagem. Assim, sob condições de contínuo umedecimento, determinadas por secagem insatisfatória, a formação da pátina fica gravemente prejudicada. Muitas vezes, a velocidade de corrosão do aço patinável torna-se semelhante àquela encontrada para os aços carbono. Exemplos incluem aços patináveis imersos em água, enterrados no solo ou recobertos por vegetação. Quando as condições climáticas não permitirem o desenvolvimento da camada protetora, os patináveis devem receber algum tipo de revestimento. A pintura pode ser empregada no caso de atmosfera industrial altamente agressiva, atmosfera marinha severa, regiões submersas e locais onde não ocorram ciclos alternados de umedecimento e secagem. De qualquer maneira, esse tipo de aço apresenta boa aderência ao revestimento – duas vezes maior quando comparado ao aço carbono comum.
Quanto às propriedades, este tipo de aço é soldável e pode ser trabalhado de maneira similar ao aço carbono comum. Apresentam ainda média ou alta resistência mecânica, o que proporciona tanto uma redução no peso da estrutura quanto uma diminuição da espessura das chapas usadas.
Por se tratar de aço resistente à corrosão, o eletrodo a ser utilizado na soldagem também deverá apresentar esta característica. Para soldagem de múltiplos passes, pode-se utilizar este tipo de eletrodo somente nos dois últimos filetes que ficam, efetivamente, em contato com a atmosfera. Vale ressaltar que os aços patináveis são mais adequados para soldagem por resistência elétrica, na fabricação de tubos estruturais com costura. Para o corte a maçarico, a velocidade empregada para os aços carbono estruturais pode ser repetida para os aços aclimáveis.
Aplicação
Enquadrados em normas como as brasileiras NBR 5008, 5920, 5921 e 7007 e as norte-americanas ASTM A242, A588 e A709, que especificam limites de composição química e propriedades mecânicas, os aços patináveis têm sido utilizados na construção de pontes, viadutos, silos, torres de transmissão de energia, etc. Estruturas tubulares em aços patináveis não revestidos têm sido utilizadas, por exemplo, em torres de antenas, principalmente pela sua grande durabilidade e baixo custo. Porém, existem situações que exigem pintura. Este tipo de aço apresenta uma combinação de tenacidade, resistência mecânica, soldabilidade e resistência à corrosão atmosférica que o credencia como ideal para aplicação em estruturas de iluminação, transmissão de energia e telecomunicação. Janelas, portas e seus respectivos caixilhos têm sido fabricados com aços patináveis, com a vantagem de apresentarem maior durabilidade. Confira as aplicações mais comuns dos aços patináveis:
Construção civil: estrutura de prédios, shoppings, escolas, armazéns, galpões, torres, grades, portas;
Pontes: estruturas, viadutos, passarelas;
Containeres: silos, tanques de armazenamento;
Máquinas e Equipamentos agrícolas: tratores, máquinas, caçambas colheitadeiras;
Transportes: vagões, caçambas, rampas, caminhões basculantes;
Eletrificação: postes, torres para linhas de transmissão.
Box cuidados na utilização
Antes de aplicar qualquer tipo de revestimento nos aços patináveis, devem ser removidos resíduos de óleo e graxa, respingos de solda ou quaisquer outros materiais, além de carepas de laminação. Deve ser considerada, ainda, uma série de dados como: meio ambiente, tipo de tinta, seqüência de aplicação, número de demãos, espessuras, tipo de aplicação.
As regiões de estagnação, que possam reter resíduos ou água, devem receber pintura;
Regiões sobrepostas, frestas, articulação e juntas de expansão devem ser protegidas do acúmulo de resíduos sólidos e umidade;
Materiais adjacentes aos perfis expostos à ação da chuva devem ser protegidos nos primeiros anos, devido a dissolução de óxido;
Deve ser realizado acompanhamento periódico da camada de pátina. Caso não ocorra a formação, será necessária a aplicação de uma pintura de proteção.
Quadro 1: os aços patináveis produzidos no Brasil
EMPRESA |
AÇO |
BELGO MINEIRA |
ASTM A588 |
COSIPA |
COS-AR-COR 400, COS-AR-COR 400E, COS-AR-COR 500, ASTM A242, ASTM A588 |
CSN |
CSN CSN-COR 420, CSN-COR 500 |
CST |
ASTM A242 |
GERDAU AÇOMINAS |
ASTM A588 |
USIMINAS |
USI-SAC-300, USI-SAC-350, USI-FIRE-350, ASTM A242, ASTM A588 |
Fonte:
Willy Ank - Cosipa /
CBCA (Centro Brasileiro da Construção em Aço) /
CSN (Companhia Siderúrgica Nacional) /
Usiminas
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