Metal industrial: quais ligas são usadas na indústria de celulose?

A escolha do metal industrial adequado é fundamental para garantir o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos utilizados na indústria de celulose. 

Durante as diferentes etapas de produção, os materiais são submetidos a condições severas, como contato com agentes químicos, umidade, temperaturas elevadas e desgaste mecânico. Essas exigências tornam a seleção das ligas metálicas um fator importante para evitar falhas prematuras, reduzir intervenções de manutenção e preservar a continuidade operacional.

Nesse cenário, diferentes materiais podem atender às necessidades de cada aplicação, desde os aços inoxidáveis até ligas especiais desenvolvidas para ambientes altamente corrosivos. Mas quais são suas características e como identificar a opção mais adequada para cada condição de trabalho? Conheça, a seguir, as principais ligas utilizadas na indústria de celulose, suas propriedades e os critérios técnicos que devem orientar a especificação desses materiais.

Por que a indústria de celulose exige metais de alto desempenho?

A fabricação de celulose envolve uma sequência de processos físicos e químicos que transformam a madeira em fibras. Ao longo dessa operação, equipamentos, tubulações, tanques, válvulas, bombas e estruturas metálicas ficam expostos a diferentes condições de trabalho, que podem comprometer a integridade dos materiais.

Na etapa de cozimento, por exemplo, a madeira é submetida a soluções químicas em temperaturas elevadas. Nas fases de lavagem e branqueamento, os equipamentos entram em contato com diferentes substâncias utilizadas no tratamento das fibras. Já nos sistemas de recuperação química, as condições de temperatura, pressão e composição dos fluidos também exigem atenção à especificação dos componentes.

Esses ambientes podem favorecer diferentes mecanismos de degradação, especialmente:

• Corrosão química: provocada pela interação entre o material e as substâncias presentes no processo.
• Corrosão localizada: pode ocorrer em pontos específicos da superfície, como frestas e regiões suscetíveis à formação de pites.
• Desgaste mecânico: associado ao contato contínuo com partículas, fibras e fluidos em movimento.
• Oxidação em temperaturas elevadas: relacionada à exposição prolongada ao calor e à interação do metal com o ambiente.
• Corrosão sob tensão: ocorre quando determinados materiais são submetidos simultaneamente a esforços mecânicos e ambientes corrosivos.

É importante compreender que esses fenômenos não atuam necessariamente de maneira isolada. Em determinadas aplicações, a combinação de agentes químicos, temperatura e esforços mecânicos pode acelerar a degradação dos componentes.

Por isso, a escolha do material precisa considerar as condições reais de operação. A resistência mecânica, a composição química, a estabilidade térmica e a resistência à corrosão devem ser avaliadas em conjunto, de acordo com a função de cada componente. A compreensão das características de cada tipo de aço para projetos industriais também faz parte dessa avaliação.

Quais ligas metálicas são utilizadas na indústria de celulose?

A seleção de materiais para a indústria de celulose envolve diferentes famílias de metais, cada uma com propriedades específicas. Entre as principais opções estão os aços inoxidáveis, aços duplex e superduplex, aços carbono, ligas de níquel e titânio.

A indicação depende da agressividade do ambiente, da temperatura de trabalho, da concentração dos agentes químicos e dos requisitos mecânicos do projeto. Essas diferenças também ajudam a explicar a variedade de aplicações dos aços industriais em diferentes segmentos produtivos.

Aços inoxidáveis

Os aços inoxidáveis estão entre os materiais utilizados em aplicações industriais que exigem resistência à corrosão, durabilidade e propriedades mecânicas adequadas. Sua composição contém cromo, elemento responsável pela formação de uma camada passiva na superfície, que contribui para proteger o material contra determinados processos corrosivos.

Entretanto, existem diferentes classes de aço inox, e suas características variam conforme a composição química. A presença de elementos como níquel e molibdênio modifica propriedades importantes, como resistência à corrosão, comportamento térmico e desempenho em ambientes específicos.

Entre as ligas mais conhecidas estão:

• Aço inox 304: apresenta boa resistência à corrosão em diversos ambientes e é utilizado em aplicações industriais gerais. Sua indicação depende das características do meio de exposição.
• Aço inox 316: contém molibdênio, elemento que melhora a resistência à corrosão localizada, especialmente em determinados ambientes com cloretos.
• Aço inox 310: possui maiores teores de cromo e níquel, proporcionando boa resistência à oxidação em temperaturas elevadas.

Na indústria de celulose, a escolha entre essas classes deve considerar as substâncias presentes no processo e as condições de operação. Uma liga adequada para ambientes moderadamente corrosivos pode não apresentar o mesmo desempenho em contato com soluções químicas mais agressivas. As diferenças entre essas classificações ficam evidentes na comparação entre aço inox 304, 316 e 310, especialmente em relação às propriedades e indicações de cada liga.

A especificação também deve levar em conta as propriedades mecânicas, a soldabilidade e os requisitos de fabricação dos componentes. A composição do material precisa ser compatível com a aplicação, e não apenas com uma classificação genérica de resistência. No caso do aço inox 304, por exemplo, suas propriedades precisam ser analisadas em relação às condições específicas de exposição.

Aços duplex e superduplex

Os aços duplex combinam duas fases metalúrgicas, ferrítica e austenítica, reunindo características que favorecem o desempenho em ambientes industriais exigentes. Essa estrutura proporciona boa resistência mecânica e maior resistência a determinados mecanismos de corrosão, como a corrosão sob tensão e a corrosão localizada.

Na indústria de celulose, podem ser considerados em componentes expostos a soluções químicas e condições operacionais agressivas. No entanto, sua indicação depende da análise do ambiente, da concentração dos agentes presentes e da temperatura de trabalho.

Outro aspecto importante é o processo de fabricação. Soldagem, conformação e controle metalúrgico precisam ser realizados de maneira compatível com as características da liga para preservar suas propriedades.

Aços carbono

Os aços carbono são amplamente utilizados na indústria devido à combinação entre propriedades mecânicas, versatilidade e disponibilidade em diferentes formatos. Sua composição é baseada principalmente em ferro e carbono, sendo que a variação do teor desse elemento influencia diretamente características como resistência, dureza, ductilidade e tenacidade.

Na indústria de celulose, podem ser empregados em estruturas, suportes, componentes e sistemas que não estejam submetidos a condições de corrosão incompatíveis com esse tipo de material.

Em determinadas aplicações, revestimentos e sistemas de proteção superficial podem contribuir para reduzir a exposição direta do aço ao ambiente. Ainda assim, a proteção precisa ser definida considerando as condições específicas de operação, pois a presença de umidade e agentes químicos pode acelerar a degradação quando não há proteção adequada.

Ligas de níquel

As ligas de níquel são utilizadas em aplicações que exigem elevada resistência à corrosão e, dependendo da composição, estabilidade em temperaturas elevadas. A adição de elementos como cromo, molibdênio, ferro e cobre permite desenvolver materiais com propriedades específicas para ambientes industriais agressivos.

Entre as principais ligas dessa família estão:

• Inconel 625: composta principalmente por níquel, cromo e molibdênio, apresenta elevada resistência à corrosão e boa resistência mecânica em diferentes condições de serviço.
• Alloy 825: combina níquel, ferro, cromo, molibdênio e cobre, sendo utilizada em determinados ambientes com exposição a agentes corrosivos.
• Hastelloy C-276: liga de níquel, molibdênio e cromo, desenvolvida para oferecer resistência a uma ampla variedade de meios corrosivos.

A decisão deve considerar a severidade do ambiente, a vida útil esperada, os requisitos de fabricação e os custos associados à manutenção e à substituição dos componentes. A composição das ligas também influencia suas propriedades e seu comportamento em diferentes condições, assim como ocorre com materiais como cobre, bronze e latão.

Titânio

O titânio se destaca pela elevada relação entre resistência mecânica e peso, além da resistência à corrosão em determinados ambientes. Essas propriedades estão relacionadas à formação espontânea de uma camada de óxido protetora em sua superfície.

Na indústria de celulose, sua indicação depende da composição das soluções, da concentração dos agentes presentes e da temperatura de trabalho. Embora apresente excelente resistência em diversos meios, o titânio não é imune a todos os mecanismos de corrosão. Determinadas condições químicas e térmicas podem comprometer seu desempenho, tornando indispensável uma avaliação criteriosa antes da especificação.

Como escolher o metal industrial adequado para cada aplicação?

A definição do material deve partir das condições de operação e dos requisitos técnicos de cada componente. Mais do que comparar preços ou propriedades isoladas, é necessário avaliar o comportamento da liga durante todo o período de utilização.

Alguns critérios são fundamentais nesse processo:

• Resistência à corrosão: identificar quais agentes químicos estarão em contato com o material, considerando concentração, temperatura e tempo de exposição.
• Temperatura de operação: verificar se a liga mantém suas propriedades mecânicas e químicas nas condições térmicas do processo.
• Resistência mecânica: avaliar as cargas, pressões, esforços e vibrações aos quais o componente será submetido.
• Resistência ao desgaste: considerar o contato com fibras, partículas e fluidos que possam provocar abrasão ou erosão.
• Compatibilidade com a fabricação: analisar os requisitos de soldagem, conformação, usinagem e montagem.
• Custo total de utilização: considerar aquisição, manutenção, substituição de componentes e possíveis interrupções da operação.

Em sistemas de condução de fluidos, por exemplo, a escolha dos tubos de aço carbono deve considerar fatores como pressão, temperatura, espessura e exposição ao ambiente. Já em componentes fabricados a partir de chapas, é necessário avaliar as propriedades mecânicas, a conformabilidade e a compatibilidade com os processos de fabricação. As bobinas de aço são outro formato presente em diferentes aplicações industriais, conforme as características e necessidades de cada projeto.

O objetivo é selecionar uma liga que atenda às exigências do processo sem superdimensionar ou comprometer o desempenho do componente. Essa avaliação contribui para equilibrar segurança operacional, durabilidade e custo ao longo da vida útil do equipamento. Quando há necessidade de operações de fabricação, características relacionadas aos materiais para usinagem também podem integrar a análise técnica.

Como a Coppermetal atende às demandas da indústria por metal industrial?

A escolha de materiais para a indústria de celulose exige atenção às características técnicas de cada liga, aos formatos disponíveis e às condições de fornecimento. Por isso, contar com um fornecedor preparado para atender diferentes demandas industriais é parte importante do planejamento de compras.

Na Coppermetal, trabalhamos com a distribuição de aços e metais em diferentes ligas, formatos e especificações, atendendo às necessidades de diversos segmentos industriais. Nosso portfólio contempla materiais como aço inoxidável, aço carbono, alumínio, cobre, bronze, latão e outras ligas metálicas. 

Entre as aplicações de materiais não ferrosos, estão o bronze industrial no setor de máquinas e equipamentos, as aplicações do bronze e o uso de cuproníquel, conforme as especificações de cada projeto.

Com mais de 35 anos de atuação no mercado, construímos nossa trajetória com foco na qualidade, na confiabilidade e no atendimento às demandas de nossos clientes. Desde 2007, contamos com a certificação ISO 9001, que reforça nosso compromisso com a gestão da qualidade.

Também ampliamos nossa atuação para o mercado internacional. Desde 2016, realizamos exportações para países da América Latina, contando com uma equipe de Comércio Exterior preparada para apoiar os processos de fornecimento, documentação e logística de exportação.

Se sua operação precisa de metais para aplicações industriais, entre em contato com nossa equipe e consulte as opções de fornecimento da Coppermetal.