Lección 11.4RecubrirCapítulo 11 · Recubrimientos y acabado superficial

Galvanizado en caliente

Acero sumergido en zinc fundido forma una capa de zinc unida

El galvanizado en caliente protege el acero del óxido sumergiéndolo en un baño de zinc fundido. El acabado gris mate, algo moteado, de las barreras de seguridad de las autopistas, los pilones eléctricos y las puertas de las granjas viene de este proceso. Una pieza galvanizada a menudo puede durar varias décadas a la intemperie sin mantenimiento.

Foto: Wertuose, CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons

Galvanizado en caliente · la línea de cubas, las capas del recubrimiento y la protección de sacrificioLos números en círculo corresponden a los pasos de abajo. Los recuadros muestran el recubrimiento de cerca y por qué un arañazo no se oxida.

Cómo funciona

Desengrasa. El acero cuelga de una grúa y se sumerge en un baño alcalino caliente (un fuerte limpiador jabonoso) que elimina aceite, grasa y marcas de pintura.
Decapa. Un baño de ácido diluido, normalmente ácido clorhídrico, disuelve el óxido y la cascarilla de laminación (la piel oscura de óxido que deja el laminado). El zinc solo se une a acero perfectamente limpio.
Aplica fundente y seca. Una inmersión en un fundente (una solución salina de cloruro de zinc y amonio) deja una película fina que evita nuevo óxido y ayuda a que el zinc moje el acero. Después la pieza se seca.
Sumerge en zinc fundido. La pieza entra en una cuba de zinc a unos 450 °C durante unos minutos. El hierro y el zinc reaccionan y hacen crecer capas de aleación de zinc y hierro unidas a la superficie del acero.
Saca y escurre. La pieza se retira despacio para que escurra el exceso de zinc. Una capa de zinc casi puro queda encima de las capas de aleación.
Enfría e inspecciona. La pieza se templa en agua o se enfría al aire, luego se comprueban el espesor y los puntos sin recubrir, y se eliminan los goterones.

La misma idea funciona de forma continua en las acerías: bobinas de chapa se desenrollan a través de un baño de zinc, a menudo a más de 100 m por minuto. Esa chapa se convierte en carrocerías de coche, cubiertas y paneles de electrodomésticos.

Datos clave

Materiales: Acero al carbono y de baja aleación, y fundición; baño de zinc con pequeñas adiciones como aluminio
Piezas típicas: Vigas estructurales, barreras de seguridad, pilones, postes, vallas, elementos de fijación, remolques, maquinaria agrícola
Tamaño de pieza: Desde pernos hasta vigas de muchos metros de largo; las cubas más grandes superan los 15 m de largo
Precisión: Recubrimiento normalmente de 50–150 µm y desigual; las roscas y los agujeros ajustados necesitan limpieza o enmascarado
Acabado superficial: Gris mate o brillante con un patrón cristalino (moteado), que se vuelve gris mate con el tiempo; los goterones y las zonas rugosas son habituales
Tamaño de lote adecuado: Desde estructuras únicas hasta grandes series; los galvanizadores lo cobran por el peso del acero
Coste de utillaje y máquina: Sin utillaje específico de la pieza; una planta de galvanizado cuesta millones
Velocidad: Minutos en el zinc; un ciclo completo de lote con limpieza lleva horas; las líneas continuas de chapa funcionan a gran velocidad

Ventajas y límites

Ventajas

Vida muy larga a la intemperie, a menudo varias décadas sin mantenimiento
Cubre todas las superficies, interior de tubos y esquinas, en una sola inmersión
Recubrimiento tenaz, unido metalúrgicamente, que resiste los golpes
El zinc protege los arañazos y los bordes cortados corroyéndose primero

Límites

Solo para acero y hierro; tiene aspecto industrial salvo que se pinte
A unos 450 °C las piezas finas pueden deformarse, y los huecos cerrados deben ventilarse para que no revienten
Recubrimiento grueso y desigual, así que es malo para ajustes precisos y roscas
Soldar o cortar después quema el zinc y desprende humos

Dónde se usa

ConstrucciónAcero estructural, escaleras, balcones, barras de armadura
Infraestructuras de transporteBarreras de seguridad de autopistas, pórticos de señales, columnas de alumbrado, puentes
EnergíaPilones eléctricos, estructuras de subestaciones, estructuras de soporte de paneles solares
AgriculturaPuertas, vallas, estructuras de graneros, corrales
AutomociónChapa de acero galvanizado para carrocerías de coche (línea continua), remolques
FerreteríaPernos, tuercas, clavos, cadenas, alambre

Cómo reconocerlo

Una superficie gris plateado mate o brillante, a veces con un patrón cristalino como de escarcha llamado moteado.
Pequeños goterones, escurridos o grumos de zinc en los bordes y extremos inferiores, donde escurrió el zinc.
Agujeros de ventilación y de drenaje taladrados en las esquinas de tubos y formas cerradas.
En el acero exterior antiguo, un gris mate uniforme sin óxido, incluso en bordes cortados y arañazos.

Compáralo con

Galvanizado electrolítico11.5también pone zinc sobre el acero, pero con electricidad a temperatura ambiente; mucho más fino (normalmente 5–25 µm) y más preciso, para pernos y piezas pequeñas.Pintura en polvo11.2añade color; a menudo se aplica sobre el galvanizado en un sistema «dúplex».Proyección térmica11.10proyecta zinc fundido sobre estructuras demasiado grandes para sumergirlas, como tramos de puentes.

Míralo

Galvanizers Association · Los pasos del proceso, explicados por el organismo del sector del Reino Unido

American Galvanizers Association · Qué aspecto tiene el recubrimiento terminado, y por qué

Joseph Ash Galvanizing · Una inmersión real en zinc fundido y la extracción

Brooke Alden · Un recorrido por una planta pasando por todas las cubas

Ver fotos reales

Wikipedia: Galvanización en caliente — pasos del proceso, líneas por lotes y continuas, historia, con fotos
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

El acero limpio sumergido en zinc a unos 450 °C hace crecer un recubrimiento unido a su superficie.
El zinc protege dos veces: como barrera, y corroyéndose primero donde el acero queda expuesto.
Es la opción de larga vida para el acero exterior, pero el recubrimiento es grueso y poco preciso.