Fibra de aço inoxidável em ambientes corrosivos: plataformas marítimas, químicas e de pontes

Artigo

15 de junho de 2019

Num ambiente de cloreto, o preço unitário da fibra nunca é o custo principal. A questão é se o reforço ainda existe no ano trinta.

Onde a fibra banhada a cobre para de funcionar

A camada de cobre na fibra de aço revestida tem alguns micrômetros de espessura. Retarda a corrosão e melhora a aderência à matriz cimentícia; não fornece proteção a longo prazo. Em interiores secos, pisos comuns e condições exteriores amenas, dura a vida útil do projeto. Em ambientes de cloreto, como costas, solos salinos, fábricas de produtos químicos e estradas de sal descongeladas, o cloreto rompe a película passiva e, uma vez danificada localmente a camada de cobre, o núcleo de aço começa a perfurar. A corrosão é invisível e profunda, portanto, quando as manchas de ferrugem aparecem, uma seção substancial já desapareceu. É por isso que obras marítimas e tanques químicos não utilizam fibra revestida de cobre.

Escolhendo entre 304 e 316L

O grau de aço inoxidável comum é 304, acima de 2.000 MPa de tração e utilizável até 650 C, e supera a fibra folheada por uma ampla margem em névoa salina: 180 dias de testes deixam apenas 5,6% de perda de resistência, enquanto a fibra folheada já enferrujou muito antes. 316L contém molibdênio e resiste melhor à corrosão por cloreto a um preço mais alto. A escolha depende da concentração de cloreto e da temperatura: a água do mar ambiente e a atmosfera costeira geralmente ficam bem com 304; altas temperaturas e alto teor de cloreto, como em reatores químicos ou dessulfurização de gases de combustão, exigem 316L ou duplex. Escolher mais alto não é desperdício, mas custa; escolher menor significa fragmentar alguns anos depois.

O que realmente significa perda de 5,6% após 180 dias

O número significa apenas algo em comparação. A fibra simples de baixo carbono enferruja em poucos dias em uma câmara de névoa salina e perde mais da metade de sua resistência em dezenas de dias; a fibra revestida sobrevive um ou dois meses antes que a corrosão se acelere; 304 ainda tem 94,4% de sua força aos 180 dias. No mesmo ambiente marinho, a fibra inoxidável dura dezenas de vezes mais do que a fibra folheada. Isto não é uma melhoria marginal, é a diferença entre utilizável e não utilizável, porque as estruturas marítimas são concebidas para cinquenta anos e nenhum revestimento sobrevive a cinquenta anos de cloreto.

0,16, 0,22 e 0,75 mm: três diâmetros, três usos

Em 0,16 e 0,22 mm a fibra é microfio, usada em paredes finas, argamassas de precisão, elementos UHPC e em qualquer lugar que seja necessária uma rede tridimensional densa. Com 0,75 mm é grau estrutural, utilizado em revestimentos de tabuleiros de pontes e como substituto de reforço convencional em elementos marítimos. O microfio fornece muito mais fibras por quilograma, portanto, em dosagem igual, forma uma rede mais densa e intercepta rachaduras mais finas; sua limitação é a baixa capacidade por fibra, portanto não pode substituir barras estruturais mais espessas. Decida primeiro a largura da fissura a ser controlada e depois o diâmetro.

Tanques Químicos e de Águas Residuais

A corrosão em tanques químicos vem de três direções: meio ácido, cloreto e ciclo úmido e seco. A ciclagem é a mais subestimada, porque o concreto na linha de líquido é repetidamente molhado e seco e corrói muito mais rápido do que o concreto permanentemente submerso. A abordagem usual é o concreto de fibra 304 ou 316L, com dosagem mais alta ou grau mais alto localmente na linha de líquido. A profundidade da cobertura é outro detalhe: a fibra inoxidável não substitui a cobertura, e a fibra exposta na superfície ainda se torna um local de corrosão, portanto a cobertura especificada deve ser atendida integralmente.

Sobreposições de convés de pontes marítimas

As sobreposições de tabuleiros de pontes em travessias marítimas são uma aplicação de alto valor. A cobertura é fina, geralmente de 60 a 80 mm, suporta carga de fadiga do veículo e fica em cloreto marinho, três condições ao mesmo tempo às quais a fibra revestida não consegue sobreviver. A prática usa microfio inoxidável ou fibra 304 em 1% a 2% em volume, geralmente com polímero ou barra revestida com epóxi. Custa mais no início, mas contra um grande reparo a cada cinco anos o custo para toda a vida é menor. É por isso que as propostas marítimas frequentemente especificam fibra inoxidável e recusam um substituto banhado.

A conta do custo do aço inoxidável: quando vale a pena e quando desperdiça dinheiro

A fibra de aço inoxidável custa de seis a dez vezes o custo do fio trefilado a frio banhado a cobre, portanto nunca é a melhor escolha, é a única escolha. Se é justificado depende de três condições: uma vida útil superior a 15 anos, exposição a cloretos ou ácidos e um local que não pode ser reparado ou cuja reparação é muito dispendiosa. Abandone qualquer um e o dinheiro será desperdiçado. É claramente compensador na zona de maré de uma plataforma offshore, no revestimento do tanque de decapagem de uma fábrica de produtos químicos, na área ao redor de uma junta de expansão do tabuleiro de uma ponte e no tanque de aeração de uma estação de tratamento de águas residuais. Claramente não compensa em um piso interno, em um porão seco ou em um avental que pode ser remendado à vontade, onde fio revestido de cobre e um inibidor de corrosão são suficientes. Na seleção do grau, o 304 tem um desempenho confiável abaixo de 200 ppm de cloreto, o 316L carrega molibdênio e mantém cerca de 1.000 ppm, e a imersão em água do mar ou sal descongelante exige 316L; 446 é um grau ferrítico resistente ao calor, bom até 1400 graus Celsius, mas não ao cloreto, portanto, não o coloque no lugar errado. Um item de custo é regularmente esquecido: a dosagem para aço inoxidável não pode simplesmente copiar um valor de aço carbono, porque a faixa de tração difere e a mesma meta de tenacidade à flexão pode precisar de uma fração de volume diferente, que pertence à cotação. Comparar a área de manchas de ferrugem após 180 dias de névoa salina é o método comparativo mais direto, portanto, peça aos fornecedores dados sob condições de teste idênticas, em vez de comparar nomes de classes.

Quando vale a pena pagar mais

A decisão se reduz a três questões. Existe cloreto no meio ambiente, proveniente de água do mar, solo salino ou sal descongelante. O elemento tem parede fina ou está em zona úmida e seca. A vida útil do projeto é superior a trinta anos. Duas respostas sim tornam o aço inoxidável a escolha razoável; um sim permite uma abordagem parcial, inox em locais críticos e banhado em outros locais; três sem respostas e fibra banhada é totalmente adequada. Para classes, diâmetros e classificações de temperatura, a seção inoxidável da página de produtos de fibra de aço lista as faixas de fios 304 e micro com diâmetro, comprimento e resistência, que podem ser usados ​​diretamente como dados de seleção.