EL ACERO El acero es una aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 1,075 % en peso de su composición, dependiendo del grado, y sumergido en agua fría adquiere por el temple gran dureza y elasticidad.El acero es básicamente hierro altamente refinado (más de un 98%), su fabricación comienza con la reducción de hierro (producción de arrabio). El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomo. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro - herrumbre. El óxido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales térreos.
TIPOS DE ACERO
Aceros al carbono: más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas. Aceros aleados: estos aceros contienen un proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Aceros de baja aleación ultrarresistentes: son más baratos que los aceros aleados convencionales. Reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios. Aceros inoxidables: contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Son duros, resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.
La industria produce distintos tipos de acero adecuados a cada diferente aplicación y con múltiples formatos: perfiles redondos, en chapas y láminas de distintos grosores, entre otros.
PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS Propiedades mecánicas: Resistencia: es la oposición al cambio de forma y a la fuerzas externas que pueden presentarse como cargas son traccion, compresión, cizalle, flexion y torsion. Elasticidad: corresponde a la capacidad de un cuerpo para recobrar su forma al dejar de actuar la fuerza que lo ha deformado Plasticidad: es la capacidad de deformación de un metal sin que llegue a romperse si la deformación se produce por alargamiento se llama ductilidad y por compresion maleabilidad. Fragilidad: es la propiedad que expresa falta de plasticidad y por lo tanto tenacidad los metales fragiles se rompen en el limite elastico su rotura se produce cuando sobrepasa la carga del limite elastico. Tenasidad: se define como la resistencia a la rotura por esfuerzos que deforman el metal;por lo tanto un metal es tenaz si posee cierta capacidad de dilatacion. Dureza: Es la propiedad que expresa el grado de deformacion permanente que sufre un metal bajo la accion directa de una fuerza determinada.existen dos Dureza fisica y dureza tecnica. Ductilidad: es la capacidad que tienen los materiales para sufrir deformaciones a traccion relativamente alta, hasta llegar al punto de fractura. Resilencia: Es la capacidad que presentan los materiales para absorber energia por unidad de volumen en la zona elastica. Propiedades Fisicas Propiedades de los cuerpos: encontramos entre otras la Materia, Cuerpo, Estado de agregación,
Peso, Masa, Volumen, Densidad, peso espesifico (m/v) Propiedades Termicas: estan referidas a los mecanismos de calor existen tres mecanismos: Conduccion:se produce cuando la fuente emisora esta en contacto directo con el que se decea aumenta Tº Conveccion: para que ocurra tranferencia de calor por conveccion es necesario que exista un fluido quien sea el encargado de transmitir el calor de la fuente emisora hacia el cuerpo o ambiente Radiacion: Se produce porque la fuente de calor se encuentra en contacto en forma directa con el ambiente. Esta fuente emisora genera rayos infrarrojos que sirven de medio de transferencia de calor. Propiedades Electricas: Estan relacionadas con la capacidad de conducir la corriente electrica . Propiedades Opticas: estan referidos a la capacidad que poseen los materiales para reflejar o absorver el calor de acuerdo a las siguientes caracteristicas: Color-Brillo-Pulido. Propiedades Magneticas: Estan referidas a la capacidad que poseen los materiales metalicos para inducir o ser inducidos por un campo electromagnetico, es decir actuar como iman o ser atraidos por un iman.
EXTRACCIÓN Y ELABORACIÓN DEL ACERO Elaboración del Acero. Proceso donde se realiza la aleación de Hierro, Carbono y otros metales, donde el carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Por la variedad y por la disponibilidad de sus dos elementos primordiales en la naturaleza facilitando su producción en cantidades industriales, los aceros combinan la resistencia y la posibilidad de ser trabajados, lo que se presta para fabricaciones
mediante muchos métodos, sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades específicas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones. Son las aleaciones más utilizadas en la construcción de maquinarias, herramientas, edificios y obras públicas, habiendo contribuido al alto nivel de desarrollo tecnológico de las sociedades industrializadas. Productos derivados: la cabilla, propiedades mecánicas, longitud y diámetro comerciales, dobledos, ensayo de tracción, ángulo platinas y perfiles, protección a la corrección
Acero corrugado (cabilla) El acero corrugado es una clase de acero laminado usado especialmente en construcción, para emplearlo en hormigón armado. Se trata de barras de acero que presentan resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón. Está dotado de una gran ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y doblar no sufra daños, y tiene una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más seguras y con un menor gasto energético. Las barras de acero corrugado están normalizadas. Por ejemplo, en Españalas regulan las normas: UNE 36068:1994- UNE 36065:2000 –UNE36811:1998. Las barras de acero corrugados se producen en una gama de diámetros que van de 6 a 40 mm, en la que se cita la sección en cm² que cada barra tiene así como su peso en kg. Las barras inferiores o iguales a 16 mm de diámetro se pueden suministrar en barras o rollos, para diámetros superiores a 16 siempre se suministran en forma de barras. Las barras de producto corrugado tienen unas características técnicas que deben cumplir, para asegurar el cálculo correspondiente de las estructuras de hormigón armado.
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS Grado Norma Covenin
Grado equivalente Norma ASTM
N-40
40
N-60
60
Límite Elástico Fy (mín) 2.800 Kg/cm 2 40.000 PSI 275Mpa 4.200 Kg/cm 2 60.000 PSI 415Mpa
Resistencia a la tracción. Fsu (mín) 4.900 Kg/cm2 70.000 PSI 481Mpa 6.300 Kg/cm2 90.000 PSI 618Mpa
Alargamiento en 20 cm. (8") (%) 16 12
PLETINAS: DEFINICION Es el producto terminado del laminado en caliente, de sección transversal rectangular con espesor mayor o igual a 3 mm, ancho mayor o igual a 12 mm y menor o igual a 150 mm, y las aristas son redondeadas. (COVENIN 2746)
USO O APLICACIÓN Son utilizadas ampliamente en la carpintería metálica y en la industria metalmecánica en general, tales como: fabricación de muebles metálicos, trabajos ornamentales de acero en alcantarillados y como soporte de directorios y equipos de aire acondicionados
PROTECCIÓN A LA CORROSIÓN Durante muchos años nuestra sociedad de consumo ha exigido mejores condiciones de vida paralelas a sus necesidades crecientes y esto ha generado un formidable desarrollo industrial al cual se le ha invertido mucho tiempo de estudio en el diseño y construcción de plantas, equipos e instalaciones industriales de procesos para la síntesis y manufactura de productos que satisfagan dichas necesidades. Hoy día con día se desarrollan nuevos procesos, nuevos productos, nuevas necesidades las cuales ponen a prueba la creatividad e inventiva del hombre. Para estos procesos se requiere de instalaciones eficientes con éxitos productivos y económicos que por tal motivo se requieren fuertes inversiones de capital. Esto justifica establecer programas de prevención contra incendios, terremotos, explosiones y de mantenimiento y control de corrosión. la protección anticorrosiva a base de pinturas y recubrimientos anticorrosivos viene a ser un seguro de vida para sus instalaciones
¿COMO CONTROLAR LA CORROSION? A la fecha se cuenta con varios métodos que han resultado ser los mas prácticos para controlar la corrosión del Acero, cuya selección para cada caso depender de las condiciones del medio y de factores técnico - económicos. Estos métodos pueden justificarse a través de un análisis del mecanismo de corrosión mostrado en la figura, en la siguiente forma: - inhibidores de la corrosión . Este método considera el uso de pequeñas cantidades de compuestos orgánicos o inorgánicos capaces de formar una película o barrera adherente en la superficie del Acero por atracción eléctrica o por una reacción, evitando el acceso de los agentes corrosivos. Estos compuestos se caracterizan por las altas cargas eléctricas en los extremos de sus moléculas capaces de ser atraídas por la superficie a proteger; desafortunadamente esta atracción no es permanente siendo necesarios una dosificación constante en el medio. Este método se utiliza preferentemente en donde existen medios fluidos de recirculación. - Uso de recubrimientos anticorrosivos. Este método al igual que el anterior considera la formación de una barrera que impida en lo posible el acceso de los agentes corrosivos a la superficie metálica; no obstante, la barrera es formada a partir de la aplicación de una dispersión liquida de una resina y un pigmento, con eliminación posterior del solvente, obteniéndose una película sólida adherida a la superficie metálica. Su durabilidad esta condicionada a la resistencia que presente esta película al medio agresivo. Su uso esta muy generalizado en la protección de estructuras e instalaciones aéreas o sumergidas. - Selección de materiales de construcción Cuando las condiciones de presión y temperatura sean muy extremas o bien el medio sea excesivamente agresivo en tal forma que los métodos anteriores no sean utilizables se puede recurrir a una selección adecuada de materiales (generalmente caros). La alta resistencia a la corrosión de estos materiales se basa en la formación inicial de una capa delgada de oxido del metal y muy adherente e impermeable. A este fenómeno se le conoce como Pasivación. Afortunadamente la
frecuencia en el uso de este método es menor en las instalaciones de la industria. Considerando el aspecto económico de cada uno de estos métodos así como sus limitaciones, las cuales necesariamente repercuten en su eficiencia de protección se concluye que la solución a los problemas de corrosión esta enfocada a su control mas que a su eliminación. Cada uno de los métodos mencionados constituye una extensa área de estudio dentro de la ingeniería de corrosión, existiendo gran cantidad de publicaciones y bibliografía en cada caso. En el presente seminario se considera únicamente lo concerniente a Recubrimientos Anticorrosivos. El uso de recubrimientos anticorrosivos para la protección de instalaciones industriales constituye una de las practicas mas comunes en el control de corrosión, tanto por su versatilidad de uso como por su bajo costo relativo. A la fecha se han desarrollado gran diversidad de recubrimientos caracterizados fundamentalmente por el tipo de resina y pigmento utilizados en su formulación; generalmente un aumento de eficiencia va aunada a un aumento de costo, por lo que, la selección del tipo de recubrimiento para un caso especifico debe ser el resultado de un balance técnico económico. De lo anterior es posible inferir que la investigación actual en este campo esta orientada a recubrimientos anticorrosivos de alta eficiencia y bajo costo.
