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6ª Conferência sobre
Tecnologia de Equipamentos
TÉCNICAS DE CONTROLE E PREVENÇÃO DE CORROSÃO EM AERONAVES
Mozart Miranda Chagas
EMBRAER – EMPRESA BRASILEIRA DE AERONÁUTICA S.A.
6°° COTEQ Conferência sobre Tecnologia de Equipamentos
22°° CONBRASCORR – Congresso Brasileiro de Corrosão
Salvador - Bahia
19 a 21 de agosto de 2002
As informações e opiniões contidas nesse trabalho são de exclusiva responsabilidade do autor.
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SINOPSE
Em 1979 membros da Associação Internacional de Transporte Aéreo fizeram uma análise preliminar
dos custos de corrosão. Basicamente o custo direto por hora de vôo ficou entre USD$ 5 e USD$
12, e o percentual em relação ao custo direto de manutenção representou um total de 6% a 8%;
sendo que o custo total anual ficou próximo a USD$ 100.000.000,00.
Em 1988 o incidente com uma aeronave da Aloha Linhas Aéreas, a 24000 pés de altitude, que teve
parte de seu revestimento arrancado, devido à corrosão, causou a morte de uma comissária. A partir
desse incidente o governo norte americano determinou que os fabricantes de aeronaves
desenvolvessem Programas de Controle e Prevenção de Corrosão (CPCP).
Os programas foram então desenvolvidos e junto com a sua implementação um intenso programa de
treinamento foi utilizado para que a nova cultura fosse assimilada. Uma grande interação
cliente/fabricante foi estimulada para que os resultados de inspeções pudessem ser convertidos em
ações preventivas/corretivas e a corrosão se estabilizasse a níveis mínimos aceitáveis.
Palavras Chave:Corrosão, Prevenção, Aeronaves, Manutenção
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1. INTRODUÇÃO
A falha estrutural ocorrida em uma aeronave com 19 anos de idade, da Aloha Linhas Aéreas,
ocorrida em 28 de abril de 1988, foi o evento que definiu a conscientização na comunidade da
aviação e no público, de modo geral com relação à degradação estrutural causada por corrosão em
aeronaves mais antigas. Essa aeronave perdeu a maior porção do revestimento superior da
fuselagem central dianteira, em um vôo, a 24.000 pés de altitude (figura 1). Após esses incidentes e
investigações, um Programa de Controle e Prevenção de Corrosão (CPCP), tornou-se obrigatório
para todos os operadores de aeronaves, com a finalidade de manter a corrosão controlada a níveis
aceitáveis, e também preservar a resistência à corrosão de sua estrutura. Apresentamos aqui algumas
considerações que a indústria aeronáutica tem para assegurar o controle e a prevenção da corrosão
e a minimização de seus efeitos.Nesta aeronave foi encontrado o que se denomina “multi site
damage” (figura 2 e 3), que levou à falha estrutural. A investigação revelou como causa do acidente,
uma falha dos programas de manutenção para detectar dano de corrosão. Inspeção de aeronaves
similares revelou descolamento das cintas de emenda e problemas de corrosão e trincas nas mesmas.
Após outros incidentes e investigações, um Programa de Controle e Prevenção de Corrosão
(CPCP), tornou-se obrigatório para todos os operadores de aeronaves, com a finalidade de manter
a corrosão controlada a níveis aceitáveis e este trabalho mostra a técnica utilizada pela indústria
aeronáutica.
2. PROJETO X CORROSÃO
Os efeitos do meio ambiente nos componentes estruturais e não estruturais de uma aeronave, sempre
foram uma preocupação para seus fabricantes. Fabricada com diversos materiais metálicos e não
metálicos, estabelecendo-se uma complexa equação de forma a atender requisitos de peso,
elasticidade, resistência à fadiga, resistência à corrosão, etc., a aeronave constitui um grande desafio
às leis naturais, para que seu objetivo seja cumprido: transportar o homem com segurança. Cuidados
são necessários na seleção de materiais; sua combinação nas montagens de conjuntos; processos de
fabricação; alívio de tensões; proteções temporárias e definitivas contra ação do meio ambiente e
ataque microbiológico; provisão de drenagem de eletrólito; acessos especiais para limpeza e
manutenção.
Por mais que esses cuidados sejam tomados, existem as ações do homem que de forma involuntária
pode induzir ou acelerar o processo de corrosão, durante suas atividades normais quando em
contato com a aeronave. Também podem existir limitações de mercado ou de projeto que garantam,
a possibilidade de 100% de inexistência de um processo corrosivo.
Para minimizar os efeitos do meio ambiente, proteções tais como selantes, inibidores de corrosão,
tintas, tratamentos superficiais, óleos de proteção, etc., são considerados no projeto.
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3. DESENVOLVIMENTO DOS CPCPS
Os programas podem ser desenvolvidos por formas diferentes: projetos novos, projetos antigos com
análise de MSG-3 e projetos antigos sem análise de MSG-3.
3.1. Análise de MSG-3
Essa análise é utilizada para a geração do programa de inspeções estruturais, sendo que uma de suas
fases contempla a análise de deterioração ambiental (corrosão), que considera as seguintes
avaliações dos componentes estruturais: visibilidade do componente, sensitividade à corrosão sob
tensão, proteção, possibilidade de acúmulo de eletrólito ou sujeira, presença de umidade,
possibilidade de respingos acidentais, condições anormais e materiais. Quando a análise de MSG-3
de deterioração ambiental se mostra crítica, significa que o componente tem probabilidade maior de
sofrer um dano por corrosão.
3.2. Desenvolvimento para projetos novos
Os projetos novos já consideram o item 3.1. acima, mas no desenvolvimento do CPCP, é
necessário que seja feita uma validação das tarefas geradas por MSG-3 levando-se em
consideração a experiência operacional da frota, com a verificação se todas as regiões suscetíveis à
corrosão estão cobertas. Nessa ocasião é estabelecida a necessidade de colocar barreira adicional
de inibidor de corrosão ou a utilização combinada de inibidores.
3.3. Desenvolvimento para projetos antigos com análise de MSG-3
Para essa forma de desenvolvimento é necessária uma re-avaliação da análise original, uma vez que a
análise original não gerava automaticamente o CPCP. Após essa re-avaliação uma validação deve
ser executada conforme o item 3.2. acima.
3.4. Desenvolvimento para projetos antigos sem análise de MSG-3
Nesse caso, devido à inexistência de qualquer base de dados para se quantificar problemas ou
suscetibilidade à corrosão, relativos aos componentes e regiões da aeronave, é necessário que se use
uma ferramenta eficaz para demonstrar o perfil da severidade do ataque corrosivo, que é a
campanha junto ao produto e ao cliente para a coleta de dados. Esse é o processo que iremos focar
com mais intensidade, pois, além de ser o utilizado para aeronaves que não utilizaram a análise de
MSG-3, ele é fundamental para se efetuar os ajustes, corrigir desvios e aperfeiçoar os programas
desenvolvidos conforme os itens 3.2. e 3.3.
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4. DESENVOLVIMENTO PARA PROJETOS ANTIGOS SEM ANÁLISE DE MSG-3 E
AJUSTES E APERFEIÇOAMENTO DE PROJETOS COM ANÁLISE DE MSG-3
Inicialmente um cronograma de atividades deve ser estabelecido a fim de que todas as fases sejam
cumpridas e esse cronograma deve conter no mínimo o seguinte: reunião de abertura, treinamento,
inspeções em aeronaves, desenvolvimento da análise dos casos de corrosão e reunião de
encerramento.
4.1. Reunião de abertura
Na reunião de abertura é formalizado o processo, são definidos os clientes que serão visitados e
terão aeronaves submetidas à inspeção, como vai ser desenvolvida a análise, como será constituída a
equipe que irá realizar as inspeções e como será a própria análise dos casos de corrosão.
4.2. Treinamento
Normalmente, junto com a reunião de abertura é realizada uma sessão de treinamento básico de
corrosão, com a finalidade de nivelar o conhecimento do pessoal envolvido com o programa, uma
vez que pelo menos 50% de sucesso, depende dos cuidados com a aeronave e de uma eficiente
manutenção preventiva. Esse treinamento deve conter no mínimo os seguintes tópicos:
§
§
§
§
§
§
§
Tipos de corrosão
Indicações de corrosão
Métodos de inspeção e detecção
Regras de projeto para evitar corrosão
Níveis de corrosão e danos admissíveis
Remoção de corrosão
Manutenção preventiva
Esse treinamento vai permitir que o operador assimile uma nova cultura que deve ser implementada
na sua organização com relação ao controle e prevenção de corrosão. Ao mesmo tempo vai dar
uma boa base para que ele identifique a corrosão pelos seus produtos, que faça uma avaliação de
seus níveis, e que tenha o conhecimento de como removê-la, proteger o componente afetado, e
principalmente como devem ser executadas as tarefas de limpeza, lavagem, lubrificação,
neutralização e aplicação de inibidores de corrosão.
4.3. Inspeções em aeronaves
O programa de inspeções em aeronaves deve ser conduzido segundo um planejamento. É
importante que sejam selecionadas as aeronaves mais antigas da frota, e que operem em ambientes
diferentes (clima frio, clima quente e úmido, região litorânea, etc.).
Para a inspeção dessas aeronaves é importante que se tenha o material mínimo necessário, ou seja,
lanterna, espelho, el nte de aumento, equipamento para inspeção não destrutiva, e uma máquina
fotográfica digital. Todos os problemas devem ser registrados e o máximo de informações devem ser
coletadas com o pessoal da manutenção. Outro importante ponto é a verificação de registros
anteriores de manutenção, para verificar a incidência dos casos de corrosão em manutenções
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efetuadas no passado e em outras aeronaves. Nesta inspeção pode ser requerido que algumas
grandes desmontagens sejam efetuadas, para que a base de dados seja mais completa.Normalmente
a equipe para a realização dessas inspeções é constituída por um engenheiro de manutenção, um
engenheiro de estruturas, um engenheiro de materiais e um inspetor.
4.4. Desenvolvimento da análise dos casos de corrosão
Antes do desenvolvimento dessa análise, uma ficha é aberta para cada caso de corrosão. (figura 4).
Para a análise, um grupo de pessoas é constituído com componentes das seguintes áreas: engenharia
de manutenção, engenharia de estruturas, engenharia de materiais, engenharia de processos,
engenharia da qualidade, projeto, suporte técnico e publicações técnicas. Isso permite que se faça
uma análise integrada e que o componente analisado seja verificado sob diversos aspectos, pois a
causa da corrosão pode ter sua origem em processo de fabricação, qualidade, etc..
Destacamos abaixo os campos da ficha de análise que merecem ser melhor explicados, devido à sua
importância para chegarmos às conclusões sobre a causa e efeito da corrosão:
Campo A – Matéria Prima: esse campo é importante para verificar se a matéria prima utilizada para
a fabricação do componente é adequada aos processos de fabricação ou às características de
operação. Também podemos avaliar e comparar com novos materiais existentes no mercado. O
principal tipo de corrosão que está associado a esse item é a corrosão intergranular.
Campo B – Proteção Superficial: Esse campo tem por finalidade avaliar a proteção superficial que o
componente recebe durante sua fabricação e montagem, ou seja, qual o tratamento superficial,
pintura de base, pintura de acabamento e inibidores de corrosão. Essa análise deve considerar as
proteções temporárias utilizadas na fase de fabricação, estoque e transporte, e também as proteções
definitivas, quando de sua instalação na aeronave. Os principais tipos de corrosão associados são
“crevice”, e “pitting”.
Campo C – Processo de Fabricação: Esse campo tem por finalidade verificar se o processo de
fabricação tem alguma influência na corrosão encontrada. Por exemplo, direção de usinagem, alívio
de tensões, etc. Os principais tipos de corrosão associados são corrosão sob tensão e “exfoliation”.
Campo D – Processo de Montagem: Esse campo tem por finalidade verificar os processos de
montagem como por exemplo, aparafusado, rebitado, colado, soldado, etc.. O principal tipo de
corrosão associado é corrosão sob tensão.
Campo E – Posição de Montagem: Esse campo tem por finalidade verificar se a posição de
montagem do componente em relação aos eixos x, y e z, associada à sua geometria, permite o
acúmulo de eletrólito ou sujeira. Provisões de drenos ou limpeza periódica podem ser requeridos.
Campo F – Componentes Vizinhos: É importante saber quais os componentes são vizinhos ao
componente afetado, pois os mesmos podem ser afetados ou podem estar contribuindo para o
processo de corrosão.
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Campo G – Análise: Nesse campo devem ser colocadas as informações referentes às causas da
corrosão, baseadas na análise dos campos acima e nas condições de operação da aeronave.
Campo H – Projeto: Esse campo é destinado às ações que possam ser tomadas no sentido de se
revisar o projeto, incluindo as melhorias requeridas pela análise. Essas melhorias podem ser mudança
de geometria, mudança de material, mudança de tratamento superficial, adição de barreiras de
proteção, etc..
Campo I – Re-trabalho: Esse campo é destinado a informações sobre melhorias a serem
introduzidas em caso de re-trabalho do componente afetado. Normalmente essa operação é feita no
campo, durante as atividades de manutenção, quando não é necessária a realização de um reparo
estrutural ou de uma substituição parcial ou total do componente.
Campo J – Substituição: Esse campo destina-se à informação das alterações sofridas pelo
componente quando o projeto é alterado. Um novo componente é fabricado atendendo às novas
características de projeto.
4.4.1. Um exemplo de solução (Figura5)
Neste caso as melhorias foram:
§ Substituição da liga de alumínio série 2xxx por série 7xxx
§ Troca do tratamento superficial para anodização crômica
§ Troca do primer e da pintura de acabamento
§ Instalação de um furo dreno, a instalação de rampas para canalização de eletrólito
§ Selagem da cabeça dos parafusos
§ Aplicação de uma barreira final inibidor de corrosão tipo II.
4.4.2. Soluções e aplicações típicas
É necessário que se conheça o produto que se tem em mãos, seus materiais, proteções e condições
de operação. A partir desse ponto é necessário que se saiba quais são os tipos de corrosão a que
ele é mais suscetível, por exemplo, corrosão galvânica, “freeting”, “pitting”, “exfoliation”, “stress
corrosion”, “crevice”, microbiológica, etc..
Cada caso deve ser analisado separadamente, mas de um modo geral podemos ter uma visão
quanto à eficiência do uso de produtos na prevenção da corrosão:
§
§
Selantes são eficientes para evitar o contato com materiais dissimilares, para a prevenção de
corrosão galvânica, mas para sua utilização devem ser verificados os requisitos da
necessidade de condutividade entre as partes envolvidas, assim como as restrições de sua
aplicação, por exemplo, a temperatura ambiente;
Lubrificantes, como o Molycote, e fitas adesivas de polietileno podem minimizar o efeito do
“freeting”;
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§
§
Inibidores de corrosão são eficientes para uma grande variedade de tipos de corrosão, pois
eles penetram nas pequenas cavidades, preenchendo os espaços vazios e formam um filme
protetor, eliminando o efeito do eletrólito. Porem é necessário que se verifique as limitações
de sua utilização, pois eles podem aumentar o desgaste de componentes com movimento
relativo, além de dissolver o lubrificante de partes lubrificadas, e poderem causar incêndios
ou explosões quando em contato com o oxigênio;
Montagens de pinos em buchas, buchas em ferragens, rolamentos em ferragens, quando
existe a dissimilaridade de materiais devem ser feitas com os selantes/inibidores adequados.
4.5. Manutenção Preventiva
Uma poderosa arma que deve ser utilizada antes, durante e após a aplicação das medidas
preventivas e corretivas apresentadas no item 4.4. é o uso direcionado e constante de práticas de
manutenção preventiva, pois os sistemas de proteção devem ser preservados e protegidos contra a
ação do meio ambiente e danos acidentais.
4.5.1. Lavagem Periódica
As superfícies metálicas devem estar isentas de qualquer substância estranha (sujeira, sais, produtos
químicos, etc..) porque uma célula de baixa concentração de oxigênio pode se formar e quebrar a
camada de proteção, iniciando assim um processo corrosivo severo. Assim é uma boa prática uma
lavagem periódica da aeronave com produtos recomendados e na devida proporção de diluição,
utilizando-se pressões e temperatura da solução dentro dos limites aceitáveis (Figura 6) .
4.5.2. Lubrificação
A re-lubrificação de partes lubrificadas deve ser efetuada sempre após a lavagem, devido à
possibilidade da remoção do lubrificante pelo jato. De qualquer forma os lubrificantes devem ser
renovados, uma vez que a tendência é de perder suas características e propriedades originais com o
passar do tempo.
4.5.3. Respingos acidentais (Figura 7)
Durante a operação da aeronave ou durante sua manutenção, a mesma pode estar sujeita a
respingos acidentais de substâncias ácidas ou alcalinas. Neste caso é necessário que se identifique o
pH da substância e se faça uma neutralização.
4.5.4. Aplicação de inibidores de corrosão (Figura 8)
Os inibidores de corrosão têm uma vida útil, e dessa forma tem que ser re-aplicados periodicamente
para que a sua eficácia seja mantida. Em alguns casos os inibidores podem sofrer o ataque de
alguma substância agressiva, e nesses casos eles devem ser removidos e re-aplicados.
4.5.5. Drenos
Os drenos estão instalados na aeronave para permitir o escoamento e a eliminação de condensado
para fora da mesma. Assim sendo, uma boa prática é manter sempre os drenos limpos,
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desobstruídos e operacionais. Nenhuma barreira pode estar obstruindo o escoamento de qualquer
eletrólito no interior da aeronave.
4.5.6. Tratamentos superficiais (Figura 9)
Devem ser utilizados os tratamentos superficiais adequados aos diversos tipos de materiais,
imediatamente após um serviço de usinagem, corte, furação, lixamento, jateamento, ou qualquer
atividade em que o metal fique exposto.
4.5.7. Danos acidentais
Esses tipos de danos podem ser causados por impacto de objetos nas superfícies protegidas, ou
também pela falta de cuidados durante os serviços de manutenção devido ao uso de calçados ou
roupas inadequadas que possam permitir arranhões ou outro tipo de dano à proteção superficial,
causando sua quebra.
4.6. Interação fabricante/cliente
Uma grande interação entre cliente e fabricante deve ser estimulada, uma vez que a corrosão é
dependente do tempo e da utilização do produto, e constantemente a aeronave deve ser
acompanhada e as tendências devem ser monitoradas para que seus níveis sejam mantidos dentro
dos limites aceitáveis e para que seus efeitos não sejam combinados com os efeitos de fadiga. A
troca de informações entre cliente e fabricante irá permitir um controle estatístico sobre componentes
mais afetados, regiões da aeronave mais suscetíveis, regiões do mundo mais ou menos agressivas,
tendência da ocorrência de corrosão nível 2 e nível 3 (mais severas), etc.. Alem disso, irá também
permitir identificar e solucionar problemas localizados em determinados operadores, ou mesmo
periodicamente reciclar os conhecimentos do pessoal envolvido na manutenção.
5. CONCLUSÕES
Corrosão é um fenômeno que sempre vai existir, mas pode ser controlado, desde que sejam
utilizadas as ferramentas adequadas. A melhor maneira de se combater o inimigo é conhecê-lo
profundamente conforme item 4.4, ter uma estratégia e as armas adequadas para combatê-la
conforme descrito no item 4.5. Embora essa sistemática esteja sendo utilizada pela indústria
aeronáutica, acreditamos que algo semelhante possa ser feito por outros tipos de indústrias.
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Figura1
Figura 2
Figura 3
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OPERATOR
SERIAL NUMBER
FH or FC
COMPONENT DESCRIPTION
NAME
DRAWING NUMBER
DATE OF DRAWING INITIAL
RELEASE
DATE OF DRAWING
LATEST REVISION
P/N
EFFECTIVITY
RAW MATERIAL
MANUFACTURE PROCESS
ASSEMBLY
PROCESS
ASSEMBLY POSITION
STOCK
C
G
DESIGN
H
REWORKING
I
J
D
E
LEVEL
PREVENTIVE AND CORRECTIVE ACTION
REPLACEMENT
SURFACE
PROTECTION
B
SURROUNDING
COMPONENTS
CONFIGURATION
CORROSION DESCRIPTION
ANALYSIS
A
ANALYSIS EFFECT
WEIGHT INCREASE
ENGINEERING ORDER
Figura 4
F
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Trajetória da água
Primer Epoxy e Poliuretano
Enamel
Composto de nivelamento
Dreno (“Alodyne”)
CIC Tipo II
Selagem a cabeça dos parafusos
Figura 5
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Alcalinos
Acidos
Figura 6
Mercúrio
Figura 7
Figura 8
Alodine
Figura 9