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Calculando o Peso Teórico de Chapas Galvanizadas: Espessura e Revestimento, Trabalhos de Química

Este documento oferece informações sobre o cálculo do peso teórico de chapas galvanizadas, incluindo a importância da espessura da chapa e do peso do revestimento. Ele também fornece fórmulas para calcular o peso teórico em lb/ft² e kg/m².

Tipologia: Trabalhos

2020

Compartilhado em 13/04/2020

dindro-joao
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1. Especificações e Produtos com Revestimento Metálico
GalvInfoNote
Métricas Úteis para Chapas Galvanizadas
Rev0mar 2010
1.10
Introdução
Chapas galvanizadas são produzidas em grande quantidade ao redor do mundo. São solicitadas em muitas
combinações diferentes de espessura, largura e peso [massa] de revestimento. Na maior parte dos casos, a
chapa galvanizada é vendida por peso [massa] e colocada em uso por área, e os compradores continuamente
tentam obter o maior número de peças/partes por bobina(s) recebida(s). Isso é normalmente feito através da
detecção do comprimento de chapa recebido por bobina e/ou o número de peças obtidas. Partindo dessas
informações, a espessura atual da chapa pode ser calculada e comparada ao que foi solicitado, seja um valor
mínimo ou nominal de espessura. Ao fazer isso, é importante saber o peso [massa] correto por unidade de
área da chapa galvanizada.
Outro aspecto das chapas galvanizadas é o efeito do peso [massa] do revestimento no custo do produto. O
zinco é uma commodity mundial cujo preço pode flutuar de tal maneira que isso pode fazer uma diferença
significativa no preço de chapas galvanizadas. Esta diferença se torna maior quanto mais fina for a chapa,
que o peso [massa] unitário do produto mais fino possui uma fração maior de zinco. Como exemplo, o preço de
chapas galvanizadas finas aumenta mais que o das chapas de maior espessura quando o preço do zinco sobe.
Então é importante saber o efeito que espessura da chapa e o peso do revestimento possuem sobre o total de
zinco em uma bobina.
Esta GalvInfoNote oferece ferramentas para que produtores e usuários entendam profundamente os detalhes
relacionados aos dois conceitos acima, com o objetivo de ajudar em utilizações mais eficazes de chapas
galvanizada.
Peso [Massa] Teórico por Unidade de Área
Devido ao fato de que as densidades dos revestimentos por processo de imersão a quente a base de zinco são
mais baixas do que a densidade do aço, o peso por unidade de área das chapas revestidas é menor do que o
peso das chapas não revestidas de mesma espessura. Esta pequena diferença pode ser importante quando
um grande volume de chapas revestidas é utilizado. O ajuste no peso [massa] varia em função da espessura
do substrato do aço, do revestimento e do tipo de revestimento no caso de ligas de zinco. Por exemplo, uma
chapa G90 de 0,013'' é cerca de 1,2% mais leve do que uma chapa laminada a frio da mesma espessura. Essa
diferença diminui para chapas com revestimentos mais espessos e/ou mais finos. Utilizando as densidades do
aço e os vários revestimentos, além da espessura real de revestimento normalmente aplicada, um Fator de
Revestimento” pode ser calculado para cada tipo e designação de revestimento. Para chegar a um peso
[massa] teórico por unidade de área de uma chapa, o Fator de Revestimento é diminuído do peso [massa] de
uma chapa de aço não revestida da mesma espessura. O Fator de Revestimento é, na realidade, a diferença
de peso [massa] entre o metal de revestimento e o aço de mesma espessura do metal de revestimento.
Conhecer estes fatores é importante para conseguir detectar precisamente a área da chapa obtida por
unidade de peso [massa] da chapa revestida.
Peso Teórico
A fórmula para calcular o Peso Teórico das chapas galvanizadas em lb/ft² é:
TW = t x 40,833 CF (1)
Onde: TW = Peso Teórico em lb/f
t = espessura real da chapa em polegadas
40,833 = peso em lbs de1 f de aço com espessura de 1”
CF = Fator de Revestimento em lb/f
Por exemplo; chapa galvanizada com 0,020 polegadas de espessura e com um revestimento G90 tem um fator
de revestimento de 0,006 lb/f,com base na relação em (1) e o peso real de revestimento G90 de 0,96 oz/ft².
Portanto:
TW = 0,020 x 40,833 0,006 = 0,8107 lb/ft2
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GalvInfo Center email: [email protected]

1. Especificações e Produtos com Revestimento Metálico

GalvInfoNote Métricas Úteis para Chapas Galvanizadas

1.10^ Rev0mar 2010

Introdução

Chapas galvanizadas são produzidas em grande quantidade ao redor do mundo. São solicitadas em muitas

combinações diferentes de espessura, largura e peso [massa] de revestimento. Na maior parte dos casos, a

chapa galvanizada é vendida por peso [massa] e colocada em uso por área, e os compradores continuamente

tentam obter o maior número de peças/partes por bobina(s) recebida(s). Isso é normalmente feito através da

detecção do comprimento de chapa recebido por bobina e/ou o número de peças obtidas. Partindo dessas

informações, a espessura atual da chapa pode ser calculada e comparada ao que foi solicitado, seja um valor

mínimo ou nominal de espessura. Ao fazer isso, é importante saber o peso [massa] correto por unidade de

área da chapa galvanizada.

Outro aspecto das chapas galvanizadas é o efeito do peso [massa] do revestimento no custo do produto. O

zinco é uma commodity mundial cujo preço pode flutuar de tal maneira que isso pode fazer uma diferença

significativa no preço de chapas galvanizadas. Esta diferença se torna maior quanto mais fina for a chapa, já

que o peso [massa] unitário do produto mais fino possui uma fração maior de zinco. Como exemplo, o preço de

chapas galvanizadas finas aumenta mais que o das chapas de maior espessura quando o preço do zinco sobe.

Então é importante saber o efeito que espessura da chapa e o peso do revestimento possuem sobre o total de

zinco em uma bobina.

Esta GalvInfoNote oferece ferramentas para que produtores e usuários entendam profundamente os detalhes

relacionados aos dois conceitos acima, com o objetivo de ajudar em utilizações mais eficazes de chapas

galvanizada.

Peso [Massa] Teórico por Unidade de Área

Devido ao fato de que as densidades dos revestimentos por processo de imersão a quente a base de zinco são

mais baixas do que a densidade do aço, o peso por unidade de área das chapas revestidas é menor do que o

peso das chapas não revestidas de mesma espessura. Esta pequena diferença pode ser importante quando

um grande volume de chapas revestidas é utilizado. O ajuste no peso [massa] varia em função da espessura

do substrato do aço, do revestimento e do tipo de revestimento no caso de ligas de zinco. Por exemplo, uma

chapa G90 de 0,013'' é cerca de 1,2% mais leve do que uma chapa laminada a frio da mesma espessura. Essa

diferença diminui para chapas com revestimentos mais espessos e/ou mais finos. Utilizando as densidades do

aço e os vários revestimentos, além da espessura real de revestimento normalmente aplicada, um “Fator de

Revestimento” pode ser calculado para cada tipo e designação de revestimento. Para chegar a um peso

[massa] teórico por unidade de área de uma chapa, o Fator de Revestimento é diminuído do peso [massa] de

uma chapa de aço não revestida da mesma espessura. O Fator de Revestimento é, na realidade, a diferença

de peso [massa] entre o metal de revestimento e o aço de mesma espessura do metal de revestimento.

Conhecer estes fatores é importante para conseguir detectar precisamente a área da chapa obtida por

unidade de peso [massa] da chapa revestida.

Peso Teórico

A fórmula para calcular o Peso Teórico das chapas galvanizadas em lb/ft² é:

TW = t x 40,833 – CF (1)

Onde: TW = Peso Teórico em lb/ft²

t = espessura real da chapa em polegadas

40,833 = peso em lbs de1 ft² de aço com espessura de 1”

CF = Fator de Revestimento em lb/ft²

Por exemplo; chapa galvanizada com 0,020 polegadas de espessura e com um revestimento G90 tem um fator

de revestimento de 0,006 lb/ft²,com base na relação em (1) e o peso real de revestimento G90 de 0,96 oz/ft².

Portanto:

TW = 0,020 x 40,833 – 0,006 = 0,8107 lb/ft 2

Ver 1.1 Jan 2011 GalvInfo Center email: [email protected]

Massa Teórica

A fórmula para calcular a Massa Teórica da chapa galvanizada em kg/m²é:

TM = t x 7,85 – CF (2)

Onde: TM = Massa teórica em kg/m²

t = espessura real da chapa em milímetros

7,85 = massa em kg de1m² de aço com espessura de 1mm

CF = Fator de Revestimento em kg/m²

Por exemplo; chapa galvanizada com 0,50 mm de espessura e com um revestimento Z275 tem um fator de

revestimento de 0,029 kg/m², com base na relação em (1) e a massa real de revestimento Z275 de 293 g/m².

Portanto:

TM = 0,50 x 7,85 – 0,029 = 3,896 kg/m 2

Utilizando as relações acima, o Peso [Massa] Teórico pode ser calculado para todas as combinações de

espessura de chapa e tipos/espessura de revestimento. Para uma referência rápida, os produtores de chapas

revestidas normalmente têm tabelas disponíveis para seus clientes mostrando estas informações sobre os

produtos e as espessuras que eles vendem. As fórmulas acima podem ser utilizadas como interpolação entre

as espessuras mostradas nestas tabelas. Caso você não tenha acesso a tal informação, a Tabela 1 mostra os

fatores de revestimento para pesos [massas] de revestimentos normalmente fabricados para a maioria das

designações de revestimento geralmente solicitados para chapas galvanizadas com revestimento de liga de

55% de Al-Zn e chapas com revestimento de liga de Zn com 5% de Al.

Os exemplos a seguir ilustram como consumidores de chapas de aço revestidas podem utilizar as informações

acima:

Uma operação de conformação por rolos solicita 1.000 toneladas de chapas com espessura mínima de

0,020” x 48” de largura em bobinas de 10 toneladas, que serão utilizadas na fabricação de painéis de

parede para um grande projeto. O fabricante deseja verificar se o fornecedor produziu o aço com a

espessura mínima necessária, percebendo que ela deve estar ligeiramente acima do mínimo para

garantir que não haja materiais com espessura abaixo do mínimo.

A partir da equação (1) acima e da Tabela 1, o peso por pé quadrado de chapa G90 com espessura de

0,020” é de 0,8107 lb/ft² (se essa mesma espessura de chapa fosse sem revestimento, o peso seria de

0,8167 lb/ft² – uma diferença de 0,74%, ou seja, 7,4 toneladas em um pedido de mil toneladas). Se o

pedido todo tiver uma espessura exata de 0,020”, com 0,8107 lb/ft², isso resultará em 616.670 pés de

chapa com 4 pés de largura. Já que a espessura deve estar um pouco acima do mínimo, a medida real

obtida é, portanto, uma medida da proximidade do aço com relação a bitola mínima. Tenha em mente

que a largura real deve ser medida e utilizada nos cálculos, já que ela é sempre ligeiramente acima da

largura solicitada. Perda de rendimento nas extremidades as bobinas também devem ser contabilizadas.

A partir da medida real utilizável em cada bobina, a média real de espessura recebida pode ser

calculada. Isto é,

Espessura real (pol) = [peso de bobina – perda de rendimento] (lb) ÷ [40.833-CF] lb/inft² x largura

(ft) x comprimento (ft)

Se as dimensões reais das chapas revestidas são monitoradas de perto, é evidente que o peso por unidade de

área deve ser exatamente conhecido, para que seja possível a obtenção de resultados precisos utilizando as

medidas de comprimento de bobina. A Tabela 1 mostra os Fatores de Revestimento para diversas designações

de revestimento, que estão relacionadas aos pesos [massa] de revestimento mostrados e que são habituais em

produtos normais. Ajustar o peso por unidade de área da chapa por meio do fator de revestimento é necessário

para evitar cálculos incorretos da espessura média real de aço recebida. Se o fator de revestimento for

ignorado, a espessura calculada será maior do que ela realmente é.

Ver 1.1 Jan 2011 GalvInfo Center email: [email protected] Qual seria a porcentagem de Zinco encontrada em uma Bobina Galvanizada?

Uma bobina de chapa com 0,012” de espessura G90 contém cerca de 12,5% de zinco, enquanto que uma

bobina com 0,050” de espessura G90 contém cerca de 3% de zinco. Portanto, é evidente por que o preço é

maior para uma chapa galvanizada fina do que para uma grossa, quando o preço do zinco muda. É útil saber a

relação entre a quantidade de zinco na chapa galvanizada enquanto função de espessura da chapa e o peso do

revestimento. Esta relação é mostrada na Figura 1. Isso pode ser útil ao avaliar o custo de um revestimento de

zinco em comparação com as exigências relacionada à corrosão à qual ele pode ser submetido, como uma

função de espessura da chapa.

Como a porção de zinco em uma bobina galvanizada é maior em espessuras mais finas, somente espessuras

entre 0,012” e 0,057”, além de 0,10”, são mostradas. Observe que são mostrados quatro pesos de revestimento

comuns, além do G140 para bitolas mais espessas. Em geral, não é possível aplicar G140 com espessuras

finas. Os pontos para chapa com espessura de 0,01” são dados para mostrar que, acima deste valores de

espessura, a porcentagem de zinco como uma função de peso de chapa se torna pequena.

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Artigos, relatórios de pesquisas e dados técnicos são fornecidos apenas para fins informativos. Embora os editores esforcem-se para fornecer informações precisas e atuais, a Associação Internacional do Zinco não abona os resultados das pesquisas e informações relatadas neste comunicado e se isenta de toda e qualquer responsabilidade por danos resultantes da confiança nos resultados relatados ou outras informações contidas neste comunicado, incluindo, mas não limitando a, danos acidentais ou consequentes. Figura 1 Chapa Galvanizada Peso do Zinco como uma Porcentagem do Peso Total de Bobina (como função da espessura da chapa e peso do revestimento) Porcentagem de Zinco

-^ do Total de Peso da Bobina Espessura da Chapa Revestida – Polegadas