Corrosão e Protecção de Materiais

Influência dos pré-tratamentos de limpeza e de oxidação da superfície metálica no desempenho à corrosão da liga de alumínio EN AW-6063 com revestimento híbrido de sol-gel

The effect of alloy surface pre-treatments on the corrosion behaviour of sol gel hybrid coated EN AW 6063 alloy was studied. Five pretreatments were used: solvent degreasing; alkaline degreasing followed by acid etching; alkaline degreasing followed by alkaline plus acid etching, alkaline degreasing followed by acid etching and oxide growth in boiling water and alkaline degreasing followed by acid etching and anodization. Surface morphology depends on the pretreatment: SEM/EDS analysis revealed that alkaline plus acid cleaned samples exhibited a very smooth deoxidized surface, while all the others showed a rougher surface covered with an oxide layer. This oxide layer is denser and more homogeneous in the samples subjected to the oxide growth steps. A hybrid sol-gel coating, synthesized from glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and zirconium n-propoxide (TPOZ) precursors, was applied to the different pre-treated metallic substrate by dip-coating. The corrosion behaviour of the coated samples was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and by an accelerated corrosion test. Complementarily to the corrosion study, the adhesion of the hybrid sol-gel coating was evaluated by cross-cut and bend tests. The corrosion tests revealed that the pre-treatments including the oxide growth steps lead to the best protection performance, followed by the alkaline degreasing and alkaline plus acid etching one. However, the latter exhibits the worst adhesive behaviour, attributed to the smoother and deoxidized surface of the substrate.

O presente trabalho teve como objetivo o estudo da influência dos pré-tratamentos de superfície no desempenho à corrosão dos revestimentos híbridos de sol-gel para a proteção da liga de alumínio EN AW-6063. Para esse efeito foram adotados cinco pré-tratamentos: desengorduramento com acetona, desengorduramento alcalino seguido de ataque ácido, desengorduramento alcalino seguido de ataque alcalino e ataque ácido, desengorduramento alcalino seguido de ataque ácido e imersão em água à temperatura de ebulição e desengorduramento alcalino seguido de ataque ácido e anodização. A morfologia e a composição química da superfície dependem do tipo de pré-tratamento aplicado. As análises SEM/EDS realizadas revelaram que as amostras sujeitas a ataque químico alcalino seguido do ácido apresentam uma superfície mais lisa e desoxidada. Todos os outros pré-tratamentos deram origem a superfícies mais rugosas, cobertas com uma camada de óxido, mais denso e homogéneo nas amostras sujeitas aos passos adicionais de crescimento do óxido. Os revestimentos híbridos de sol-gel, sintetizados a partir dos precursores glicidoxipropiltrimetoxissilano (GPTMS) e n-propóxido de zircónio (TPOZ), foram aplicados nos diferentes substratos metálicos pré-tratados por imersão (dip-coating). O comportamento à corrosão das amostras revestidas foi avaliado por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e por um ensaio de corrosão acelerada. Complementarmente aos ensaios de corrosão, foram realizados ensaios de aderência do revestimento híbrido de sol-gel usando os métodos da quadrícula e de dobragem. Os ensaios de corrosão revelaram que os pré tratamentos que incluíam os passos de espessamento da camada de óxido conduziram ao melhor desempenho anticorrosivo, seguidos pelo tratamento que envolveu os ataques alcalino e ácido. No entanto, este último exibiu o pior desempenho no que se refere à aderência do revestimento sol-gel ao substrato metálico, o que foi atribuído à menor rugosidade e reduzida oxidação da superfície deste.

Esquemas de pintura para estruturas marítimas

Nas últimas décadas tem-se verificado um grande aumento das aplicações das ligas de alumínio nas estruturas marítimas. Os danos estruturais que se têm verificado em embarcações devem-se, em grande parte, a problemas de corrosão. Assim, as ligas de alumínio têm que ter uma protecção anticorrosiva adequada. As estruturas marítimas, nomeadamente os cascos dos navios devem ser mantidos preferencialmente livres de organismos por forma a minimizar a resistência ao atrito e consequentemente o consumo de combustível. Para tal são aplicados revestimentos anti-incrustantes para evitar a fixação destes organismos. Nos últimos anos têm-se verificado grandes desenvolvimentos de investigação, desenvolvimento e inovação (IDI) para obtenção de tintas anti-incrustantes (AI) com uma melhor eficiência anti-incrustante em total concordância com a legislação ambiental. O principal objetivo deste estudo reside na avaliação da proteção anticorrosiva e da eficiência anti-incrustant e de 3 diferentes esquemas de pintur a envolvendo tintas AI c om diferentes biocidas. Estas avaliações envolveram ensaios de envelhecimento artificial (resistência ao nevoeiro salino, à imersão em água do mar sintética e à delaminação catódica) e de exposição natural durante dois anos. Estes esquemas de pintur a foram caracterizados visualmente, em termos de espessura e em termos morfológicos e químicos por microscopia electrónica de varrimento com espectrometria de dispersão de ener gias (SEM/ EDS), por espec troscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e por difr acção de raios-X (XRD). Finalmente referem-se algumas das linhas de in vestigação actualmente em curso no domínio da luta c ontra a fixação dos or ganismos marinhos em estruturas marítimas.

The increase of aluminum alloys applications registered some decades ago for marine constructions has led to a considerable number of cases of structure damages mainly due to corrosion problems. So, the use of aluminum alloys for these constructions implies a suitable anticorrosive protection. The immersed structures like ship hulls need to be kept free from marine organisms in order to minimize drag resistance and reduce fuel consumption. Antifouling paints (AFP) are applied and developed to avoid the micro and macrofouling. A great development of AFP has been registered aiming for a better efficiency in compliance with emerging environmental legislation. The main aim of this study was to evaluate the anticorrosive behaviour and antifouling efficiency of three different paint systems that include antifouling paints with different biocides. With this purpose tests were carried out including artificial ageing (salt spray resistance, immersion resistance and cathodic disbonding) and natural exposure during two years. All this paint systems were evaluated in terms of visual assessment, thickness, and morphological and chemical characterization by Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS), Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Diffraction (XRD). Finally the actual research lines on antifouling technologies are pointed.

Corrosão do aço galvanizado

In the past several years hot-dip galvanized steel (HDGS) has successfully been used to extend the service life of reinforced concrete structures, mainly due to its low cost and high corrosion resistance compared to mild steel. However, the initial corrosion behaviour of the galvanized coating when embedded in concrete and how that behaviour may be affected by the surface composition of the coating remains unclear. When HDGS is embedded in fresh concrete (a highly alkaline environment), the zinc coating corrodes vigorously until passivation occurs and the concrete hardens. This leads to two main concerns, namely, the high initial corrosion rate, which may remove so much zinc that this leads to insufficient galvanic protection of the underlying steel, and the hydrogen production (in the corresponding cathodic half-cell reaction) which may increase the porosity of the adjacent cement paste and reduce the bond strength between the bar and the concrete. To avoid, or at least minimize, this initial reaction the use of chromates has been implemented. However, due to the toxicity of hexavalent chromium, environmental and human health concerns have restrained their use and alternatives are being studied all over the world. In this paper, the coatings and pre-treatments studied at an academic level in the last few years (2001-2014) have been reviewed together with the corrosion mechanisms of HDGS in contact with high alkaline environments and the role of Cr(VI) in inhibiting the initial zinc corrosion process.

A crescente utilização aço galvanizado em estruturas de betão armado deve-se essencialmente ao seu baixo custo e à melhoria da resistência à corrosão quando comparado com o aço sem proteção. A composição e morfologia do revestimento de zinco é determinante para o comportamento observado nos primeiros instantes de contacto do aço galvanizado com o betão fresco, dada a natureza fortemente alcalina deste meio. Durante o processo de cura do betão, o revestimento de zinco corrói-se vigorosamente até que a passivação ocorra. Nesta fase inicial, a elevada velocidade de corrosão do zinco pode contribuir para remover uma quantidade significativa deste revestimento originando uma proteção insuficiente do aço subjacente. Em simultâneo ocorre a produção de hidrogénio (resultante da reação catódica) a qual pode originar um aumento da porosidade do betão que por sua vez pode comprometer a aderência entre as armaduras galvanizadas e o betão. Para se minimizar esta reação inicial, entre o aço galvanizado e o betão fresco, a aplicação de cromatos foi um procedimento amplamente utilizado quer como pré-tratamento do substrato metálico em aço galvanizado quer como componente do cimento utilizado. Contudo, a elevada toxicidade do crómio hexavalente e as nefastas consequências para a saúde humana e impacto no ambiente, resultaram na implementação de legislação restringindo severamente a sua utilização. Dada a sua elevada importância como pré-tratamento inibidor de corrosão, tem-se registado um crescente esforço na pesquisa de processos e materiais alternativos para tais fins. Neste artigo apresenta-se uma síntese dos resultados mais relevantes obtidos no estudo de revestimentos e pré-tratamentos destinados a aços galvanizados publicados no período que decorre entre 2001 e 2014. As soluções desenvolvidas para descrever os mecanismos de corrosão propostos na literatura, assim como a importância do Cr(VI) na inibição do processo inicial de corrosão do zinco em meios extremamente alcalinos são também apresentados e discutidos.