Revestimiento de color de aceros

Revestimiento de color de aceros

Revestimiento de color es un término utilizado para describir la aplicación de un revestimiento orgánico decorativo y/o protector al sustrato de acero suministrado en forma de bobina. El acero revestido de color también se denomina acero prepintado.

Los revestimientos de color son revestimientos de pintura y son productos especiales, que se utilizan para dar al acero una protección a largo plazo bajo una amplia gama de condiciones corrosivas, que van desde la exposición atmosférica hasta la inmersión total en soluciones fuertemente corrosivas. Un revestimiento de color proporciona poca resistencia al acero del sustrato, pero protege el acero para que se pueda mantener su resistencia e integridad.

El revestimiento de color del acero es un proceso industrial continuo y altamente automatizado para el revestimiento eficiente de bobinas de acero. En este proceso de aplicación del revestimiento de color, el sustrato de acero recibe un revestimiento protector y decorativo. Este proceso de recubrimiento de color también se denomina recubrimiento dúplex.

El proceso de revestimiento de color del acero según EN 10169:2010 es un "proceso en el que se aplica un material de revestimiento orgánico sobre una tira de metal laminado en un proceso continuo que incluye limpieza, si es necesario, y pretratamiento químico de la superficie metálica y ya sea por una o dos caras, aplicación única o múltiple de pinturas (líquidas) o polvos de recubrimiento que posteriormente se curan o / y se laminan con películas plásticas permanentes.

La primera línea de revestimiento de color se inició en Europa durante la década de 1940. Inmediatamente se hizo muy popular debido a sus ventajas inherentes básicas que se detallan a continuación.

• Mayor productividad
• Una aplicación de recubrimiento altamente sofisticada y controlada por computadora
• Beneficios ambientales y ahorro de energía
• Propiedades más consistentes de las láminas recubiertas
• Menor desperdicio de material de recubrimiento

El recubrimiento de color generalmente se refiere a la aplicación de una capa de pintura líquida sobre el sustrato en un proceso automático y continuo después del pretratamiento. El acero prepintado de color es un producto de muy alto valor agregado que combina las mejores propiedades tanto del sustrato como del recubrimiento orgánico, otorgándole además un acabado estético, alto grado de durabilidad y alta resistencia a la corrosión. El espesor de la capa de color suele estar en el rango de 15 micras a 40 micras y los acabados son lisos, mates, alto brillo, texturas e impresos. Para la lámina recubierta de color estándar, el grosor del acero del sustrato generalmente varía de 0,2 mm a 1,6 mm y el ancho varía de 600 mm a 1600 mm.

El recubrimiento de color se realiza en varios sustratos de acero para producir los productos más rentables y de calidad garantizada con la capa superior compatible con el medio ambiente. Los aceros de sustrato normalmente utilizados se indican a continuación.

• Acero laminado en frío
• Acero galvanizado en caliente
• Acero electrogalvanizado
• Galvalume:también se conoce como Zincalume y se compone de un 55 % de aluminio, un 43,5 % de zinc y un 1,5 % de silicio en peso.
• Galfan – Es 95 % zinc y 5 % aluminio

Los arreglos esquemáticos de la estructura del recubrimiento de color se muestran en la Fig. 1,

Fig. 1 Arreglos esquemáticos de la estructura del revestimiento de color

  Proceso de recubrimiento

La línea de recubrimiento de color procesa bobinas de acero laminadas en frío y recubiertas de metal. La línea de lacado en continuo comienza desenrollando la bobina a procesar y uniendo mecánicamente el extremo de cabeza de la tira con el extremo de cola de la bobina anterior. Debido a la operación continua, la línea incluye dos acumuladores de tiras, que alimentan la tira al proceso de recubrimiento durante los cambios de bobina.

Como primer paso para producir dicho material, se lleva a cabo un pretratamiento para garantizar una superficie de sustrato uniforme y limpia. El pretratamiento del sustrato es una operación muy importante requerida para una mejor formabilidad de adhesión de las láminas de acero recubiertas de color. Posteriormente, la superficie se activa por medio de conversión libre de cromato para asegurar una buena protección contra la corrosión y adhesividad de la siguiente capa de imprimación. Esto se puede aplicar a la superficie superior y/o inferior. Antes de pasar al siguiente paso del proceso, la tira debe secarse uniformemente.

Algunos productores de recubrimientos de color utilizan tecnología 'sin enjuague' en lugar de fosfatación (recubrimiento de fosfato) sobre la tira de acero del sustrato debido a un mejor mantenimiento del baño, una estructura cristalina uniforme del recubrimiento y para satisfacer la demanda de los usuarios finales de una mayor flexibilidad del acero recubierto. .

El pretratamiento de recubrimiento sin enjuague es una capa muy delgada de tratamiento químico que une la superficie del recubrimiento de acero a los materiales de recubrimiento orgánicos aplicados posteriormente para garantizar una excelente adhesión del material de recubrimiento orgánico y resistencia a la corrosión del sustrato de acero.

En el caso del pretratamiento químico, la superficie de la tira se lava y se agrega una capa de pasivación en cuatro fases. La capa de pasivación mejora la resistencia a la corrosión del producto y la adherencia de la imprimación.

Después del pretratamiento, se aplica la imprimación de capa uniforme de espesor uniformemente controlado sobre la superficie pretratada. La imprimación brinda flexibilidad al sistema de revestimiento de color, así como resistencia a la corrosión, ya que contiene inhibidores de la corrosión. La imprimación se cura en el horno con controles precisos de temperatura y con gran precisión.

Están disponibles diferentes tipos de imprimaciones basadas en varias resinas como epoxi, poliéster, poliuretano y PVC (cloruro de polivinilo). Se prefieren las imprimaciones epoxi para uso en techos, ya que contienen pigmentos de cromato para una mejor resistencia a la corrosión. El cromo hexavalente (cromo VI) sirve como acopladores electroquímicos que pueden resistir la acción corrosiva en la mayoría de las superficies metálicas. Sin embargo, estos compuestos son ampliamente utilizados en recubrimientos industriales, están clasificados como "carcinógenos" (categoría 1 y 2) además de ser tóxicos y peligrosos para el medio ambiente. Por lo tanto, algunos productores han desarrollado imprimaciones sin cromatos.

La línea de recubrimiento de color tiene normalmente dos recubridores. El primero aplica la imprimación en ambos lados de la tira y el segundo aplica la capa final y la capa trasera. Después de las dos lacadoras, hay hornos de convección, donde las lacas de color se curan con aire caliente.

La mayoría de los mercados de techado y construcción para láminas recubiertas de color utilizan capas superiores a base de poliéster, poliuretano (PU), fluorocarbono, fluoruro de polivinilideno (PVDF), poliéster modificado con silicona (SMP) y plastisoles para una mayor rentabilidad y durabilidad.

Para el recubrimiento multicapa, se puede aplicar una capa de acabado encima de la capa de recubrimiento principal (también en la superficie superior y/o inferior) para cumplir con las más altas exigencias de calidad del producto final.

La capa superior contiene una combinación de pigmentos de color y aditivos que proporcionan el color requerido y otras propiedades de rendimiento como resistencia a los rayos ultravioleta, etc.

Después de los hornos, la tira pintada se templa en agua. Si se aplica laminado como revestimiento superior, el último aplicador aplica adhesivo que se activa en el horno. Una película laminada se presiona sobre la tira de acero mediante un rodillo inmediatamente después de que el producto haya salido del horno. También se puede aplicar una película protectora sobre el revestimiento, que protegerá el revestimiento de daños y suciedad durante el procesamiento posterior por parte del cliente. Antes de enrollar la superficie de la tira se comprueba visualmente. Una muestra cortada de la tira se somete a un control de calidad en el laboratorio de la línea de recubrimiento de color.

Antes del enfriamiento final, se puede instalar un dispositivo para aplicar una lámina protectora a la superficie caliente, según los requisitos de los clientes.

Finalmente, la tira puede ser inspeccionada en el área de inspección y clasificada según las especificaciones de los clientes y las exigencias del mercado.

En la figura 2 se muestra una línea de revestimiento de color típica que muestra el flujo de material.

Fig. 2 Flujo de material típico en la línea de revestimiento de color

Pruebas realizadas para control de calidad del acero revestido

Las siguientes son las pruebas realizadas en los aceros revestidos de color

• Prueba de impacto:esta prueba se realiza para determinar la resistencia del recubrimiento de color al daño mecánico. Se realiza mediante el ensayo de caída de peso según norma ASTM D 2774-84. Este método se utiliza para verificar si hay grietas o pérdida de adherencia en áreas distintas al área de impacto. Para la prueba, la muestra se fija en la parte inferior del equipo con la ayuda de dos accesorios. De acuerdo con el peso estándar anterior de 4,76 kg +/- 28 g, se permite que caiga libremente desde una altura de 57 cm.
• Prueba de adhesión a la flexión:la prueba de adhesión a la flexión se lleva a cabo según la norma ASTM D4145-83, para evaluar la adhesión de las películas de recubrimiento a los sustratos de acero. Durante la prueba se realiza un doblez de 180 grados aplicando fuerza en una máquina dobladora. La muestra se pliega al doble del espesor (2t) del sustrato para evaluar la adherencia del revestimiento de color. Si falla después de 2t de flexión, entonces se considera una falla en la prueba de adherencia a la flexión.
• Prueba de flexibilidad:la prueba de flexibilidad se lleva a cabo según la norma ASTM D522. Se utiliza para determinar la resistencia de la flexibilidad al agrietamiento del revestimiento de color sobre el sustrato de chapa de acero. Se utiliza un mandril cónico para la prueba. La muestra de chapa de acero recubierta se dobla sobre el mandril 180 grados en un segundo. Después del doblado, la película de recubrimiento de color se examina en busca de grietas y deslaminación del sustrato de acero.
• Prueba de dureza:también se conoce como prueba del lápiz y, a través de esta prueba, se determina la dureza del recubrimiento de color para evaluar el daño mecánico. Esta prueba se realiza según la norma ASTM D 3363-74. Este método se utiliza para comprobar la dureza. La muestra se fija en la parte inferior del equipo con la ayuda de dos accesorios. De acuerdo con este estándar, la dureza alta especificada para el segundo rollo es de 2H como mínimo. Para esta prueba se utiliza el lápiz Faber Castle.
• Prueba de resistencia química:la resistencia química del revestimiento de color se evalúa sumergiendo los revestimientos de color en agua destilada, una solución acuosa de NaOH al 5 % y una solución acuosa de H2SO4 al 5 % durante 24 horas. Las muestras se evalúan en busca de evidencia de ataque químico perjudicial. Las evaluaciones de las muestras generalmente indican variación en brillo, color y adhesión. El control de problemas como formación de ampollas, desprendimiento, caleo y agrietamiento se realiza a través de esta prueba.
• Prueba de niebla salina:esta prueba se lleva a cabo de acuerdo con la norma ASTM B117 para evaluar el desempeño del recubrimiento de color en el ambiente marino que contiene sal. Durante esta prueba, la muestra de recubrimiento de color se expone a niebla salina en una cámara sellada personalizada. Se toma como estándar un 5% de solución salina de NaCl para generar la niebla salina. Se mantienen otros parámetros como la temperatura, la presión del aire, la orientación de la muestra, etc. El progreso de la corrosión se evalúa mediante un examen visual después de un intervalo determinado.
• Prueba de resistencia al calor:para esta prueba, el tamaño estándar de la muestra se mantiene dentro del horno eléctrico de mufla durante 12 horas a una temperatura de 1250 °C. Cada hora, la muestra se extrae para su inspección y se observa si se forman ampollas o si cambia de color. y brillo.
• Prueba de MEK (metil etil cetona):para esta prueba, se empapa algodón en una solución de MEK. Se aplica una carga de 1 kg sobre la muestra y la muestra se frota con algodón hacia arriba con el pulgar 100 veces. El algodón se vuelve a remojar en la solución MEK después de cada 25 frotamientos. Se observa la muestra para ver si el recubrimiento de color se despega.

  Aplicaciones

Las aplicaciones del acero revestido de color incluyen las siguientes.

• Cubiertas y revestimientos de paredes industriales/domésticos
• Almacenes y cámaras frigoríficas
• Falso techo, persianas interiores venecianas
• Puertos aéreos, atrios en centros comerciales y salas de exposición
• Canalones
• Vallas y muros
• Electrodomésticos (electrodomésticos) como frigoríficos, congeladores, lavadoras, etc.
• Cuadros de control eléctrico
• Tejas
• Extremos de tambor
• Carcasas y carcasas
• Mobiliario industrial y estanterías
• Mobiliario de oficina
• Carrocerías de autobuses, vagones de ferrocarril y autocares de lujo, etc.

Ventajas

Cuando el revestimiento de color y el acero galvanizado se usan juntos, el control de la corrosión proporcionado es superior al de cualquier sistema usado solo. El revestimiento galvanizado protege el acero base, proporcionando protección catódica y de barrera, y el revestimiento de color reduce la velocidad a la que se consume el zinc, lo que prolonga en gran medida la vida útil del acero galvanizado. Una vez que el revestimiento de color se ha desgastado o dañado, el zinc está disponible para brindar protección catódica y de barrera para evitar la oxidación después de que la pintura se despegue. Debido a este efecto sinérgico de un revestimiento dúplex, proporciona una protección contra la corrosión de 1,5 a 2,5 veces más que la suma de las vidas útiles del revestimiento de zinc y de color utilizados individualmente. Las diversas ventajas del recubrimiento de color se dan a continuación

• Excelente resistencia a la corrosión
• Resistencia a la descamación y descamación
• Atractivo estético que permite la creatividad arquitectónica
• Excelente formabilidad y flexibilidad de diseño
• Fácil de instalar
• Libre de mantenimiento
• Reciclable y respetuoso con el medio ambiente
• Ligero pero estructuralmente fuerte, capacidad para resistir vientos fuertes
• Eficiencia térmica






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