¿Qué es la galvanización?- Definición, métodos, proceso

¿Qué es la galvanización?

La galvanización o galvanización es el proceso de aplicar una capa protectora de zinc al acero o hierro para evitar la oxidación. El método más común es el galvanizado en caliente, en el que las piezas se sumergen en un baño de zinc caliente fundido.

La galvanización es uno de los métodos más utilizados para proteger el metal de la corrosión. Se aplica una capa de zinc más delgada a un metal base más grueso para protegerlo del medio ambiente.

La próxima vez que esté en su automóvil, observe los letreros de las calles y las farolas por las que pasa. Muchos de ellos son mudos, de color plateado. Esta "plata" es en realidad el revestimiento de zinc.

Los defensores del acero galvanizado, que se puede usar para construir o reparar estructuras de acero, por ejemplo, se benefician de menores costos de mantenimiento y reparación debido a sus propiedades especiales.

Sin protección, el acero se oxidará con el tiempo debido a las condiciones atmosféricas. El grado de oxidación depende del entorno en el que se encuentre el producto. El óxido es un óxido de hierro (generalmente un óxido rojo) que se crea por la reacción de reducción y oxidación del hierro y el oxígeno en presencia de agua o humedad.

Existen métodos de protección como la pintura o el revestimiento de plástico, pero estos métodos tienen desventajas. Si se dañan, partes del acero se oxidan y la capa protectora se cae, lo que hace que este tipo de protección no sea permanente ni confiable.

Una de las mejores formas de proteger los materiales de acero de la corrosión es el galvanizado en caliente. En el galvanizado en caliente, todas las superficies del material se sumergen en zinc fundido y se recubren por completo con él. La corrosión del zinc es muy lenta, lo que le otorga una mayor vida útil al mismo tiempo que protege el metal base.

¿Cómo protege la galvanización el metal base debajo?

1. El revestimiento de zinc evita que sustancias corrosivas como el ácido (p. ej., lluvia ácida) alcancen el metal que se encuentra debajo.
2. La galvanización protege contra la oxidación. Si el revestimiento se raya, el zinc "sacrifica" su ánodo con mayor facilidad que el metal base, que lo protege de la oxidación.
3. El zinc protege el metal al corroerse más rápido que el metal base. A veces, se agrega un ingrediente especial llamado "cromato" al metal galvanizado, lo que hace que se corroa aún más rápido. Puede parecer que esto no es lo que desea, pero tenga en cuenta que el zinc se corroerá del metal, lo que protegerá el metal debajo de la oxidación.

Obtenga más información sobre cómo y por qué los metales se oxidan en nuestro blog:¿Qué es la oxidación de los metales?

¿Por qué Galvanizar?

Galvanizar un metal solo le otorga propiedades anticorrosivas. Sin la capa protectora de zinc, el metal permanecería expuesto a los elementos y podría oxidarse y corroerse mucho más rápido. El acero galvanizado es una alternativa económica a materiales como el acero inoxidable austenítico o el aluminio para evitar la corrosión.

¿Cómo funciona la galvanización ¿Trabajar?

El galvanizado puede proteger el metal de varias maneras. Primero, se crea una capa protectora que protege el metal del medio ambiente.

La capa de zinc evita que el agua y la humedad, así como otros elementos del aire, ataquen el acero que se encuentra debajo. Si el recubrimiento de zinc se rayara lo suficientemente profundo, el metal quedaría expuesto y sería susceptible a la corrosión.

El galvanizado también puede proteger el metal a través de un proceso conocido como "corrosión galvánica". La corrosión galvánica ocurre cuando dos metales de diferentes composiciones electroquímicas se ponen en contacto entre sí con un electrolito existente, como el agua salada.

Dependiendo de la estructura atómica de los dos metales, un metal es el ánodo y el otro es el cátodo.

El ánodo se corroe más rápido que él mismo y el cátodo se corroe más lento que él mismo. El zinc se usa en la galvanoplastia porque tiene afinidad por el ánodo cuando entra en contacto con muchos tipos diferentes de metales.

Dado que el recubrimiento de zinc en contacto con el metal base suele ser el ánodo, ralentiza la corrosión del metal base o del cátodo.

Diferentes métodos de galvanizado

Hay varios procesos diferentes para galvanizar metal:

1. Galvanizado en caliente

El galvanizado en caliente consiste en sumergir hierro o acero en un baño de zinc fundido para crear un revestimiento multicapa resistente a la corrosión de aleación de zinc-hierro y zinc metálico. A medida que el acero se sumerge en el zinc, se produce una reacción metalúrgica entre el hierro del acero y el zinc fundido.

Esta reacción es un proceso de difusión, por lo que el recubrimiento se forma perpendicular a todas las superficies y crea un espesor uniforme en toda la pieza.

El proceso de galvanizado por inmersión en caliente se ha utilizado desde 1742 y ofrece protección contra la corrosión de larga duración y libre de mantenimiento a un precio razonable durante décadas. Aunque el galvanizado por inmersión en caliente se ha utilizado para proteger el acero durante generaciones, el proceso de galvanizado evoluciona constantemente con nuevas tecnologías y químicas creativas.

Los tres pasos principales del proceso de galvanizado en caliente son la preparación de la superficie, el galvanizado y el postratamiento, cada uno de los cuales se analiza en detalle. El proceso es intrínsecamente simple, lo que es una ventaja decisiva sobre otros métodos de protección contra la corrosión.

El óxido y la corrosión son costosos para los propietarios y los contribuyentes. Los edificios, carreteras, puentes, etc. deteriorados son costosos de reparar y, sin una protección adecuada contra la corrosión, a menudo se realiza el mantenimiento o, en el peor de los casos, la estructura debe reconstruirse.

De cara a la búsqueda del desarrollo sostenible, la definición de estructuras duraderas que requieran poco mantenimiento a lo largo del tiempo ofrece beneficios tanto ambientales como económicos.

2. Pre-galvanizado

Este proceso es muy similar al galvanizado en caliente, pero se lleva a cabo en la acería, generalmente sobre materiales que ya tienen una determinada forma. En el pregalvanizado, la lámina de metal se lamina en un proceso de limpieza similar al del galvanizado en caliente. Luego, el metal se pasa a través de una piscina de zinc líquido caliente y luego se extrae.

Una ventaja de este proceso es que, en comparación con el galvanizado en caliente, las bobinas de acero de gran tamaño se pueden galvanizar rápidamente con un recubrimiento más uniforme. La desventaja es que después del inicio de la producción del metal pregalvanizado, quedan áreas expuestas sin recubrimiento.

Esto significa que cuando una bobina de chapa larga se corta en dimensiones más pequeñas, los bordes donde se corta el metal quedan libres.

3. Electrogalvanizado

A diferencia de los métodos anteriores, la galvanoplastia no utiliza un baño de zinc fundido. En cambio, este proceso utiliza una corriente eléctrica en una solución electrolítica para transferir iones de zinc al metal base. En el proceso, los iones de zinc cargados positivamente se reducen eléctricamente a zinc metálico, que luego se deposita sobre el material cargado positivamente.

También se puede agregar grano más fino para garantizar un revestimiento de zinc suave en el acero. Al igual que el pregalvanizado, el electrogalvanizado generalmente se aplica de forma continua a un rollo de lámina de metal.

Algunas ventajas de este proceso son un recubrimiento uniforme y un espesor de capa preciso. Sin embargo, el recubrimiento suele ser más delgado que el recubrimiento de zinc obtenido mediante la galvanización en caliente, lo que puede reducir la protección contra la corrosión.

¿Qué es el galvanizado en caliente? En detalle

La galvanización en caliente (HDG) es el proceso de recubrir acero sumergiéndolo en un baño de zinc fundido. Hay tres pasos básicos involucrados en el galvanizado en caliente; Preparación de superficies, galvanizado e inspección.

El galvanizado en caliente es una forma de galvanizado. Es el proceso de recubrir hierro y acero con zinc que cuando el metal se sumerge en un baño de zinc fundido a una temperatura de aproximadamente 450°C (842°F), se alea con la superficie del metal base.

En la atmósfera, el zinc (Zn) puro reacciona con el oxígeno (O2) para formar óxido de zinc (ZnO), que luego reacciona con el dióxido de carbono (CO2) para formar carbonato de zinc (ZnCO3), un material bastante fuerte, en su mayoría de color gris opaco, que hace protege el acero debajo de muchos Protege contra una mayor corrosión.

El acero galvanizado se usa ampliamente en aplicaciones donde se requiere resistencia a la corrosión sin el costo del acero inoxidable y se considera superior en términos de costo y vida útil. Se puede identificar por el patrón de cristalización en la superficie.

1. Preparación de superficies

Cuando el acero fabricado llega a la planta de galvanizado, se cuelga de un alambre o se coloca en un sistema de estanterías que se puede levantar y mover durante el proceso con grúas aéreas. Luego, el acero pasa por una serie de tres pasos de limpieza; Desengrase, decapado y fundente.

El desengrase elimina la suciedad, el aceite y los residuos orgánicos, mientras que el baño de decapado ácido elimina la cascarilla de laminación y el óxido de hierro. El paso final en la preparación de la superficie, el fundente, elimina los óxidos restantes y cubre el acero con una capa protectora para evitar que se forme más óxido antes del galvanizado.

La preparación adecuada de la superficie es crucial ya que el zinc no reacciona con el acero contaminado.

2. Galvanización

Después de la preparación de la superficie, el acero se sumerge en el baño fundido (830 F) que contiene al menos 98 % de zinc. El acero se introduce en la tetera en ángulo para que el aire pueda escapar de las formas tubulares u otros bolsillos y el zinc pueda fluir hacia adentro, sobre y a través de toda la pieza.

Cuando se sumerge en la tetera, el hierro del acero reacciona metalúrgicamente con el zinc para formar una serie de capas intermetálicas de zinc-hierro y una capa exterior de zinc puro.

3. Inspección

El paso final es una revisión del recubrimiento. Se puede lograr una determinación muy precisa de la calidad del recubrimiento mediante una inspección visual, ya que el zinc no reacciona con el acero sucio, lo que dejaría un área sin recubrimiento en la pieza. Además, se puede utilizar un medidor de espesor magnético para verificar que el espesor del recubrimiento cumpla con los requisitos de especificación.

Beneficios del galvanizado en caliente

El galvanizado en caliente ofrece una serie de ventajas al acero que protege. Las capas de aleación de zinc-hierro unidas metalúrgicamente no solo forman una barrera entre el acero y el medio ambiente, sino que también protegen el acero católicamente.

Debido a la protección catódica que ofrece el zinc, el revestimiento galvanizado se sacrifica para proteger el acero subyacente de la corrosión.

El recubrimiento firmemente adherido con una fuerza de unión de alrededor de 3600 psi también es extremadamente resistente a la abrasión, ya que las capas intermetálicas son más duras que el acero base. Pero incluso si el revestimiento está dañado, el efecto de sacrificio del zinc protege el acero expuesto hasta ¼ de pulgada de distancia.

Además de la protección catódica que ofrece el galvanizado en caliente, hay algunas otras propiedades del recubrimiento que aseguran una larga vida útil.

Primero, la reacción en la caldera de galvanización es un proceso de difusión; lo que significa que el revestimiento crece perpendicular a la superficie y asegura que todas las esquinas y bordes tengan al menos el mismo grosor que las superficies planas. Además, la inmersión total en el baño de zinc brinda una cobertura completa del acero, incluido el interior de las estructuras huecas.

Finalmente, el recubrimiento de zinc forma naturalmente una capa impermeable de productos de corrosión en la superficie, la llamada pátina de zinc. La pátina, la protección catódica, la cobertura completa y todas estas otras propiedades dan al acero galvanizado en caliente una larga vida útil sin mantenimiento.

¿Cuánto tiempo dura el proceso de galvanizado?

Un tiempo de inmersión típico es de alrededor de cuatro o cinco minutos, pero puede ser más largo para objetos pesados ​​con alta inercia térmica o si se necesita zinc para penetrar en interiores.

Al retirarse del baño de galvanización, se retira una capa de zinc fundido de encima de la capa de aleación. Muchas veces esto se enfría para revelar la apariencia brillante de los productos galvanizados.

Post-tratamiento

El tratamiento posterior al proceso de galvanización puede incluir el enfriamiento en agua o enfriamiento por aire. Las condiciones de la planta de galvanizado, como la temperatura, la humedad y la calidad del aire, no influyen en la calidad del revestimiento galvanizado.

Por el contrario, estos son cruciales para una buena calidad de pintura. No se requiere un tratamiento posterior de los artículos galvanizados y se puede aplicar una pintura o recubrimiento en polvo para mejorar la estética o para brindar protección adicional en ambientes extremadamente agresivos. Se pueden usar recubrimientos de conversión química y otros sistemas de barrera para minimizar la aparición de manchas de almacenamiento húmedo.

¿Cómo se puede utilizar el metal galvanizado?

¡Los metales galvanizados se usan en todas partes!

Las carrocerías de los automóviles y de muchas bicicletas están hechas de metales galvanizados. Algunas tuberías de agua potable todavía están hechas de acero galvanizado. La chapa laminada en frío también se galvaniza con frecuencia.

Tuercas, pernos, herramientas y cables de todo tipo ahora están galvanizados porque es un proceso económico y definitivamente ayuda a aumentar la vida útil del metal.

El acero galvanizado, en particular, es a menudo lo que se usa en los edificios modernos de "estructura de acero". El acero galvanizado también se usa para crear estructuras como balcones, verandas, escaleras, pasarelas y más.

El metal galvanizado es una excelente opción si su proyecto vivirá afuera después de que esté terminado. ¡Las cercas, los techos, las pasarelas al aire libre son excelentes opciones para el metal galvanizado!

Beneficios del metal galvanizado

• El costo inicial más bajo. El galvanizado tiene un costo inicial más bajo que muchos otros recubrimientos protectores comúnmente especificados para el acero. El costo de aplicación de recubrimientos que requieren mucha mano de obra, como la pintura, ha aumentado mucho más que el costo de las operaciones de fábrica, como el galvanizado.
• Menos mantenimiento/menor costo a largo plazo. Incluso en los casos en que el costo inicial del galvanizado es más alto que el de los recubrimientos alternativos, el galvanizado es casi invariablemente más económico a largo plazo (porque dura más y necesita menos mantenimiento). Y, el mantenimiento causa problemas y aumenta los costos cuando las estructuras están ubicadas en áreas remotas y cuando se trata del cierre de la planta o la interrupción de la producción.
• Larga vida. La esperanza de vida de los revestimientos galvanizados en miembros estructurales típicos supera con creces los 50 años en la mayoría de los entornos rurales, y de 20 a 25 años más, incluso en zonas urbanas y costeras severas.
• Fiabilidad. El galvanizado se lleva a cabo de acuerdo con la norma 4680 de Australia/Nueva Zelanda y se aplican espesores de recubrimiento mínimos estándar. La vida útil y el rendimiento del recubrimiento son confiables y predecibles.
• Revestimiento más resistente. Un revestimiento galvanizado tiene una estructura metalúrgica única que brinda una excelente resistencia a los daños mecánicos durante el transporte, el montaje y el servicio.
• Protección automática para zonas dañadas. Los recubrimientos galvanizados se corroen preferentemente al acero, brindando protección catódica o de sacrificio a pequeñas áreas de acero expuestas a daños. A diferencia de los revestimientos orgánicos, las áreas dañadas pequeñas no necesitan retoques.
• Protección completa. Cada parte de un artículo galvanizado está protegida, incluso los huecos, las esquinas afiladas y las áreas inaccesibles. Ningún revestimiento aplicado a una estructura o fabricación después de la finalización puede brindar la misma protección.
• Facilidad de inspección. Los recubrimientos galvanizados se evalúan fácilmente a simple vista y se pueden utilizar métodos simples de prueba de espesor no destructivos. El proceso de galvanizado es tal que si los revestimientos parecen sólidos y continuos, son sólidos y continuos.
• Tiempo de erección más rápido. A medida que se reciben los miembros de acero galvanizado, están listos para usar. No se pierde tiempo in situ en la preparación, pintura e inspección de la superficie. Cuando se completa el ensamblaje de la estructura, está inmediatamente lista para usar o para la siguiente etapa de construcción.
• Se puede aplicar una capa protectora completa en minutos; El proceso de galvanizado no depende de las condiciones climáticas

Preguntas frecuentes

¿Qué es la galvanización?

La galvanización es un proceso de recubrimiento de metales en el que una pieza ferrosa se recubre con una fina capa de zinc. El revestimiento de zinc sella la superficie de la pieza del medio ambiente, evitando que se produzca oxidación y desgaste.

¿Qué es el galvanizado en caliente?

La galvanización por inmersión en caliente es el proceso de sumergir hierro o acero en un baño de zinc fundido para producir un revestimiento multicapa resistente a la corrosión de aleación de zinc-hierro y zinc metálico. El proceso es intrínsecamente simple, lo cual es una clara ventaja sobre otros métodos de protección contra la corrosión.

¿Qué es la reacción de galvanización?

La galvanización es un proceso de recubrimiento de metales en el que una pieza ferrosa se recubre con una fina capa de zinc. El revestimiento de zinc sella la superficie de la pieza del medio ambiente, evitando que se produzca oxidación y desgaste.

¿Qué es el proceso de galvanización?

El galvanizado por inmersión en caliente es el proceso de sumergir hierro o acero en un baño de zinc fundido para producir un revestimiento multicapa resistente a la corrosión de una aleación de zinc-hierro y zinc metálico.

¿Por qué se llama galvanización?

"Galvanización" fue un término utilizado durante el siglo XIX para describir la administración de descargas eléctricas. En 1836, Sorel en Francia sacó la primera de numerosas patentes para un proceso de revestimiento de acero sumergiéndolo en zinc fundido después de limpiarlo primero. Le dio al proceso el nombre de "galvanización".

¿Qué es el galvanizado de metales?

El metal galvanizado es un metal que se ha sometido al proceso de galvanización, que es un proceso de protección contra la corrosión del hierro o el acero en el que el sustrato se recubre con zinc para evitar que se oxide.

¿Qué es la galvanización del hierro?

El galvanizado es un proceso de recubrimiento de hierro o acero con zinc para brindar una mayor protección contra la corrosión a la base de hierro o acero. El proceso de galvanización de chapas de hierro se desarrolló simultáneamente en Francia e Inglaterra en 1837.

¿Qué es el galvanizado en tecnología?

El proceso de inmersión en caliente más común para aplicaciones industriales es el galvanizado, que se refiere al recubrimiento de zinc sobre hierro o acero para la protección contra la oxidación. Es un medio extremadamente versátil y fácil de brindar protección contra la corrosión a los materiales de construcción expuestos a las condiciones atmosféricas.

¿Quién descubrió la galvanización?

El nombre de "galvanización" se aplicó por primera vez al proceso inventado por Stanislas Sorel. En 1836 patentó un proceso de limpieza del acero y luego recubriéndolo con zinc sumergiéndolo en zinc fundido.

¿Para qué sirve el galvanizado?

El galvanizado es uno de los métodos más utilizados para proteger el metal de la corrosión. Se trata de aplicar una fina capa de zinc a un metal base más grueso, lo que ayuda a protegerlo del entorno circundante. La próxima vez que esté en su automóvil, eche un vistazo a los letreros de las calles y las farolas que pasa.

¿Es la galvanización un cambio químico?

La galvanización es un cambio físico ya que solo hay una deposición de zinc en la superficie sin formar ninguna sustancia nueva.

¿Qué productos son galvanizados?

Aquí hay siete elementos que probablemente no sabía que estaban galvanizados.

• Clavos, tuercas, pernos y tornillos. Clavos, tuercas, pernos y tornillos oxidados pueden provocar fallas estructurales o mecánicas.
• Electrónica.
• Proyectos de construcción.
• Tubería.
• Equipo de juegos.
• Transporte/automoción.
• Cuerda de alambre.

¿Cómo previene la galvanización la oxidación?

El galvanizado es un método de prevención de la oxidación. El objeto de hierro o acero está recubierto con una fina capa de zinc. Esto evita que el oxígeno y el agua lleguen al metal que se encuentra debajo, pero el zinc también actúa como un metal de sacrificio. El zinc es más reactivo que el hierro, por lo que se oxida con preferencia al objeto de hierro.

¿Cómo se fabrica el acero galvanizado?

Los artículos preparados se galvanizan por inmersión en zinc fundido. Al sumergirse en el baño de galvanización, la superficie del acero queda completamente cubierta por el zinc fundido, que reacciona con el acero para formar una serie de capas de aleación de zinc y hierro.

¿Qué es el galvanizado en frío?

El término galvanizado en frío es más un término de marketing que un proceso real. El galvanizado en frío consiste simplemente en pintar una pieza de acero con pintura rica en zinc. No hay tanques ni preparación necesaria más que el equipo que necesitarías para pintar cualquier otro material (herramientas de chorreado, pistolas o rodillos, etc.).

¿Cómo previene el zinc la oxidación?

Las aleaciones de zinc están listas con otros metales y son químicamente activas. Al exponerse al aire, desarrolla una fina película de óxido gris (pátina), que inhibe la oxidación más profunda (corrosión) del metal. La resistencia del metal a la corrosión es una característica importante en su uso.

¿Cuáles son los componentes del galvanizado?

La composición genérica del acero a galvanizar que producirá un recubrimiento aceptable será de menos de 0,25 % de carbono, menos de 0,05 % de fósforo y menos de 1,3 % de manganeso.

¿Qué es un clavo galvanizado?

Los clavos galvanizados, como los clavos más utilizados, están cubiertos con una capa de zinc como barrera protectora para evitar la oxidación y la corrosión. En comparación con otros revestimientos antioxidantes como el cromo, el revestimiento de zinc cuenta con un ánodo de sacrificio.

¿La galvanización es una aplicación de la reacción de desplazamiento?

El método más común es el galvanizado en caliente, en el que las piezas se sumergen en un baño de zinc caliente fundido. La corrosión es el proceso de corroerse o ser corroído. Una reacción de desplazamiento es aquella en la que el átomo o un conjunto de átomos es desplazado por otro átomo en una molécula.

¿Qué es el óxido, cómo se forma?

El óxido es un óxido de hierro, un óxido generalmente de color marrón rojizo formado por la reacción del hierro y el oxígeno en la presencia catalítica de agua o humedad del aire.

¿El galvanizado es ferroso o no ferroso?

El hierro y el acero son los dos tipos más comunes de metales que se galvanizan. Sin embargo, no son los únicos tipos de metal que pueden recibir este tratamiento. La mayoría de los metales ferrosos se pueden galvanizar, mientras que la mayoría de los metales no ferrosos no se pueden galvanizar.

¿Está galvanizado el estaño?

El estaño no se puede galvanizar, pero a veces se alea con otros metales para evitar la corrosión. La hojalata es un proceso de recubrimiento de una hoja delgada de acero sumergiéndola en metal fundido o por deposición de electrolitos, para crear un metal fuerte y formidable que no es corrosivo ni tóxico.

¿Los coches están galvanizados?

Gran parte del acero que se usa en los automóviles de hoy en día es de alta calidad y se galvaniza antes de que se acerque a ser un automóvil. Los cuerpos que no están pregalvanizados se sumergen para garantizar una capa completa de zinc protector.

¿Cómo se prepara el acero para galvanizar?

Preparación de la superficie antes del galvanizado por inmersión en caliente:El primer producto químico es un baño desengrasante que elimina los contaminantes orgánicos como la suciedad, la grasa y el aceite del metal. El siguiente producto químico utilizado es el ácido decapante, que elimina la cascarilla de laminación y el óxido (óxidos) del acero.