VIDA ÚTIL Y PROPIEDADES DE LAS SUPERFICIES GALVANIZADAS POR INMERSIÓN EN CALIENTE REVESTIDAS CON PINTURAS LÍQUIDAS Y EN POLVO

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1 VIDA ÚTIL Y PROPIEDADES DE LAS SUPERFICIES GALVANIZADAS POR INMERSIÓN EN CALIENTE REVESTIDAS CON PINTURAS LÍQUIDAS Y EN POLVO W.-D. Schultz (Instituto Dresden para la Protección de la Corrosión, Alemania) Resumen Los revestimientos y las películas de recubrimiento dan cuenta del 90% de todas las medidas de protección contra la corrosión. Los sistemas duplex, que tienen un efecto protector muy duradero y los revestimientos en polvo, que tienen una participación en el mercado total de revestimientos de aproximadamente el 20%, cumplen una función especial en este proceso. Se deben tomar en cuenta algunas características al revestir con polvo componentes de estructuras galvanizadas de acuerdo con DIN EN ISO Ellas se analizan en este documento. Una pregunta frecuente acerca de los revestimientos galvanizados por inmersión en caliente de conformidad con DIN EN ISO 146 se relaciona con la duración del efecto protector de tales revestimientos y con cuánto dura el efecto protector de los sistemas duplex basados en ellos. Existen escasas referencias en la literatura general, comparativa o identificable a exposiciones repetibles, aunque hay muchas indicaciones individuales. Las Pautas 2 a 99 del Instituto de Protección contra la Corrosión de Dresden (Institut für Korrosionsschutz Dresden), basadas en muchos años de experiencia en el Instituto, resumen tabularmente la duración del efecto protector esperado de los distintos sistemas anticorrosivos. REVESTIMIENTOS Zinc y aleaciones de zinc El zinc es muy resistente a la corrosión de la atmósfera, especialmente en un ambiente neutro a ligeramente alcalino. Bajo estas condiciones, se forman capas de recubrimiento sellado de gran adherencia de productos corrosivos, que protegen con gran fiabilidad el zinc de mayor corrosión. Una atmósfera ácida enriquecida con gases de desecho industrial lleva en el largo plazo a una mayor reducción de zinc. En Europa Central la pérdida anual debida a la corrosión es de un máximo de 2µm y como regla general muy por debajo de ella. Revestimientos orgánicos Los materiales de revestimiento se encuentran en forma líquida o en polvo y consisten en agentes orgánicos aglutinantes, pigmentos y posiblemente solventes y materiales del proceso. Después de la aplicación a los substratos metálicos, este proceso da origen por endurecimiento y/o por secado a revestimientos orgánicos estables. Dependiendo de las distintas composiciones, tienen propiedades típicas de resistencia. Revestimientos orgánicos de materiales de revestimiento líquidos Los revestimientos orgánicos de materiales de revestimiento líquidos para la construcción de acero de acuerdo a DIN EN ISO se secan o se endurecen bajo condiciones ambientales. Se distinguen típicamente según las clases de agente

2 aglutinante (resina álkida, resina acrílica, PVC, resina epóxica, poliuretano y similares). Los sistemas de revestimiento consisten principalmente en varias capas individuales de variada composición y de variada funcionalidad. La duración del efecto protector depende, entre otras cosas, de la preparación de la superficie, de las condiciones de aplicación, del tipo de revestimiento, del grosor del revestimiento y de la exposición durante el periodo de uso. Revestimientos orgánicos de materiales en polvo (revestimientos en polvo) Los revestimientos en polvo son producidos mediante deposición y fusión de un polvo. Los agentes aglutinantes más importantes son la resina poliester, la resina epóxica, la resina poliamida, el poliuretano y las mezclas de éstos. Ellos y el pretratamiento de la superficie (fosfatado, voladura en barrido) determinan el efecto protector del revestimiento. El revestimiento producido de esta forma consiste principalmente en una sola capa, muy raramente en dos capas, y el grosor de la capa es de aproximadamente 80µm o 150 µm respectivamente. Sistemas duplex Los sistemas duplex se pueden producir mediante la aplicación tanto de materiales de revestimiento líquidos como en polvo a las superficies de acero galvanizadas. La duración del efecto protector de los sistemas duplex depende principalmente de la adhesión del revestimiento orgánico al substrato galvanizado. Los agentes aglutinantes basados en aceites de secado y resinas álkidas que contienen aceite no son aptas para el revestimiento del acero galvanizado debido al peligro de que se forme jabón de zinc. En cada caso, el revestimiento requiere una preparación especial de la superficie (por ejemplo, desengrasado, aplicación de capas de conversión, barrido). DURACIÓN PROMEDIO DEL EFECTO PROTECTOR En la Tabla se resume la duración del efecto protector de los revestimientos metálicos convencionales y de los revestimientos orgánicos, típica de la exposición al aire libre al interior de la Europa Central. La duración asegurada del efecto protector se muestra en negro y la posible duración del efecto protector en sombreado gris. Donde las fuerzas corrosivas son reducidas, la duración del efecto protector varía hacia valores más altos. Los errores en la manufacturación del revestimiento protector y la mayor exposición reducen la duración del efecto protector. Se puede aumentar la duración del efecto protector mediante el mantenimiento de los revestimientos. Los intervalos del mantenimiento, por regla general, son de duración más corta que el efecto protector. La tabla contiene los sistemas anticorrosivos más importantes en forma simplificada.

3 PROPIEDADES ESPECIALES DE LOS REVESTIMIENTOS EN POLVO Debido a que no tienen solventes, las pinturas en polvo están experimentando un rápido crecimiento en el mercado. En la actualidad, aproximadamente el 20% de todos los materiales de revestimiento son pinturas en polvo, que se usan predominantemente en la industria de la construcción, cañerías interiores, muebles de jardín y los llamados productos blancos. Entregan revestimientos muy decorativos con excelentes características de permanencia, pero muestran ciertas características especiales, que son desconocidas o no tan famosas en los materiales de revestimiento líquidos y que deben tenerse en cuenta si las ventajas de los revestimientos en polvo se van a aprovechar totalmente. Esto se aplica en particular en la preparación de la superficie antes de ser revestida con polvo. Los componentes galvanizados por inmersión en caliente deben estar libres de influencias que interfieran con el revestimiento en polvo. Deben ser desengrasados y posteriormente fosfatados o bien volados en barrido. Los revestimientos en polvo tienden a formar burbujas en las superficies galvanizadas por inmersión en caliente. Las causas de este fenómeno, que tiene un marcado efecto sobre la calidad, generalmente son las que se analizan a continuación: Constituyentes que forman gas, por ejemplo, productos de la corrosión de zinc en la superficie. Cualquier forma de moho blanco, especialmente si contiene sulfato, exuda agua cuando se calienta a la temperatura del horno del polvo de revestimiento (~ 180 C). Ésta pasa a través del revestimiento en polvo de endurecimiento y hace que se formen burbujas en él, que, debida a la reducida viscosidad de la capa, ya no se dispersa. Remedio: Adecuada preparación de la superficie Los revestimientos de fosfato (hopeite, fosfofilita) exudan agua de cristalización al ser calentados a temperatura del horno Remedio: Al fosfatar, deben seguirse con exactitud las instrucciones del fabricante del medio de fosfatado; no deben producirse capas demasiado gruesas de fosfato. Producción de gas debido al agente adherente de fusión Debido al calentamiento durante el horneado de las partes a revestir, el agente adherente de fusión forma hidrógeno por reacción y de este modo causa la formación de burbujas Zn + H 2 [ZnOH 2 Cl 2 ] H 2 + ZnOH 2 + ZnCl 2 Descarga directa de gas de los revestimientos de zinc mediante liberación de hidrógeno Debido a la forma en que son producidos, por ejemplo mediante baños químicos, los aceros galvanizados de construcción siempre contienen pequeñas cantidades de hidrógeno después del galvanizado, el que se encuentra en las llamadas trampas (por

4 ejemplo, defectos). El comportamiento final de este hidrógeno está determinado por dos efectos opuestos. Cuando se aumenta la temperatura, las trampas son eliminadas y desaparecen como posible depósito. Cuando se aumenta la temperatura, hay un aumento general de la solubilidad del hidrógeno en el acero. Ambos efectos se basan en el hecho de que cuando la temperatura cambia (por ejemplo, en el horneado), por lo general ocurren procesos de liberación de gas y de este modo se forman burbujas en los revestimientos de endurecimiento en polvo. El hidrógeno como constituyente de burbujas más grandes se puede detectar mediante un espectroscopio de masa. Es probable (esto está aún en investigación) que en el acero, el hidrógeno que está siendo liberado a través de los límites del grano en el revestimiento de zinc pueda salir al exterior, por cuya razón los revestimientos especialmente gruesos en acero muerto de Si lleva a la formación de burbujas en los revestimientos en polvo. Remedio: El galvanizador no dispone casi de remedios, excepto ajustarse a periodos cortos de baños químicos, usar inhibidores. El revestidor en polvo debe usar polvo con aditivos que tengan favorable influencia sobre el comportamiento de polimerización. El cliente debe usar acero que sea pobre en Si y no muerto. Wolf-Dieter Schulz, nació en 1941, estudió Química en la Universidad Técnica de Dresde e hizo su doctorado en 1969 en la Universidad Humboldt en Berlín. Posteriormente estuvo empleado en el Instituto de la Protección contra la Corrosión (Institut für Korrosionsschutz) en Dresde, donde se ha desempeñado como Director Administrativo desde 1991.

5 Tipo de Revestimiento Acero electroplastiado de zinc a DIN (5 Acero electroplastiado de zinc a DIN (20 Acero enchapado de NiCr a DIN (25 NiP enchapado químicamente a DIN (25 Acero galvanizado continuamente por inmersión en caliente a DIN EN (20 Acero rociado con zinc a DIN EN (100 caliente a DIN EN ISO 1461 (100 caliente a DIN EN ISO 1461 (100 más pintura a DIN EN ISO caliente a DIN EN ISO 1461 (100 más revestimiento en polvo Acero negro revestido con polvo, 1 x 80 µm Vida del revestimiento en años de exposición en Europa Central Acero negro revestido con polvo, 1 x 80 µm Acero pintado a DIN EN ISO 12944, µm Base: Categoría de corrosión C3, DIN EN ISO 12944, atmósfera industrial o urbana Vida útil confiable Posible vida útil