Inmersión en caliente
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Usos y Aplicaciones

Galvanizado por Inmersión en caliente (Hot-Dip Galvanizing)

Recubrimiento convencional contra la corrosión atmosférica caracterizado por ser un proceso en caliente donde los materiales se sumergen en un baño de zinc fundido a una temperatura de 450 °C para cubrir y formar una aleación de hierro – zinc en toda la superficie, su durabilidad se relaciona directamente con el grosor de la bicapa en el rango 35 – 100 μm, en donde una capa gruesa tiene una vida útil más larga.

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1. Zinc

El zinc es un metal blanco ligeramente azulado y brillante, quebradizo cuando esta frío pero maleable y dúctil entre 100 y 150 °C, se funde a los 450 °C y su punto de ebullición es a los 907 °C con una. Tiene buena resistencia mecánica por lo que se utiliza en la industria de la construcción, pero su uso más importante es su capacidad de protección.

En la industria se utiliza como como elemento protector anticorrosivo para otros metales, el cual utiliza diferentes procedimientos: galvanizado por inmersión en caliente, galvanoplastia (electrólisis) y por sherardización (polvo de zinc).

Las piezas a galvanizar deben tener pretratamiento para quitar impurezas en la superficie, pudiendo ser por desengrasado (eliminar aceites, lubricantes, pinturas, barnices y pavonado), decapado (eliminar el óxido de recocido) o fluxado (recubrimiento con cloruros para facilitar la reacción con el zinc).

2. Galvanizado, protección catódica

Para proteger e los métodos para prevenir la corrosión es el galvanizado que es un recubrimiento que reacciona más rápidamente que el hierro con los entornos oxidantes, conocido como galvanizado.

El galvanizado es un recubrimiento para metales que previene la corrosión, alarga su vida útil y presenta un buen acabado final.

Es una capa fina que se forma en todas las superficies del material aislándolo del medio ambiente.

El zinc al ser más electronegativo que el acero, es atacado primero por la corrosión para proteger al acero, a esto se le conoce como protección catódica.

Se caracteriza por ser una protección superficial de color gris ligeramente azulado, presenta formas geométricas irregulares visibles debido a la estructura cristalina del acero y el zinc, conocidas como flor, clasificada genéricamente como chica, mediana y grande.

Flor de galvanizado
Fig 1. Flor de galvanizado.

Se emplea para protección de piezas contra la corrosión y contaminantes existentes en piscinas y cervecerías, inmerso en agua fría, agua caliente (menor de 60 °C), agua de mar, en suelos con desechos de carbón y cenizas, en contacto con madera (roble, nogal cedro rojo y pino) y la corrosión bimetálica debido al contacto.

La vida útil de la capa de zinc esta en función del recubrimiento en masa para cualquier tipo de entorno, como se muestra en la siguiente tabla.

Protección por años en función del espesor de la capa de zinc y el tipo de atmósfera
Tipo de atmósfera Gramos de zinc / metro cuadrado
77 153 229 306 382 458 535 611 687 763 840 916
Espesor de la capa de zinc en micrómetros
11 22 33 43 54 65 75 86 97 107 118 129
Años de protección hasta el 5% de oxidación de la superficie
Rural 7 13 19 25 31 37 44 50 56 62 68 74
Marino tropical 5 10 15 19 24 29 34 39 44 48 53 58
Marino templado 4 8 13 17 21 25 30 34 38 42 47 51
Suburbano 3 7 10 14 17 21 24 28 31 35 38 42
Industrial moderado 2 5 9 12 15 18 22 25 28 31 35 38
Industrial pesado 1 3 5 7 9 11 12 14 16 18 20 22

Un producto galvanizado tiene una vida útil promedio que varía entre 20 y 30 años, dependiendo del grado de exposición y tipo de entorno o atmósfera y del espesor de la capa de zinc.

Cada producto de lámina de acero recubierto tiene su propio sistema de designación. Las normas más utilizadas en láminas con recubrimiento metálico son ASTM A-653 que abarca productos galvanizados por inmersión en caliente, y ASTM A-879 que incluye el galvanizado electrolítico.

ASTM A-653 Galvanizado por inmersión en caliente
Capa Masa* oz/ft2 (g/m²) Espesor bicapa μm
G40 0.40 (120) 18
G60 0.60 (180) 26
G90 0.90 (275) 40

La letra “G” corresponde a un proceso de galvanizado con 99% de zinc.

ASTM A-879 Galvanizado electrolítico
Capa Masa* g/m² Espesor bicapa μm
60G 60 8
90G 90 13
98G 98 14

* Cantidad total de zinc aplicado a las dos caras de la lámina.

3. Galvanizado o zincado por inmersión en caliente

Es un proceso en el que el recubrimiento de metales se hace por medio de la inmersión de las piezas en un baño de zinc fundido, para depositar una fina capa unida químicamente al metal base debido a una reacción química metalúrgica de difusión entre el zinc y el hierro o acero a 450 °C.

Fig. Galvanizado por inmersión en caliente.

La inmersión de la pieza es rápida para que el recubrimiento sea uniforme, principalmente en piezas largas. Para obtener un espesor de capa adecuado, la pieza debe estar sumergida en el baño de zinc que se mantiene a una temperatura entre 445 y 455 °C hasta que deje de bullir (burbujeo), durante este lapso de tiempo se forman varias capas de aleación del zinc-hierro en las que el zinc se solidifica.

Éstas capas tienen mayor dureza que la pieza base y su contenido de zinc aumenta a medida que se aproximan a la superficie del recubrimiento. El rango de espesor de recubrimiento por ambos lados de la lámina va desde 35 hasta 100 μm.

Para tubos se tiene un espesor de capa sencilla entre 50 – 125 µm y para láminas entre 10 – 50 µm.

Antes de extraer la pieza del baño de zinc, deben desespumarse las cenizas de la superficie para que no queden ocluidas (obstrucción) en el recubrimiento y alteren el aspecto del material. La extracción de la pieza, al contrario de la inmersión, se realiza lentamente considerándose óptimo 1.5 m/min.