Decapagem (metal) - Pickling (metal)
Decapagem é um tratamento de superfície de metal usado para remover impurezas, como manchas, contaminantes inorgânicos e ferrugem ou incrustação de metais ferrosos , cobre , metais preciosos e ligas de alumínio . Uma solução chamada licor de decapagem , que geralmente contém ácido , é usada para remover as impurezas da superfície. É comumente usado para descalcificar ou limpar aço em vários processos de fabricação de aço .
Processo
As superfícies de metal podem conter impurezas que podem afetar o uso do produto ou processamento posterior, como revestimento com metal ou pintura. Geralmente, várias soluções químicas são usadas para limpar essas impurezas. Ácidos fortes , como o ácido clorídrico e o ácido sulfúrico, são comuns, mas diferentes aplicações usam vários outros ácidos . Também soluções alcalinas podem ser usadas para limpar superfícies de metal. As soluções geralmente também contêm aditivos, como agentes umectantes e inibidores de corrosão . A decapagem é às vezes chamada de limpeza com ácido se a descalcificação não for necessária.
Muitos processos de trabalho a quente e outros processos que ocorrem em altas temperaturas deixam uma camada de óxido descolorante ou incrustação na superfície. Para remover a incrustação, a peça de trabalho é mergulhada em uma cuba de licor de decapagem. Antes da operação de laminação a frio, o aço laminado a quente é normalmente passado por uma linha de decapagem de modo a erradicar a incrustação da superfície.
O ácido primário usado na fabricação de aço é o ácido clorídrico , embora o ácido sulfúrico fosse anteriormente mais comum. O ácido clorídrico é mais caro do que o ácido sulfúrico, mas decompõe muito mais rápido, ao mesmo tempo que minimiza a perda de metal base. A velocidade é um requisito para integração em siderúrgicas automáticas que operam a produção em velocidades de até 800 pés / min (≈243 metros / min).
Os aços carbono , com um teor de liga menor ou igual a 6%, são freqüentemente decapados em ácido clorídrico ou sulfúrico. Aços com teor de liga superior a 6% devem ser decapados em duas etapas e outros ácidos são usados, como ácido fosfórico , nítrico e fluorídrico . Os aços cromo-níquel resistentes à ferrugem e ao ácido são tradicionalmente decapados em um banho de ácido fluorídrico e nítrico. A maioria das ligas de cobre é decapada em ácido sulfúrico diluído, mas o latão é decapado em ácido sulfúrico e nítrico concentrado misturado com cloreto de sódio e fuligem .
Na fabricação de joias , a decapagem é usada para remover a camada de óxido de cobre que resulta do aquecimento do cobre e da prata esterlina durante a soldagem e o recozimento. Um banho de decapagem com ácido sulfúrico diluído é tradicionalmente usado, mas pode ser substituído por ácido cítrico .
As chapas de aço que passam por decapagem com ácido irão oxidar (enferrujar) quando expostas a condições atmosféricas de umidade moderadamente alta. Por esse motivo, uma fina película de óleo ou revestimento à prova d'água semelhante é aplicada para criar uma barreira contra a umidade do ar. Este filme de óleo deve ser removido posteriormente para muitos processos de fabricação, galvanização ou pintura.
Desvantagens
A limpeza com ácido tem limitações porque é difícil de manusear devido à sua corrosividade e não é aplicável a todos os aços. A fragilização por hidrogênio se torna um problema para algumas ligas e aços com alto teor de carbono. O hidrogênio do ácido reage com a superfície e a torna frágil e causa rachaduras. Devido à sua alta reatividade com aços tratáveis, as concentrações de ácido e as temperaturas da solução devem ser mantidas sob controle para garantir as taxas de decapagem desejadas.
Produtos residuais
Lodo de decapagem é o produto residual da decapagem e inclui águas de enxágue ácidas, cloretos de ferro e sais metálicos e ácido residual. O licor de decapagem usado é considerado um resíduo perigoso pela EPA . O lodo de decapagem de processos siderúrgicos é geralmente neutralizado com cal e descartado em um aterro, uma vez que a EPA não mais o considera um resíduo perigoso após a neutralização. O processo de neutralização da cal aumenta o pH do ácido gasto. O material residual está sujeito a uma determinação de resíduo para garantir que nenhum resíduo característico ou listado esteja presente. Desde a década de 1960, o lodo de decapagem clorídrico é frequentemente tratado em um sistema de regeneração de ácido clorídrico , que recupera parte do ácido clorídrico e do óxido férrico . O restante ainda deve ser neutralizado e descartado em aterros sanitários ou gerenciado como resíduo perigoso com base na análise do perfil de resíduos. Os subprodutos da decapagem com ácido nítrico são comercializáveis para outras indústrias, como processadores de fertilizantes .
Alternativas
Superfície limpa e lisa (SCS) e superfície decapada ecológica (EPS) são alternativas mais recentes. No processo SCS, a oxidação da superfície é removida usando um abrasivo projetado e o processo deixa a superfície resistente à oxidação subsequente sem a necessidade de filme de óleo ou outro revestimento protetor. EPS é um substituto mais direto para decapagem ácida. A decapagem com ácido depende de reações químicas, enquanto o EPS usa meios mecânicos. O processo EPS é considerado "amigo do ambiente" em comparação com a decapagem com ácido e confere ao aço carbono um alto grau de resistência à ferrugem, eliminando a necessidade de aplicar o revestimento de óleo que serve como uma barreira à oxidação para o aço carbono decapado com ácido.
Métodos alternativos incluem também a limpeza mecânica, como jateamento abrasivo , esmerilhamento , escova de aço e hidrolimpeza . Esses métodos geralmente não fornecem uma superfície tão limpa quanto a decapagem.