La galvanización (como la tubería sin costura galvanizada) es el proceso de agregar una capa de zinc a la superficie del acero o hierro. Dado que el zinc actúa como un recubrimiento de sacrificio, protege el acero o el hierro que se encuentra debajo, extendiendo la vida útil del componente metálico.
Pero la galvanización es un proceso complejo que se puede realizar de diversas formas. El galvanizado se presenta en muchas formas, incluido el galvanizado en caliente y el galvanizado por difusión térmica, cada uno de los cuales tiene sus propias ventajas y desventajas. Por lo tanto, antes de incorporar zinc en un proyecto de fabricación o creación de prototipos, es útil comprender las diferentes formas de galvanizado.
Definición de galvanizado
La galvanización en química se refiere a un método simulado de estimular la acción o el esfuerzo. En ingeniería, esto significa que aplicamos una capa protectora de zinc sobre el metal que sospechamos que está corroído. Este es un método de embalsamamiento relativamente económico. La anticorrosión es el objetivo principal del galvanizado. El zinc forma una capa de barrera entre la superficie del material y el medio ambiente para proteger el material.
¿Qué es la tubería de acero galvanizado (tubería GI)?
La tubería de acero galvanizado es una tubería de acero que está recubierta con una capa de galvanizado en caliente o electrogalvanizado en la superficie de una tubería de acero soldada. La galvanización puede aumentar la resistencia a la corrosión de las tuberías de acero y prolongar su vida útil. La tubería galvanizada tiene muchos usos. Además de usarse como tuberías para agua, gas, petróleo y otros fluidos generales de baja presión, también se usan como tuberías para pozos de petróleo y oleoductos en la industria petrolera, especialmente en campos petroleros marinos, como calentadores de petróleo, enfriadores de condensación, y aceite de lavado de destilado de carbón en equipos de coquización química, así como pilotes de tubos de caballete y estructuras de soporte para túneles mineros, etc.
¿Qué tipos de metales se pueden galvanizar?
Los metales más comunes aptos para galvanizar son el acero y el hierro. Sin embargo, también se pueden galvanizar otros tipos de metales. En términos generales, se pueden galvanizar metales ferrosos como acero fundido, hierro fundido, hierro maleable, acero laminado en caliente y acero laminado en frío.
Por otro lado, existen otros materiales que no pueden formar una capa de zinc. Debido a que el hierro es importante en la reacción de galvanización, es difícil formar una capa de zinc sobre metales como el cobre o el aluminio. Además, si bien materiales como el acero al cromo-molibdeno pueden formar un recubrimiento, habrá muchas áreas expuestas donde el recubrimiento de zinc estará incompleto.
Ventajas de galvanizar
El propósito de la galvanización es formar una capa protectora de zinc sobre piezas de acero o hierro. Pero ¿por qué es esto útil? ¿Cuáles son las principales ventajas del galvanizado?
Bloquea los materiales corrosivos: El recubrimiento de zinc sobre el metal galvanizado impide que los materiales corrosivos lleguen al metal base subyacente más débil. Esto puede prolongar la vida útil del sustrato, especialmente en aplicaciones exigentes.
Previene la oxidación: El galvanizado retrasa significativamente la formación de óxido.
Crear un ánodo de sacrificio: El recubrimiento de zinc es consumido por sustancias corrosivas, por lo que brinda protección al metal que se encuentra debajo hasta que se agota por completo. Incluso si el rasguño penetra el revestimiento, el zinc se consumirá antes de que el hierro esté disponible.
Durable: El recubrimiento de zinc creado mediante galvanización es resistente y duradero, y a menudo brinda protección al metal subyacente durante décadas.
Asequible: El galvanizado es un procedimiento bastante sencillo y asequible que ofrece importantes beneficios con un mínimo desembolso.
Forma una capa gruesa: aunque no es adecuada para todas las aplicaciones, la galvanización producirá una capa más gruesa que, por ejemplo, la galvanoplastia.
Diferentes métodos de galvanizado
Existen muchos métodos de galvanizado, cada uno con sus propias características y ventajas. Averigüemos a continuación.
galvanizado en caliente
Como sugiere el nombre, este método implica sumergir el metal base en un charco de zinc fundido. Antes del galvanizado real, el maquinista debe limpiar química o mecánicamente el metal base. La limpieza es un proceso de preparación para asegurar la calidad de la unión entre el metal y el zinc. Después de la limpieza, el metal se aplica fundente para eliminar cualquier óxido restante.
Luego se sumerge en un baño de zinc calentado, que normalmente se mantiene a unos 460°C. Cuando comienza a formarse un enlace metalúrgico entre el zinc y el sustrato metálico, reacciona con el oxígeno para formar óxido de zinc después de que el sustrato metálico se retira del baño fundido. El óxido de zinc también reacciona con el dióxido de carbono para formar carbonato de zinc, que es la capa protectora final.
La galvanización en caliente es un método rápido y económico que se puede realizar tanto en piezas de chapa simples como complejas. Sin embargo, si se hace incorrectamente, es posible que encuentre algunas inconsistencias en el recubrimiento de la superficie metálica.
Pregalvanizado
El proceso de pregalvanización es similar al galvanizado en caliente. Sin embargo, se realiza en la primera etapa de producción (acería). Este proceso implica laminar láminas de metal a través de agentes de limpieza mecánicos o químicos para prepararlas para la galvanización. Después de la limpieza, los maquinistas pasan el metal base a través de un charco de zinc fundido y luego lo vuelven a enrollar inmediatamente.
Este proceso garantiza que las grandes bobinas de acero se galvanicen rápidamente y formen una capa más uniforme. Sin embargo, al comenzar a fabricar metal pregalvanizado, puede haber algunas áreas expuestas y sin recubrimiento. Por ejemplo, cuando una bobina larga de acero se corta en trozos pequeños, los bordes cortantes quedan expuestos porque no hay una capa galvanizada.
Electro galvanizado
A diferencia de los dos procesos comentados anteriormente, el electrogalvanizado no requiere el uso de un baño de zinc fundido. Por el contrario, la galvanoplastia introduce una corriente eléctrica en una solución electrolítica antes de aplicarla al sustrato. La función de la corriente eléctrica es transferir iones de zinc al sustrato metálico.
Este método de revestimiento de zinc metálico consiste en reducir los iones de zinc cargados positivamente a zinc metálico y luego depositar el zinc metálico sobre el metal cargado positivamente (acero o hierro). Los fabricantes también añaden refinadores de grano para asegurar una capa suave de zinc sobre el metal. Al igual que el pregalvanizado, el electrogalvanizado se aplica a largas bobinas de metal durante las primeras etapas del proceso de desarrollo del producto.
Este proceso crea un espesor de recubrimiento uniforme y preciso sobre el metal. Además, el recubrimiento producido con este método suele ser más delgado que el producido mediante galvanización en caliente.
Galvanizado recocido
La galvanización y el recocido es una combinación de galvanización y recocido en caliente. El propósito de este proceso es aplicar un recubrimiento especial al acero galvanizado. El proceso de recocido y inmersión en calor se lleva a cabo en un instante para producir una superficie gris mate.
El proceso de inmersión en caliente generalmente se realiza antes de que el metal recubierto pase a través de una cuchilla de aire, lo que ayuda a eliminar el exceso de zinc del metal. A continuación, el metal se calienta brevemente en un horno de recocido a temperaturas de entre 500 y 565 °C, y las capas de zinc y hierro se difunden entre sí, formando una aleación de zinc y hierro en la superficie.
Las chapas de acero galvanizado fabricadas de este modo resisten muy bien la soldadura y su superficie garantiza además una excelente adherencia de la pintura.
Proceso de galvanizado: ¿Cómo protege el recubrimiento de zinc el metal base?
La galvanización es la adición de una capa de zinc a la superficie de metales como el acero y el hierro. Existen muchos métodos de galvanizado. Por tanto, el proceso difiere según la tecnología elegida. Sin embargo, todos tienen un principio común, que es recubrir el acero o el hierro con zinc. El zinc puede estar en forma líquida o en polvo.
Cuando se introduce zinc en una pieza, el hierro del sustrato metálico reacciona con el zinc para formar un revestimiento de aleación estrechamente unido. Este es un recubrimiento relativamente simple que crea un recubrimiento bastante grueso. Todo el proceso se puede dividir en tres etapas:
Preparación de superficies metálicas
proceso de galvanizado
Tratamiento superficial después de la galvanización.
En términos generales, la galvanización protege el metal basándose en los siguientes principios:
La capa de zinc puede proteger el metal base de sustancias corrosivas como ácidos, álcalis cáusticos y gases.
El zinc es un metal de sacrificio. Cuando el revestimiento se raya, el zinc sacrifica fácilmente su ánodo, protegiendo así el metal base de la oxidación.
El zinc se corroe más rápido que el metal base, lo que lo convierte en una excelente manera de proteger los metales.
Sin embargo, los métodos de preparación preliminar y posprocesamiento determinarán la efectividad del proceso de galvanización. Una preparación insuficiente puede afectar la reacción entre el metal base y el acero fundido. Además, un postprocesamiento insuficiente también puede afectar el aspecto final de la capa galvanizada. Afectando así el efecto general del producto.
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