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Um processo Fascinante

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 snotável 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:

Limpeza de peças fundidas

Dimensão recomendada………………………60%
Granulometria 1 pt menor……………………20%
Granulometria 2 pts menor…………………..20%.

Decapagem

Dimensão recomendada………………………75%
Granulometria 2 pt menor……………………25%

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.

Arame Cortado
16	17	18	19	20	21

Øx Comprimento (mm)
1,6	1,5	1,7	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
S 110	0,650 a 0,30	30 a 50	0,4

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
S 660	2,0	Remoção de areia de fundição em peças de ferro. Decapagem de peças de grande porte. Blocos de motores para tratores, carcaças
S 550	1,7	Fundidos em geral com grandes dimensões. Blocos de motores de caminhões, material ferroviário
S 460	1,4	Forjados e fundidos pesados e médios. Peças com paredes grossas, acima de 20kg. Blocos de motores de carros.
S 390	1,2	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.
S330	1,0	Fundidos e forjados, em geral. Raramente usado em chapas e trefilados a não ser de paredes acima de 3/8″.
S 280	0,9	Fundidose forjados de pequenas e médias dimensões como balancins de eixos de comando de válvula e tuchos.
S 230	0,7	Idem como o S 280 só que de menores dimensões como balancins de eixos de comando de válvulas e tuchos.
S 170	0,6	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 110	0,4	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.

Granulom.	Ø médio mm	Aplicações gerais das granalhas esféricas
G 12	2,0	Possui poucas aplicações.
G 14	1,7	Fundição pesada como bases de turbinas e estruturas que unem os eixos ferroviários
G 16	1,4	Decapagem de chapas acima de 1″. Fundição pesada.
G 18	1,2	Decapagem de chapas grossa (acima de 1/4″). Indústria naval, tubos de grandes dimensões, sapatas de frio de caminhões e trens.
G 25	1,0	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 40	0,7	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 50	0,5	Idem como o S 280 só que de menores dimensões como balancins de eixos de comando de válvulas e tuchos.
G 80	0,3	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.

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.

Granalhas de Aço