Preparación y pintura de galvanización / KTA UniversityKTA-Tator
galvanización es la aplicación de una capa de zinc al acero mediante una variedad de métodos tales como inmersión en caliente, continua o electro-deposición. En muchos casos, el acero galvanizado no está pintado, ya que la vida útil de la galvanización por sí sola suele exceder la de los recubrimientos protectores convencionales. Cuando se aplica pintura al galvanizado, a menudo se conoce como un «sistema dúplex».»La vida útil de un sistema de recubrimiento dúplex se ha reportado en estudios que es un factor de 1.5 a 2.,3 veces la suma de las vidas de Servicio individuales para galvanizar o pintar solo. Sin embargo, el aumento real de la vida útil depende del entorno de exposición; es decir, el sistema dúplex en una exposición leve tendrá una vida útil más larga que en una exposición más severa.
para lograr la larga vida útil esperada, la preparación adecuada de la galvanización es crítica. El nuevo acero galvanizado tiene una superficie lisa que inhibe la adhesión del recubrimiento. Además, algunos post-tratamientos (discutidos a continuación) que con frecuencia siguen el proceso de galvanización pueden afectar negativamente el rendimiento del recubrimiento.,
galvanización post tratamientos
El acero galvanizado a veces es post tratado o pasivado para detener la reacción entre el hierro y el zinc o para ralentizar la oxidación posterior (es decir, la exposición a la intemperie) de la superficie de zinc. Los tratamientos posteriores más comunes son el enfriamiento con agua, el enfriamiento con cromato y el fosfatado. En el enfriamiento con agua, el acero recién galvanizado se sumerge en un baño de agua para ayudar a acelerar el proceso de enfriamiento y detener la reacción entre el hierro y el zinc., Una consecuencia de la extinción del agua es que el agua a menudo se contamina con aceite o suciedad que se deposita en la superficie de zinc. Estos contaminantes pueden interferir con la adhesión si no se eliminan adecuadamente antes de pintar.
el enfriamiento por cromato se utiliza principalmente para evitar la formación de «óxido blanco» o «mancha de almacenamiento húmedo» cuando el acero galvanizado se empaqueta de cerca durante el transporte o almacenamiento. El óxido blanco se refiere a las sales de zinc que se forman naturalmente en la superficie galvanizada a medida que el zinc se oxida durante la exposición atmosférica., La mancha de almacenamiento húmedo es una forma acelerada de oxidación que tiene lugar cuando se atrapan concentraciones más altas de humedad y oxígeno entre piezas o láminas de acero galvanizado que están estrechamente apiladas. Aunque el tratamiento con cromato puede prevenir esta oxidación, también puede interferir con la adhesión si la pintura se aplica posteriormente. El tratamiento con cromato puede ser deseado si no se desea pintar después del galvanizado, ya que el tratamiento generalmente da como resultado un aspecto más uniforme a medida que la superficie de zinc se oxida y resiste el clima., La apariencia» brillante «y» lentejuelas » de la nueva galvanización generalmente se vuelve gris, más opaca y moteada con la edad.
Los tratamientos de fosfatación sobre el acero después del galvanizado forman una capa de fosfato de zinc no reactivo sobre la superficie de zinc. En este Proceso, las superficies galvanizadas primero se limpian y desengrasan, y luego se sumergen en una solución de fosfatación. La fosfatación evita que los productos de corrosión se formen en la superficie y promueve la adhesión con una capa de pintura aplicada posteriormente.,
intemperie de galvanización
Los productos de corrosión (sales de zinc blancas) comienzan a formarse en una superficie de zinc tan pronto como se expone al medio ambiente. En general, los compuestos de zinc iniciales que se forman son solubles en agua, porosos y poco adheridos a la superficie. Con el tiempo, estos compuestos se convierten en una película insoluble en agua firmemente adherente que sirve para proteger la superficie de zinc de una mayor corrosión. Los productos de corrosión se forman a partir de la reacción del zinc con el oxígeno atmosférico, el dióxido de carbono y el agua., Sin embargo, el tiempo necesario para alcanzar las diferentes etapas de la intemperie varía mucho según las condiciones reales de exposición ambiental en un lugar determinado. Las siguientes categorizaciones de «envejecimiento» de zinc deben considerarse como tiempos promedio.
recién galvanizado: menos de 48 horas
No se forman productos de corrosión apreciables en las primeras 48 horas de galvanizado. Idealmente, el recubrimiento de la tienda de la galvanización debe ocurrir durante este período de tiempo, si está previsto.,
parcialmente resistido-48 horas a 2 años
la oxidación de la superficie comienza tan pronto como el galvanizado de zinc se aplica al acero. Estos productos oxidativos son relativamente porosos y se adhieren libremente a la superficie del acero durante la formación temprana. Inicialmente, los óxidos de zinc y los hidróxidos que son solubles en agua se forman en la superficie galvanizada. Este producto de corrosión temprana a veces se conoce como óxido blanco. A medida que el zinc continúa resistiendo, los productos de corrosión iniciales se convierten lentamente en compuestos insolubles en agua que consisten principalmente en carbonatos de zinc.,
totalmente resistido: durante 2 años
Después de un período prolongado, los productos de corrosión se convierten en una capa densa de carbonatos de zinc que se adhieren firmemente a la superficie de acero. Esta capa oxidada ayuda a proteger el zinc de una mayor corrosión.
si se desea la aplicación de un sistema de recubrimiento, las diferentes etapas de la intemperie dictan que se sigan procedimientos de preparación de superficies separados, dependiendo de la edad de galvanización. En general, la galvanización de pintura se divide en dos categorías: superficies galvanizadas nuevas y galvanizadas existentes., La preparación de superficies galvanizadas para la aplicación de pintura se explora más en un artículo de la Universidad de KTA por Kenneth Trimber titulado, » preparación de galvanizado por inmersión en caliente para la pintura-no es demasiado complicado.»
pintura nueva galvanización
la preparación de Nueva galvanización para la pintura asume que un período mínimo (menos de 48 horas) ha pasado desde que se produjo la galvanización. Sin embargo, las superficies de zinc pueden necesitar una limpieza adicional si el material ha estado almacenado antes de pintar.,
El acero recién galvanizado debe limpiarse y desengrasarse primero de acuerdo con el SSPC-SP 1, Limpieza con disolventes. Esto es particularmente importante si se utilizó el enfriamiento con agua como tratamiento posterior y se depositaron residuos de suciedad y/o aceite en las superficies. Además, la nueva galvanización destinada a la pintura no debe apagarse con cromato. Cualquier compuesto de cromato presente en la superficie galvanizada causará problemas de adhesión para recubrimientos aplicados posteriormente., Si se utilizó un tratamiento de cromato, las superficies deben limpiarse a fondo para eliminar el tratamiento y luego se deben probar los compuestos de cromato para garantizar la eliminación. Idealmente, las especificaciones para el acero galvanizado no deben permitir el tratamiento con cromato y, en su lugar, deben especificar un tratamiento posterior de fosfatación. Como se describió anteriormente, el fosfatado produce una superficie propicia para recubrimientos aplicados posteriormente. El fosfatado apacigua la superficie de zinc y produce una capa de recubrimiento de conversión que es ideal para la aplicación de un sistema de recubrimiento.,
después de la limpieza de acuerdo con SSPC-SP 1, se pueden preparar nuevas superficies galvanizadas para la pintura mediante la aplicación de una imprimación de lavado, un tratamiento químico o una limpieza con chorro brush-off.
imprimaciones de lavado
una opción para la preparación de la superficie consiste en Aplicar una imprimación de lavado a la superficie galvanizada limpia. Los imprimadores de lavado suelen ser materiales a base de butiral de vinilo que graban con ácido la superficie galvanizada para promover la adhesión de los recubrimientos., La imprimación de lavado debe ser compatible con el sistema de recubrimiento previsto y se debe tener cuidado de no aplicar la imprimación más gruesa de lo recomendado, o puede ocurrir agrietamiento. Debe tenerse en cuenta que debe considerarse la conformidad de los cebadores de lavado con COV (compuesto orgánico volátil). Es posible que muchos imprimadores de lavado no cumplan con los límites de contenido de COV Federales, Estatales o locales para aplicaciones de taller o campo.
tratamientos químicos
otra opción es el tratamiento químico con soluciones ligeramente ácidas o básicas que graban la superficie de zinc., Estos productos pueden denominarse «limpiadores de pre-pintura» y deben diseñarse específicamente para su uso en galvanización. Los productos de limpieza de pre-pintura generalmente se diluyen con agua, se aplican a la superficie galvanizada y se les permite un tiempo de permanencia corto. Aunque enjuagar la superficie con agua generalmente es necesario para eliminar cualquier residuo de limpiador, hay algunos limpiadores «sin enjuague» disponibles.
limpieza por chorro Brush-off
La limpieza por chorro Brush-off también se puede utilizar para preparar superficies galvanizadas para el recubrimiento., Sin embargo, una preocupación obvia es que la limpieza por chorro puede dañar e incluso eliminar una parte significativa de la capa protectora de zinc si no se controla adecuadamente. Las superficies galvanizadas deben limpiarse con chorro brush-off de acuerdo con SSPC-SP 16, » limpieza con chorro Brush-Off De Acero Galvanizado recubierto y no recubierto, Aceros Inoxidables y metales no ferrosos.»
pintura galvanización existente
como se describió anteriormente, la edad y el entorno de exposición de la superficie galvanizada determinan la etapa de la intemperie., Sin embargo, los procedimientos descritos en esta sección para la galvanización «existente» se aplican a todas las etapas de la intemperie; la etapa de la intemperie determinará la cantidad de limpieza necesaria para lograr un recubrimiento estándar bien adherido. Tenga en cuenta que estos procedimientos son para galvanización desnuda y desgastada, y asuma que la pintura no se ha aplicado previamente; sin embargo, los procedimientos requerirían solo una ligera modificación para abordar la eliminación de pintura vieja y poco adherida.,
la preparación de la galvanización existente debe incluir la eliminación de suciedad y otros contaminantes, compuestos de zinc poco adheridos y todo el óxido para dar como resultado una superficie adecuada para la aplicación de recubrimiento. El primer paso siempre debe ser la limpieza con solventes según SSPC-SP 1 para eliminar contaminantes como suciedad, aceite o grasa. También se pueden realizar pruebas de cromato u otros tratamientos posteriores, aunque es poco probable que los problemas del tratamiento posterior sigan presentes en la galvanización completamente resistida. La preparación posterior de la superficie se logra más comúnmente mediante la limpieza con agua a presión.,
limpieza con agua a presión
La limpieza con agua a presión es el método de limpieza preferido para la galvanización existente, ya que tiene un menor potencial de dañar o eliminar la capa galvanizada en comparación con otros métodos (por ejemplo, limpieza por chorro abrasivo o limpieza de herramientas eléctricas). Aunque es necesario limpiar la superficie galvanizada para pintar, la capa de zinc debe permanecer intacta ya que esto es lo que proporciona protección galvánica al acero.,
todas las superficies deben limpiarse de acuerdo con SSPC-SP WJ-4 / NACE WJ-4, «Water Jet Cleaning of Metals-light Cleaning», utilizando agua a presión de 3,000 a 5,000 psi. La presión del agua y las distancias de separación de limpieza deben ajustarse según sea necesario para lograr el nivel especificado de limpieza al tiempo que se minimiza el daño a la capa protectora de zinc. El agua presurizada eliminará el material de corrosión suelto, las sales solubles y otros contaminantes. Puede ser necesaria una limpieza suplementaria con herramientas manuales o eléctricas si se ha producido oxidación del acero subyacente.,
sistemas de recubrimiento
Hay varios sistemas de recubrimiento que tienen un historial de rendimiento exitoso en galvanización. Los sistemas típicos incluyen recubrimientos acrílicos, recubrimientos epoxi / poliuretano o uretanos curados por humedad. Un imprimador de puntos resistente a la corrosión o rico en zinc se recomienda comúnmente para el retoque de áreas oxidadas desnudas en acero galvanizado resistido existente antes del recubrimiento completo.,
es importante tener en cuenta que los recubrimientos alquídicos (a base de aceite) no deben aplicarse a la galvanización debido al potencial de reacción entre los productos alcalinos de corrosión de zinc (óxido blanco) y la resina alquídica del recubrimiento. Cuando esto ocurre, el recubrimiento a menudo se degradará (saponificará) y fallará.
otra opción para el nuevo galvanizado es el uso de recubrimiento en polvo aplicado en el taller. Los recubrimientos en polvo se aplican por pulverización electrostática o por lechos fluidizados, lo que hace que el proceso sea mucho más especializado en comparación con los recubrimientos líquidos aplicados por pulverización típicos., El polvo se deposita y se mantiene en la superficie metálica por la carga electrostática y luego se hornea a altas temperaturas para fundir y fusionar el polvo en una película de recubrimiento sólido. Los recubrimientos en polvo para exposiciones a la intemperie son típicamente materiales a base de poliéster, como triglicidilisocianurato o TGIC, pero los recubrimientos en polvo epoxi también se utilizan ampliamente en tuberías enterradas (por ejemplo, tuberías para la distribución de gas y petróleo). Los recubrimientos en polvo ofrecen una excelente adherencia, alta resistencia a la abrasión, bajas emisiones de COV y poca pérdida de material., Los polvos de poliéster también ofrecen excelentes características de intemperie (retención de color y brillo). Una preocupación al usar recubrimientos en polvo sobre galvanización es el potencial de desgasificación durante la formación de la película y el proceso de curado, causando agujeros en la superficie del recubrimiento terminado. Esto se puede minimizar al pre-hornear el componente galvanizado antes del recubrimiento en polvo.
- van eijnsbergen, J. F., «Duplex Systems,» Elsevier 1994, New York, NY, PP. 7-8
