O que são Aços Patináveis?

Os aços resistentes à corrosão atmosférica, também conhecidos como aços patináveis, são aços de alta resistência e baixa liga que apresentam maior resistência à corrosão atmosférica que os aços estruturais comuns – aços ao carbono-manganês. Os aços patináveis possuem teor de carbono menor que 0,20% em massa e adição de elementos de liga, como cobre, níquel, cromo, silício e, eventualmente, fósforo, correspondendo, aproximadamente, a 3-5% em massa da composição da liga.

A proteção à corrosão atmosférica se dá pela formação de uma camada densa, aderente e protetora de óxidos na superfície do aço durante a exposição atmosférica, conhecida como pátina.

 

Formação da Pátina

Os aços têm a tendência natural de enferrujar na presença da umidade e do ar. A velocidade com que o processo acontece depende de alguns fatores, como a presença de oxigênio, umidade e contaminantes atmosféricos na superfície metálica. Conforme o processo de corrosão progride, a camada de ferrugem forma uma barreira que dificulta o ingresso do oxigênio, da umidade e de contaminantes, fazendo que a taxa de corrosão do aço diminua com o tempo. Essa camada de ​ferrugem não é aderente à superfície dos aços estruturais comuns, e se destaca facilmente. Com a superfície do aço sem a camada de ferrugem, o ciclo de corrosão inicia novamente, levando à contínua perda de massa metálica.

Para os aços patináveis, o processo de enferrujamento é iniciado do mesmo modo que para os aços estruturais comuns, mas aqueles elementos de liga específicos, adicionados propositalmente ao aço, acabam por produzir uma camada de ferrugem estável, bastante aderente à superfície do metal. Essa camada é, ainda, muito menos porosa do que a ferrugem comum. A nova ferrugem – chamada de pátina – somente se desenvolve sob condições de umedecimento e secagem alternadas, o que torna esses aços ideais para aplicações em ambientes externos. O resultado é uma menor taxa de corrosão do que aquela observada para os aços estruturais comuns.

 

Benefícios

  • Menos manutenção. Inspeções periódicas e limpeza (em geral, uma simples lavagem com água) são, usualmente, as únicas providências necessárias para garantir que a estrutura permaneça em condições satisfatórias de uso ao longo do tempo.  

  • Menor custo inicial. A economia propiciada pela eliminação do sistema de pintura tem maior peso do que o acréscimo de custos do próprio material.

  • Benefícios financeiros ao longo da vida útil de projeto. As poucas intervenções de manutenção necessárias em estruturas de aço patinável reduzem tanto os custos diretos das operações de manutenção como também os indiretos, causados pela interrupção de utilização da estrutura para manutenção.

  • Velocidade de construção. O tempo necessário à construção é reduzido, pois a operação de pintura é eliminada.

  • Aparência atraente. De modo geral, a aparência de uma estrutura de aço patinável envelhecida combina muito bem com o ambiente circundante – e ainda melhora com o tempo!

  • Benefícios ambientais. Os problemas ambientais associados à liberação de compostos orgânicos voláteis (VOCs) oriundos das tintas, assim como produtos variados, utilizados no jateamento abrasivo das futuras manutenções, são evitados.

 

Estimativa da Resistência à Corrosão Atmosférica de Aços Patináveis.

Para se avaliar o desempenho de um novo aço patinável é necessário realizar ensaios de exposição ao tempo durante longos períodos para análise da perda de massa.  Não existe método laboratorial aceito para a determinação da resistência frente à corrosão atmosférica dos aços patináveis, como no caso das propriedades mecânicas, que podem ser facilmente obtidas em laboratório.

Em razão de os ensaios necessitarem de muitos anos de exposição à atmosfera, houve a necessidade de se obter métodos alternativos e confiáveis de avaliação. O guia ASTM G101 foi desenvolvido com essa finalidade. Este guia apresenta, fundamentalmente, dois métodos para estimar a resistência à corrosão atmosférica de aços patináveis. O primeiro método fornece uma extrapolação de dados, através do uso de uma regressão linear. Já o segundo método utiliza um índice de corrosão relativo baseado na composição química da liga.

A Gerdau utiliza o segundo método (descrito no guia como 6.3) desenvolvido a partir dos dados publicados por Larrabee e Coburn (1962). Este índice de corrosão – denominado C1 –  necessita ser maior ou igual a 6,00.

 

Aplicações

Os aços patináveis são utilizados em pontes, viadutos, passarelas, fachadas de edifícios, construções metálicas e estruturas de vagões ferroviários, atendendo, principalmente, aos setores da construção metálica e rodoviário.

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Especificações

No Brasil, os aços patináveis são especificados segundo as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT): ABNT NBR 5008, ABNT NBR 5920, ABNT NBR 5921 e ABNT NBR 7007.

A especificação norte-americana mais comum, no Brasil, como determinado pela American Society for Testing and Materials (ASTM), é a especificação ASTM A588.

 

Para atender às exigências normativas citadas acima, a Gerdau disponibiliza ao mercado dois aços patináveis, com marca própria: COR A588 Gerdau e COR 400 Gerdau, produzidos em bobinas laminadas a quente. O COR A588 Gerdau atende à especificação norte-americana ASTM A588 Grau B, que define limites de composição química, índice de corrosão C1 maior ou igual a 6,00(*) e propriedades mecânicas. Por sua vez, o COR 400 Gerdau possui composição química ajustada para obtenção de uma boa resistência à corrosão atmosférica, além de oferecer alta resistência mecânica, ductilidade e soldabilidade. 

(*): Conforme o Guia ASTM G 101: 2004 "Standard Guide for Estimating the Atmospheric Corrosion Resistance of Low-Alloy Steels", Predictive Method Based on the Data of Larrabee and Coburn.

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Referências Bibliográficas:

​PANNONI, F.D. "Princípios da Proteção de Estruturas Metálicas em Situação de Corrosão e Incêndio", 6ª edição, Gerdau, 2015. Disponível aqui​​​

PANNONI, F.D. "Aços Patináveis."​ Disponível aqui​

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