Você sabe o que é a rugosidade de ume superfície? Sabia que a rugosidade superficial exerce influência direta no desempenho de peças no que diz respeito à sua resistência ao desgaste? Nesse artigo, o objetivo é abordar como essa característica pode trazer ganhos incríveis para componentes que trabalham em ambientes severos no que diz respeito aos principais mecanismos de desgastes.
Qual a influência da rugosidade na resistência à abrasão de uma superfície?
O desgaste por abrasão se caracteriza por remover material da superfície de peças devido ao atrito entre superfícies. Uma boa escolha de materiais de fabricação, associados com bons tratamentos térmicos e revestimentos industriais são grandes aliados quando o objetivo é aumentar a resistência de peças para aumentar o seu indicador de MTBF. Por outro lado, características superficiais como a rugosidade também geram importante influência no desempenho de superfícies submetidas a esse mecanismo de desgaste.
No que fiz respeito ao atrito, a rugosidade exerce importante influência por que os picos e vales aumentam a área de contato entre a superfície e partículas abrasivas e podem acelerar o processo de remoção de material da superfície. Além disso, há um aumento das forças aplicadas nos pontos de contato. Os materiais abrasivos presentes no processo também podem se alojar nos picos e vales e causar danos concentrados nos picos da superfície. Por outro lado, as superfícies com menor rugosidade tendem a ter uma maior distribuição de cargas aplicadas por ter uma área de contato mais uniforme e com menor atrito. As superfícies lisas apresentam melhor desempenho ao desgaste por abrasão, especialmente em condições de deslizamento continuo.
Superfícies mais ásperas são mais suscetíveis ao desgaste por microcorte, que ocorre quando partículas abrasivas ou superfícies em movimento removem material de forma progressiva ao longo dos picos e vales da rugosidade. À medida que os picos são desgastados, o desgaste pode se acelerar, uma vez que mais material é removido e acaba ficando entre as duas superfícies que estão em movimento relativo. Em superfícies lisas, o desgaste por microcorte tende a ser reduzido, pois há menos irregularidades onde as partículas abrasivas possam se fixar ou se movimentar de forma concentrada. Isso geralmente resulta em uma taxa de desgaste mais lenta.
A rugosidade superficial também também pode dificultar a distribuição uniforme de lubrificantes, o que pode resultar em maior atrito e desgaste. A rugosidade cria bolsões onde o lubrificante pode se acumular ou ser removido, diminuindo sua eficácia como agente de redução de fricção. Uma superfícies com baixa rugosidade promovem a distribuição uniforme de lubrificantes, criando uma camada protetora que reduz o contato direto entre as superfícies, diminuindo o atrito e, consequentemente, o desgaste abrasivo.
Qual o impacto na resistência à corrosão de um material?
A rugosidade superficial tem uma influência importante na resistência à corrosão de materiais. Dependendo do nível de rugosidade e do ambiente de operação, a rugosidade pode tanto aumentar quanto diminuir a resistência à corrosão. Aqui estão os principais fatores que explicam essa influência:
Em superfícies com alta rugosidade, os picos e vales criados pela textura superficial podem facilitar o acúmulo de agentes corrosivos, como água, sais e outros contaminantes. Esses agentes podem se alojar nos vales, criando pontos onde a corrosão pode se iniciar, especialmente em ambientes úmidos ou agressivos (como ambientes marinhos ou industriais). Esse acúmulo pode acelerar processos de corrosão localizada, como a corrosão por pite ou a corrosão intersticial. As superfícies com baixa rugosidade tendem a ser mais fáceis de limpar e a ter menos áreas propícias para o acúmulo de contaminantes. Como resultado, a corrosão é menos propensa a ocorrer, pois há menos áreas onde agentes corrosivos podem se acumular e iniciar a degradação do material.
Em materiais que formam uma camada passiva protetora (como o aço inoxidável), a rugosidade pode impactar negativamente a uniformidade dessa camada. Superfícies rugosas podem ter regiões onde a camada passiva não se forma de maneira adequada ou contínua, criando áreas vulneráveis à corrosão. A descontinuidade da camada passiva pode permitir que agentes corrosivos ataquem diretamente o material base. As superfícies mais lisas favorecem a formação de uma camada passiva uniforme e contínua, o que melhora a resistência à corrosão. Uma camada passiva bem formada age como uma barreira que impede a penetração de agentes corrosivos, protegendo o material subjacente de forma eficaz.
A rugosidade aumenta a área superficial efetiva de uma peça, o que significa que uma área maior fica exposta a agentes corrosivos. Isso pode acelerar a taxa de corrosão, pois mais material fica sujeito ao ataque corrosivo. Em ambientes agressivos, essa área adicional pode levar a uma degradação mais rápida.
Superfícies com alta rugosidade superficial podem criar pontos de concentração de tensão, o que aumenta a suscetibilidade à corrosão sob tensão (stress corrosion cracking). Essas concentrações de tensão, combinadas com um ambiente corrosivo, podem levar à formação de trincas ou falhas no material. Superfícies mais uniformes tendem a distribuir melhor as tensões, reduzindo a probabilidade de corrosão induzida por tensão. Isso melhora a resistência geral do material em ambientes corrosivos.
A rugosidade pode facilitar a corrosão localizada, como a corrosão por pite. Os vales criados pela rugosidade podem reter líquidos corrosivos, permitindo que eles permaneçam em contato com a superfície por longos períodos. Esses pontos de retenção aumentam a agressividade da corrosão em áreas específicas, o que pode resultar em falhas catastróficas localizadas. Superfícies lisas, por outro lado, tendem a ser menos suscetíveis a esse tipo de corrosão localizada, pois não apresentam tantos pontos onde os agentes corrosivos possam se acumular e se concentrar. Isso torna a corrosão mais uniforme e previsível, o que pode facilitar a manutenção.
Conforme pode-se evidenciar, uma boa especificação e realização de rugosidade superficial pode gerar grandes no que diz respeito aos principais indicadores de manutenção e de produtividade. Para empresas fabricantes de equipamentos, pode melhorar o desempenho dos produtos e reduzir custos com pagamento de garantias. Além de tornar a peça mais bonita, esteticamente, pode garantir produtividade, competitividade e resultados financeiros para empresas de todos os segmentos da indústria com um baixo investimento.
