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  • OOPPTTIIMMIIZZAAOO DDEE PPPPOORR EELLEECCTTRROODDEEPP

    Carla Sofia Jorge

    Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

    Engenharia Qumica

    Presidente: Joo Carlos Moura Bordado, Departamento de Engenharia Qumica e Biolgica (DEQB), IST

    Orientao: Joo Carlos Salvador Santos Fernandes, Departamento de Engenharia Qumica e Biolgica (DEQB), IST; Mitsubishi Fuso Truck Europe

    Vogais: Alda Maria Pereira Simes, Departamento de Engenharia Qumica e Biolgica (DEQB), IST

    PPRROOCCEESSSSOO DDEE PPIINNTTUURRAA AANNTTIIC

    PPOOSSIIOO CCAATTAAFFOORRTTIICCAA NNAA IINN

    AAUUTTOOMMVVEELL

    Carla Sofia Jorge dos Reis

    Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

    Engenharia Qumica

    JRI

    Joo Carlos Moura Bordado, Departamento de Engenharia Qumica e Biolgica (DEQB), IST

    Joo Carlos Salvador Santos Fernandes, Departamento de Engenharia Qumica e Biolgica (DEQB), IST; Jos Toms, Departamento de Qualidade, Mitsubishi Fuso Truck Europe

    Alda Maria Pereira Simes, Departamento de Engenharia Qumica e Biolgica

    Dezembro de 2008

    ICCOORRRROOSSIIVVAA

    NNDDSSTTRRIIAA

    Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

    Joo Carlos Moura Bordado, Departamento de Engenharia Qumica e

    Joo Carlos Salvador Santos Fernandes, Departamento de Engenharia Jos Toms, Departamento de Qualidade,

    Alda Maria Pereira Simes, Departamento de Engenharia Qumica e Biolgica

  • 2

  • i

    AAGGRRAADDEECCIIMMEENNTTOOSS

    Gostaria de agradecer ao Eng. Lus Melro da Diviso de Engenharia da Qualidade da

    Mitsubishi Fuso Truck Europe, pela disponibilidade que demonstrou ao longo de seis

    meses. Pelo excelente acompanhamento, os meus sinceros agradecimentos.

    Agradeo de igual forma aos meus orientadores Professor Joo Salvador Fernandes,

    do Instituto Superior Tcnico, e Eng. Jos Toms, chefe de Diviso de Engenharia da

    Qualidade, pela excelente orientao que me proporcionaram.

    Gostaria de agradecer tambm ao professor Joo Bordado do Instituto Superior

    Tcnico e ao director da Qualidade da Mitsubishi Fuso Truck Europe, Eng. Paulo Simo,

    por toda a disponibilidade que me ofereceram no esclarecimento de dvidas ao longo do

    presente trabalho.

    Ao Sr. Antnio Antunes e Sra. Vera Grcio, que pertencem Diviso de Produo

    da Mitsubishi Fuso Truck Europe, os meus sinceros agradecimentos pelo apoio

    incondicional e sem o qual a realizao deste trabalho no seria possvel.

    Queria tambm agradecer ao Dr. Jorge Moniz da Resiqumica e ao Eng. Ricardo

    Pinto do Laboratrio de Electroqumica do IST pela ajuda oferecida durante as actividades

    experimentais de envelhecimento acelerado e espectroscopia de impedncia

    electroqumica.

  • ii

  • iii

    RREESSUUMMOO

    O processo de electrodeposio catdica reconhecido como uma excelente

    tecnologia amplamente utilizada na aplicao de primrios anticorrosivos na indstria

    automvel. Este proporciona a obteno de pelculas de tinta finas e uniformes,

    caracterizadas pelo excelente desempenho contra a corroso mesmo em zonas de difcil

    acesso da carroaria do automvel. Para alm disso, um processo que age em

    conformidade com o ambiente dada a reduzida produo de compostos orgnicos

    volteis e iseno total de metais pesados. altamente automatizado com perdas pouco

    significativas de produto, que o transforma num processo eficiente tanto de um ponto de

    vista tcnico como econmico.

    Este processo caracterizado por parmetros que influenciam a qualidade do

    revestimento electrodepositado. Neste trabalho, foram identificados esses parmetros

    crticos e a sua influncia na formao dos revestimentos anticorrosivos, que devem ser

    uniformes e isentos de defeitos. Foram analisados problemas tpicos de uma instalao

    de electrodeposio e respectivas alternativas de melhoria. Uma melhoria baseia-se na

    substituio de tintas de revestimento anticorrosivo de baixa espessura por tintas de

    revestimento de alta espessura. Esta substituio tem como objectivo a reduo de

    custos. A sua implementao, tal como pode suceder em qualquer alterao ao processo,

    implica a nova caracterizao dos parmetros crticos. Com base em vrios mtodos

    experimentais foram analisadas amostras dos dois tipos de tinta. Confirmaram-se os

    benefcios associados ao desempenho anticorrosivo que a tinta de revestimento de alta

    espessura proporcionou. Grande parte da informao e do material necessrio

    realizao deste trabalho foi obtida com a colaborao da Mitsubishi Fuso Truck Europe.

    PPAALLAAVVRRAASS -- CCHHAAVVEE

    Electrodeposio, Cataforese, Proteco anticorrosiva, Optimizao, Parmetros

    crticos, Indstria automvel.

  • iv

  • v

    AABBSSTTRRAACCTT

    The electrodeposition process is regarded as an excellent technology and is widely

    used by the automotive industry to apply anti-corrosive primers. This process yields thin

    and uniform paint layers characterized by their excellent performance against corrosion,

    even in difficult access areas of the vehicle cabin. In addition, this process is

    environmentally friendly, due to the reduced production of volatile organic compounds

    and the total absence of heavy metals. It is highly automated with minimal product

    losses, which makes it an efficient process both from a technical and an economical point

    of view.

    This process is characterized by parameters that influence the quality of the coating

    obtained through electrodeposition. As part of the work presented here those critical

    parameters were identified, as well as their influence on the formation of the anti-

    corrosion coatings, which must be uniform and defect free. Also, typical problems found

    at electrodeposition plants, and alternatives for their improvement, were analysed. One

    such improvement is based upon the replacement of low thickness anticorrosive coating

    paints with high thickness anticorrosive coating paints. This improvement allows cost

    reduction. Its implementation, as with other process changes, implies re-characterizing

    the critical parameters. Samples of two paint types were analysed, employing several

    experimental methods. The anticorrosion performance benefits associated with the high

    thickness paint were confirmed. A substantial amount of the information and materials

    needed for these studies was provided by Mitsubishi Fuso Truck Europe.

    KKEEYYWWOORRDDSS

    Electrodeposition, Cataphoresis, Anti corrosive protection, Optimization, Critical

    parameters, Automotive industry.

  • vi

  • vii

    NNDDIICCEE

    Agradecimentos .......................................................................................................... i

    Resumo .....................................................................................................................iii

    Abstract .................................................................................................................... v

    ndice ...................................................................................................................... vii

    Lista de tabelas ......................................................................................................... ix

    Lista de figuras ......................................................................................................... xi

    Lista de abreviaturas ................................................................................................ xiii

    1. Motivao e objectivos ........................................................................................ 1

    2. Estado da Arte ................................................................................................... 3

    3. Pintura anticorrosiva por electrodeposio ............................................................. 5

    3.1 Corroso nos automveis ........................................................................... 5

    3.2 Electrodeposio catdica ........................................................................... 8

    3.2.1 Princpios fundamentais ................................................................................... 8

    3.2.2 Banho catafortico .......................................................................................... 9

    3.2.3 Fenmenos reaccionais ................................................................................... 11

    3.2.4 Instalao tpica ............................................................................................ 12

    4. Caso estudo a empresa e o processo de electrodeposio ................................... 17

    4.1 Pr-tratamento ........................................................................................20

    4.2 Pintura por electrodeposio ......................................................................21

    4.3 Cura .......................................................................................................21

    4.4 Estao de gua desmineralizada ...............................................................22

    4.5 ETAR ......................................................................................................22

    5. Estudo de alternativas de melhoria de um processo de electrodeposio catdica ..... 25

    5.1 Desengorduramento eficiente ....................................................................25

    5.2 Aumento da rea andica ..........................................................................25