Defectos en piezas galvanizadas muy grandes

La galvanización en caliente es un proceso ágil y simple en el cual el producto a galvanizar, tras una preparación previa que conlleva la limpieza mecánica y química de la superficie del acero a galvanizar, se somete a una inmersión en un baño de zinc a 450º C que, tras unos minutos, da como resultado una serie de capas de aleaciones de zinc y hierro que protegen al producto de una forma permanente frente a la corrosividad ambiental.

La reacción del acero con el zinc debe realizarse en las mejores condiciones para obtener buenos resultados y ello va a depender del tipo de acero, estado superficial, condiciones termodinámicas del baño y diseño de la pieza.

Influencia de la composición del acero en la calidad de la galvanización en caliente

Son muchos los aceros que se pueden galvanizar en caliente con resultados estándares. Sólo en el caso de aceros con un rango de composición específico de Silicio y Fósforo (véase UNE EN ISO 14713) se obtienen unos recubrimientos más gruesos y con menos resiliencia. En estos casos se obtienen recubrimientos gris oscuro mate, con mayor protección frente a la corrosión dado su mayor grosor pero que en aquellos casos donde aumente mucho el espesor del recubrimiento puede debilitarse la cohesión del recubrimiento, recomendándose elevar el cuidado a la hora de manipular mecánicamente las piezas galvanizadas.

Condiciones relativas al estado superficial del acero

 El estado superficial del acero determina el resultado final del galvanizado. No es difícil encontrarnos ante una baja reactividad de la superficie del metal debido a la presencia de elementos interpuestos entre el acero y el zinc. Además, la dinámica de la reacción metalúrgica puede ser heterogénea en presencia de rugosidades, tensiones internas o composiciones químicas y diferentes tamaños de grano.

Una superficie de acero metalúrgicamente limpia es el punto de partida indispensable para una correcta galvanización. Los productos que se someten al proceso suelen llegar con sustancias contaminantes que impiden su correcto procesamiento. Hay una serie de sustancias que normalmente se encuentran en las superficies, como son las grasas y aceites, los jabones, el polvo, los restos de pintura y los residuos de los procesos mecánicos o de soldadura que, junto con la herrumbre y la calamina, se forman por la oxidación superficial del acero.

La preparación superficial que los galvanizadores realizan en sus instalaciones está oriemtada a eliminar todos los productos de corrosión así como algunos elementos orgánicos (los más emulsionables). Sin embargo, ciertas sustancias contaminantes, como son las escorias, los sprays de soldadura, etc., han de ser eliminadas mediante tratamientos mecánicos o similares.

Por otra parte, el estado superficial del acero puede influir en el desarrollo de las capas de aleación entre el zinc y el hierro. Así, podríamos esperar mayor reactividad debido al aumento de área que se produce en las superficies más rugosas. Tratamientos como la deformación en frio, el esmerilado, el pulido o el estirado, generan todos ellos cristales más gruesos de aleaciones zinc-hierro e inclusiones y estriaciones cuyos defectos quedan amplificados una vez que se introducen los artículos en el crisol de galvanización.

Por último, señalar que las superficies sometidas a oxidaciones avanzadas o a tratamientos térmicos previos, cuyo resultado es el aumento o la disminución de la superficie práctica del metal, influyen decisivamente en la obtención de un recubrimiento más o menos grueso del galvanizado.

Tamaño de las piezas

 Cuando los tamaños y los espesores de los artículos son grandes, y estos son sumergidos en el baño de zinc, inevitablemente la diferencia térmica que se produce en las piezas impide que la reacción entre el acero y el zinc se realice a la temperatura adecuada. Al disminuir la temperatura la densidad del baño aumenta dificultando el drenaje del zinc, formándose volúmenes de zinc gruesos y poco homogéneos. Por lo tanto, conviene esperar más tiempo de lo habitual para que el equilibrio térmico se produzca y que de esta forma se puedan obtener los mejores resultados. En estos casos los grosores alcanzados en los elementos macizos pueden ser mayores.

Igualmente, en aquellas piezas donde deban realizarse cortes por oxicorte o láser de grandes espesores, estos procedimientos pueden llegar a alterar y transformar las características superficiales del acero, lo que podría conllevar una variación sustancial de la adherencia del galvanizado.

Para una mayor información al respecto, remitimos a la norma EN ISO 14713-2, sección 6.6.

Diseño de las piezas

 Cuando se trata de productos de acero a galvanizar, el diseñador ha de tener en cuenta que los productos se sumergen en un crisol de determinadas dimensiones donde se encuentra zinc fundido a 450ºC. Por tanto es muy importante facilitar el paso del fluido a través de toda la pieza con pasos de ventilación y drenaje, y en el caso de estructuras huecas, asegurarse de que se permite tanto la salida del aire como la entrada del fluido fundente con orificios en suficiente número y tamaño para que no haya riesgo de explosiones o que no se produzca la galvanización en ciertas zonas interiores.

Con respecto a elementos solapados se recomienda evitarlos o en su caso, sellarlos manteniendo ventilación superior e interior.

Un diseño cuidadoso no solamente favorece la eficiencia del proceso, sino que permite a su vez que no se formen grandes acumulaciones de zinc improductivo, poco estético y bastante costoso, en rincones o fondos de depósitos sin salida.

También hay que tener en cuenta que el aumento de temperatura puede liberar tensiones internas producidas por soldaduras discontinuas o por operaciones de deformación en frío. Por todo ello se recomienda que se realicen soldaduras en continuo y que la estructura esté reforzada para admitir estas temperaturas.

En resumen…

  El galvanizado de piezas de grandes dimensiones, aparte de los parámetros habituales de trabajo, requiere de un procesado de más larga duración que deriva en recubrimientos más gruesos y en algunos casos de aspecto gris oscuro mate con una resistencia al golpe algo menor a otros galvanizados estándares.

Los principales defectos que suelen encontrarse en este tipo de piezas son:

  • Desconchados o descascarillados debidos a fuertes golpes sufridos por las piezas. Aunque la resiliencia del galvanizado es alta, en general, ante fuertes golpes se puede levantar. Por supuesto, al ser piezas de grandes dimensiones el recubrimiento intermetálico hierro-zinc aflora a la superficie y ello conlleva una menor resistencia a los golpes. Un manipulado adecuado es, por tanto, esencial.
  • Rayaduras próximas a los cortes efectuados con oxicorte o láser donde se ha podido modificar a la baja la habitual alta adherencia del acero galvanizado.

La forma de reparación consiste en aplicar pinturas ricas en zinc o mediante proyección térmica.

Deja un comentario

2 comentarios

  1. Estoy fabricando perfiles de acero de 38mmx38mmx1/8″
    Luego de la galvanizacion en caliente, en el control de calidad notamos que varios lados se han agrandado y ahora llegan a 41mm, cuando deberian ser de 38mm.
    Es posible que el proceso de galvanizado agregue 3 mm (al lado del perfil, no al espesor)?

    Muchas gracias por sus comentarios.

    Responder
    • La galvanización no genera ningún cambio mecánico ni elongación permanente de los aceros tratados, si esta existe en algún tipo de acero (laminado en frío, algunos aceros inoxidables, etc.) no se extiende mas allá del 1%-1.5% y en el caso que se comenta en la pregunta es muy superior. Incluso si se hubiese medido a diferentes temperaturas, estamos hablando de una elongación permanente muy alta. Creemos que es un error de medida, porque no se da ninguna condición que pueda alterar los parámetros originales del material.

      Responder

Responder

Por favor, inicia sesión con uno de estos métodos para publicar tu comentario:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

w

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: