Guide to Passivation: How to Stop Rust and Save Your Steel

Ferrugem, também chamada de corrosão, pode danificar peças caras e impedir que uma máquina inteira funcione. É por isso que quero falar com você sobre passivação. É um método de limpeza especial que é feito em aço inoxidável. Ajuda o aço a se tornar muito melhor no combate à corrosão. Este artigo mostrará tudo o que aprendi sobre o processo de passivação. Você aprenderá como funciona e por que é tão importante. Você também aprenderá como saber com certeza que foi feito da maneira certa. Saber disso pode economizar muito tempo e dinheiro. Isso é sempre uma coisa boa.

O que é Passivação, Realmente?

Deixe-me explicar de uma forma simples. Em resumo, a passivação é um processo de limpeza química. É um tipo de acabamento de metal. É usado para ajudar um material, geralmente aço inoxidável, a combater melhor a corrosão. Você pode ouvi-lo chamado de processo de acabamento para evitar a corrosão. A palavra "passivo" lhe dá uma pista. O principal objetivo da passivação é fazer com que a camada superior do aço não reaja tanto. Chamamos isso de ser passivo. Ajuda a formar uma camada protetora que impede a ferrugem antes mesmo que ela possa começar.

Algumas pessoas pensam que a passivação é apenas um tipo especial de limpeza. É muito mais do que isso. É um tratamento químico. Ele muda a parte superior da superfície do metal. Este processo é semelhante a alguns outros tratamentos. Mas a passivação é especial. Não adiciona um revestimento. Em vez disso, torna a própria capacidade natural do aço de resistir à corrosão ainda melhor. Por causa disso, os bons efeitos da passivação duram muito tempo. A passivação adequada é um passo muito importante para garantir que qualquer peça de aço inoxidável tenha uma longa vida útil.

A ideia por trás da passivação do aço inoxidável é fazer algo que chamamos de filme passivo. Esta é uma camada muito fina e invisível na superfície que funciona como um escudo. Você pode pensar nisso como uma armadura para o seu aço. Esta camada de óxido ou filme de passivação é a razão pela qual o aço inoxidável é tão bom em impedir a ferrugem. O processo de passivação ajuda a tornar este escudo forte e uniforme. É um passo de passivação muito importante na fabricação de coisas.

Por que a passivação do aço inoxidável é tão importante?

Eu vi isso acontecer muitas vezes. Uma oficina recebe uma nova máquina brilhante que está cheia de peças de aço inoxidável. Mas se essas peças não foram devidamente passivadas, elas podem começar a mostrar pequenos pontos de ferrugem. Por que isso acontece? As pessoas pensam que o aço inoxidável não é capaz de enferrujar. Bem, o aço inoxidável resiste naturalmente à corrosão, mas não é mágica. Quando você faz coisas cortando, dobrando ou moldando aço inoxidável, pequenos pedaços de ferro se espalham na superfície. Este é um grande problema para peças de aço inoxidável após a usinagem.

Este ferro livre é um grande tipo de contaminante. Ele bagunça a camada protetora natural do aço inoxidável. Esses minúsculos pontos de ferro são onde a corrosão começa. O processo de passivação é tão importante porque seu principal trabalho é remover este ferro livre da superfície. Ao nos livrarmos deste contaminante, deixamos o aço inoxidável construir sua defesa natural. Sem passivação, você está deixando suas peças de aço caras abertas ao ataque. A passivação de peças de aço inoxidável não é algo que você pode optar por pular. É um must-do.

Pense nisso assim. Você constrói uma casa adorável, mas deixa as portas e janelas abertas em uma tempestade ruim. É como usar aço inoxidável sem passivação. Você tem um ótimo material, mas não está totalmente protegido. A oferta de passivação é clara: um pouco de trabalho agora impede que muita corrosão cara aconteça mais tarde. Esta passivação faz uma enorme diferença na vida do aço.

Como o processo de passivação realmente funciona?

É aqui que entra a parte da ciência, mas vou mantê-la fácil de entender. A parte especial do aço inoxidável é um material chamado cromo. Esta liga tem um pouco de cromo misturado com o aço. O cromo tem pouca ou nenhuma reatividade química em comparação com o ferro. É esta falta de reatividade química que queremos usar. O processo de passivação é um método de dissolução química. Isso significa que ele usa um banho de ácido para derreter as coisas "ruins" e deixar as coisas "boas" para trás.

Quando colocamos uma peça de aço inoxidável em um banho de passivação, o ácido entra em ação. Este ácido é geralmente ácido nítrico ou ácido cítrico. A primeira coisa que esta solução ácida faz é comer todos os pedaços de ferro livre que estão presos à superfície. Ele os limpa completamente. Depois que o ferro se foi, a verdadeira mágica começa a acontecer. O cromo que faz parte da liga de aço inoxidável está agora ao ar livre. Ele pode tocar o oxigênio no banho e no ar.

Estar ao ar livre causa uma reação química. O cromo se conecta com o oxigênio e forma uma camada fina, forte e estável de óxido de cromo. Esta camada é a camada de óxido protetora. Também chamamos de filme passivo. Ele sela o topo do aço. Isso protege o ferro dentro da liga de tocar o ar e a água, que é o que causa a ferrugem. A passivação em si é o que ajuda na formação da camada de óxido.

Qual é a diferença: ácido nítrico ou ácido cítrico para passivação?

Por muito tempo, a maneira normal de fazer a passivação era com ácido nítrico. Eu fiz muito trabalho de passivação usando um banho de ácido nítrico. É muito bom no seu trabalho e funciona bem. A imersão de aço inoxidável em ácido nítrico remove rapidamente os contaminantes ferrosos. Também ajuda a formar um ótimo filme de óxido. Às vezes, um produto químico conhecido como dicromato de sódio é adicionado. Isso torna o ácido nítrico ainda mais forte.

Mas, há algumas coisas ruins sobre o uso de ácido nítrico. É um produto químico forte e pode produzir fumaça prejudicial. Além disso, se o dicromato de sódio for usado, ele pode produzir um composto tóxico de cromo hexavalente. Isso é muito ruim para as pessoas e para a natureza. É por isso que, nas últimas décadas, muitas pessoas mudaram para a passivação com ácido cítrico. O uso de ácido cítrico para o processo de passivação é agora muito comum.

O ácido cítrico é muito mais seguro para trabalhar. É um ácido natural que você pode encontrar em frutas como limões e laranjas. Ele faz o mesmo trabalho que o ácido nítrico. Ele remove o ferro livre. Mas ele faz este trabalho sem os efeitos colaterais perigosos. É melhor para a natureza e para as pessoas que fazem o trabalho de passivação. Em muitos casos, o ácido cítrico funciona tão bem quanto o ácido nítrico concentrado. Às vezes, funciona ainda melhor.

Aqui está uma tabela simples para compará-los:

Você Consegue Passivar Todos os Tipos de Aço?

Esta é uma pergunta que ouço muito. A resposta fácil é não. O processo de passivação de que estou falando é feito apenas para aço inoxidável. Você não pode pegar um pedaço de aço carbono comum, colocá-lo em um banho de ácido e pensar que ele se tornará à prova de ferrugem. Simplesmente não funcionará assim. Na verdade, colocar aço comum nesse ácido só o prejudicaria.

A razão pela qual a passivação funciona no aço inoxidável é por causa do que ele é feito. Como eu disse antes, o aço inoxidável é uma liga. Tem muito cromo nele. O aço comum não tem muito cromo. Sem o cromo, não há nada lá para fazer a camada protetora de óxido de cromo. O banho de passivação apenas corroeria o aço comum.

Então, você deve lembrar que a passivação é um tratamento apenas para aço inoxidável e outros metais que têm esta capacidade de se curar. Para outros tipos de aço, existem diferentes maneiras de impedir a corrosão. Estes incluem pintura, galvanização ou colocação de um revestimento de conversão. Mas essa é uma história diferente para outra hora. A passivação de que estamos falando é tudo sobre tornar os poderes naturais do aço inoxidável ainda melhores.

Como sei se meu trabalho de passivação foi bem-sucedido?

Esta é a pergunta mais importante de todas. Depois de ter feito todo o trabalho, como você sabe se a passivação funcionou bem? Você não quer apenas cruzar os dedos e esperar que funcione. Existem testes que você pode fazer para verificar se a eficácia do processo foi boa. Uma peça de aço inoxidável que foi devidamente passivada deve ter uma superfície limpa com pouca ou nenhuma reatividade química.

Para uma verificação fácil, você pode usar um líquido de sulfato de cobre. Se você colocar uma gota na superfície e ela ficar com uma cor de cobre, significa que ainda há ferro livre lá. Isso lhe diz que a passivação não funcionou. Um teste melhor em que você pode confiar é o teste de névoa salina. Neste teste, as peças passivadas são colocadas em uma caixa especial. Elas são pulverizadas com uma névoa salgada por muitas horas. Isso faz com que o processo de corrosão aconteça muito mais rápido. Se as peças saírem sem sinais de ferrugem, a passivação foi um sucesso.

Estes testes são feitos para provar que o filme passivo protetor é forte e cobre tudo. Se você não testar, você está apenas adivinhando. Eu sempre digo às pessoas para testarem, especialmente para peças de aço inoxidável muito importantes. Estas são peças que serão usadas em lugares onde as condições são difíceis. Uma boa passivação sempre passará nestes testes.

O que acontece se você não passivar peças de aço inoxidável?

Eu vi o que acontece quando as pessoas não fazem o passo de passivação, e não é uma boa visão. Digamos que você receba um novo equipamento. É feito de aço inoxidável brilhante. A empresa que o fabricou queria economizar um pouco de dinheiro, então eles não fizeram a passivação. No começo, tudo parece bem. Mas então, depois de algumas semanas ou meses, pequenos pontos de ferrugem começam a aparecer na superfície de aço inoxidável.

Esta ferrugem é causada pelas partículas de ferro que foram deixadas na superfície quando a peça foi feita. Esta contaminação da superfície é o ponto de partida para a corrosão. A corrosão pode começar profundamente nos limites dos grãos da superfície do aço. Com o passar do tempo, estes pequenos pontos de ferrugem podem ficar maiores. Eles podem tornar o aço mais fraco e fazê-lo parecer ruim. Isso pode ser um problema muito grande em lugares como fábricas de alimentos ou hospitais, onde as coisas devem ser muito limpas. Um contaminante como a ferrugem não é aceitável.

Então, o que acontece é fácil de ver: você perde a principal coisa boa sobre o uso de aço inoxidável caro. Seu material resistente à corrosão começa a ter corrosão. Isso pode levar à quebra da máquina, consertos caros e muitos problemas. A passivação é um pequeno custo que protege um investimento muito maior. A passivação é um processo pós-fabricação que você nunca, jamais deve pular.

A passivação é um processo perigoso?

Sempre que você trabalha com produtos químicos, você tem que ter cuidado. O processo de passivação não é perigoso por si só, mas as coisas que você usa podem ser. O processo de passivação usa ácidos fortes, então estar seguro é minha principal preocupação. Quando você trabalha com um banho de ácido, especialmente um com ácido nítrico concentrado, você precisa do treinamento e equipamento de segurança certos. Isso significa que você deve usar luvas, óculos de segurança e roupas que o protejam.

Você também precisa ter ar fresco circulando. Quando o aço é colocado em um banho de ácido nítrico, ele pode liberar fumaça que não é boa para respirar. Você deve ter certeza de que a sala tem um bom fluxo de ar para impedir que esta fumaça se acumule. O processo de passivação envolve trabalhar com estes produtos químicos, então você deve ter muito cuidado.

Mas, como eu disse antes, esta é uma grande razão pela qual o ácido cítrico é tão popular agora para a passivação. É muito mais seguro para trabalhar. Não tem os mesmos problemas para a natureza ou para a saúde das pessoas. Mas mesmo quando você usa ácido cítrico, você ainda deve seguir as regras básicas de segurança. A reação química com o metal base precisa ser controlada. Para simplificar, a passivação pode ser feita de uma forma muito segura se você seguir as regras e for cuidadoso com os produtos químicos.

Quais são as etapas principais em um bom processo de passivação?

Para obter ótimos resultados sempre, você deve seguir uma lista clara de passos. Eu sempre digo que uma boa passivação é como assar um bolo. Você não pode perder um passo e ainda pensar que vai dar certo. O processo, que é um processo de acabamento de metal para evitar a ferrugem, pode ser dividido em três partes principais.

Primeiro, você deve limpar as peças de aço inoxidável muito bem. Isso não é apenas uma limpeza rápida. Você tem que remover toda a graxa, óleo, sujeira e qualquer outro contaminante da superfície. Você também pode ter que remover a carepa de óxido da soldagem. Se a peça não estiver perfeitamente limpa, a solução de passivação não pode chegar à superfície do aço para fazer seu trabalho. Uma superfície limpa é muito importante para incentivar a formação de oxigênio mais tarde.

Segundo é o banho de passivação real. É aqui que as peças são colocadas completamente sob o banho de ácido de ácido nítrico ou ácido cítrico. As peças ficarão de molho neste banho pela quantidade certa de tempo. Isso geralmente é cerca de 20 a 30 minutos. O tempo exato e o calor do banho dependem do tipo de aço inoxidável e do ácido que você está usando. Esta é a parte onde o ferro livre é derretido.

Por último, as peças devem ser enxaguadas completamente. Este é um passo muito importante. Você precisa enxaguar as peças com água muito limpa para lavar cada pedaço do ácido. Se algum ácido for deixado na superfície, pode causar problemas no futuro. Após o enxágue, as peças são secas. A camada de passivação é então totalmente feita à medida que o cromo na superfície limpa se mistura com o oxigênio do ar.

• Passo 1: Limpe muito bem: Remova a graxa e limpe as peças para se livrar de todos os óleos e sujeira.
• Passo 2: Passivar: Coloque as peças limpas no banho de ácido pela quantidade certa de tempo.
• Passo 3: Enxaguar e secar: Enxágue as peças algumas vezes com água limpa e depois seque-as completamente.

Quais são os padrões comuns para passivar o aço?

Quando você faz trabalho de passivação para lugares como empresas de aviação ou hospitais, você não pode apenas adivinhar o que fazer. Você tem que seguir regras muito claras. Chamamos estas regras de especificações de passivação. Estas regras garantem que a passivação seja feita da maneira certa e da mesma maneira sempre. Elas lhe dão uma receita completa para todo o processo.

As regras mais comuns com que trabalhei vêm de grupos como ASTM (American Society for Testing and Materials) e SAE (Society of Automotive Engineers). Uma das regras mais usadas é a AMS 2700. Esta regra é da SAE e é muito usada na indústria de aviação. A AMS 2700 lhe diz tudo o que você precisa saber. Ela lhe diz que tipo de ácido usar para diferentes graus de aço inoxidável. Ela também lhe diz quão forte o ácido deve ser, quão quente o banho deve ser e por quanto tempo deixar as peças dentro.

Seguir uma regra como a AMS 2700 significa que você não tem que adivinhar ao fazer a passivação. Ela garante que a peça passivada terá a melhor resistência à corrosão possível. Se você está tendo trabalho de passivação feito para você, você deve sempre perguntar se está sendo feito por um padrão conhecido. É sua promessa de que é de boa qualidade. Estes padrões afetam significativamente a qualidade do aço inoxidável de uma boa maneira.

Aspectos fundamentais a ter em conta

Eu lhe dei muita informação sobre passivação. Aqui estão as coisas mais importantes que eu quero que você se lembre:

• A passivação é um processo de limpeza química que remove o ferro livre do topo do aço inoxidável.
• É muito importante porque este ferro livre é a principal razão para a ferrugem e corrosão em peças de aço inoxidável.
• O processo funciona permitindo que o cromo no aço faça uma camada forte e protetora de óxido de cromo.
• O ácido cítrico é uma escolha mais nova, mais segura e mais amigável à natureza do que a antiga maneira de usar ácido nítrico.
• A passivação é apenas para aço inoxidável e outras ligas como ele; não funciona em aço carbono comum.
• Sempre teste as peças após a passivação para garantir que o processo funcionou bem e as peças estão verdadeiramente seguras da corrosão.
• Seguir as regras da indústria como a AMS 2700 é a melhor maneira de ter certeza de que você obtém passivação de alta qualidade e confiável.