Galvanizado por Inmersión en Caliente

Galvanizado por
Inmersión en
Caliente
Dirigido a:
9 Arquitectos,
9 Ingenieros,
9 Constructores y
9 Usuarios en general.
Notas
Informativas
V.01/16
CONTENIDO
Capítulo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Título
Página
Corrosión
2
Galvanizadoencaliente,¿Quées?
3
Aparienciaycondicionesdelacabado
6
Durabilidaddelrecubrimiento
10
Normasdegalvanizadoencaliente
11
Nuestroprocesodegalvanización
12
Otrosprocesosdegalvanizadoencaliente
13
¿Cómosoldaracerogalvanizado?
15
GalvanizadoyConstrucciónSostenible
16
ElAceroGalvanizadoenlaAgricultura
17
OtrossistemasdeProtecciónmedianteelZinc
18
PreguntasFrecuentes
20
Galvanización en Caliente
Notas Informativas
Corrosión
¿Cuántocuesta?,¿quées?,¿cómoevitarla?
1
Elcostoporreparacióndedañosdebidoalacorrosiónllegaamillonesdedólaresanuales.Seestimaque
los costos de la corrosión representan alrededor del 4% del PIB de las naciones industrializadas, porcentaje que
tiendeasermayorenlaseconomíasdelospaísesemergentes.
Cada90segundos,entodoelmundo,unatoneladadeaceroseconsumeporla
corrosión,ydecadadostoneladasdeaceroproducido,unaesparareemplazarel
acerocorroído.Alprotegerunatoneladadeacerocontralacorrosiónpor
galvanizaciónencaliente,seahorrasuficienteenergíaparasatisfacerlas
necesidadesdeunafamiliamedianadurantevariassemanas.
La corrosión, o lo que se conoce como oxidación, es un fenómeno natural en
dondelosmetalestiendenavolverasuestadonatural.Sinembargo,elempleo
desistemasadecuadosdeproteccióneneliniciodeunproyecto,talcomola
galvanizaciónencaliente,puedereducirsignificativamenteloscostosanuales.
Aparte de considerar la galvanización en caliente como un medio de protección contra la corrosión en
cualquierproyectodeconstrucción,ahoratambiénesespecificadapormúltiplesrazones,entreellas,ladurabilidad,
laversatilidad,lasostenibilidad,elbajocostoporelpocoonulomantenimiento,einclusolaestética.Elgalvanizado
representa el uso eficiente del zinc para proteger el acero durante largos períodos, lo que significa además un
ahorroderecursosconunimpactomínimoenelmedioambiente.
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
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Galvanizaciónporinmersiónencaliente
¿Quées?
El galvanizado por inmersión en
calienteconsisteenrecubrirelacerobasecon
una capa de zinc unido metalúrgicamente.
Dicho recubrimiento proporciona una
excelenteprotecciónfrentealacorrosión.
El producto que va a ser galvanizado,
previamente limpiado de impurezas como
grasasyoxidaciones,seintroduceenunbaño
de zinc fundido a 450º C (ver proceso de
figura 1), aleándose con el acero y
generándose varias capas con diferentes
proporcionesdehierroyzinc.
Estas aleaciones, metalúrgicamente
adheridas al acero, son tan duras como su
base y muy resistentes a golpes o a la
abrasión. Además, dado que el acero es
sumergido en un baño, cubre por completo
todaslassuperficiesdelproducto.
Figura1.Procesodelgalvanizadoporinmersiónencaliente
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
2.1Aspectodelrecubrimiento
LaFigura2muestraelaspectodeuncortetransversaldelrecubrimientogalvanizadoobservadomedianteun
microscopiometalográfico.
Comopuedeobservarse,laestructuraesmuycomplicada.Elacerobasedelapiezaestáenlaparteinferior
delafotografía.LacapadelgadainmediatamenteencimadelmismoseconocecomocapaGammaytieneunespesor
aproximadodeunmicrómetro(1μm),queequivalea0,001mm.Estacapaestáconstituidaporunaaleacióndehierro
yzincquecontieneun25%dehierro.LacapasiguienteeslacapaDelta,formadaporunaaleaciónquetieneun10%
de hierro aproximadamente. La capa más gruesa, en la que pueden verse claramente cristales metálicos alargados
orientados hacia el exterior, es la capa Zeta, que contiene un 6% de hierro. Finalmente, la capa más externa,
denominadaEta,estáconstituidaporzincprácticamentepuro.Esfácildecomprenderlaestructuradelrecubrimiento
si consideramos que las capas Gamma, Delta y Zeta son “capas de aleaciones” y es útil saber que estas capas
proporcionanalrecubrimientovariasdesuscaracterísticasmásinteresantes.
Figura2.
2.2¿Cómosecomportanlosrecubrimientosgalvanizadosfrentealosgolpes?
Losrecubrimientosgalvanizadossonmuy
resistentes. Esto se debe a la especial
combinación de propiedades mecánicas que
tienen las capas que los componen. La figura 3
muestraundiagramadeladurezadeéstascapas,
expresadaenunidadesVickers(Hv).
La dureza típica de los aceros suaves es
de unas 160 unidades de dureza Vickers. Las
capasdealeacioneszincͲhierrosonbastantemás
duras,hasta240Hv,mientrasquelacapaexterna
dezincesmásblandaydúctilqueelaceroylas
capasdealeación.
Figura3.
Estosignificaquecualquiersolicitacióndeimpactoesabsorbidanormalmenteporlacapaexternadezinc,
que se deforma, mientras que la gran dureza de las capas de aleación proporciona al recubrimiento una elevada
resistenciaalaabrasiónyalosarañazos.Además,siporcausadeungolpefuertesedesprendieraunaporcióndel
recubrimiento, siempre quedaría adherida al acero la primera capa de aleación, la capa Gamma, que está
interconectadaanivelatómicoconelacerobaseyqueseguiráproporcionandoprotecciónelectroquímicaalmismo.
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2.3Tripleprotección
Laprotecciónquímicaestriple
Elzinc,altenerunpotencialelectroquímico
mayor que el hierro, es el primero en oxidarse
sacrificándose frente al acero: mientras exista una
capadezinc,elaceronosedeteriorará.Segundo,si
poralgunacausa(cortes,taladros,etc.)elacerose
ha quedado localmente desprotegido, la capa de
zinc, en presencia de aire y humedad, genera
carbonatos de zinc que se acumulan en la zona
desnuda del acero cubriéndola y aislándola de la
humedadydelambiente,(verfigura4).Porúltimo,
sieltamañodelazonadesprotegidaesaúnmayor,
laaccióndeproteccióndelzincsigueejerciéndose
como ánodo de sacrificio siendo además su
velocidad de corrosión entre diez y treinta veces
máslentaqueladelacero.
Figura4.
Con todo ello, conseguimos que un producto galvanizado esté protegido durante un largo período de
tiempo, que en la mayoría de los casos sobrepasa la vida útil del producto. La calidad del recubrimiento
protectorestáaseguradaydetalladaperfectamentepornumerosasnormasinternacionales.
2.4¿Dóndepuedeutilizarselagalvanización?
Hoy en día el acero galvanizado es utilizado por los grandes países desarrollados en una gran variedad de
aplicaciones,talescomo:
x
x
ConstrucciónyArquitectura,
EnergíayTelecomunicaciones,
x Armadurasparahormigón,
x SeñalizaciónVial,
x AgroͲIndustria,
x Transporte,
x MobiliarioUrbano,
x Arte,
x Portones,
x Deporte,
x etc.
Nodebenutilizarselosrecubrimientosgalvanizadossinprotecciónadicionalparaprotegerelaceroque
vayaaestarenlassiguientescondiciones:
x Ensolucionesácidas.
x Ensolucionesalcalinasfuertes.
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
AparienciayCondicionesdelacabadosuperficial
Tiposdeacabadosycriteriosparainspeccionarlacalidaddelacerogalvanizado
3
Losrecubrimientosreciéngalvanizadospresentannormalmenteunaspectometálicobrillantemuycaracterístico.
Este brillo va desapareciendo con el tiempo hasta adquirir un color gris metálico mate. Este cambio se debe a la
reacciónentreelzincyelaire,quedalugaralaformacióndeunafinacapadehidróxidosycarbonatosbásicosdezinc,
que se conoce como capa de pasivación y que constituye una barrera que aísla la superficie del zinc del medio
ambiente.Sinembargo,enelgalvanizadoporinmersiónencaliente,sepuedenpresentartambiéndistintosacabados
entre piezas y/o secciones de la misma. Dichas variaciones por lo general son causadas por las características de su
propio acero, pero lo más importante, es que dichas diferencias en su aspecto, no afecta su objetivo de protección
contralacorrosión.Laaceptabilidaddeunrevestimientodebeserenfocadaespecialmenteensurendimientoalargo
plazoyasuresistenciaalacorrosión,nonecesariamenteporsuapariencia.
ManchasdecolorGrisOpaco(Aceptable):
Sedesarrollaenzonaslocalizadas,perosepuedeextendersobre
toda la superficie de la pieza. Ocurre principalmente en aceros
con contenido relativamente alto de silicio o fósforo, sustancias
másreactivasconelzincfundido.Lafigura5ilustraelefectodel
contenidodesilicioenlosespesoresdelrecubrimiento.Raravez
sedaelcasodequeelgalvanizadordisminuyaeseefecto,elcual
eselresultadodelacomposiciónquímicadelacero.
Figura5.
Combinacióndemateriales(Aceptable):
Sepuedenpresentarpiezasunidascondostonalidadesdistintas.
Esto puede ocurrir al usar materiales con distintos espesores, o
también a su composición química. Otra zona común donde se
presenta este fenómeno, son en las zonas soldadas, ya que el
contenidodesiliciodelasoldadurainfluyeenlaapariencia.
Velocidaddeenfriamiento(Aceptable):
Un sector con recubrimiento tanto opaco y brillante también
puede ser el resultado de una velocidad de enfriamiento
diferente. Los bordes exteriores del producto se enfriaron
rápidamente, mientras que el centro del producto se mantuvo
por encima de280 °C por mástiempo y la reacción metalúrgica
entreelzincyelhierrocontinuóenelestadosólido,loque
resultaenunaspectogrismate.Lasdiferenciasenlaapariencia
serán menos notables con el tiempo y el color general se
volveráununiformegrismate.
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Notas Informativas
PuntosNegros(Rechazable):
Areas descubiertas o puntos negros son generalmente el
resultadodeprocesosdefectuososydebenserrechazadas.
Las causas del problema sólo serán responsabilidad del
galvanizador si hubo un tratamiento previo deficiente,
excesivatemperaturadesecadoantesdelagalvanizacióno
piezas apoyándose unas sobre otras durante la inmersión
enelbaño.Puntosoáreaspequeñaspuedenserreparadas
acordealaNormaASTMA780.
Marcasdecadenay/oalambredeamarre(Aceptable):
Otro tipo de defecto de la superficie se produce cuando el
acero se sujeta y se transporta mediante cadenas y cables
conectadosalasgrúas.Marcassuperficialesquequedanenel
recubrimiento galvanizado no son motivo para el rechazo a
menosquelasmarcasdejenaldescubiertoelacerodesnudo,y
entalcaso,elgalvanizadordeberepararlasdichasáreasantes
paraaceptarlas.
Roscasyagujerosobstruidos(Aceptable):
Losagujerostapadossoncausadosporundrenajeinadecuado
ypuedenllenarparcialocompletamentelosagujerosconzinc.
Elzincfundidonodesaguafácilmenteenlosagujerosmenores
de3/32"(3mm)dediámetrodebidoalaviscosidaddelmetal
de zinc, por lo que se debe de considerar hacer las
perforaciones con el mayor diámetro posible. Agujeros
obstruidos de menos de Ø1/2” (12.7mm) no son una causa
paraelrechazo.
Del mismo modo, los hilos obstruidos de una sección roscada
en tornillos, son causados por un mal drenaje (o falta del
mismo)alahoraderetirardelacalderadegalvanización.Los
hilos obstruidos se pueden limpiar usando operaciones como
una centrífuga o con herramientas para repasar las roscas sin
quitarelrecubrimiento(despuésdegalvanizar).
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
Grumos(Rechazable):
Son depósitos de diversos tipos, formas y dimensiones que
forman parte de la capa de zinc. Los grumos se forman
cuandolasimpurezasdelbañodezinc(lodos,óxidos,plomo),
sefijanenlasuperficiedelapiezaconzincenelmomentode
suretiradadelabañera.
Lapresenciaexcesivadegrumossuelesercausaderechazo,
yaquetiendenadebilitarelrecubrimiento.
Excesodealuminioengalvanizado(Rechazable):
DeacuerdoalasespecificacionesASTMA123yA153,latina
degalvanizadodebecontenercomomínimoun98%dezinc
puro, el restante 2% serán aleaciones que se quedará a
criteriodelgalvanizadorusarono.Unaditivomuycomún
es el aluminio, que ayuda con el acabado brillante de la
pieza,sinembargo,sinosecontrolasuconcentraciónenel
baño, puede generar marcas negras o descubiertas. Si son
zonas pequeñas pueden ser reparadas, pero si superan el
áreapermitida,debenserrechazadasyreprocesadas.
Descamación(Rechazable):
Cuando revestimientos pesados (300 μm o más) se
desarrollan durante el proceso de galvanizado, puede dar
como resultado la descamación. Recubrimientos
excesivamente gruesos generan altas tensiones en la
interfaz del acero y hace que el recubrimiento de zinc se
separe en escamas de la superficie del acero. La
descamación se puede evitar reduciendo al mínimo el
tiempo de inmersión en la caldera de galvanización y la
refrigeración de las piezas de acero galvanizados tan
rápidamentecomoseaposible,y/osiesposibleelusode
unacalidaddeacerodiferente.Sieláreadeladescamación
espequeño,sepuederepararyluegoaceptar,sinembargo,
sieláreadeladescamaciónessuperioralpermitidoporlas
especificaciones, la pieza debe ser rechazada y
regalvanizada.
LíneasdeOxido(Aceptable):
Laslíneasdeóxidosonlíneassuavesdecolormásclaroen
la superficie del acero galvanizado creado cuando un
productonoseextraedelacalderadegalvanizaciónauna
velocidad constante. La tasa inconsistente de retiro puede
serdebidoalaformadelproductoodelascondicionesde
drenaje.Laslíneasdeóxidosedesvaneceránconeltiempo
y obedecen a una condición estética, no tienen ningún
efecto en el comportamiento contra la corrosión, y, por lo
tanto,nosonunacausaparaelrechazo.
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SuperficieRugosa(Aceptable):
Elrecubrimientoásperoocurredebidoalacomposiciónquímica
delasuperficiedeacerooelestadosuperficialdelapieza.Estos
factores se encuentran fuera del control del galvanizador. La
rugosidad también puede ser originada en el proceso de
galvanización por el exceso de extracción, la inmersión por
tiempo prolongado del tanque de galvanización o la alta
temperaturadelzincfundido.
“Sangrado”deOxido(Aceptable):
Aparece como una mancha de color marrón o rojo que se
escapadelasjuntasnoselladasdespuésdequeelproductoha
sido galvanizado en caliente. Es causada por los productos
químicos de tratamiento previo que penetran en una junta no
sellada. Durante la galvanización del producto, la humedad se
evapora, pero los productos químicos de tratamiento quedan
atrapadosendichasjuntas,dejandoresiduosdecristalanhidro
en la articulación. Con el tiempo, estos residuos de cristal
absorben agua de la atmósfera y atacan el acero en ambas
superficiesdelaarticulación,creandoelefectodesangradode
óxido que se filtra fuera de la junta. Si se produce una
hemorragia,éstapuedeserlimpiadalavándoladespuésquese
hidrolizanloscristales.Estefenómenonoesresponsabilidaddel
galvanizadorynoescausaderechazo.
CorrosiónBlanca
(LigeraoMediaesAceptable,ExcesivaesRechazable):
Eselnombredadoalosdepósitosblancosqueseformanenla
superficiedelapieza,debidoalalmacenamientootransporteen
condicionesdemalaventilaciónohumedad.
Apesardelaapariencia,lacorrosiónblancanoponeenpeligro
lacapadezincoriginal.Encasodeduda,debeprocederseauna
limpiezadeláreaafectadayverificarsuespesor.
Paraevitarlacorrosiónblancaenelalmacenamiento,laspiezas
deben ser transportadas y almacenadas en un lugar seco y
aireado.
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Durabilidaddelrecubrimiento
Rendimientocontralacorrosiónatmosférica
La resistencia de la galvanización contra la corrosión atmosférica depende del espesor del recubrimiento en la
superficie del metal. La velocidad de corrosión del zinc se produce generalmente de forma lineal en un entorno
determinado,locualpermiteestimarlavidaútildelrevestimientomediantelasevaluacionesdesuespesor.Tambiénse
puede estimar la vida útil del recubrimiento a través del cálculo de las velocidades de corrosión de una determinada
categoríadecorrosividad,deacuerdoconlanormaISO9223,quesemuestraenlasiguientetablaylaFigura6.
Categoríade
Corrosividad
C1Muybaja
C2Baja
C3Media
C4Alta
C5Muyalta
CXExtrema
Ambiente
Interior:Seco,muybajahumedadypolución.Ej:Oficinas,Casas.
Exterior:Zonassecasyfrías,bajahumedad.Ej:algunosdesiertos
Interior:Condensaciónocasional.Ej:Almacenes,gimnasios.
Exterior:Zonasconbajapolución(SO2<5μg/m3).Ej:zonasdesérticas
Interior:Condensaciónypoluciónmoderada.Ej:Plantasprocesadorasde
alimentos,lavanderías,lecherías.
Exterior:Urbanonomarítimoymarítimodebajasalinidad,zonatropicaly
subtropical(SO2:5μg/m3a30μg/m3)
Interior:Grancondensaciónygrandesnivelesdepolución.Ej:Piscinas,plantas
químicas,etc.
Exterior:Zonasindustriales,zonascosterassinnieblasalina.
(SO2:30μg/m3a90μg/m3)
Interior:Altoniveldecondensaciónypolución.Ej:Minas,almacenassin
ventilaciónenzonastropicalysubtropical.
Exterior:Muyaltoniveldepolución(SO2:90μg/m3a250μg/m3).Ej:Zonas
industrialesoconelevadogradodesalinidad,estructurascercanasalascostas.
Interior:Permanentecondensaciónyextremahumedadconaltosnivelesde
clorurosypoluciónenelaire.
Exterior:Altacontaminaciónindustrial,embarcaderosencontactodirectocon
elaguasalinadelascostas.(SO2mayora250μg/m3)
TablasegúnNormaISO9223:2012
Tasamediaanual
decorrosióndel
zinc(μm)
Tasamediaanualde
corrosióndelaceroal
carbono(μm)
<0,1
<1,3
0,1a0,7
1,3a25
0,7a2,1
25a50
2,1a4,2
50a80
4,2a8,4
80a200
8,4a25
200a700
Figura5.Duracióndelacapadezincdeacuerdoalespesorytipodeambientecorrosivo
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Notas Informativas
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NormasdeGalvanizadoenCaliente
EnCEMESAtrabajamosconlasnormasASTMA123(Paraelementosestructurales)yASTMA153
(Paraherrajesypiezaspequeñas),oensucasoconlasnormasquenossugieraelcliente.Enlasiguiente
tabla se puede apreciar los espesores mínimos exigidos del recubrimiento, según sea el espesor de la
piezaagalvanizar:
EstructurasMedianasͲGrandes
Espesordelmaterial
TipodeMaterial
<1/16"
(<1.6mm)
(1.6a<3.2mm)
1/8"a3/16"
(3.2a4.8mm)
(>4.8a<6.4mm)
ш1/4"
(ш6.4mm)
Placas,Platinas,Angulares
45μm
65μm
75μm
75μm
100μm
Barras,Varillas
45μm
65μm
75μm
75μm
100μm
Tubos
45μm
45μm
75μm
75μm
75μm
1/16"a<1/8"
>3/16"a<1/4"
SegúnTabla1delaNormaASTMA123/A123MͲ12
Losespesoresderecubrimientoexigiblesalaspiezaspequeñascomoclavos,tornillos,tuercas,pernos,etc.,quese
sometenatratamientodecentrifugacióndespuésdesuextraccióndelbañodezincsonmenores,yseindicanenlatabla
siguiente:
PiezasPequeñasCentrifugadas
Valorpromedio
TipodeMaterial
ClaseAͲ Piezasdefundición
Artículosde3/16"(4.76mm)omásymásde15”
ClaseB1Ͳ
(381mm)delargo
Valorunitario
μm
g/m2
μm
g/m2
86
610
79
550
86
610
79
550
ClaseB2Ͳ
Artículosmenoresde3/16"(4.76mm)ymásde15”
(381mm)delargo
66
458
53
381
ClaseB3Ͳ
Cualquierespesoryde15”(381mm)omenosde
largo
56
397
48
336
53
381
43
305
43
305
36
259
Tornillería:
Øde3/8”(9.52mm)omás,arandelasde3/16”y
ClaseCͲ
1/4”deespesor(4.76mmy6.35mm)
ClaseDͲ
Øde3/8”(9.52mm)omenor,arandelasdemenos
de3/16”deespesor(4.76mm)
SegúnTabla1delaNormaASTMA153/A153MͲ03
Gradodeespesordelrecubrimiento
μm
g/m2
35
45
55
65
75
85
100
245
320
390
460
530
600
705
SegúnTabla2delaNormaASTMA123
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
NuestroprocesodeGalvanización
6
Nuestra planta tiene la capacidad de galvanizar piezas y productos de peso y tamaños muy diversos (desde
tornilleríahastaciertoselementosestructurales).Lapreparaciónsuperficialdelmaterialagalvanizar,serealizaporvía
química.Enelesquemasiguienteseilustranlasprincipalesetapasdenuestroproceso(figura7):
Figura6.
Desengrase:
Este se realiza a través de soluciones químicas que sirven para eliminar la mayoría de los aceites solubles y
lubricantesqueseusanalfabricarlaspiezas.
Decapado:
Para la mayor parte de las piezas a tratar, esta es la primera operación que se realiza y, mediante ella, por
tratamientoconácidos,seeliminanlascascarillasdefabricaciónyelóxidoquesehayaformadoenlapieza.
UsodeFlux:
Estasaldoble(clorurodezincyamonio)tieneporobjetoprotegerlaspiezasdelaoxidacióndespuésdequehan
sidodecapadasademásdepermitirqueelzinctengaunadecuadoescurrimientosobreelacero.
Galvanización:
Despuésdelalimpieza,elmaterialaserrecubiertoessumergidoenunbañodezincfundidomanteniendouna
temperaturaalrededorde450oC.Elespesordelacapaesproporcionalaltiempodeinmersión.
Inspección:
Esteeselpasofinaldelprocesoyaquílosproductossonrevisadosvisualmenteparaasegurarlaintegridaddel
recubrimiento,asimismoelespesordelacapaesmedidoparaverificarqueesteseadeacuerdoalasnormas.
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OtrosProcesosdeGalvanizado
ComparacióndeNormasdegalvanizadoporinmersiónencaliente
7
Enelmercadodelosproductosparalaconstrucción,seencuentrandistintosmaterialesdeacerogalvanizado
(tubosyláminas),loscualesestánelaboradosporotrasnormasdegalvanizadoporinmersiónencalienteyquevarían
deacuerdoaltipodematerialyasuuso.Acontinuación,describiremoscadaunadeéstasnormasparaunamejor
comparaciónyentendimientodelasmismas.
7.1Galvanizadoencontinuodeláminas(NormaASTMA653)
Laláminagalvanizadaencalienteesproducidaenlíneascontinuasderevestimiento
dezinc.Lasboninasdeacerolaminado,sonsoldadasinterminablementeparaformaruna
láminacontinua.Despuésdepasarporlaetapadelimpiezayrecocido,essumergidaenel
bañodezincfundidoyretiradaverticalmentepordondeespasadaatravésde“cuchillasde
aire” para obtener un revestimiento limpio y con el espesor deseado. Luego del
enfriamiento, enderezado y tratamiento contra el óxido de zinc, la lámina es cortada o
bobinadaparasudistribuciónoposteriorespinturasy/omoldeado(perling,láminasdetecho,etc.)(Verfigura7)
Figura7.Diagramadelprocesodegalvanizadocontinuodeláminas
LaNormaqueregulaestetipodeprocesoeslaASTMA653,ylamismaespecificaqueenpromediolasláminas
deberán tener un espesor del recubrimiento de entre 8 a 25μm. Esto significa que tendrá una durabilidad en un
ambientealtamentecorrosivode1a2añosaproximadamenteantesdesuprimermantenimiento.
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
7.2Galvanizadodetubos(procesosemiautomático)(NormaASTMA53)
Lostubossongalvanizadosporunsistemadeproducciónautomatizadomedianteel
cualcadaunidaddetubosesumergeeneltanquedegalvanizadomedianteunmecanismo
de rotación continuo (figura 8). Inmediatamente después del retiro del baño de zinc, el
exceso es limpiado de las superficies exteriores pasando el tubo por un anillo con aire a
presión (figura 9). Por último, el interior del tubo se limpiará con un chorro de vapor a
presión.
Figura8.Diagramadelprocesosemiautomáticodetubos
Figura9.Anillodeaireapresión
LanormaASTMA53(2012)enelpunto17.2,indicaquecadatubodebetenercomomínimounrecubrimiento
de400g/m2encadaladodelasuperficie(internaoexterna);estoequivaleaunespesormínimopromediode56.6μm
(μm=g/m2÷7.067).
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
¿Cómosoldaracerogalvanizado?
RecomendacionesdelaAmericanWeldingSociety’s[AWS]
Enalgunasocasionesesnecesariosoldarmaterialesgalvanizados,bienpararealizar
construcciones soldadas a parir de perfiles o componentes ya galvanizados o para
ensamblarenobraestructurasgalvanizadas.
8
La soldadura del acero galvanizado no difiere esencialmente de la soldadura del
acerosingalvanizar.Conlamayoríadelosprocedimientosdesoldadurapuedenobtenerse
uniones soldadas de buena calidad sobre materiales galvanizados, siempre que se
acomodenlosparámetrosdesoldeoalascondicionesparticularesdelmaterialysetomen
encuentatodaslasrecomendacionesyprecaucionesparaeladecuadoproceso.
La elevada temperatura que se alcanza en las operaciones de soldadura provoca la
vaporizacióntotaloparcialdelrecubrimientodelzinc,ademásdegenerarvaporesdeóxido
dezincquepuedecontaminarellechodefusiónyprovocarporosidadenelcordóndesoldadura.Estoshumostambién
pueden ser dañinos para el soldador, por lo que deben seguirse las siguientes recomendaciones de las Sociedad
Americana de Soldadores (AWS, American Welding Society’s) con la especificación AWS DͲ19.0 (Soldadura de acero
recubiertoconzinc).
Enlafigura10seilustranalgunosdelosaspectosprincipalesatenerencuentaenlasoldaduraeléctricaporarco,
sinembargodichasrecomendacionessonigualmenteválidasenlasoldaduraMIG.Noserecomiendautilizarlasoldadura
TIGparaacerogalvanizado,porquelosvaporesdezincprovocanunainterferenciaconelarcoyademásdeterioranlos
electrodosdewolframio.
A)Enlassoldadurasatopelaseparaciónentrebordesdebeseralgomayor
queelcasodesoldaraceroennegro,parafacilitarlasalidadelosgases
deóxidodezincyevitarqueprovoquenporosidadenelcordón.
B)Lavelocidaddesoldeotambiéntieneunainfluenciadecisivasobrela
calidaddelassoldaduras.Esrecomendablesoldarmáslentoqueenel
casodelhierronegroyrealizarunmovimientopendularalelectrodo
parafavorecerladisipacióndelosvapores.
C)Losgasesdeóxidodezincafectantambiénalaestabilidaddelarco.
Serecomienda,porello,unligeroaumentodelaintensidaddela
corriente.
D)Esimportantelacorrectaseleccióndeloselectrodos.Sonpreferibles
Losqueproducenescoriadesolidificaciónlenta,conobjetode
aumentareltiempodeescapedelosvapores.
E)Paraevitarunaexcesivaexposicióndelsoldadoraloshumosdezinc,
esrecomendadodisponerdealgúndispositivodeaspiracióncercaa
lazonadetrabajo.
Antesdesoldar,esmuyimportanteeliminarlamayorcantidadezincde
losbordesoáreasquevanasersoldadas.Paraellosepuedequemarcon
sopletelazonaasoldaraambosladosdelaspiezasentre2cmy5cmde
los bordes, tomando las precauciones ya indicadas en cuanto a la
extracción de los humos. También se puede utilizar una pulidora para
eliminarelrecubrimientodezincdelosbordes.
Figura10.Recomendacionesgenerales
Una vez realizada la soldadura, hay que restaurar la zona de acuerdo a la Norma ASTM A780, utilizando
pinturas ricas en zinc. Antes de aplicarse el recubrimiento restaurador, debe limpiarse bien la zona de soldadura de
escoriasyposiblesrestosdeóxidodezinc.
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
GalvanizaciónyConstrucciónsostenible
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Lastecnologíasdelfuturosecaracterizaránporserdebajocostoenenergíayporgenerarpocosresiduos.Eneste
contexto,elgalvanizadorepresentaunasoluciónreciclablequereduceelconsumoenergéticoenlafabricaciónde
lasestructuras.
La presión sobre la industria mundial para que se responsabilice por las consecuencias de sus acciones sobre el
medioambienteseencuentraplenamentejustificada,lacualesejercidaengranpartegraciasalabúsquedadela
sostenibilidadporpartedelasociedad.
La filosofía de la sostenibilidad es muy simple. Consiste en garantizar una mejor calidad de vida para todos los
habitantesdelplanetayparalasgeneracionesvenideras.Esteconceptoincluyeademáscuatrometasimportantes:
x Elreconocimientodelasnecesidadesdecadaindividuoporpartedelprogresosocial,
x Elmantenimientodelosniveleselevadosyestablesdelcrecimientoeconómico,
x Laprotecciónefectivadelmedioambiente,
x Elusoprudentedelosrecursosnaturales.
El proceso de galvanización en caliente ha tenido buenos resultados sobre la protección efectiva del medio
ambiente y el uso prudente de los recursos naturales, por lo que puede ser considerado como un factor
importanteenlacontribuciónsostenibledelaconstrucción.
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
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ElAceroGalvanizadoenlaAgricultura
El sector AgroͲIndustrial requiere que las inversiones que se realicen en ella sean lo más productivas posibles, es
decir,quetodoslosedificios,equipos,maquinariaymenajequeseutilicenenlasexplotacionesagrariasnosolamente
debensereficientesacortoplazo,sinoquetambiéndebenpoderseutilizardurantemuchotiempoconbajoscostosde
mantenimiento.Lossistemasderiego,abrevaderos,corrales,remolques,vallasypostesdeluzseencuentranentreotras
aplicacionescomunesenesteámbitoquerequierenproteccióncontralacorrosión
El galvanizado ofrece una amplia variedad de soluciones de prevención contra la corrosión para la agricultura y
plantasdeprocesamientodealimentos.Haymuchasrazonesporlasquelosespecificadoreseligenelgalvanizadosobre
otras formas de prevención de la corrosión. El Galvanizado por inmersión en caliente proporciona una larga vida útil,
resiste el agua y daños por humedad, sin ser afectados por lavados intermitentes con desinfectantes y limpiadores
químicos, proporciona una superficie duradera, previene la oxidación rápida, y es resiste a los ambientes extremos de
humedad,fríoocalor(soportatemperaturasdesdeͲ40°Chasta200°C).
Enlaindustriadeprocesamientodealimentos,elacerogalvanizadoencalienteestambiénunodelospilares.Es
utilizadoensistemasdebandastransportadoras,cadenas,soportes,bastidoresdealmacenamientoyestantesdebidoa
sulimitadomantenimientoyfacilidaddelimpieza,elacerogalvanizadocombatelacorrosióndurantedécadas.
EquipoderiegoͲfumigación
Carretas
Invernaderos
Establos,Ganaderías,Porquerizas
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
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OtrossistemasdeprotecciónmedianteelZinc
Comparacióndemetodologías
Enlaactualidad,existenvariossistemasdeproteccióncontralacorrosióndelaceromedianterevestimientosdezinc
que por lo general se denominan “galvanizado”, pero cada uno tiene características únicas. Estas características no solo
afectanlaaplicabilidad,sinotambiénlaeconomíayelrendimientoenelambiente.Elmétododeaplicación,laadhesiónal
metalbase,ladureza,laresistenciaalacorrosiónyelespesordecadarevestimientodezincvarían(verFigura11).
Metodología
Galvanizadoen
caliente
Metalizacióncon
Zinc
Pinturadealto
contenidodezinc
Galvanizadoen
continuo
Pinturacon
Proyeccióndezinc
pigmentosdezinc
semifundidocon
enpolvocon
pistola
aglutinantes
SSPCͲPSGuía
12.00,22.00;
AWSC2.2
SSPCͲPSPintura
20;SSPCͲPS12.01
Métodode
aplicación
Inmersiónenuna
tinaconZinc
fundidoa450°C
Especificación
ASTMA123,
ASTMA153
Tamañode
piezas
Tornilleríahasta
grandesvigas
(dependedel
tamañodelcrisol)
Ilimitado
Tiempode
curación
<1hora
<24horas
Cobertura
superficial
Adherenciaal
metalbase
100%,bordes,
Inconstante,según
esquinase
capacidaddel
interiores.Especial
operario.No
ensuperficies
recubresuperficies
planas.
internas.
Aleación
Metalúrgica
~3,600psi
Electrogalvanizado
(Electrolítico)
Mecánico
~1,500psi
Inmersiónen
continuoenzinc
fundido
Electrólisis.
Mediantecorriente
eléctricaen
electrolitosacuosos
ASTMA653
ASTMB633
Ilimitado
Bobinasdeláminas
dehierrodeno
más72”deancho
(1.83m)
Piezaspequeñas
(dependedel
tamañodelas
tinas)
24a72horas
<1hora
<1hora
100%,Controlado
concuchillode
aire.
100%
Aleación
Metalúrgica
~3,600psi
Mecánico
~300Ͳ500psi
Inconstante,según
capacidaddel
operador.Tiendea
serdelgadoen
bordesyesquinas.
Norecubre
superficies
internas.
Mecánico
~400Ͳ600psi
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
Figura11.Espesoresdelosdistintosrecubrimientosconzinc
Galvanizadoporinmersiónencaliente
Metalizado(Zincspray)
Galvanizadoencontinuo
Electrogalvanizado(electrolítico)
PinturadeZinc(Galvanizadoenfrío)
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
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PreguntasFrecuentes
1. ¿CómoesqueelGalvanizadoprotegealacerodela
corrosión?
El Zinc utilizado en el proceso de galvanizado
proporcionaunabarreraimpermeableentreelsustrato
delaceroyloselementoscorrosivosdelaatmósfera.No
permite que la humedad y los cloruros y sulfuros
corrosivos ataquen el acero. El zinc funciona como
ánododesacrificio,loquesignificaquesecorroeantes
queelacero.
2. ¿Cuánto tiempo puedo esperar que dure mi
estructuraopiezagalvanizada?
El acero galvanizado por inmersión en caliente resiste
muy bien la corrosión en numerosos ambientes
extremos. No es de extrañar que el acero galvanizado
duremásde30añosbajociertascondiciones.
3. ¿Por qué la apariencia del acero galvanizado varía
deunproyectoaotroodeunapiezaaotra,yexiste
alguna diferencia en la garantía de protección
contralacorrosióndeacuerdoalaaparienciadelos
recubrimientos?
La apariencia del recubrimiento (gris mate o brillante)
no afecta en nada la protección contra la corrosión. La
protección va en función a la cantidad de zinc en el
recubrimiento,mászincequivaleaunamayorvidaútil.
4. ¿El acero galvanizado en servicio puede soportar
altas temperaturas durante largos períodos de
tiempo?
El acero galvanizado por inmersión, puede estar
expuesto a temperaturas constantes inferiores a los
200°C sin problema alguno. No se recomienda para
temperaturas mayores de los 200°C a menos que sea
expuestodeformaintermitente.
5. ¿Por qué debería querer pintar sobre acero
galvanizado?
Conocido como Sistema Duplex, la pintura y el zinc en
combinaciónprotegeránlaestructurade1.5a2.5veces
más que si fuera solamente galvanizado. Además
ayudará con la belleza estética según se requiera,
adicionándole color a la estructura. Consúltenos sobre
elmanualparapintaracerogalvanizado.
6. ¿Y si el artículo que se va a galvanizar es más
grande que las dimensiones de la caldera? ¿Puede
todavíasergalvanizado?
Cuando las piezas son muy largas o no pueden ser
galvanizadas en una sola inmersión por su tamaño, los
galvanizadores pueden realizar el trabajo en 2 o más
pasos,sumergiendolaspartesquequedanexpuestassin
galvanizar. A éste proceso se le conoce como “doble
inmersión”.
7. ¿Hayalgunaconsideraciónespecialparaeldiseñoy
fabricacióndelaspiezasquevanasergalvanizadas
encaliente?
Sí.Específicamente,elacerofabricadodebepermitirel
fácil flujo de los productos químicos de limpieza y zinc
fundido sobre y a través de ella (partes internas).
Consúltenos sobre el manual de diseño de piezas a
galvanizar.
8. ¿Elespesordelrecubrimientodezincesconsistente
alolargodetodalapieza?
El espesor del recubrimiento depende del espesor,
rugosidad, composición química, y diseño de la
estructura que será galvanizada. Todos o uno de éstos
factores pueden ocasionar que el espesor del
recubrimientogalvanizadonoseauniforme.
9. ¿Cuánto peso aumenta mi estructura al ser
galvanizada?
En promedio el peso del artículo se incrementará en
alrededordeun3.5%
10. ¿Existe alguna manera de no galvanizar ciertas
áreasintencionalmente?
Sí, pero los procedimientos para ello pueden no ser
100%efectivos.
11. ¿Quéeselgalvanizadoen“frío”?
Noexistelagalvanizaciónenfrío.Eltérminoseutilizaa
menudoenreferenciaalapinturaricaenzinc.
12. ¿Cuántocuestagalvanizar?
El presupuesto para galvanizar dependerá del peso de
laspiezas,dimensiones,tipodematerial(tubo,angular,
platina,etc.)ydelacantidaddecadapieza.
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
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10+1
Larguísima Duración
Un recubrimiento de 100 micras,
puede durar de 12 a 25 años en un
ambiente extremadamente corrosivo.
Libre Mantenimiento
Los recubrimientos galvanizados no
requieren mantenimiento, punto.
Económico
A la larga, debido al nulo
mantenimiento, le sale más barato
que pintar.
Versátil
Se puede galvanizar desde piezas
pequeñas como tornillos, hasta
grandes estructuras.
Fiable
El galvanizado en caliente es un
proceso controlado y especificado por
las Normas ASTM A123 y ASTM
A153.
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Buenasrazonespara
GalvanizarenCaliente
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7
8
9
10
Resistente
El recubrimiento galvanizado es muy
resistente a los golpes y raspones, ya
que el zinc se alea con el metal base.
Se puede pintar
Y además combina muy bien con el
hormigón, aluminio, acero inoxidable y la
madera.
Se puede soldar
Con procedimientos estandarizados bajo
normas internacionales.
Recubrimiento TOTAL
Se cubre el 100% de la superficie de la
pieza, tanto externa como internamente.
No depende del clima
Las estructuras galvanizadas pueden
ser instalas sin importar las condiciones
del clima.
No contamina el medio
ambiente
El zinc del recubrimiento es 100% natural y no daña el
OtrasNormasrelacionadasconacerogalvanizado
ASTMA143
PrácticasparaProteccióncontralafragilizacióndel
galvanizadoencaliente.
ASTMA385
Prácticaparaproporcionaraltacalidadderecubrimientosde
zinc(porinmersiónencaliente).
ASTMA767
EspecificaciónparagalvanizadodeBarrasdeaceropara
hormigón.
ASMTA780
PrácticaparaReparacióndedañosenlosrecubrimientos
galvanizados.
ASTMB6
ASTMD6386
EspecificaciónparaelZinc
Prácticaparalapreparacióndelasuperficiegalvanizadapara
pintarla.
ASTME376
Prácticaparamedirelespesordelrecubrimientomediante
instrumentodepartículasmagnéticas.
AWSDͲ19.0
Prácticasparasoldaracerogalvanizado
ASTMA653
Especificaciónestándarparaláminasdeacerogalvanizadoen
continuo.
ASTMA53
Especificaciónestándarparatubosdeacerogalvanizadoen
procesosemiautomático.
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Galvanización en Caliente
Notas Informativas
ReferenciasBibliográficas:
AmericanGalvanizersAssociation(AGA)
“TheInspectionofHotͲDipGalvanizedSteelProducts”.
2011
www.galvanizeit.org
NationalInstituteofSteelDetailingandtheAmericanGalvanizersAssociation
“HotͲDipGalvanizing,WhatWeNeedtoKnow”
Marzo,2009
www.nisd.org
Otrasreferencias:
x
x
x
x
x
AsociaciónTécnicaEspañoladeGalvanizadores,ATEG.www.ateg.com
EuropeanGeneralGalvanizersAssociation,EGGA.www.egga.com
GALVANIZERSASSOCIATION(ReinoUnido).www.galvanizing.org.uk
HotDipGalvanizersAssociationofSouthernAfrica,HDGASA.www.hdgasa.org.za
AsociaciónMexicanadeGalvanizadoresAC,AMEGAC.www.amegac.org.mx
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Arquitectura &
Ing. Civil
Armaduras para
hormigón
Fachadas de edificios,
Estructuras,
Cerramientos, etc.
Armaduras para
puentes, Muros de
contención, Carreteras
de concreto, etc.
Seguridad Vial
Energía y
Telecomunicaciones
Puentes, Barreras de
seguridad,
Señalización, Puentes
peatonales, etc.
Agro-Industria
Invernaderos, Sistemas
de riego y fumigación,
Ganaderías, Pesca ,
Porquerizas, etc.
Elementos de
fijación
Tuercas, Tornillería,
Clavos, Accesorios de
fijación, etc.
Deporte y tiempo
libre
Estadios, Piscinas,
Polideportivos,
Parques, Sistemas de
iluminación, etc.
Torres de transmisión,
Estructuras de
generación eléctrica,
etc.
Elementos de
transporte
Plataformas, Carretas,
Piezas de barcos,
Anclas, Chasis,
Cadenas, etc.
Arte & Decoración
Esculturas,
Monumentos,
Decoración en general,
etc.
Mobiliario Urbano
Bancas, Basureros,
Estaciones de trenes y
de buses, Casetillas,
Postes de alumbrado,
etc.
Barandas, Escaleras
y Portones
Cercas, Rejas,
Barandas, Escaleras,
Portones, etc.
Y muchas más aplicaciones…