O processo de Plasma de arco transferido (PTA) é uma técnica avançada de soldagem que é utilizada para aplicação de revestimento contra desgastes de superfícies metálicas que necessitam de resistência ao desgaste por abrasão, desgaste por corrosão, desgaste por erosão e impacto. Esse processo é realizado por meio da criação de um arco elétrico entre um eletrodo de tungstênio e o substrato, em um ambiente de gás inerte, como argônio ou hélio. O arco de plasma gerado alcança altas temperaturas, fundindo o material de revestimento que é alimentado na forma de pó.
A Rijeza presta serviço de aplicação de revestimentos aplicados por PTA. Se você possui essa demanda, entre em contato conosco pelos canais desse site. Mas antes disso, vamos prosseguir com as informações técnicas sobre esse processo.
Durante o processo de plasma de arco transferido, a alta energia do arco de plasma permite que a liga metálica seja depositada com alta precisão e controle, resultando em uma camada protetora uniforme e com união metalúrgica ao substrato. Essa camada confere propriedades importantes ao componente revestido, adaptando-o às demandas das condições operacionais. O PTA é amplamente utilizado em diversas indústrias, como petróleo e gás, mineração, energia, aeroespacial e metalúrgica, para proteger e aumentar a vida útil de peças críticas e componentes submetidos a ambientes severos de trabalho. A versatilidade, a capacidade de recuperação de peças desgastadas e as excelentes propriedades dos revestimentos tornam o processo de PTA uma escolha importante para aplicações que requerem resistência, durabilidade e confiabilidade.
Quais as principais características do processo de Plasma de Arco Transferido (PTA)?
O processo de Plasma de Arco Transferido (PTA) possui algumas características distintas que o tornam esse processo uma técnica de revestimento preferida em muitas aplicações industriais. Algumas das principais características do processo de PTA são:
Alta precisão e controle: O PTA permite um alto grau de precisão e controle sobre o processo de deposição de revestimento. Isso permite a aplicação de camadas finas e uniformes, o que é especialmente importante em componentes com tolerâncias críticas.
Baixa diluição: O PTA resulta em baixa diluição entre o material de revestimento e a peça de trabalho. Isso significa que a composição química da camada depositada é altamente controlada, proporcionando um revestimento com propriedades específicas e evitando a degradação das características do material original da peça.
Elevada aderência: O processo de PTA produz uma aderência excepcional entre o revestimento e a superfície da peça de trabalho. A camada depositada funde-se com o substrato, eliminando a possibilidade de desplacamanto.
Amplas opções de materiais de revestimento: O PTA é compatível com diversos materiais de revestimento, incluindo ligas metálicas complexas, como as super ligas de níquel e de base Cobalto. Essa variedade de opções permite que o profissional que realiza a especificação consiga customizar a superfície a ser revestida com o meio
Elevada taxa de deposição: O processo de PTA pode resultar em altas taxas de deposição de revestimento, o que significa que é possível aplicar revestimentos em áreas extensas de forma rápida e eficiente.
Redução de zonas afetadas pelo calor: O PTA gera um aporte de calor localizado, reduzindo as zonas afetadas pelo calor na peça de trabalho. Isso minimiza a possibilidade de deformações ou mudanças indesejadas nas propriedades mecânicas do material base.
Versatilidade de aplicação: O PTA é adequado para revestir peças de geometrias complexas. Além disso, pode ser aplicado tanto em materiais ferrosos quanto não ferrosos. Na Rijeza, esse processo é todo automatizado e é possível se obter uma excelente homogeneidade das características do revestimento aplicado, com elevada repetibilidade do processo.
Controle das propriedades do revestimento: O PTA permite ajustar as características do revestimento, como dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão e condutividade elétrica, de acordo com os requisitos específicos da aplicação.
Menor risco de porosidade: Comparado a outros processos de revestimento, o PTA apresenta um menor risco de formação de porosidades na camada depositada, resultando em revestimentos mais densos e com melhor desempenho. Revestimentos de Stellite, por exemplo, possui maior risco de formação de trincas e porosidades quando aplicados por processos como TIG e MIG, por exemplo.
Devido a essas características, o processo de PTA é amplamente utilizado em diversas indústrias para melhorar as propriedades de desgaste e proteção de componentes, prolongando sua vida útil e reduzindo a necessidade de manutenção e substituição frequente. Na próxima seção vamos apresentar algumas aplicações típicas em cada segmento da indústria.
Quais as principais aplicações para o processo de Plasma de Arco Transferido?
O processo de soldagem por Plasma de Arco Transferido (PTA) é amplamente utilizado em várias indústrias devido às suas excelentes propriedades de revestimento e capacidade de melhorar a resistência e durabilidade dos componentes. Algumas das principais aplicações para o processo de PTA incluem:
Indústria de petróleo e gás: O PTA é frequentemente utilizado para revestir componentes que estão expostos a ambientes corrosivos e abrasivos, como flanges, válvulas, sedes de válvulas, hastes de bombeio, buchas e anéis de vedação. Ligas como a de Inconel 625 e Stellite 6 são muito populares nessas aplicações.
Indústria de energia: Em equipamentos para geração de energia, o PTA é empregado para revestir turbinas, palhetas de turbinas, anéis de vedação, eixos, mancais, entre outros, melhorando a resistência ao desgaste e prolongando a vida útil desses componentes. O Stellite 6 é amplamente utilizado também nesse mercado devido à sua excelente resistência ao desgaste em ambientes com temperaturas superiores a 500ºC.
Indústria de mineração: O PTA é aplicado em peças e equipamentos utilizados em ambientes de mineração, como brocas, caçambas de escavadeiras e britadores, para aumentar a resistência ao desgaste e à abrasão. Os revestimentos aplicados por esse processo também proporcionam uma elevadíssima resistência ao impacto devido à união metalúrgica do revestimento aplicado ao substrato.
Indústria siderúrgica e metalúrgica: Em setores que envolvem o processamento de metais, o PTA é utilizado para proteger peças e ferramentas, como cilindros do processo de lingotamento contínuo, rolos, guias, e chapas de desgastes contra desgaste e corrosão. Talvez o processo da siderurgia seja um dos mais severos devido à necessidade de suportar desgaste por abrasão e impacto em temperaturas que ultrapassam 1000ºC.
Indústria química: Componentes e equipamentos em ambientes químicos agressivos, como reatores e agitadores, podem ser revestidos com PTA para melhorar a resistência à corrosão. Nesse caso, ligas de Inconel e Aço Inox são amplamente utilizadas.
Indústria automotiva: Em motores e sistemas de transmissão, o PTA é usado para revestir componentes como pistões, camisas de cilindro, virabrequins e embreagens, melhorando a resistência ao desgaste e a durabilidade dessas peças.
Indústria de papel e celulose: No processamento de celulose e produção de papel, o PTA é aplicado em componentes como rolos, mancais e facas, proporcionando maior resistência e prolongando a vida útil desses elementos. Nesse processo de fabricação, muitas peças são submetidas à desgaste por abrasão muito severo. Em muitos casos, esse mecanismo de desgaste atua em em conjunto com a ocorrência de impacto, o que torna o ambiente ainda mais agressivo.
Agricultura. Os equipamentos agrícolas, especialmente aqueles do processo de plantio, sofrem desgaste por abrasão severo em conjunto com impacto de pedras presentes no solo. Os revestimentos aplicados por PTA, com elevada concentração de carbonetos é garantia de durabilidade desses componentes.
Essas são apenas algumas das inúmeras aplicações do processo de PTA. Importante salientar que nenhum método de aplicação de revestimentos consegue atender à todos os meios. Nesse sentido é muito importante que o profissional entenda todas as exigências nas quais a superfície vai estar submetida, características de cada processo e as suas limitações.
Como o PTA pode ser útil na recuperação de peças industriais?
O Plasma de Arco Transferido é extremamente útil na recuperação de peças industriais desgastadas ou danificadas. Quando peças críticas se desgastam ao longo do tempo ou sofrem danos, a substituição completa pode ser onerosa e demorada. Nesses casos, a aplicação de revestimentos por PTA pode oferecer uma solução eficiente e econômica para recuperar as peças e restaurá-las para a condição dimensional original.
Como vimos anteriormente, existe uma grande variedade de materiais disponíveis para aplicação e, quando o profissional consegue identificar claramente como os mecanismos de desgastes estão danificando a superfície da peça, os revestimentos aplicados para a recuperação de peças pode tornar a peça restaurada muito melhor do que a original. É bem comum se obter incrementos no indicador de MTBF de componentes em mais de 500%, com grande redução do custo-benefício. Esses resultados também impactam diretamente no custo de manutenção pelos inúmeros argumentos já expostos.
O processo de aplicação do revestimento por PTA é rápido, o que torna esse método ainda mais interessante quando olhado do ponto de vista da recuperação de peças desgastadas. Em poucas horas, é possível recuperar uma peça que seria tecnicamente descartada o que torna esse método importante para as áreas de manutenção.
Quais os principais materiais possíveis de serem aplicados por Plasma de Arco Transferido?
O processo de Plasma de Arco Transferido oferece uma ampla variedade de materiais que podem ser aplicados como revestimentos em peças industriais. Esses materiais incluem:
Ligas metálicas: As ligas metálicas são amplamente utilizadas em revestimentos por PTA devido à sua resistência mecânica e capacidade de resistir a desgaste e abrasão. Alguns exemplos comuns incluem ligas de cobalto, ligas de níquel, aços inoxidáveis e ligas à base de bronze.
Carbetos: Os carbetos são materiais compostos por carbono e elementos metálicos, como tungstênio, titânio e nióbio. Eles são frequentemente utilizados em revestimentos para melhorar a resistência ao desgaste, especialmente em aplicações de corte e usinagem de materiais duros.
Ligas à base de cobre: Ligas de cobre, como bronze, bronze-alumínio e bronze-fósforo, são usadas em revestimentos por PTA para melhorar a resistência ao desgaste e a corrosão em várias aplicações industriais.
Ligas à base de ferro: Ligas de ferro, como ferro fundido ou ferro-níquel, são aplicadas como revestimentos para conferir propriedades específicas, como resistência ao desgaste e à corrosão.
Ligas especiais: Existem ligas especiais desenvolvidas para aplicações específicas, como revestimentos resistentes a altas temperaturas ou ambientes quimicamente agressivos. Essas ligas podem ser aplicadas por PTA para atender a requisitos específicos de cada aplicação.
A seleção do material de revestimento depende das necessidades e especificações da aplicação em questão. Cada material possui características específicas de resistência, dureza, condutividade térmica, resistência química e outras propriedades que o tornam mais adequado para certas aplicações. É essencial escolher o material de revestimento que melhor se adapte ao ambiente operacional e às condições de trabalho da peça industrial a ser revestida. Não existe material ruim. Todos eles são bons desde que aplicados nos ambientes que suas características consigam suportar.
Quais superfícies podem receber um revestimento aplicado por Plasma de Arco Transferido?
O processo de Plasma Transferred Arc (PTA) é versátil e pode ser aplicado em uma ampla variedade de superfícies metálicas. Essas superfícies podem incluir:
Superfícies planas: Peças com superfícies planas, como placas, discos e blocos, podem receber revestimentos por PTA para melhorar suas propriedades mecânicas e resistência ao desgaste.
Superfícies cilíndricas: Componentes cilíndricos, como eixos, hastes e cilindros, podem ser revestidos por PTA para restaurar suas dimensões originais, melhorar a resistência ao desgaste ou protegê-los contra a corrosão.
Superfícies esféricas: Algumas peças, como obturadores de válvulas de esfera também podem ser revestidas por PTA para melhorar suas propriedades e prolongar sua vida útil.
Superfícies com geometria complexa: O PTA é capaz de lidar com superfícies com geometrias complexas e formas irregulares, tornando-o adequado para revestir peças com contornos intricados, como engrenagens, matrizes e lâminas.
Superfícies internas: Em algumas aplicações, é necessário revestir superfícies internas, como furos, canais e dutos. O PTA pode ser adaptado para revestir essas áreas de difícil acesso, tornando-o uma opção viável para esses casos.
Superfícies em cavidades ou concavidades: O PTA é capaz de alcançar e revestir superfícies em cavidades e concavidades, permitindo que peças com áreas internas ou ocultas sejam protegidas contra desgaste ou corrosão.
Superfícies de diferentes materiais: O PTA pode ser usado para revestir superfícies de diferentes materiais metálicos, permitindo a aplicação de uma camada protetora em um substrato de material diferente.
No entanto, é importante observar que a preparação adequada da superfície da peça é fundamental para garantir uma boa adesão e qualidade do revestimento. A limpeza, remoção de contaminantes, remoção de oxidação e, em alguns casos, a usinagem prévia podem ser necessárias para preparar a superfície antes do processo de PTA. Isso assegura que o revestimento seja aplicado de maneira uniforme e eficaz, resultando em um desempenho satisfatório da peça revestida.
Quais materiais podem receber um revestimento aplicado por esse processo?
O processo de Plasma Transferred Arc (PTA) pode ser aplicado a uma ampla variedade de materiais metálicos. Esses materiais incluem, mas não estão limitados a:
Aços carbono e ligas de aço: O PTA pode ser usado para revestir aços carbono e diversas ligas de aço, proporcionando maior resistência ao desgaste e à corrosão.
Ligas de níquel: Materiais como Inconel e Hastelloy são exemplos de ligas de níquel que podem receber revestimento por PTA para proteção contra ambientes corrosivos e temperaturas elevadas.
Ligas de cobalto: Ligas de cobalto, como Stellite, são frequentemente utilizadas para revestir componentes expostos a altas temperaturas e desgaste severo.
Ligas de ferro fundido: O PTA pode ser aplicado em peças de ferro fundido para melhorar suas características de resistência e durabilidade.
Ligas de bronze: Ligas à base de cobre, como bronze, podem receber revestimento por PTA para aumentar a resistência ao desgaste e proteger contra a corrosão.
Carbetos: Materiais como carbeto de tungstênio (WC) e carbeto de cromo (Cr3C2) são aplicados por PTA para conferir alta resistência ao desgaste em aplicações severas. A grande vantagem da aplicação desses materiais com o PTA é a união metalúrgica que ele gera com o substrato. Mas se você necessita de uma camada fina, o processo de Aspersão Térmica passa a ser a alternativa mais apropriada
Essa lista não é exaustiva e, em geral, uma grande variedade de materiais metálicos e alguns materiais não metálicos podem ser utilizados como revestimento por PTA. A escolha do material depende das necessidades específicas da aplicação, das propriedades desejadas para o revestimento e das condições operacionais do componente a ser revestido. Cada material de revestimento possui características únicas e pode ser selecionado de acordo com os requisitos de resistência, dureza, condutividade térmica, resistência química e outras propriedades específicas da aplicação.
Quais as principais desvantagens do processo de pta?
Embora o processo de Plasma de Arco Transferido (PTA) seja uma técnica de revestimento altamente versátil e eficaz, ele também possui algumas limitações que devem ser consideradas ao selecionar o método de revestimento mais apropriado para uma determinada aplicação. Algumas das principais desvantagens do processo de PTA incluem:
Complexidade operacional: O PTA exige mão de obra qualificada e treinada para operar o equipamento corretamente e garantir a aplicação adequada do revestimento. O processo pode ser mais complexo em comparação com outras técnicas de revestimento mais simples.
Limitação de tamanho da peça: O tamanho da peça que pode ser revestida pelo Plasma de Arco Transferido é limitado pelo tamanho do equipamento e pela capacidade de manuseio. Peças muito grandes podem não ser adequadas para esse processo, exigindo outras técnicas de revestimento.
Potencial porosidade: Embora o PTA tenha menor probabilidade de porosidade em comparação com outros processos, ainda é possível que pequenas porosidades se formem no revestimento, afetando suas propriedades mecânicas e resistência.
Requer preparação adequada da superfície: Para obter um revestimento de qualidade, a preparação adequada da superfície da peça de trabalho é essencial. Isso pode incluir limpeza, remoção de contaminantes e usinagem prévia, o que pode ser um processo adicional que requer tempo e recursos.
Restrições de geometria: O PTA é mais adequado para peças com geometrias relativamente simples. Em componentes com geometrias complexas ou áreas de difícil acesso, pode ser desafiador aplicar o revestimento de maneira uniforme e eficiente.
Consumo de material: O processo de PTA pode resultar em um consumo significativo de material de revestimento, especialmente se a camada a ser aplicada for espessa. O uso excessivo de material pode aumentar os custos e levar a desperdícios.
Tensões residuais: A aplicação de revestimentos por PTA pode levar à formação de tensões residuais na peça de trabalho devido à alta taxa de resfriamento. Essas tensões podem afetar a estabilidade dimensional da peça.
Apesar dessas desvantagens, o PTA ainda é amplamente utilizado e é uma técnica valiosa para a aplicação de revestimentos protetores em peças industriais, especialmente em situações onde a resistência ao desgaste e a proteção contra corrosão são críticas. A escolha da técnica de revestimento deve ser baseada nas necessidades específicas da aplicação e nos recursos disponíveis.
