Recomendações atuais na indústria de proteção contra incêndio
O uso de aço galvanizado é um excelente meio de prevenir a corrosão pelo oxigênio nas condições certas. O processo de galvanização envolve a aplicação de uma fina camada de zinco na superfície do aço para protegê-lo do ataque corrosivo. Galvanização por imersão a quente (HDP) e galvanoplastia são as duas técnicas mais comumente utilizadas para aplicação da camada de zinco ao aço.
A fina camada de zinco no aço proporciona resistência à corrosão por dois mecanismos: Primeiro, atua como um ânodo de sacrifício quando fixado ao aço porque irá corroer preferencialmente sob condições corrosivas, protegendo assim o aço subjacente. Em segundo lugar, na presença de umidade, o zinco reage com o oxigênio e o dióxido de carbono do ar para formar uma camada protetora de carbonato de zinco (passivação) quando seca. Sob exposição atmosférica, quando pode secar, o aço galvanizado funciona muito bem em guarda-corpos, telhados corrugados, mastros de bandeiras e placas de rua porque forma uma camada protetora de carbonato de zinco.
No entanto, existem condições em que o aço galvanizado pode sofrer corrosão. Sob condições persistentemente úmidas e oxigenadas, o aço galvanizado sofrerá corrosão agressiva.1 Isso ocorre porque o revestimento protetor de carbonato de zinco não é estável se a superfície permanecer úmida. Sob estas condições, a camada de zinco continuará a dissolver-se e a expor o aço subjacente a um ataque agressivo e altamente localizado de oxigénio no ponto da ruptura inicial da camada de zinco.
O aço galvanizado tem um desempenho muito fraco em sistemas de sprinklers contra incêndio a seco e de pré-ação, quando há poças de água retida dentro da tubulação. (Veja a Figura 1 no início do artigo.) O oxigênio no ar de manutenção da pressão se dissolve na água e ataca agressivamente o revestimento de zinco. Como é praticamente impossível remover toda a umidade, a tubulação galvanizada pode falhar dois a três anos após a instalação.2 Neste caso, a única maneira de proteger a tubulação de sprinklers de aço galvanizado é eliminar o gás oxigênio usando deslocamento de nitrogênio com um FM- Gerador de nitrogênio aprovado para manutenção de pressão.
Norma de Instalação NFPA 13 (Edição 2016) A edição 2016 da NFPA 13, Norma para Instalação de Sistemas de Sprinklers, não exige o uso de tubulação de aço galvanizado em sistemas de sprinklers secos e de pré-ação. Todas as referências atuais de tubos galvanizados:
- 184.108.40.206 – Todas as tubulações para dispositivos operados por motor de água devem ser de aço galvanizado, latão, cobre ou outro material metálico aprovado resistente à corrosão de pelo menos ¾ pol. tamanho do tubo.
- 220.127.116.11.1 – Sprinklers contra incêndio em torres de resfriamento – Tubulações, conexões, suportes, suportes e acessórios, incluindo fixadores, devem ser de aço galvanizado por imersão a quente de acordo com ASTM A153A/153M.
- 18.104.22.168 – Tubulação do Sistema de Abastecimento Marítimo – Requer tubulação galvanizada por imersão a quente após a fabricação, em vez de instalar componentes galvanizados.
- A.22.214.171.124.1 – Corrosão Externa da Tubulação de Sprinklers – Onde as condições de umidade são severas, mas as condições corrosivas não são de grande intensidade, tubo de cobre ou tubo de aço galvanizado, acessórios e suportes podem ser adequados. As roscas expostas do tubo de aço devem ser pintadas.
FM Global – da Folha de Dados de Prevenção de Perdas de Propriedade 2-1 Corrosão em Sistemas Automáticos de Sprinklers (outubro de 2017)
- 126.96.36.199 – Não utilizar tubo galvanizado em sistema úmido.
- 188.8.131.52.1B – Tubo de aço preto é aceitável em sistemas de tubulação seca e sprinklers de pré-ação se nitrogênio for usado durante toda a vida útil do sistema. Caso contrário, use tubo de aço galvanizado.
- 184.108.40.206.2A – Sistemas de Tubulação Seca e Pré-Ação que Não Utilizam Nitrogênio e Sistemas de Dilúvio – utilizar tubulação de aço galvanizado.
- 3.5 – Tubo de Aço Galvanizado deverá ser mantido “seco” (isento de água). O oxigênio dissolvido (causa principal) e o dióxido de carbono na água podem aumentar as taxas de corrosão em tubos de aço galvanizado (com zinco e depois com corrosão de aço). Deve-se notar que novos sistemas secos ou de pré-ação podem desenvolver vazamento de corrosão através da parede de dois a três anos após a instalação inicial devido à água residual causando corrosão em tubos de aço galvanizado.
Código de Incêndios do Departamento de Defesa dos EUA UFC 3-600-01 (março de 2018)
- 9-220.127.116.11 – A tubulação galvanizada só é permitida para sistemas de sprinklers de dilúvio, internos de válvulas e tubulações de drenagem expostas ao exterior da Instalação.
- 9-18.104.22.168 – Tubo de aço preto deve ser usado para adição, reparo ou realocação de tubo galvanizado existente em tubo úmido, seco ou sistemas de pré-ação.
Código de Incêndio da Administração de Serviços Governamentais dos EUA PBS-P100 (abril de 2017)
- 7.8.2 - Não é permitida a utilização de tubulação de sprinklers galvanizada (interna e externa) em sistemas de sprinklers de tubulação seca.
- Recomendações de soluções projetadas contra corrosão (abril de 2018) Novas construções
- Nunca use tubulação de aço galvanizado para sistemas de sprinklers contra incêndio com tubulação úmida.
- Se a tubulação de aço galvanizado for usada para sistemas secos e de pré-ação, então um gerador de nitrogênio aprovado pela FM deve ser usado para manutenção da pressão para evitar corrosão por oxigênio.
- A tubulação de aço galvanizado pode ser usada em sistemas de dilúvio se for tomado cuidado especial para eliminar poças de água parada dentro da tubulação (pitch e drenos auxiliares).
Remediação de Sistemas Existentes
- O tubo de aço preto deve ser usado para qualquer adição, reparo, substituição ou realocação de tubo de aço galvanizado existente em sistemas úmidos, secos ou de pré-ação.
- A inertização de nitrogênio em tubo úmido (WPNI) deve ser usada para interromper a corrosão contínua em qualquer sistema de tubo úmido de aço galvanizado ou aço preto que esteja apresentando vazamentos relacionados à corrosão.
- A Inertização de Nitrogênio de Tubo Seco (DPNI) usando um gerador de nitrogênio aprovado pela FM para manutenção de pressão deve ser usada para evitar a corrosão por oxigênio em qualquer sistema seco ou de pré-ação de aço galvanizado ou aço preto.
Conclusões Na indústria de proteção contra incêndio existe uma confusão persistente sobre quando e sob quais condições a tubulação de aço galvanizado deve ser usada. Muitos continuam a acreditar que o tubo de aço galvanizado oferece melhor proteção contra corrosão em instalações de tubulação de sprinklers contra incêndio. Muitos continuam a acreditar que é “obrigatório”.
É claro que, sob condições persistentemente úmidas com oxigênio presente, o aço galvanizado corrói muito mais rápido do que o aço preto e desenvolverá vazamentos. O tubo de aço galvanizado também custa cerca de 30% mais do que o tubo de aço preto. O processo de corrosão também faz com que a tubulação de aço galvanizado libere íons Zn2+ na água de descarga quando os sistemas secos e de pré-ação são testados. Isso cria um risco ambiental de contaminação por metais pesados. Muitos municípios proíbem descargas de água contendo mais de 30 mg/L de Zn2+. A maior parte da água descartada de sistemas galvanizados de extinção de incêndios secos e de pré-ação contém mais de 1.000 mg/L de Zn2+.
O uso de tubulação de aço galvanizado em centros de jardinagem, estruturas de estacionamento, estádios e sob coberturas externas faz sentido para proteger a tubulação externa da corrosão sem ter que pintá-la. Entretanto, nesta aplicação, um gerador de nitrogênio aprovado pela FM deve ser usado para proteger as superfícies internas da corrosão agressiva do oxigênio onde a umidade se acumula. Os geradores de nitrogênio fornecem gás inerte não corrosivo para manutenção da pressão e o gás tem um ponto de orvalho inferior a -50°F, portanto não adiciona umidade condensada. Um benefício adicional é que os gotejadores do tambor não precisam ser trabalhados regularmente para remover a umidade condensada.
Com a evolução do conhecimento sobre a vulnerabilidade do aço galvanizado à corrosão por oxigênio, as tubulações de sprinklers de aço galvanizado estão se tornando mais frequentemente proibidas do que o necessário.
REFERÊNCIAS: 1 Biblioteca de Recursos para Seleção de Materiais da Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão (NACE) – Zinco. 2 Folha de dados de prevenção de perdas patrimoniais da FM Global 2-1 “Corrosão em sistemas de sprinklers automáticos”. Outubro de 2017.
SOBRE O AUTOR: Jeffrey Kochelek é CEO da Engineered Corrosion Solutions. Ele passou mais de 30 anos projetando estratégias de controle de corrosão em diversas aplicações industriais, incluindo operações de petróleo e gás, águas residuais municipais e industriais e, mais recentemente, na indústria de proteção contra incêndio. Kochelek ingressou na Fire Protection Systems Corrosion Management, Inc. (fpsCMI) em 2008 para começar a avançar na compreensão da corrosão única que ocorre em sistemas de sprinklers contra incêndio à base de água. A equipe da ECS foi a primeira a identificar a vulnerabilidade aguda à corrosão por oxigênio em tubulações de aço galvanizado em sistemas de sprinklers contra incêndio a seco e de pré-ação. Ele liderou o desenvolvimento do uso da tecnologia de inertização de nitrogênio para controle de corrosão em sistemas de sprinklers. Sua equipe de engenharia agora fornece os únicos serviços de avaliação de corrosão, gerenciamento de corrosão e mitigação de risco de corrosão de última geração para a indústria de proteção contra incêndio. Ele reuniu uma equipe de investidores para formar a Engineered Corrosion Solutions, LLC, que concluiu a aquisição da fpsCMI em março de 2013. Kochelek publicou vários artigos sobre o tema corrosão em sistemas de sprinklers contra incêndio à base de água e é nomeado inventor de 12 patentes nos EUA e internacionais. sobre gerenciamento de corrosão na indústria de proteção contra incêndio. Kochelek obteve o diploma de bacharel em Química pela St. Louis University com cursos adicionais. Visite https://www.ecscorrosion.com/.