1. Introducción
2. Comportamiento del acero galvanizado
3. Descripción de etapas del proceso de galvanizado
4. Flux en el crisol de galvanizado (Alternativo)
5. Crisol de galvanización
6. Galvanizado en frio
7. Pretratamiento del metal base
8. Recubrimiento post galvanizado
Aunque el galvanizado se utiliza extensivamente en la fabricación de una gran variedad de productos que requieren protección contra la corrosión, sus usos principales están en el acero estructural utilizado en obras publicas y viales, torres de transmisión y comunicaciones y estructuras en áreas: Químicas, construcción, tratamiento de aguas, transporte, recreación, marina, agrícola, minera, etc.
La protección de barrera, como son las pinturas, tienen la desventaja que si la capa de pintura se rompe de alguna forma, se oxidará el acero en esa área y la pintura permitirá que la oxidación avance por debajo de la ruptura. En el caso del galvanizado esto no ocurre, ya que si la capa de galvanizado se daña, raya o presenta discontinuidades, el zinc adyacente al acero formará una sal insoluble de zinc sobre el acero expuesto. Esto resana la ruptura y continua protegiendo la superficie contra cualquier corrosión.
El galvanizado presenta una serie de ventajas que no es posible encontrar en otros tipos de recubrimientos.
- Bajo costo versus vida útil
- Bajo nivel de corrosión
- Recubrimiento adherido metalúrgicamente al acero
- Fácil de inspeccionar
- Gran resistencia a daños mecánicos
La vida protectora de un galvanizado está determinada primordialmente por el espesor del recubrimiento y la severidad de las condiciones de exposición. Estas condiciones incluyen ambientes atmosféricos clasificados como urbanos, rurales y marinos.
En la corrosión de los galvanizados influyen muchos factores. Los siguientes, dentro de la amplia clasificación de los ambientes atmosféricos, son los que más influyen.
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Limpieza Cáustica
Son soluciones de compuestos desengrasantes alcalinos. Su finalidad es remover de la superficie del acero residuos de aceite, grasa y ciertos tipos de barnices, lacas y pinturas.
Aunque existen soluciones desengrasantes del tipo ácido, las alcalinas son ampliamente preferidas por ser de menor costo y más eficientes.
Lavado
Enjuague en agua limpia para evitar el arrastre de líquido de la limpieza cáustica al decapado.
Decapado Ácido
Son soluciones en base a Ácido Clorhídrico o Sulfúrico, que tienen la finalidad de remover los óxidos de la superficie del acero. Los decapados en base Ácido Clorhídrico son los más usados, ya que operan a temperatura ambiente y tienen un menor impacto de contaminación en las etapas posteriores.
Es imprescindible la adición de un aditivo que contenga inhibidor para que el ácido no disuelva el acero, solamente los óxidos, que evite la emanación de neblina ácida e idealmente ayude en limpieza adicional del metal.
Lavado
Enjuague en agua limpia para evitar el arrastre de ácido y hierro en solución, los cuales contaminan el prefluxado y el zinc fundido del crisol de galvanización. Existen aditivos que ayudan a disminuir el arrastre de estos contaminantes.
Prefluxado
Es una solución acuosa de Cloruro de Zinc y Amonio, que disuelve los óxidos leves que se hayan vuelto a formar sobre la superficie del acero luego de su paso por el decapado y el lavado. La película de fundente que se deposita protege la superficie para que no vuelva a oxidarse y asegura un recubrimiento uniforme de zinc en el crisol de galvanizado. Las piezas deben secarse y precalentarse antes de sumergirlas en el crisol de galvanizado.
Existen varios tipos de compuestos de Cloruro de Zinc y Amonio para el prefluxado. Mientras más óptima es la limpieza, decapado y lavado del acero, permitirá el uso de fluxes que admiten mayor tiempo de secado, mayores temperaturas de precalentado y una mínima emisión de humos al ingresar las piezas al zinc fundido en el crisol.
La presencia de contaminantes en el preflux influye directamente en la calidad del galvanizado, las pérdidas de zinc y la generación de subproductos tales como cenizas y humos.
El hierro en forma de sales solubles, arrastrado desde el decapado a su lavado posterior es el contaminante más crítico. Su efecto es la formación de escoria en la masa fundida de zinc, la cual aumenta el espesor de la capa de zinc y crea capas intermetálicas desiguales.
El hierro soluble debe mantenerse por debajo de un 0,5%. Es factible mantener una baja concentración de hierro en el preflux ajustando el PH alrededor de 5 y filtrando la solución.
Con un adecuado control, las soluciones de prefluxado pueden durar años.
En las plantas donde no existe horno de secado o precalentamiento es conveniente operar el prefluxado a 55-75°C, esto ayudará a un secado más rápido.
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El uso de flux sobre el crisol de galvanizado evita las salpicaduras de zinc y la emisión de humo al sumergir las piezas en el crisol como también se genera una menor cantidad de cenizas y disminuye el consumo de energía para mantención de temperatura.
Para un fluxado eficiente, sólo es recomendable utilizar compuestos de cloruro de zinc y amonio que no se quemen con la alta temperatura del zinc fundido.
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Las piezas deben sumergirse lo más rápido posible y retiradas lentamente del crisol.
El tiempo de inmersión dependerá del espesor del acero, la temperatura de precalentado y el espesor deseado. La reacción de formación de la capa de zinc es rápida, los primeros 1 a 2 minutos y luego decae. Mientras más gruesa la capa, más quebradiza es. En los primeros 30 segundos se forman las 3 capas intermetálicas.
Una composición típica de la masa de metal fundido es:
98,76% Zinc
1,2% Plomo
0,002% Aluminio
Es conveniente que las piezas no se sumerjan a más de 30 cm del fondo, ya que en el fondo se acumula escoria. La temperatura optima es 454°C. No se deben superar los 480°C ya que el hierro del crisol reacciona con el zinc formando escoria y falla prematura del crisol
ENFRIAMIENTO
Este influye en el aspecto del galvanizado, por lo que es importante controlar la velocidad de enfriamiento por medio de un enfriamiento rápido con agua o un enfriamiento con aire.
PASIVACION
Para evitar las manchas de corrosión blanca sobre el galvanizado, es recomendable realizar un proceso de pasivación de la superficie. Las más comunes son mediante una solución de cromatos o una solución de silicatos. Ambas soluciones pueden estar contenidas en el estanque de enfriamiento. Los pasivadores en base a silicatos no presentan los problemas ambientales que generan los que contiene cromo y tienen mayor resistencia a la lluvia ácida.
RETOQUE Y REPARACIÓN DEL GALVANIZADO
La superficie del galvanizado puede dañarse debido a soldaduras, perforaciones, cortes, transporte, etc. Las zonas dañadas deben ser retocadas únicamente con productos que cumplan con la norma ASTM-A-780, como por ejemplo, galvanizado en frío. La aplicación de productos que no cumplan con esta norma provocarán corrosión prematura en las zonas dañadas.
CONCLUSIÓN
Para obtener un galvanizado de optima calidad y resistencia a la corrosión, se deben controlar cuidadosamente todas las etapas del proceso. Para un adecuado control de cada una de las etapas del proceso es imprescindible contar con un laboratorio o los servicios de un laboratorio externo. La adecuada selección de los procesos de limpieza, decapado, fluxado y el control de las contaminaciones en el fluxado y crisol de galvanizado son críticas.
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El Galvanizado en frío se utiliza ampliamente para lo siguiente:
Aplicando el galvanizado en frío en un espesor mínimo de 75 micrones, se logra la misma protección que el galvanizado en caliente.
Se utiliza para reparar galvanizado en caliente dañado por soldadura, corte, quemadura, cizallamiento, etc.
Se utiliza para regenerar superficies galvanizadas en caliente erosionadas por el tiempo.
Las soldaduras son susceptibles de corroerse dado que el área soldada tiene un potencial eléctrico distinto al del metal base. Al aplicar galvanizado en frío sobre las costuras de soldaduras y a sus alrededores, inhibe la corrosión de estas mediante protección galvánica.
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Se requiere que el acero este libre de óxidos y aceite. Esto se puede lograr mediante una limpieza mecánica con cepillo de alambre o arenado. También dependiendo de la situación se emplean métodos químicos para la limpieza.
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El galvanizado en frío permite el uso de pinturas protectoras o decorativas sin necesidad de ningún pretratamiento. La pintura puede aplicarse directamente sobre la superficie galvanizada.
CONCLUSIÓN
El galvanizado en frío es una alternativa equivalente al galvanizado en caliente respecto a su resistencia a la corrosión. Se puede utilizar para estructuras nuevas o sobre galvanizado dañado, y puede ser fácilmente aplicada en terreno por el usuario.
Es una alternativa válida para aquellas zonas que están alejadas de plantas galvanizadoras o para mantención de estructuras en terreno.
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