As granalhas de aço são um
dos mais importantes materias de jateamento disponíveis
no mercado. Foi um dos primeiros abrasivos artificiais produzidos
e, depois de exaustivas pesquisas operacionais, reconhecidas
suas qualidade de eficiência, uniformidade e economia.
Inicialmente eram fabricadas de ferro fundido. Fragmentavam-se
com certa facilidade apresentando consumo elevado, passando
a agredir as superfícies jateadas e os equipamentos,
Mesmo assim já começaram a substituir a tradicional
areia evitando suas deficiências operacionais e os riscos
que acarretam a saúde dos operadores.
As produzidas em ferro maleável ou aço só
foram comercializadas , no Brasil, nos anos 60, dominando
mais de 70% do mercado atual. As principais vantagens que
apresentam são:
- Baixo custo operacional: Suportam 300,
400 ou mais ciclos ao contrário dos 2 ou 3, no máximo,
da areia.
- Velocidade de limpeza: A maior densidade, a possibilidade
de ser impulsionado por turbinas atingindo maiores velocidades
e a constância de suas dimensões durante muito
tempo resultam numa notável e duradoura eficiência
operacional.
- Uniformidade no acabamento: Pelas mesmas razões,
os acabamentos superficiais são de uniformidade constante.
- Menor desgaste: A abrasão sobre
os bicos, palhetas de turbinas e sobre os próprios
equipamentos é menor que quando se utiliza areia.
- Menor geração de pó:
Como as granalhas de aço ou maleáveis não
se fragmentam facilmente, o pó gerado se restringe
ao removido da superfície da peças jateadas
simplificando os sistemas de purificação dos
abrasivos e reduzindo os investimentos iniciais.
Tipos de Granalhas
Ferro Fundido: Ainda são
empregadas mas seu uso vem se reduzindo progressivamente.
São de menor custo mas um criterioso estudo comparativo
considerando, além do consumo direto, os gastos de
manutenção, tem se revelado, smpre desfavorável
às de ferro fundido. Maleável: Geralmente produzidas de
arame cortado (comprimento igual ao diâmetro) são
bastante duráveis e representam cerca de 10% do consumo
total. Aço: São oferecidas com grande
variedade de composição e dimensões.
Quanto à forma, são produzias esféricas
(“shot”) e angulares (“grit”).
Praticamente dominam o mercado pela sua alta qualidade e rigor
de especificações. Conforme a finalidade, passam
por processos de têmpera e revenimento que lhes conferem
características de dureza e maleabilidade convenientes.
As granalhas de cão mais utilizadas para limpeza são
as de baixa dureza (40 e 49 Rc) ou de arame cortado (31 a
39 Rc). As de grande dureza (até 66 Rc) são
empregas principalmente para “shot peening” (“shot”)
ou para a obtenção de altas rugosidades (“grit”)
às vezes necessárias em certos problemas de
ancoragem ou em rolos laminadores. Sempre é preferível
escolher granalhas de menor diâmetro que são
mais perfeitas e mais econômicas.
Geralmente se usa uma mistura de granulometrias
ou até de esféricas com angulares. Como valores
médios de mistura (<IX) podem ser considerados os
seguintes:
Os sistemas de reciclagem e purificação
dos abrasivos devem ser eficientes para remover os finos gerados
durante a operação pois eles reduzem a eficiência,
principalmente nos equipamentos turbinados.
Granulometrias
Comerciais
Arame Cortado
N°
16
17
18
19
20
21
Øx
Comprimento (mm)
1,6
1,5
1,3
1,0
0,9
0,8
Granalhas de aço esféricas
("shot")
SAE
Ø mm
Peneira ASTM
Ø Médio mm
S 660
2,38
a 1,68
8
a 12
2,0
S
550
2,00 a 1,41
10 a 14
1,7
S 460
168,
a 1,41
12
a 16
1,4
S
390
1,41 a 1,00
14 a 18
1,2
S 330
1,19
a 0,84
16
a 20
1,0
S
280
1,00 a 0,71
18 a 25
0,9
S 230
0,84
a 0,59
20
a 30
0,7
S
170
0,71 a 0,40
25 a 40
0,6
S 110
0,650
a 0,30
30
a 50
0,4
Granalhas
de aço angulares ("grid")
SAE
Ø mm
Peneira ASTM
Ø Médio mm
G 12
2,38
a 1,68
8
a 12
2,0
G
14
2,00
a 1,68
10
a 14
1,7
G 16
1,68
a 1,19
12
a 16
1,4
G
18
1,41
a 1,00
14
a 18
1,2
G 25
1,19
a 0,71
16
a 25
1,0
G
40
1,00
a 0,42
18
a 40
0,7
G 50
0,71
a 0,30
25
a 50
0,5
G
80
0,42
a 0,18
40
a 80
0,3
Recomendações
para o uso de granalhas de aço para limpeza
Seria por demais exaustivo enumerar e detalhar as aplicações
dos tipos de granalhas e de cada uma de suas granulometrias
comerciais. Os quadros abaixo contém aplicações
gerais que, como exemplos, permitem uma orientação
para generalização.
Granulom.
Ø médio
mm
Aplicações
gerais das granalhas esféricas
Remoção
de areia de fundição em peças
de ferro. Decapagem de peças de grande
porte. Blocos de motores para tratores,
carcaças
S 660
2,0
Fundidos em geral com grandes
dimensões. Blocos de motores de caminhões,
material ferroviário
S 550
1,7
Forjados
e fundidos pesados e médios. Peças
com paredes grossas, acima de 20kg. Blocos
de motores de carros.
S
460
1,4
Remoção de
areia e decapagem de peças pequenas
e médias de ferro fundido como blocos
de pequenos motores. Decapagem de peças
forjadas em geral e de chapas grossas. Aplicação
em tubos de paredes grossas e em colunas
e vigas de estruturas.
S 390
1,2
Fundidos
e forjados, em geral. Raramente usado em
chapas e trefilados a não ser de
paredes acima de 3/8".
S330
1,0
Fundidose forjados de pequenas
e médias dimensões como balancins
de eixos de comando de válvula e
tuchos.
S 280
0,9
Idem
como o S 280 só que de menores dimensões
como balancins de eixos de comando de válvulas
e tuchos.
S
230
0,7
Para peças de pequenas
dimensões ou de menores espessuras
como tambores e quadros de bicicleta. Substitui
a
S 110 nas aplicações indicadas
só que provoca maior rugosidade.
S 170
0,6
Remoção
de areia e decapagem de peças fundias
e forjadas de alta precisão. Pode
sr aplicado em latão fundido. Recomendado
para quadros de biciletas ou motos.
S
110
0,4
Granulom.
Ø médio mm
Aplicações gerais
das granalhas angulares
G 12
2,0
Possui
poucas aplicações
Fundição
pesada como bases de turbinas e estruturas que
unem os eixos ferroviários
G
14
1,7
Decapagem
de chapas acima de 1". Fundição
pesada.
G
16
1,4
Decapagem
de chapas grossa (acima de 1/4"). Indústria
naval, tubos de grandes dimensões, sapatas
de frio de caminhões e trens.
G
18
1,2
Decapagem
de chapas e peças de ferro com espessuras
acima de 1/4" como as utilizadas em estruturas
metálicas. Chassis de vagões ferroviários.
Pastilhas de freio.
G
25
1,0
É
a granulometria de maior aplicação.
Preparação para ancoragem de tintas
ou revestimentos de borracha ou plástico.
Preparação para revestimentos galvâncios.
Decapagem e limpeza em geral em peças,
chapas ou perfilados com espessuras superiores
a 1/8".
G
40
0,7
Decapagem
de chapas deespessuras superir a 2 mm como as
utilizadas em painéis de comando (eventualmente
usar G 880). Preparação para revestimentos
galvânicos ou ancoragem. Peças pequenas
G
50
0,5
Remoção
de areia de peças fundias como materias
não ferrosos. Preparação
para galvanização. Decapagem de
chapas de 1 a 2 mm e de peças pequenas
de relativa precisão. Preparação
para revestimentos galvânicos ou ancoragem.
G
80
0,3
Estudo
econômico comparativo – Areia X Granalha de Aço O baixo custo da areia quando comparado com o da
granalha de aço, induz à errônea conclusão
de que , operacionalmente, seria mais econômico utilizá-la.
A areia quando empregada com jateamento sob pressão
(máquinas de jateamento) a 7kg/cm2, (100 p.s.i.) fragmenta-se
rapidamente. Após o primeiro ciclo, 70% do total resulta
pulverizado admitindo-se apenas um segundo ciclo antes da
substituição total do material.
As granalhas de aço são muito mais duráveis.
As esféricas resistem de 400 a 450 ciclos, com o volume
de perde a cerca de 160g/m2, e as angulares de 300 a 3550,
avaliando-se o desgaste em 180g/2.
Sobre o preço da areia incide apenas o Imposto único
sobre Minerais e sobre os da granalhas incidem IPI e ICM,
ambos recuperáveis.
Posto isso, o custo operacional por metro
quadrado seria:
Valor
aproximado (ORTNs)
Granalha esférica
Granalha angular
Areia
Custo por ton.
129,12
129,12
5,62
Impostos IPI
%
4
4
-0-
Impostos ICMm
%
17
17
-0-
Custo Real por
ton.
102,00
102,00
5,62
Consumo por
m2 (KG)
0,16
0,18
21
Custo por m2
0,016
0,018
0,118
Custo comparativo
1
1,13
7,37
Além
do custo direto, outros aspectos têm que ser considerados.
- Custo da coleta e transporte de certos volumes de
pó.
- Produtividade de granalha angular é de 15 a
200% superior à da direita.
- A areia produz silicose requerendo rigorosas precauções
para a proteção da saúde do operador.
- O uso da areia em gabinetes ou cabines exige maiores
investimentos na duplicação, pelo menos
da capacidade exaustão e da área de filtragem
dos coletores de pó.
- E claro que a areia é indispensável
em operações ao ar livre. Entretanto,a
eficiência operacional, o custo mais de sete vezes
menor, a qualidade do serviço e outros aspectos
econômicos e sócias justificam plenamente
os investimento em cabines ou gabinetes para confinar
o processo, permitindo ao reciclagem e purificação
da granalha.
