O aço inoxidável pode sofrer corrosão se ferro livre ou produtos químicos agressivos comprometerem a película de óxido de cromo. É aí que entra a passivação. Esse tratamento químico melhora ainda mais a resistência à corrosão do aço inoxidável e prolonga sua vida útil.
Conteúdo
O que é Passivação?
A passivação é um tratamento químico de superfície para aço inoxidável e outras ligas que necessitam de resistência à corrosão. A passivação remove o ferro livre da superfície metálica com ácido nítrico ou cítrico, permitindo a formação de uma camada de óxido estável e rica em cromo, melhorando a resistência à corrosão.
História da Passivação
A história da passivação remonta a aproximadamente o século XIX. Em 1800, durante um experimento eletroquímico, o químico James Keir notou que o ferro não corrói quando imerso em um banho de ácido nítrico forte. No entanto, ele também notou que, quando a mesma solução era diluída em água, o ferro nela contido corrói. Em 1790, um químico suíço chamado Christian Friedrich Schönbein concordou com Keir que, se o ferro fosse imerso em um ácido forte, ele poderia resistir a um ácido fraco.
O renomado eletroquímico britânico Michael Faraday apresentou uma hipótese em resposta a Schönbein. Ele explicou que o ácido forte formava uma película de óxido que poderia ter causado a condição passiva. Eventualmente, químicos e metalúrgicos exploraram a ideia para promover ainda mais a passivação.
Processo de Passivação: Como Funciona
O processo de passivação geralmente consiste na seguinte análise passo a passo:
1. limpeza
A primeira coisa a fazer para garantir uma passivação suave e eficaz é limpar o material completamente, removendo óleos, graxas, poeira e outros contaminantes usando um limpador alcalino.
2. Passivação Química
Aqui, o componente é mergulhado na solução de passivação, que pode ser ácido cítrico ou nítrico. A solução de ácido cítrico é geralmente preferida por questões de segurança ambiental, embora seja mais lenta que o ácido nítrico, exceto quando usada com máquinas ultrassônicas. O componente é deixado no banho por algum tempo e a uma temperatura específica para a formação da camada de óxido. O aço inoxidável é normalmente tratado em um banho de ácido nítrico a 35–65 °C por 20–30 minutos.
3. Enxaguar e secar
Após a passivação química, o componente é enxaguado completamente e seco ao ar para remover toda a solução ácida e qualquer outro resíduo.
Tipos de passivação
Os dois principais tipos de passivação química são os seguintes:
1. Passivação de ácido cítrico
Este é um ácido produzido organicamente, pois é obtido de frutas cítricas, o que o torna seguro para o manuseio humano e não tóxico para o meio ambiente. A passivação com ácido cítrico é muito eficaz em quase todos os tipos de aço e atende a todos os padrões da indústria.
2. Passivação de ácido nítrico
O ácido nítrico é mais eficaz na redução do risco de corrosão, conhecido como ataque por flash, durante a passivação de aços inoxidáveis menos resistentes à corrosão. Para isso, são adicionados alguns produtos químicos, como o dicromato de sódio, aumentando-se também a concentração e a temperatura do ácido nítrico. No entanto, isso torna o ácido nítrico muito perigoso para a atmosfera e para os trabalhadores, pois o dicromato de sódio é conhecido por ser cancerígeno.
Passivação de Aço Inoxidável
O aço inoxidável é uma liga de ferro, níquel e cromo; o cromo presente nele é o que lhe confere a capacidade de se autopassivar. Ele se liga ao oxigênio para formar uma película ou camada passiva, naturalmente resistente à corrosão.
No entanto, é importante passivar o aço inoxidável quando usado em processos como usinagem, soldagem ou fabricação. Isso ocorre porque alguns contaminantes são introduzidos no processo, portanto, a passivação precisará ser realizada para fortalecer ainda mais sua resistência à corrosão. Passivar o aço inoxidável significa tratá-lo com uma solução ácida que remove o ferro livre e fortalece a camada protetora de óxido na superfície. A passivação ajuda a resistir à corrosão por pites e à descoloração, o que o torna adequado para aplicações de alta precisão.
Passivação vs. Decapagem
| Característica | Passivação | Decapagem |
|---|---|---|
| Propósito | Melhorar a camada de óxido | Remover incrustações/óxidos |
| Força ácida | Suave (cítrico/nítrico) | Forte (fluórico, nítrico) |
| Impacto de Superfície | Sem gravura | A superfície é gravada |
| Uso comum | Pós-limpeza | Pós-soldagem |
Benefícios da Passivação
- Melhora a resistência à corrosão e previne o risco de falhas causadas pela corrosão de componentes metálicos quando utilizado em determinadas aplicações.
- Garante uma vida útil mais longa para os componentes.
- Melhora a limpeza dos componentes, tornando-os adequados para usos médicos, alimentícios e outros usos sensíveis.
- O processo é econômico.
- Garante a segurança dos produtos e a higiene graças à conformidade com os padrões da indústria, melhorando assim a garantia de qualidade.
Limitações e Considerações
- Não é adequado para todos os metais (por exemplo, aço carbono, alumínio).
- Requer uma pré-limpeza adequada para ser eficaz.
- A contaminação da superfície pode dificultar a formação da camada passiva.
- Pode ser necessária repassivação após exposição repetida a produtos químicos agressivos ou reusinagem.
Aplicações da Passivação
- Ela desempenha um papel vital na garantia da qualidade na indústria farmacêutica.
- Usado para processamento e armazenamento de alimentos.
- Importante para a produção de componentes ou peças em aplicações aeroespaciais onde a resistência à corrosão é crítica.
- No setor médico, para fabricar implantes e outros instrumentos médicos.
- Protege tubulações e válvulas na indústria de petróleo e gás.
Perguntas frequentes
1. Com que frequência a passivação deve ser feita?
Depende do uso. Geralmente, recomenda-se que a repassivação seja feita anualmente; no entanto, componentes expostos a ambientes e usos extremos devem ser repassivados com mais frequência.
2. A passivação é melhor que o revestimento?
Ambos os processos desempenham papéis importantes; nenhum é melhor que o outro. A passivação preserva a superfície natural do metal, enquanto os revestimentos adicionam uma camada. A melhor escolha depende da aplicação, do custo e da durabilidade desejada.
3. Qual é a diferença entre decapagem e passivação?
A decapagem usa ácidos mais fortes para remover óxidos e incrustações por meio da corrosão do metal.
A passivação se concentra no tratamento químico da superfície para melhorar a camada protetora de óxido sem alterar as dimensões do metal.
4. Quais são os padrões da indústria que orientam a passivação?
ASTM A967: Amplamente utilizada nos EUA para passivação de aço inoxidável. Especifica métodos de teste e soluções ácidas aceitas.
ASTM A380: Padrão de prática para limpeza, passivação de aço inoxidável e peças de equipamentos.
BS EN 2516: Uma norma britânica para passivação de aços e descontaminação de ligas à base de níquel.
ISO 16048: Norma internacional que fornece diretrizes semelhantes para passivação química.
5. A passivação pode ser removida?
Sim, pode ser removido de duas maneiras: a primeira é a possibilidade de a camada passiva se deteriorar por si só. A segunda é removê-la por polimento ou soldagem.