ALGUNOS PROBLEMAS EN EL GALVANIZADO Y SUS SOLUCIONES

Actas de la Primera Conferencia sobre Galvanizado del Pacífico Asiático, págs. 128-138, Septiembre 15 – 18, 1992

ALGUNOS PROBLEMAS EN EL GALVANIZADO Y SUS SOLUCIONES

M. Ansley

Pasminco Metals (Australia)

Resumen

Este informe describe algunos ejemplos seleccionados de problemas de galvanizado, señalando su(s) causa(s) y medidas prácticas necesarias para evitarlos.  Los ejemplos citados comprenden problemas relacionados tanto con factores operacionales en el proceso de galvanizado como con efectos metalúrgicos del acero.  Si bien se le da importancia a los problemas más frecuentes, se hacen referencias a algunos casos menos documentados.

1. Introducción

Gran parte de la literatura existente sobre revestimientos galvanizados por inmersión en caliente producidos por el proceso de galvanizado por lote (o llamados "generales") se relaciona con los fundamentos de la formación del revestimiento, es decir, con las reacciones metalúrgicas que se producen entre el acero base y el zinc fundido.  En contraste, las prácticas y procedimientos industriales necesarios para conseguir un revestimiento que cumpla las normas de calidad comercialmente aceptables (en términos de, por ejemplo, integridad del revestimiento, espesor, adhesión y aspecto) han recibido mucho menos interés.  La creciente necesidad de acceder a información de este tipo, y particularmente la que se relaciona con la comprensión de los problemas relacionados con la calidad del revestimiento y las medidas para superarlos, ha entregado el ímpetu para este informe.

A lo largo de sus muchos años entregando asistencia técnica a los clientes usuarios de zinc en las regiones asiáticas y australianas, Pasminco Metals (Grupo de Servicios Técnicos) ha tenido la oportunidad de observar e investigar numerosos problemas generales de galvanizado.  De éstos, los problemas relacionados con defectos del revestimiento son lejos los que se encuentran con más frecuencia y constituyen el tema de este informe, que enfoca ejemplos seleccionados.  Para un estudio más amplio de los defectos de los revestimientos, el lector debe consultar el excelente artículo de Hostmann.

El material presentado en este informe cubre algunos de los tipos de problemas de revestimientos que se encuentran con mayor frecuencia en el galvanizado convencional^[1]* por lote.

Además, se da cobertura a varios problemas de revestimientos que se presentan con menor frecuencia.  De manera significativa, los ejemplos presentados abarcan las dos influencias más importantes en la calidad del revestimiento, a saber; la metalurgia a base de acero y la práctica de galvanizado.

1. Ejemplos de Problemas Comunes de Revestimientos

1. Áreas no recubiertas (desnudas)

Las partes no recubiertas en el producto galvanizado (Figura 1), comúnmente denominadas "manchas negras", son incuestionablemente el más común de los defectos de revestimiento.  Este tipo de defecto ocurre cuando el zinc fundido no puede "mojar" apropiadamente la superficie del acero, es decir, conseguir el contacto íntimo necesario para la aleación metalúrgica y con ello la formación del revestimiento galvanizado.  En la práctica, la ocurrencia de este problema por lo general se relaciona con alguna de las siguientes causas:

1. Pre-limpieza inadecuada de la superficie de acero

A pesar de que sabe la importancia de la etapa de limpieza, la eliminación incompleta de los contaminantes superficiales sigue siendo la causa principal de las áreas no recubiertas en el producto revestido.

1. Excesivo contenido de aluminio en el zinc fundido

En la actualidad, la mayoría de los galvanizadores generales rutinariamente hacen adiciones de aluminio al baño de galvanizado para mejorar el brillo del revestimiento.  Ésta es una consecuencia natural del uso más extenso del galvanizado "seco" (es decir, donde los artículos prefundidos son secados antes de la inmersión en zinc) y el traspaso gradual de galvanizado "húmedo" (que utiliza una capa de flujo fundido en el baño de zinc) en el que no son posibles las adiciones de aluminio debido a la incompatibilidad con el flux.

A pesar del uso extendido de aluminio en las operaciones de galvanizado "seco", lo que no es muy sabido, particularmente en el caso de galvanizadores con menos experiencia, es que tales adiciones deben ser controladas estrictamente para evitar el riesgo de manchas negras en el revestimiento.  Este problema ocurre cuando el aluminio alcanza concentraciones suficientemente altas para producir un serio deterioro del revestimiento prefundido (cloruro de amonio zinc estándar).  Este efecto se produce por la reacción química del aluminio con el componente cloruro de amonio (NH4Cl) del fluido, que produce cloruro de aluminio (AlCl3) que no es un agente fundente efectivo.  Esto hace que el revestimiento del fluido sea mucho menos eficaz en su función primaria de preservar perfectamente limpia la superficie de contacto de acero o zinc fundido.  La falla del fluido da por resultado que el zinc no moje el acero, produciendo manchas no recubiertas (negras).

El contenido máximo de aluminio "seguro" depende de las condiciones de la solución prefundida o, para ser más específico, de la concentración de cloruro de amonio (NH4Cl).  A medida que ésta disminuye, también disminuye el nivel máximo del umbral de aluminio, como se esperaría en el terreno teórico.  Se debe tener cuidado al intentar cuantificar esta relación ya que en la práctica, otros factores (por ejemplo, condiciones de la superficie del artículo de acero) impondrán diversas demandas en la eficacia del fundente y, por lo tanto, influirán indirectamente en los niveles aceptables de aluminio.  Sin embargo, sobre la base de la información disponible de los numerosos estudios en la planta, se puede establecer con toda seguridad que el contenido de aluminio de hasta 0,006 – 0,007% se supone "seguro" si la concentración del prefundido se mantiene dentro del rango de trabajo recomendado (es decir, 200 – 300 gramos por litro de cloruro de zinc amonio).  En la práctica, la mayoría de las plantas prefiere operar a niveles de aluminio un tanto inferiores (0,002 – 0,004%) ya que se considera que estos niveles producen un brillo adecuado de revestimiento.  Incluyendo una importante pérdida de aluminio debido a la oxidación, esto requiere un índice de adición al baño de 0,4 – 0,8 kgs de aluminio por tonelada métrica de adición de zinc durante la producción en curso.

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