Análise Processo de Pintura Navios Plataformas

ANÁLISE DO PROCESSO DE PINTURA NA CONVERSÃO DE NAVIOS EM PLATAFORMAS FPSO

Gustavo Medina Araujo

Rio de Janeiro 2011

v

RESUMO

As plataformas FPSOs (Floating, Production, Storage and Offloading) são navios com capacitados para armazenar o petróleo, e realizar a transferência do petróleo e/ou gás natural. No Brasil a conversão de navios em unidades flutuantes de produção e estocagem (FPSO’s),tem sido muito usada pela PETROBRAS para aumentar sua produção de

Petróleo. A pintura é a mais difundida técnica de proteção anticorrosiva, razão pela qual deve ser encarada como uma tecnologia complexa, dinâmica, capaz de acompanhar o desenvolvimento tecnológico em outras áreas e de se adaptar às tendências de um mundo de economia globalizada, com forte apelo pela preservação do meio ambiente. A pintura de uma FPSO se constitui num excelente campo de observação, envolvendo diferentes  procedimentos para novas construções e estruturas reaproveitadas. Este trabalho tem como objetivo demonstrar todo o processo de pintura aplicado na conversão de FPSOs, unidades que tem sido amplamente utilizadas no Brasil, partindo desde a inspeção visual, passando pela preparação de superfície, analise de tintas, esquemas de pintura, aplicação da pintura e terminado na verificação da qualidade da  pintura.

Palavras-chave: Pintura, Plataforma Petrolífera, FPSO, Jateamento, Tintas.

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1.1 - Exemplo de FPSO ............................................................................................... .................................................... ........................................... 1 FIGURA 2.1 - Inspeção Visual ................................................................................................... ............................................... .................................................... 3 FIGURA 3.1 - Bolha de Tinta ..................................................................................................... .......................................................... ........................................... 5 FIGURA 3.2 – Chapa de Aço Laminado a Quente com Presença Pr esença da Carepa Car epa ............................. 6 FIGURA 4.1 - Pistola de Agulhas na Limpeza de Porcas e Parafusos Parafu sos ..................................... 10 FIGURA 4.2 - Operário em Processo P rocesso de Hidrojateamento ................................................. ....................................................... ...... 13 FIGURA 4.3 - Comparaçãoe Comparaç ãoe entre perfis de d e rugosidade .......................................................... ........ .................................................. 14 FIGURA 6.1 - Sistema de pintura com primer ,intermediária e acabamento ........................... ....................... .... 19

vii

LISTA DE TABELAS

TABELA 7.1 - RESUMO FUNCIONAL DOS COMPONENTES DE UM SISTEMA DE PINTURA .................................................................................................................................. 19

viii

SUMÁRIO

1

INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1

2

INSPEÇÃO VISUAL ............................................................................................ 3

3

CONTAMINATES ................................................................................................ 4

3.1

ÓLEOS OU GRAXAS ............................................................................................ 4

3.2

SUOR......... .............................................................................................................. 4

3.3

COMPOSTOS SOLÚVEIS ..................................................................................... 5

3.4

CAREPA DE LAMINAÇÃO .................................................................................. 6

4

PREPARAÇÃO PARA PINTURA ...................................................................... 8

4.1

LIMPEZA POR FERRAMENTAS MECÂNICAS ................................................ 9

4.1.1

Ferramentas mecânicas ( Elétricas ou a ar comprimido ) ................................ 9

4.1.2

Escovas rotativas .................................................................................................... 9

4.1.3

Lixadeiras rotativas ............................................................................................... 9

4.1.4

Pistola de agulhas ................................................................................................. 10

4.2

LIMPEZA POR JATEAMENTO .......................................................................... 11

4.2.1

Jateamento abrasivo ............................................................................................ 11

4.2.2

Jateamento com areia a úmido ........................................................................... 11

4.3

HIDROJATEAMENTO ........................................................................................ 12

4.3.1

Hidrojateamento com areia ................................................................................ 13

4.4

PERFIL DE ANCORAGEM ................................................................................. 14

5

TEMPO ENTRE O JATEAMENTO E A PINTURA ...................................... 15

6

APLICAÇÃO DA TINTA ................................................................................... 16

6.1

TINTA PRIMÁRIA ( PRIMER) ............................................................................. 16

6.2

TINTA INTERMEDIÁRIA (UNDERCOATING OU BODY COAT ) ................... 17

6.3

TINTA DE ACABAMENTO ( FINISHING OU TOPCOAT ) ............................... 18

6.4

MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS ........................................................ 20

6.4.1

Espalhamento  –  Trincha e rolo .......................................................................... 20

6.4.2

Pulverização  –  Pistola convencional e Pistola de ar (AIRLESS) ..................... 20

7

REVESTIMENTOS PARA APLICAÇÃO EM PLATAFORMAS FPSOs ... 21

ix 7.1

TINTAS EPÓXI SEM SOLVENTES ( NO VOC ) ............................................... 21

7.1.1

Epóxi-Aminas Aromáticas .................................................................................. 22

7.1.2

Epóxi-Aminas Alifáticas Modificadas ............................................................... 22

7.1.3

Epóxi-Aminas Cicloalifáticas .............................................................................. 22

7.1.4

Epóxi Poliamida ................................................................................................... 23

7.1.5

Epóxi Pigmentada Com Alumínio...................................................................... 23

7.2

Metalização ............................................................................................................ 24

7.3

EXEMPLO DE ESQUEMA DE PINTURA PARA APLICAÇÃO EM PLATAFORMAS FPSOs BASEADA NA TECNOLOGIA EPÓXI SEM SOLVENTES ........................................................................................................ 25

7.3.1

Tinta De Fundo (Epóxi Pigmentada Com Alumínio) ....................................... 25

7.3.2

Tinta Intermediaria (Epóxi Poliamida) ............................................................. 25

7.3.3

Tinta De Acabamento (Base De Resina Alquidica) .......................................... 25

8

PINTURA DE CHAPAS NOVAS ...................................................................... 27

9

VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE DA PINTURA ........................................ 29

9.1

MEDIÇÃO DAS ESPESSURAS DAS PELÍCULAS DE TINTA ....................... 29

9.2

TESTE DE ADESÃO DAS PELÍCULAS DE TINTA ......................................... 29

9.3

DETERMINAÇÃO DE DESCONTINUIDADE EM PELÍCULA DE TINTA ... 30

10

CONCLUSÕES .................................................................................................... 31

11

REFERÊNCIAS BÍBLIOGRÁFICAS .............................................................. 32

1

INTRODUÇÃO

A sigla FPSO significa Plataforma Flutuante de Produção, Processamento, Estocagem e Escoamento de óleo e gás e vem do inglês  Floating, Production, Storage and Offloading . Ainda existem mais duas variações, a FPO (Floating Production and Offloading) –  Unidades Flutuantes de Produção e Descarga e a FSU (Floating Storage Unity) - Unidades Flutuantes de Armazenamento. Geralmente são navios-plataforma de grande porte que tem capacidade para  produzir, processar e/ou armazenar petróleo e gás natural, estando ancorados em um local definido. As maiores plataformas FPSOs têm produtividade em torno de 200 mil barris de  petróleo por dia, com produção associada de gás de aproximadamente 2 milhões de metros cúbicos por dia.

FIGURA 1.1 - Exemplo de FPSO Fonte: GROVE, 2005

2 Em seu convés, é instalada uma planta de processo para separar e tratar os fluidos  produzidos pelos poços. Depois da separação da água e do gás, o petróleo gerado pode ser  armazenado nos tanques do próprio navio e/ou transferido para terra através de navios aliviadores ou oleodutos. O gás comprimido é enviado para terra através de gasodutos e/ou reinjetado no reservatório.  No Brasil a conversão de navios em unidades flutuantes de produção e estocagem (FPSO’s), tem sido muito usada pela PETROBRAS para aumentar sua produção de Petróleo.

Durante a sua vida útil, a unidade fica exposta à atmosfera marinha e, em diversas áreas, submetida a diferentes meios corrosivos, o que implica na especificação de sistemas comprovadamente eficazes de proteção contra a corrosão. A pintura é a mais difundida técnica de proteção anticorrosiva, razão pela qual deve ser encarada como uma tecnologia complexa, dinâmica, capaz de acompanhar o desenvolvimento tecnológico em outras áreas e de se adaptar às tendências de um mundo de economia globalizada, com forte apelo pela preservação do meio ambiente. A pintura de uma FPSO se constitui num excelente campo de observação, envolvendo diferentes procedimentos  para novas construções e estruturas reaproveitadas.

3

2

INSPEÇÃO VISUAL

A inspeção visual é utilizada para a classificação das superfícies destinadas a receber   pintura anticorrosiva, aplicando-se a superfícies novas não pintadas e a superfícies que já tenham sido pintadas anteriormente. A superfície a ser tratada deve ser inspecionada, visualmente, antes de ter inicio a qualquer procedimento de limpeza ou preparação da superfície. Durante a inspeção deverá ser  marcado e mapeado os locais onde existam vestígios de óleo, graxa, cimentação, pontos de corrosão e outros materiais estranhos, onde também deverão ser anotados e mapeados os locais onde não há mais a demão da tinta de acabamento.

FIGURA 2.1 - Inspeção Visual Fonte : Desconhecida

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3

CONTAMINATES

O aço é uma liga ferro-carbono contendo outros elementos tais como Manganês, Silício, Fósforo e Enxofre, seja porque estes integravam as matérias primas (minérios e coque) com que foram fabricados, seja porque lhes foram deliberadamente adicionados, para lhes conferirem determinadas propriedades. Qualquer material diferente destes, mesmo se tratando de óxidos ou sais do Ferro sobre a superfície do aço é considerado um contaminante. Os contaminantes são classificados de acordo com a sua natureza, em:

3.1

ÓLEOS OU GRAXAS

Óleos de usinagem, óleos de prensagem ou óleos protetivos temporários lubrificantes ou combustíveis espalhados ou derramados sobre a superfície ou levados pelas mãos de operadores de máquinas. Qualquer gordura, oleosidades ou material estranho à superfície  prejudica a aderência das tintas.

3.2

SUOR 

O líquido produzido pelas glândulas sudoríparas possui pH entre 4,5 e 7,5e contém água, gorduras, ácidos e sais. O toque das mãos nas superfícies a serem pintadas pode produzir manchas que causam bolhas nas tintas e aceleram a processo de corrosão. O manuseio das peças prontas  para serem pintadas deve ser feito sempre com as mãos protegidas por luvas limpas. Mesmo

5 quando as peças já estiverem pintadas, aguardando aplicações de demãos subsequentes, não se deve tocá-las com as mãos desprotegidas, por que há o risco de contaminação entre as demãos.

3.3

COMPOSTOS SOLÚVEIS

As tintas, por mais modernas que sejam, nunca devem ser aplicadas sobre superfícies contaminadas por compostos solúveis, pois há um grande risco deque sejam formadas bolhas quando as peças forem submetidas a ambientes úmidos ou corrosivos. As bolhas nas tintas se formam por causa da “OSMOSE”, que é a passagem de água

na forma de vapor através da película de tinta, do lado de menor concentração para o lado de maior concentração de compostos solúveis.

FIGURA 3.1 - Bolha de Tinta [5]

6 3.4

CAREPA DE LAMINAÇÃO

A carepa de laminação é uma camada de óxidos de ferro formada na superfície do aço no processo de laminação a quente. A carepa é formada na faixa de temperatura entre 1250º C e 450º C. Basta aquecer qualquer peça de aço em temperaturas dentro desta faixa que o oxigênio reage com o ferro e forma-se a carepa. Durante o resfriamento a chapa se recobre de uma camada cinza azulada. A carepa recentemente formada tem as seguintes características: é aderente, impermeável, dura, lisa, e pode apresentar espessuras de 15 até vários milhares de micrometros (a espessura depende do tempo que o aço fica exposto a temperaturas da faixa; esta é a razão do porque chapas grossas têm carepas mais espessas: quanto maior a massa, mais tempo demora a esfriar).

FIGURA 3.2 – Chapa de Aço Laminado a Quente com Presença da Carepa [5]

Analisando características da carepa tem-se a conclusão de que se trata de um ótimo revestimento anticorrosivo. Se comparássemos uma camada de carepa com uma camada de tinta, no mesmo ambiente pelo mesmo tempo, a pintura apresentaria um desempenho superior. A explicação é que a tinta apresenta flexibilidade suficiente para acompanhar os movimentos da base sem se trincar ou fissurar. A carepa não possui flexibilidade e não acompanha os

7 movimentos do aço sobre a qual foi formada. Por possuir coeficiente de dilatação diferente do aço e com os movimentos diários de dilatação por causa do calor do sol e com a contração devido a temperaturas serem mais frias durante as noites, a carepa acaba se trincando e se destacando levando a tinta junto consigo. Outro problema da pintura sobre a carepa de laminação é que por ser uma superfície muito lisa, há dificuldade de aderência da tinta. Pelos motivos acima expostos a carepa deve ser removida completamente antes da pintura, inclusive a carepa dos cordões de solda, formada pelo intenso calor gerado na operação.

8

4

PREPARAÇÃO PARA PINTURA

Preparação da superfície significa executar operações que permitam obter limpeza e rugosidade. Essa limpeza elimina os materiais estranhos, como contaminantes, oxidações e tintas mal aderidas, que poderiam prejudicar a aderência da nova tinta. A rugosidade aumenta a superfície de contato e também ajuda a melhorar esta aderência O grau de preparação de superfície depende de restrições operacionais, do custo de  preparação, do tempo e dos métodos disponíveis, do tipo de superfície e da seleção do esquema de tintas em função da agressividade do meio ambiente. O desempenho da tinta, sua aderência à superfície, sua resistência e durabilidade, não dependem exclusivamente da sua qualidade e características técnicas, mas também do estado e  preparo das superfícies em que foram aplicadas. De nada adianta aplicar tinta da melhor  qualidade se o substrato estiver contaminado com graxas, óleos, ferrugem, incrustações, etc. A durabilidade de qualquer sistema de pintura depende diretamente da qualidade da  preparação da superfície. O preparo de superfície constitui uma etapa importantíssima na execução da pintura, e está diretamente ligada ao seu bom desempenho. O preparo de superfície é realizado com dois objetivos principais:



Limpeza superficial: Trata-se da remoção da superfície de materiais que possam impedir o contato direto da tinta com o aço, tais como diversos tipos de pós, gorduras, óleos, combustíveis, graxas, ferrugem, carepa de laminação, resíduos de tintas, suor e outros. O nível requerido de limpeza superficial variará de acordo com as restrições operacionais existentes, do tempo e dos métodos disponíveis para a limpeza, do tipo de superfície presente e do sistema de pintura escolhido, uma vez que as tintas possuem diferentes graus de aderência sobre as superfícies metálicas.

9



Ancoragem mecânica: O aumento da rugosidade superficial proporciona um aumento da superfície de contato entre o metal e a tinta, contribuindo, desse modo, para o aumento da aderência. O perfil de rugosidade especificado está ligado à espessura da camada seca.

4.1

LIMPEZA POR FERRAMENTAS MECÂNICAS

4.1.1 Ferramentas mecânicas (Elétricas ou a ar comprimido)

As ferramentas mecânicas são equipamentos movidos a energia elétrica ou a ar  comprimido (pneumáticas), que por terem mais força, proporcionam melhor rendimento e melhor qualidade na limpeza do que as manuais.

4.1.2 Escovas rotativas

São utilizadas sobre aço novo ou sobre aço enferrujado ao grau C da norma sueca SIS 05 5900 [6]. Não são recomendadas para aço com carepa intacta, pois a carepa é mais dura dos que as cerdas de aço das escovas.

4.1.3 Lixadeiras rotativas

Promovem uma limpeza de superfície razoável e conseguem remover carepa, porém este processo é antieconômico e inviável porque o seu rendimento é muito baixo. No entanto,  para a remoção de ferrugem e tintas velhas e criar uma rugosidade razoável, a lixa pode ser 

10 empregada e deve ser mantida em um ângulo de 15º sobre a peça a ser trabalhada,  pressionando ligeiramente. Uma pressão excessiva provocará um rendimento baixo, além de desgastar rapidamente o disco de lixa.

4.1.4 Pistola de agulhas

A pistola de agulhas, agulheira, ou desencrustador é uma ferramenta a ar comprimido que percute agulhas de (carbeto de tungstênio) por meio de um martelete pneumático. Remove ferrugens, tintas velhas e até carepas, mas tem baixa eficiência. É usada só onde outros métodos são impraticáveis, pois produz muito ruído e vibração.

FIGURA 4.1 - Pistola de Agulhas na Limpeza de Porcas e Parafusos [5] Fonte: Gnecco, 2003.

11 4.2

LIMPEZA POR JATEAMENTO

O jateamento é um processo de preparação de superfícies que utiliza o impacto de  partículas abrasivas movimentadas em alta velocidade sobre uma superfície, objetivando a remoção da pintura, ferrugem, e demais materiais contaminantes, deixando o substrato pronto  para receber um novo tratamento superficial criando um perfil de rugosidade favorável à ancoragem do revestimento a ser aplicado após o jateamento. Dos muitos métodos utilizados, o jateamento abrasivo produz uma preparação de superfície mais uniforme e por isso, na maioria das vezes é o mais utilizado e também o mais econômico.

4.2.1 Jateamento abrasivo

A limpeza por jateamento abrasivo pode ser feita de duas maneiras: por ar comprimido ou por turbinas centrífugas. Os abrasivos mais usados em operações de jateamento são: areia, granalhas de aço e óxido de alumínio. Quando se utiliza areia seca, este sistema gera muita poluição. Portanto, recomenda-se a utilização de granalha metálica, reduzindo assim uma alta porcentagem de partículas sólidas em suspensão. Através deste processo, não é possível obter uma rugosidade uniforme na superfície, devido ao jateamento ser realizado manualmente.

4.2.2 Jateamento com areia a úmido

Este processo é praticamente o mesmo do jateamento a seco, exceto que é introduzida água na corrente de ar + areia. Existem vários métodos, todos baseados no molhamento da areia antes do bico, no bico, ou após o bico.

12 O Jateamento com areia úmido pode ser feito com ou sem inibidor de corrosão:



Jateamento sem inibidor de corrosão: A água deve ser limpa e ligeiramente alcalinizada (pH acima de 8,5),o processo deve ser rápido e após o jateamento, deve-se secar rapidamente a superfície com ar comprimido limpo e seco.



Jateamento com inibidor de corrosão: O inibidor mais usado é o Nitrito de Sódio (Na  NO),a concentração mais usada: 0,5% (1 kg de nitrito para cada 200 de água), após o  jateamento à úmido, deve se lavar com água limpa e secar rapidamente com ar  comprimido limpo e seco.

4.3

HIDROJATEAMENTO

O processo de pintura aplicado na conversão de navios em plataformas FPSOs consiste em uma pintura de manutenção onde abaixo da película de tinta já existe um perfil de ancoragem. Dada as condições, o Hidrojateamento desponta como

método ideal a ser 

utilizado na remoção da camada de tinta . O Hidrojateamento é considerado totalmente ecológico, consistindo no jateamento com água sob alta pressão (20.000 a 45.000 psi). Nestas condições a água consegue remover a carepa, as ferrugens e as tintas velhas. Como não há abrasivo na limpeza, não produz rugosidade suficiente na superfície para o recebimento da primeira pintura . Por isso, o hidrojateamento é indicado para superfícies já jateadas anteriormente. O hidrojateamento é indicado para superfícies que já foram jateadas uma vez, por que removendo a tinta velha, expõe a rugosidade do jateamento original. O hidrojateamento pode ser realizado paralelamente a outras etapas da obra tais como montagem, serviços de caldeiraria, reparos elétricos e pintura, propiciando redução no prazo de execução e de custos.

13 Ao contrário de outros tratamentos com abrasivos secos, os resíduos sólidos do hidrojateamento são 95% menores do que a jateamento abrasivo. Além da limpeza da superfície, outra propriedade muito importante desse processo é a remoção de sais solúveis que podem ficar aderidos ao substrato. A eficiência dessa remoção é 85% maior também.

FIGURA 4.2 - Operário em Processo de Hidrojateamento Fonte: Pisos Industriais, 2001.

4.3.1 Hidrojateamento com areia

Este processo é semelhante ao hidrojateamento, porém há a introdução da areia na corrente de água. As pressões são menores do que no hidrojateamento, da ordem de 6.500 psi. Consegue-se rugosidade suficiente para a aderência das tintas.

14 4.4

PERFIL DE ANCORAGEM

Perfil de ancoragem é a altura máxima da rugosidade produzida pelo abrasivo na superfície, medindo desde os vales até os picos mais altos. A profundidade obtida é controlada  pelo tamanho do grão do abrasivo utilizado. No impacto das partículas do abrasivo contra a superfície, a carepa de laminação é arrancada e parte do metal também. Este impacto provoca uma aspereza na superfície. A rugosidade provocada pelo abrasivo na superfície pode ser  medida e é chamada de perfil de rugosidade ou perfil de ancoragem. O perfil de ancoragem é obtido quando se executa o processo completo de jateamento da superfície (incluindo a lavagem inicial com água e detergente). O perfil deve ser controlado, porque se for muito alto podem ficar picos fora da camada de tinta e por este motivo, a corrosão se iniciará a partir destas áreas e se for muito  baixo a tinta pode não aderir satisfatoriamente. O perfil de Ancoragem ideal é aquele entre 1/4 e 1/3 da espessura total da camada de tinta somadas todas as demãos. Por exemplo, se a espessura é igual a 120 µm, o perfil deverá estar entre 30 e 40 µm.

FIGURA 4.3 - Comparação entre perfis de rugosidade [5]

15

5

TEMPO ENTRE O JATEAMENTO E A PINTURA

O tempo em que a superfície jateada pode ficar sem pintura, depende das condições de clima e de localização do ambiente onde a superfície ficará exposta:



Entre 30% e 70%, o tempo de umidade relativa do ar pode ser de 8 horas.



Entre 70% e 85%, o tempo de umidade relativa do ar não deve passar de 4 horas.



Ambiente industrial agressivo ou à beira mar, não deve passar de 2 horas.



Se houver poeira no ar ou chuvisco de torres de resfriamento, deverá ser providenciada a cobertura do local com lonas e o tempo deverá ser o mínimo possível.

Se a umidade relativa do ar estiver acima de 85%, não deve ser efetuado nem o serviço de jateamento, nem o de pintura. Os tempos acima são apenas indicativos, pois cada situação particular deve ser  avaliada quanto aos contaminantes presentes na atmosfera.

16

6

APLICAÇÃO DA TINTA

Após a preparação da superfície a recontaminação por algum tipo de substância torna necessária a aplicação de uma primeira demão de tinta, o mais rapidamente possível. Em se tratando de FPSOs, a umidade tem fator relevante na escolha das técnicas de aplicação bem como das tintas escolhidas.  Neste contexto, ganham importância tintas surface tolerant , que são tintas aplicáveis em superfícies com umidade residual ou até completamente molhadas, com destaque para uma tecnologia de tinta epóxi sem solventes que, além não ter restrições em relação a ponto de orvalho, permite a aplicação sob condições de umidade relativa acima de 85%, nas quais uma  pintura convencional não deve ser aplicada. Os sistemas de pintura aplicados em FPSOs são geralmente compostos por: uma tinta  primária ou de base (primer), uma tinta intermediária (undercoating ou body coat) e uma tinta de acabamento (finishing ou topcoat).

6.1

TINTA PRIMÁRIA ( PRIMER)

O primer é a tinta de base, sendo considerado o mais importante componente dos sistemas de pintura, uma vez que contém os pigmentos anticorrosivos para assegurar uma boa  proteção do substrato. As principais características de um primer são listadas como segue:



Aderência (forte ligação ao substrato);



Coesão (alta resistência interna);



Inércia e proteção anticorrosiva (forte resistência aos agentes químicos e corrosivos);

17



Dilatação (flexibilidade apropriada).

O  primer  é a base na qual o restante do sistema de pintura é aplicado, sendo a base  para aderência do sistema de pintura total. O  primer  deve também ser uma base compatível e adequada para a camada subsequente (seja o intermediário ou o acabamento).  Primers,  portanto, têm três condições essenciais: aderência ao substrato, fornecimento de uma superfície que permita uma aderência adequada dos revestimentos posteriores e,  principalmente, proteção anticorrosiva ao substrato. Os  primers são aplicados às vezes para proteção do metal por certo tempo, antes das aplicações posteriores, chamando-se então tinta de oficina  (shopprimer ). Portanto, eles devem também ter suficiente resistência à atmosfera para proteger o substrato de qualquer corrosão durante o período desejado. Os  primers também, sob certas condições (particularmente onde eles são utilizados  para condições de imersão), devem ter resistência química equivalente ao restante do sistema de pintura para proteção satisfatória contra a solução química na qual ele estiver imerso. Esta  propriedade é geralmente associada com a impermeabilidade do sistema de pintura e, a menos que o primer seja tão altamente resistente quanto o restante do sistema, a quebra sob o filme  poderia causar rápida corrosão.

6.2

TINTA INTERMEDIÁRIA (UNDERCOATING OU BODY COAT )

As tintas intermediárias são geralmente utilizadas em sistemas de pintura para complementar as características mecânicas e de impermeabilidade do sistema, permitindo alcançar maiores espessuras e assegurando maior resistência iônica. A formulação de um revestimento intermediário é importante, primeiramente, pelo aumento da espessura total. A espessura física dos sistemas de pintura melhora muitas outras  propriedades essenciais de um revestimento, como o aumento da resistência química, redução

18 da velocidade de transporte de vapor, aumento da resistência elétrica, resistência à abrasão e resistência ao impacto. A tinta intermediária deve também ter forte aderência ao primer e ser  uma boa base para o acabamento, para que não haja problemas de aderência entre camadas.

6.3

TINTA DE ACABAMENTO ( FINISHING OU TOPCOAT )

Os acabamentos também desempenham importantes funções em um sistema de  pintura:



Fornecem um selamento resistente para o sistema de pintura;



Formam a barreira inicial ao ambiente;



Fornecem resistência aos agentes químicos, água e intempéries;



Produzem uma superfície resistente ao desgaste;



Fornecem aparência e características estéticas de cor, textura e brilhos finais.

Em algumas situações, no entanto, a tinta intermediária fornece a barreira principal ao ambiente, enquanto o acabamento é aplicado para diferentes finalidades. O acabamento pode se utilizado para produzir uma superfície antiderrapante, enquanto que o intermediário e o  primer fornecem a barreira ao ambiente.

19

FIGURA 6.1 - Sistema de pintura com primer ,intermediária e acabamento [5]

TABELA 6.1 - RESUMO FUNCIONAL DOS COMPONENTES DE UM SISTEMA DE PINTURA [5]

20 6.4

MÉTODOS DE APLICAÇÃO DE TINTAS

 Na pintura industrial os dispositivos mais usuais para aplicação de tintas são: trincha, rolo, pistola convencional e pistola airless. A finalidade destes dois dispositivos são as mesmas, ou seja, aplicar a tinta para obtenção de uma película uniforme sobre uma superfície. Os métodos podem ser classificados em dois grupos:

6.4.1 Espalhamento  –  Trincha e rolo

A tinta líquida, como se encontra no recipiente, é aplicada espalhando-se na superfície.  Normalmente, a espessura aplicada não é uniforme e não se consegue aplicar espessuras elevadas com as tintas de alta espessura, requerendo, neste caso, maior número de demãos. O seu rendimento produtivo é bastante baixo.

6.4.2 Pulverização  –  Pistola convencional e Pistola de ar (AIRLESS)

A tinta líquida é pulverizada antes de chegar à superfície. Esta pulverização se faz usando-se pistola convencional com auxilio de ar comprimido, e com pistola sem ar (airless) mediante elevada pressão na tinta e posterior descompressão através de um bico com geometria especial. A pulverização tem vantagens sobre o espalhamento, por conseguir maior rendimento  produtivo, melhor acabamento da película, uniformidade e espessuras mais elevadas.

21

7

REVESTIMENTOS PARA APLICAÇÃO EM PLATAFORMAS FPSOs

As plataformas FPSOs além da retirada do petróleo do fundo do mar também fazem o refino e a separação do óleo, do gás e da agua provenientes do petróleo. Para o processo de separação utilizam a Planta de Processo que é composta por um montante de pré-aquecedores que fazem com que essa unidade opere em altas temperaturas, temperaturas que ultrapassam a  barreira dos 140º C (temperatura necessária para separação), e esse calor gerado é dissipado  por toda superestrutura. Esse fator faz com que o sistema de pintura a ser escolhido deva suportar essas condições de temperatura - principalmente nas zonas próximas a Planta de Processo, sem que suas propriedades químicas e físicas sejam alteras. Dos sistemas de pintura conhecidos os que mais se destacam devido a eficiência, vida útil e custo são os baseados na tecnologia epóxi sem solvente (No VOC) .

7.1

TINTAS EPÓXI SEM SOLVENTES (NO VOC)

Os revestimentos baseados na tecnologia epóxi sem solventes apresentam excelente desempenho anticorrosivo podendo ser aplicadas como primer ou como tinta de acabamento e tem sido usados nos FPSOs PETROBRÁS. Apresentam boa aderência em substrato úmido, ou seja, em superfície preparada com hidrojateamento com ultra-alta pressão e excelente resistência química, em água salgada, superfícies expostas, as altas temperaturas de trabalho da unidade, a óleos minerais e solventes. Seu desempenho anticorrosivo é superior a qualquer  tinta epóxi de altos sólidos convencionais. São indicadas para uso em plataformas de petróleo, gasodutos, navios, incluindo tanques de lastro, estruturas portuárias, tanques e silos de armazenamento, torres de transmissão de energia, estruturas metálicas e equipamentos instalados na orla marítima, transportadores de minérios, pontes, tubulações, industrias de papel e celulose, fertilizantes, açúcar e álcool.

22 Alguns tipos de tintas epóxi sem solventes:

7.1.1 Epóxi-Aminas Aromáticas

As aminas aromáticas estão sendo pouco usadas devido ao seu grau de toxicidade e sua cor escura. Geralmente são aminas sólidas que necessitam ser fundidas e misturadas a quente com a resina e posteriormente curadas a altas temperaturas. Devido a todo este processo, são emitidos muitos vapores amínicos corrosivos e tóxicos. Quando curado, este sistema propicia  boa resistência química, elétrica, excelente resistência a hidrólise, boa resistência térmica.

7.1.2 Epóxi-Aminas Alifáticas Modificadas

São em sua maioria, líquidos de baixa viscosidade com odor característico e irritante.. Em geral são moléculas pequenas e muito voláteis, que basicamente, reagem através dos seus radicais hidrogênio livre. As tintas Aminas Alifáticas Modificada possuem como vantagens: rápida cura a temperatura ambiente, baixo custo, baixa viscosidade, boa resistência, química e fácil mistura com a resina, e como desvantagens: curto tempo de trabalho, alta exotermia, alta toxicidade, relação critica de mistura e pode causar “blush”(névoa ou oleosidade superficial).

7.1.3 Epóxi-Aminas Cicloalifáticas

As aminas cicloalifáticas, diferentemente das alifáticas possuem anéis cíclicos fazendo com que apresentem menor volatilidade, maior estabilidade a luz, menor reatividade e melhor 

23 retenção de cores. Em estado puro encontra grande dificuldade de cura a temperatura ambiente, devido a sua baixa reatividade. As tintas aminas ciclialifáticas possuem como vantagens: baixa viscosidade, excelente estabilidade de cor ,alto brilho, boa resistência química e fácil mistura com a resina, e como desvantagens: alto custo, cristalização, baixa reatividade e média resistência térmica.

7.1.4 Epóxi Poliamida

As poliamidas são obtidas através da reação de dimerização de aminas alifáticas como o dietilenotriamina com diácidos ou ácidos graxos de cadeia longa, resultando em polímeros de alto peso molecular que variam de um líquido viscoso até a sólidos. As tintas Poliamidas possuem como algumas vantagens: baixa toxicidade, bom poder  de adesão, boa flexibilidade, relação de mistura não critica, longo tempo de trabalho e boa resistência a água, e como desvantagens: alta viscosidade, custo elevado, baixa resistência térmica, baixa resistência química e longo tempo de cura.

7.1.5 Epóxi Pigmentada Com Alumínio

É aplicado geralmente em equipamentos industriais em geral, onde a preparação de superfície por jateamento abrasivo é impraticável. Apresenta a possibilidade de aplicações em uma única demão em altas espessuras com custo por m² menor que os produtos tradicionais. Permite uma boa ancoragem sobre superfícies de aço carbono ou de aço galvanizado, preparadas através de limpeza mecânica ou  por jateamento úmido, podendo ser repintado com diversos tipos de acabamento.

24 É um primer universal apropriado para repintura sobre tintas envelhecidas, porém integras.

7.2

METALIZAÇÃO

A metalização é uma técnica de pintura empregada em situações onde os revestimentos orgânicos não podem ser aplicados, ou não apresentam tanta eficácia. É o caso das Zonas da Planta de Processo onde a tintas comuns não consegue suportar as condições operacionais, devido as altas temperatura. Esses revestimentos são aplicados normalmente em equipamentos de difícil acesso (guindastes), alta temperatura (acima de 120C ) ou na zona de variação de maré (tubulações). Eventualmente esses revestimentos são aplicados em meio totalmente imerso como no caso de segmentos do sistema de ancoragem e tanques de lastro de risers.  Na metalização, as matérias-primas mais utilizadas são o alumínio e o zinco. A aplicação se dá por uma pulverização conhecida como Termal Spray (aspersão térmica), no caso do alumínio, TSA. O metal, em forma de pó ou arame, fundido, é impelido a aderir  contra o substrato. Existem vários métodos de aspersão térmica, chama oxiacetilênica, arco elétrico, chama de alta velocidade (HVOF), plasma e detonação.

25 7.3

EXEMPLO

DE

ESQUEMA

DE

PINTURA

PARA

APLICAÇÃO

EM

PLATAFORMAS FPSOS BASEADA NA TECNOLOGIA EPÓXI SEM SOLVENTES

7.3.1 Tinta De Fundo (Epóxi Pigmentada Com Alumínio)

Aplicar uma demão de tinta de fundo à base de resina epóxi pigmentada com alumínio, com uma espessura de película seca de 80 µm, em conformidade com a Norma N-2288 da PETROBRAS [15], por meio de trincha ou rolo, em todas as áreas que tiveram as superfícies tratadas.

7.3.2 Tinta Intermediaria (Epóxi Poliamida)

Aplicar uma demão de tinta intermediária a base de resina epóxi curada com  poliamida, com uma espessura de película seca de 120 µm, em conformidade com a Norma N1211 da PETROBRAS [11], por meio de trincha ou rolo, em todas áreas que sofreram tratamentos e pintura de fundo.

7.3.3 Tinta De Acabamento (Base De Resina Alquidica)

Aplicar uma camada de tinta de acabamento a base de resina alquídica, na cor cinza Munsel 6.5 para o tanque e vermelho Ferrari para o cabeçote, ambas com uma espessura de  película seca de no mínimo 30 µm, conforme Norma N-2492 PETROBRAS [16].

26 Obs.: Em todas as etapas de aplicação das tintas deve-se seguir rigorosamente o  boletim técnico do fabricante da tinta observando:



Tempo de secagem ao toque;



Tempo de secagem para repintura / demão;



Tempo de cura;



Tempo de vida útil da mistura;



Tipo de aplicação (pistola / rolo / trincha);



Diluição / homogeneização;



Para diluir a tinta usar o diluente recomendado pelo fabricante da tinta.

27

8

PINTURA DE CHAPAS NOVAS

 Na pintura de novas chapas o hidrojateamento não pode ser usado com máxima eficiência, pelo fato de não conferir o perfil de ancoragem necessário para a adesão correta da tinta.  Nas chapas novas é necessário que seja removida a carepa de laminação que não constituem superfície ideal para fixação da tinta. Apesar dos estudos e avanços na área, essa remoção é feita a maneira antiga através do tratamento com abrasivos sólidos.  Na construção naval utiliza-se comumente a técnica denominada de shop-primer , que função proteger as estruturas contra a corrosão, enquanto aguardam a pintura definitiva, e facilitar os processos de soldagem, reduzindo assim os consumos de oxigênio e acetileno. O shop-primer comum nada mais é do que um sistema epóxi-poliamida/óxido-de-ferro com baixo teor de sólidos e que apresenta película seca de baixa coesão. Atualmente os compostos ricos em zinco passaram a substituir os pigmentados com óxido de ferro, havendo assim uma melhoria na qualidade do produto, mas esses também são de baixa coesão e não representaram sensível melhoria no desempenho nos esquemas de  pintura. Os procedimentos de pintura tradicionais requerem a remoção da camada de  shop primer antes da aplicação do esquema de pintura definitivo.

Alguns estaleiros evitam a total remoção da camada de  shop-primer  alegando  problemas na redução de custos operacionais e assim um segundo jateamento não se faz necessário. Isso contribui, de certa forma, para o desenvolvimento de novos  shop-primers e novos procedimentos de aplicação, sempre tendo em vista a redução de custos e melhoria da tecnologia. A pintura de estruturas novas em estaleiro pode ser dividida em dois tipos: a de chapas em unidades automáticas de jateamento e pintura e a de grandes estruturas executada por   processo convencional.

28  Nas unidades automáticas, devido a velocidade do processo, se faz necessário o uso de tintas com secagem ultra-rápida. A tinta recomendada nesse processo é shop-primer  modificado, formulado com uma relação PVC/CPVC muito próxima a da tinta epóxi sem solvente de acabamento. Quando comparada a um shop-primer convencional ela apresenta maior aderência, coesão e resistência a corrosão. A relação entre espessura da tinta de fundo e rugosidade do substrato influencia diretamente as propriedades anteriormente mencionadas. A tinta com melhores propriedades de coesão, mantidas as características de soldabilidade, pode ser aplicada com maior espessura e assim proteger melhor, e por mais tempo, o aço contra a corrosão, facilitando a pintura definitiva.

29

9

VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE DA PINTURA

9.1

MEDIÇÃO DAS ESPESSURAS DAS PELÍCULAS DE TINTA

A medição da espessura é feita inicialmente com a película úmida durante a aplicação e finalmente com a película seca. Deve ser feita para cada demão de tinta aplicada em conformidade com a Norma N-2135 da PETROBRAS [12]. A medição da espessura da película úmida é normalmente feita pelo próprio pessoal de execução, pois visa a controlar as condições de aplicação, evitando descontinuidades ou consumo exagerado de tinta. A medição da espessura da película seca é feita para cada 250m² de área pintada.

9.2

TESTE DE ADESÃO DAS PELÍCULAS DE TINTA Trata-se também de um teste frequentemente utilizado para efeito de controle da

qualidade na aplicação das tintas. Existem dois métodos para execução do teste de adesão. O primeiro é o método do corte em X, que é particularmente empregado para avaliar a adesão de tintas inorgânicas de Zinco e outras tintas com espessura superior a 100µm por demão. O segundo é o teste quadriculado, que é empregado para as demais tintas.  No teste de adesão em forma de quadriculado deve- se em conformidade com a Norma  N-2241da PETROBRAS [14]: 

Efetuar cinco cortes com 50 mm de comprimento, espaçados de 5 mm;



Efetuar cinco cortes com a mesma característica perpendicular aos primeiros;

30



Colar uma fita adesiva;



Arrancar a fita adesiva instantaneamente. O teste de adesão em forma de X assemelha-se ao quadriculado e deve ser efetuado em

conformidade com a NORMA ASTM D-3359 [7]. O resultado do teste de adesão consiste na avaliação da quantidade de película de tinta arrancada pela fita adesiva aplicada sobre a região do corte. As tintas que apresentam excelente adesão não são removidas pela fita.

9.3

DETERMINAÇÃO DE DESCONTINUIDADE EM PELÍCULA DE TINTA O teste de descontinuidade normalmente ocorre após a conclusão da aplicação de

esquemas de pintura de alto desempenho. Quando efetuado, deve abranger toda a superfície  pintada. É especialmente recomendado para esquemas de pintura que irão trabalhar em imersão permanente. O teste é feito em conformidade com a Norma N-2137 da PETROBRAS [13].  Na Petrobras,

existem

dois

diferentes

aparelhos

para

avaliar

eventuais

descontinuidades no esquema de pintura. Ambos têm como mesmo objetivo avaliar a capacidade de uma corrente elétrica atravessar a película da tinta.

31

10 CONCLUSÕES

A conversão de navios em unidades flutuantes de produção e estocagem (FPSO s) tem sido muito usada pela PETROBRAS para aumentar sua produção de Petróleo. Durante a sua vida útil, a unidade fica exposta à atmosfera marinha e, em diversas áreas, submetida a diferentes meios corrosivos, o que implica na especificação de sistemas comprovadamente eficazes de proteção contra a corrosão. A pintura é amplamente aceita como o principal processo anticorrosivo, a proteção anticorrosiva, seja no casco seja nos tanques de carga ou, até mesmo, nos principais equipamentos da embarcação, é uma preocupação constante. O navio, em geral, tem sua vida útil limitada por problemas relacionados à corrosão que provoca danos as estruturas submersas e causa diversos tipos de prejuízos econômicos, como por exemplo, o aumento no consumo de combustível das embarcações por tornar a superfície dos cascos irregular e rugosa, aumentando assim o arrasto e diminuindo a velocidade de navegação. Uma nova visão de esquema de pintura, com ênfase na qualidade da especificação, critérios de inspeção, tintas menos dependentes de condições climáticas, processos enquadrados em conceitos de proteção ambiental e saúde ocupacional, é apresentada como fator de redução de custos. A tecnologia de pintura baseada em hidrojateamento e tinta epóxi sem solventes especial tem se mostrado a mais ideal para os esquemas de pintura offshore, pois é menos sensível a variações e controles de parâmetros ambientais e, também, compatível com hidrojateamento em regiões confinadas. Já para locais ou equipamentos com dificuldade de execução de pintura, excessivas interrupções para manutenção, temperatura elevada ou condições de operação que provoquem uma degradação acelerada das tintas, o revestimento mais indicado é aspersão térmica de alumínio (TSA) com selante orgânico.

32

11 REFERÊNCIAS BÍBLIOGRÁFICAS

1. ABRACO, Rio de janeiro: Apostilas Técnicas do Curso de Inspetor de Pintura (Nível I), 2008.

2. AGENTES

DE

CURA

PARA

RESINAS

EPÓXI,

Disponível

em

<

http://www.silaex.com.br/agentes%20de%20cura.htm > acessado em 30 de junho de 2011.

3. ANATIN,

Informações

Técnicas.

Disponível

em

<

http://www.anatin.com.br/dicas.html > acessado em 25 de maio de 2011.

4. CARVALHO, Leonardo. A. S.; FILHO, Antônio. F.S.; Aspectos Técnicos de Aplicação da Pintura Industrial na Proteção Anticorrosiva em Superfície Metálica, Disponível em : < http://info.ucsal.br/banmon/Arquivos/Art3_0031.doc > acessado em 23 de Junho de 2011.

5. GNECCO, C; MARIANO, R; FERNANDES, F; Tratamento de Superfície e Pintura, Rio de janeiro: Instituto Brasileiro de Siderurgia, Centro Brasileiro da Construção em Aço, 2003.

6.  NORMA SIS-05-59 00 Pictorial Surface Preparation Standards for pinting steel ,

surfaces, 1967.

7.  NORMA ASTM D-3359, Measuring Adhesion by tape test, 1983.