GALVANIZADO EN CALIENTE SEGÚN NORMA ASTM A123 El galvanizado en caliente consiste en sumergir las piezas o elementos de hierro o acero en un baño de zinc fundido, mantenido a una temperatura de 450 °C, °C , aproximadamente. A esta temperatura tiene lugar un proceso proces o de difusión del zinc en el acero que da lugar a la formación de aleaciones de zinc-hierro sobre la superficie de las piezas. El proceso de galvanizado en caliente consta de tres instancias básicas: preparación de superficie, galvanizado e inspección de la superficie.
1. PROCESO DE GALVANIZADO Las operaciones realizadas para el galvanizado por inmersión en caliente son las siguientes:
1.1. Recepción y armado El material es recibido en el patio de maniobras de planta y es almacenado en espera de la programación para ser procesado. Luego las piezas son colocadas en gancheras para su traslado a las diferentes áreas de proceso.
1.2. Desengrase Tiene por objeto principal eliminar de la superficie del acero o fierro todo vestigio de grasas, aceites, orgánicos presentes. Las piezas de fierro o acero, son transportadas a través de gancheras a la tina de desengrase por un tiempo aproximado de 8 min. (Se hace un control visual de la limpieza) La composición del baño es una solución de ácido fosfórico y aditivos tenso activos, la temperatura de la solución es de 25 °C y pH en un rango de 1.5 - 2.5.
1.3. Decapado El proceso de decapado tiene como objetivo central limpiar el fierro a galvanizar de todas las impurezas, tales como los óxidos en sus diferentes presentaciones y grasas que no fueron removidos de la tina de desengrase. Las piezas libres de grasa o aceite se introducen a través de gancheras en las tinas de decapado por un tiempo aproximado de 20 min (dependiendo de las condición es del material puede ser mayor o menor el tiempo de inmersión). Este baño contiene una solución de ácido clorhídrico de una concentración aproximada de 14 al 18% en peso (densidad de 1.07gr/ml), inhibidor de corrosión al 1% en peso con respecto al ácido y trabaja a temperatura ambiente.
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1.4. Lavado o enjuague Después del decapado que da sobre la superficie del material una importante cantidad de fierro suelto y otros compuestos que de no ser removidos contaminan los procesos posteriores. Las piezas decapadas son transportadas a través de gancheras a la tina de enjuague por un tiempo aproximado de 5 min. Temperatura de trabajo es de 25ºC y pH en un rango de 3.0 – 5.0.
1.5. Fluxeado Es un baño que se le da al material para asegurar que el material no vuelva a oxidarse y obtener un galvanizado de buena apariencia y adherencia, se encuentra compuesta por una sal doble de cloruro de zinc-amonio al 40 % en peso y tiene un consumo promedio de 1.5 – 2.5 Kg. por tonelada de material galvanizado.
1.6. Galvanizado en caliente El material una vez acondicionado o fluxeado se sumerge en el crisol, cuyas dimensiones son 12.5 m de largo, 1.50 m de ancho y 2.20 m de profundidad, que contiene zinc fundido y aluminio en una concentración no mayor de 0.01 % y una temperatura de trabajo entre 440 - 450 °C (dependiendo del material a procesar). Las piezas fierro o acero son transportadas y sumergidas a través de gancheras en el zinc fundido por un tiempo máximo de 4 min (desde el primer contacto del material hasta que se retira completamente de la poza de galvanizado). Durante los primeros 30 segundos de inmersión de la pieza a galvanizar en el crisol de zinc fundido se forman las tres capas de aleación (zeta, delta, gamma), la cuarta capa eta (sin aleación) es un recubrimiento de zinc puro que le da el color brillante característico al galvanizado. La aleación descrita es la que brinda la protección contra la corrosión.
1.7. Enfriamiento El enfriamiento es a temperatura ambiente dejando al aire libre.
1.8. Acabados Terminado el proceso de galvanizado, los materiales son entregados al área de acabados para que se realice la eliminación de excedentes de zinc (limado y/o esmerilado de sobrantes) y se reparen las zonas no recubiertas por el zinc mediante el galvanizado en frío.
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En referencia a la norma ASTM A123 se tiene el siguiente la cual indica que la capa de zinc está determinada por el tipo de material y el espesor, según se muestra en la siguiente tabla:
Categoría del material
< 1 /16 pulg. (<1.6 mm)
1/16” a 1/8” (1.6 a <3.2 mm)
1/8” a 3/16” (3.2 a 4.8 mm)
>3/16” a <1/4” (>4.8 a <6.4 mm)
≥ 1/4” (≥ 6.4
45 45 45 45
65 65 45 45
75 75 75 60
85 85 75 65
100 100 75 80
Forma estructural y platos Tiras y barras Tubería y tubos Alambres
mm)
El proceso de galvanizado en caliente es protección del metal en negro mediante un baño de zinc, por lo que no es estrictamente estético y se pueden encontrar algunos defectos que no afectan la funcionalidad de la abrazadera y son aceptables (Instituto de materiales no ferrosos ICZ de Brasil – traducido por la Asociación Latinoamericana de Zinc)
Apariencia Exceso de zinc acumulado Aspereza general Sin uniformidad y drenaje (drenaje desigual) Corrosión blanca Manchas de flujo Recubrimiento en gris opaco Puntos descubiertos Manchas de oxido
Aceptabilidad de la protección Aceptable, siempre que no comprometa la funcionalidad de la pieza Aceptable, no afecta la vida del recubrimiento Aceptable, no afecta la vida del recubrimiento Aceptable, siempre que no comprometa el espesor de revestimiento Aceptable, no afecta la vida útil del recubrimiento Aceptable Aceptable, siempre que sean zonas pequeñas y se puedan retocar. Aceptable, quitar fácilmente con un cepillo rígido.
A continuación se detalla cada uno de los defectos presentados en el galvanizado y la ca usa de ello:
Aspereza general
Sin uniformidad y drenaje (drenaje desigual)
El recubrimiento áspero ocurre debido a la formación irregular de capas de Fe-Zn y Zn puro, debido a la composición química de la superficie de acero o el estado superficial de la pieza. Estos factores se encuentran fuera del control del galvanizador. El recubrimiento áspero no afecta la vida útil del galvanizado.
El exceso causado por el flujo desigual del zinc en una pieza, cuando se retira de la bañera, puede suceder por causa de la forma de la trayectoria de los componentes. No se daña la vida útil del recubrimiento.
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Corrosión blanca
Manchas de flujo
Es el nombre dado a los depósitos blancos que se forman en la superficie de la pieza con zinc, debido al almacenamiento o transporte en condiciones de mala ventilación o humedad. A pesar de la apariencia, la corrosión blanca no pone en peligro la capa de zinc original. En caso de duda, debe procederse a una limpieza del área afectada y verificar su espesor.
Cuando el flujo se utiliza durante el proceso de inmersión de la pieza en el baño de zinc, se puede unir a la superficie de la pieza y causar manchas de negro en el recubrimiento. Los depósitos de flujo eliminados de la superficie de la pieza en el momento de la retirada de la bañera, no justifican el rechazo, ya que, mediante la retirada del tanque, el recubrimiento de zinc se mantiene intacto.
Recubrimiento gris opaco
Puntos descubiertos
La causa de este aspecto es la distribución de hierro para formar fases de la aleación Fe-Zn en la superficie de recubrimiento. Se desarrolla en zonas localizadas, pero se puede extender sobre toda la superficie de la pieza. Debido a que estos recubrimientos son en muchos casos más gruesos que los normales, ostentan una vida más larga.
Causado principalmente por excesiva temperatura de secado antes de la galvanización o piezas apoyándose unas sobre otras durante la inmersión en el baño. Debido a la acción del sacrificio del zinc, las fallas pequeñas son protegidas y ejercen poco efecto sobre la vida del recubrimiento. Grandes áreas descubiertas son generalmente el resultado de procesos defectuosos y deben ser rechazadas.
Manchas de oxido El acero galvanizado a veces tiene manchas de óxido .Esto puede dar la impresión equivocada de que hay defectos en el recubrimiento y en ocasiones ser visualmente inaceptable, puede darse debido a: - Contacto directo de las piezas galvanizadas con acero sin protección o con protección inadecuada. - El drenaje de agua de una pieza de acero de acero sin protección o insuficientemente protegida.
Las manchas de la mayoría de fuentes externas no tienen ningún efecto sobre la vida útil del revestimiento. Por lo general, puede utilizar un cepillo duro o polvo abrasivo para remover la mancha y dejar el recubrimiento galvanizado intacto.
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DIAGRAMA DE FUJO DEL PROCESO PRODUCTIVO DESENGRASE
Acido orto fosfórico
DECAPADO
Acido clorhídrico 15%
ENJUAGUE
Agua
ACONDICIONAMIENTO O FLUXADO
Sal doble de cloruro de zinC y amonio
GALVANIZADO EN CALIENTE
Zinc
ENFRIAMIENTO
Agua
ACABADOS
Galvanizado en frio
ALMACENAMIENTO Y DESPACHO
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1. REFERENCIAS Los documentos que hacen referencia a este procedimiento y que sirven como medios de apoyo para su objetivo, son los siguientes:
DOCUMENTO
NOMBRE
NORMA ASTM A 123
Especificación estándar para recubrimientos de zinc (Galvanizado por inmersión en caliente) sobre productos de hierro y acero.
NORMA ASTM 153
Especificación estándar para recubrimientos de zinc (Galvanizado por inmersión en caliente) sobre productos de ferretería de hierro y acero.
NORMA ASTM 780
Practica estándar para la reparación de áreas dañadas o descubiertas en recubrimientos de galvanizado por inmersión en caliente.
NORMA ASTM E376
Practica estándar para medir el espesor de revestimiento por medios magnéticos. Métodos de ensayo.
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