Fevereiro 2010

Análises sobre a corrosão em rotores de exaustores de caldeira

LCI Ventiladores Industriais Ltda. Depto. Emissor: QLC Rod. Akzo Nobel, 1700 – Bairro da Chave Revisão: A

Itupeva / SP CEP. 13295-000 PABX (11) 4496-6320

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1. Objetivo Entender o efeito da corrosão, em exaustores trabalhando após lavadores de gases via úmida, trabalhando em temperaturas inferiores ou próximas ao ponto de orvalho ácido. 2. Campo de aplicação Exaustores de caldeira e qualquer outro ventilador operando nas condições mencionadas no objetivo. 3. Desenvolvimento

3.1. Ocorrências motivadoras do estudo Em exaustores de caldeira de cana-de-açúcar, onde antes da aplicação de lavadores de

gases, operava-se com extrema abrasão, notou-se agora uma corrosão severa, particularmente nas chapas anti-desgastes que praticamente se dissolvem, enquanto as chapas de estruturação permanecem ainda com boa espessura, porém com marcas claras de corrosão.

Outra observação importante é que soldas, inclusive as de fixação das chapas anti-desgastes aparecem com integridade igual as chapas estruturais.

3.2. Possível causa da corrosão

Estes exaustores em questão são projetados, normalmente para temperatura de 80 ºC, porém durante a operação em campo, regulagens e flutuações no fornecimento de água do lavador, ou até mesmo, pelo fato de que se abaixando esta temperatura no exaustor, promove-se melhor tiragem da caldeira, têm feito com que estes exaustores operem próximo aos 60ºC, perigosamente próximo ao ponto de orvalho ácido da solução.

3.3. Por que as chapas anti-desgastes são severamente corroídas?

Temos na literatura especializada, o entendimento do comportamento de aços com relação aos elementos químicos que os compõe, ligando estes componentes a resistência a corrosão: o Cromo, em teores acima de 10% é o mais eficiente de todos, por isso do inox 304, ter entre 18% a 20% de Cromo.

O único componente que em baixas porcentagens é efetivo no retardamento da corrosão é o Cobre: Temos no livro Aços e Ferros Fundidos de Chiaverini Ipsis litteris: “Parece que nenhum dos elementos citados, a sós ou combinados, em teores abaixo de 1%, retarda materialmente a corrosão, com exceção do cobre que já em teores 0,2% retarda definitivamente a corrosão atmosférica melhorando a resistência dos aços à corrosão atmosférica de três a cinco vezes em relação aos aços sem Cobre.”

Corrosão

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3.4. Análise dos aços e insumos envolvidos na fabricação de rotores

O aço estrutural, normalmente utilizados em rotores de exaustores de caldeira é o

ASTM A 588, comercialmente conhecido como SAC-50.

O aço utilizado na chapa anti-desgaste é um AR 400 (Abrasion Resistant)

O aço estrutural, de alta resistência mecânica utilizados em rotores de exaustores de

grande porte é o ASTM A 514, comercialmente conhecido como SAR-80.

O Consumível comum, utilizado para aços de baixa liga, possui o mínimo de 0,2 %

de Cobre.

4. Resumo

Os aços estruturais utilizado em rotores de exaustores são protegidos contra corrosão, pelo teor de cobre em sua liga, assim como o arame de solda utilizado, porém os aços de alta resistência a abrasão não possuem este componente, tendo o teor de cromo insignificante para sua proteção. Na prática, enquanto num mesmo período, uma chapa de AR 400 de 6 mm se dissolve no meio corrosivo, a chapa estrutural perderia aproximadamente 1,5 mm. Como sugestão a ser relevada em casos de conhecimento adequado da operação da máquina, deve-se utilizar o material anti-desgaste de ASTM A588 (SAC 50) ou ASTM A514 (SAR 80), eles permanecerão com boa espessura mesmo no ambiente corrosivo e poderão servir de anteparo para pequena passagem de particulado durante a operação com o lavador e para curtos períodos em que o lavador pare de funcionar por problemas diversos. Os exaustores que trabalham com lavadores de gases a temperaturas acima de 80 ºC, não sofrem a corrosão severa descrita neste compêndio.

C max Mn max Si Max P Max S Max Cu Cr

0,16 1,20 0,50 0,03 0,02 0,2 0~ 0,50 0,40~0,70

C max Mn max Si Max P Max S Max Cu Cr

0,14 1,60 0,70 0,03 0,01 0 0,3

C max Mn max Si Max P Max S Max Cu Cr

0,2 1,60 0,60 0,02 0,01 0,3 0,7

Corrosão

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As Durezas comparativas entre os materiais estão aproximadamente na tabela abaixo:

Material Dureza em Brinell(HBW) SAE 1010/20 119 ASTM A 588 140 ASTM A 514 215

AR 400 400

5. Descrição sobre o ASTM A 588 Aços Patináveis (Corten) Os aços patináveis (Corten ou COR-TEN) são aços que contêm pequenas adições de elementos de liga, como cobre, fósforo, níquel e cromo, que em determinadas condições ambientais contribuem para a formação de uma pátina que protege esses aços da ação corrosiva na atmosfera oxidante de muitos ambientes urbanos. Além de conferir considerável resistência á corrosão atmosférica, esses elementos de liga também contribuem para a melhoria de propriedades mecânicas (como o limite de resistência ao escoamento e o limite de resistência à tração) através do refino de grão, razão pela qual alguns autores preferem considerá-los como fazendo parte de um subgrupo dos chamados aços de alta resistência e baixa liga (ARBL), muito embora sua resistência à corrosão atmosférica, muito superior à dos demais aços ARBL, justifique sua classificação com um grupo a parte [1–7].

Esses aços foram desenvolvidos inicialmente nos Estados Unidos por volta de 1932 e receberam a denominação de COR-TEN como abreviação de resistência á corrosão (CORrosion resistance) e resistência à tração (TENsile strength). Na Alemanha os aços do tipo Puddelstahl apresentaram características bem semelhantes [5].

Os principais tipos de aço patináveis disponíveis no mercado são os aços “COR-TEN A” (que recebeu a designação ASTM A 242) de uso arquitetônico, “COR-TEN B” (ASTM A 588) de uso estrutural e ASTM A 606 para chapas finas.

Elaboração e pesquisa:

Luis Carlos Iuras