Qué es el galvanizado por inmersión en caliente?

El galvanizado por inmersión en caliente es un proceso en el que el acero se recubre con una capa de zinc mediante inmersión en zinc fundido. Esto proporciona una protección contra la corrosión a largo plazo gracias a una capa duradera de aleación de zinc-hierro con una unión metalúrgica sólida.

Esta guía abarca los pasos del proceso, los principios clave y los factores críticos que afectan la calidad del recubrimiento galvanizado.

Proceso de galvanizado por inmersión en caliente

El proceso típico de galvanizado por inmersión en caliente consta de los siguientes pasos principales:
Preparación → Decapado → Lavado → Aplicación de fundente → Galvanizado por inmersión en caliente → Enfriamiento → Pasivación → Limpieza → Inspección → Embalaje → Almacenamiento

Principio del galvanizado por inmersión en caliente

La tubería galvanizada por inmersión en caliente se forma mediante una reacción entre el metal fundido y la matriz de hierro, produciendo una capa de aleación de zinc-hierro. Esto garantiza la unión entre el sustrato y el recubrimiento.

El proceso es el siguiente:
1. Decapado: La superficie del acero se decapa para eliminar el óxido de hierro.
2. Aplicación de fundente: Después del decapado, se limpia en una solución acuosa de cloruro de amonio o cloruro de zinc.
3. Inmersión en caliente: El acero limpio se sumerge en un baño de zinc fundido.

Las principales ventajas del galvanizado por inmersión en caliente incluyen: recubrimiento uniforme, fuerte adhesión y larga vida útil.

Formación de la capa galvanizada

● El sustrato de acero experimenta complejas reacciones físicas y químicas con el baño fundido, formando una capa de aleación de zinc-hierro resistente a la corrosión y de estructura compacta. Esta capa de aleación se integra con la capa de zinc puro y la base de acero, proporcionando una excelente resistencia a la corrosión.

● El proceso se puede describir de la siguiente manera: cuando la pieza se sumerge en zinc fundido, se forma primero una solución sólida de zinc-hierro (centrada en el cuerpo) en la interfaz. Esto se debe a la disolución del hierro del metal base en estado sólido para formar átomos de zinc cristalinos. Se produce una fusión entre los átomos de ambos metales.

● Cuando el zinc se satura, los átomos de zinc y hierro se interdifunden. Los átomos de zinc migran a la red cristalina del hierro, formando gradualmente una aleación con este metal. Mientras tanto, el hierro difundido en el zinc fundido forma compuestos intermetálicos (FeZn13), que se depositan en el fondo del crisol de galvanizado como escoria.

● Al retirar la pieza del zinc fundido, se forma una capa de zinc puro en la superficie, que constituye cristales hexagonales. El contenido de hierro en esta capa suele ser inferior al 0,003 %.

Galvanizado en caliente frente a galvanizado en frío

Característica	Galvanizado por inmersión en caliente	Galvanizado en frío (Electrolítico)
Grosor del recubrimiento	50-150μm	5-30μm
Resistencia a la corrosión	Excelente, larga duración (20-50 años)	Limitada, vida útil más corta
Adherencia	Fuerte, unión metalúrgica	Más débil, unión mecánica
Aplicación	Exteriores, industriales, entornos agresivos	Interiores, entornos suaves, piezas de precisión
Estándares típicos	ASTM A123, ISO 1461	ASTM B633

Factores clave que afectan la calidad del recubrimiento

Dos factores críticos durante el proceso de galvanizado por inmersión en caliente son la temperatura y el tiempo de inmersión.

● Control de temperatura:
Temperatura demasiado baja: El zinc tiene poca movilidad, lo que resulta en un recubrimiento grueso e irregular, propenso a descuelgarse y con una calidad visual deficiente.
Temperatura óptima: Buena fluidez del zinc líquido, lo que produce un recubrimiento delgado, resistente y uniforme con buena apariencia.
Temperatura demasiado alta: Una temperatura excesiva provoca una pérdida importante de hierro de la pieza y del crisol de zinc, generando un exceso de escoria. Esto afecta la calidad del recubrimiento y aumenta el consumo de zinc, pudiendo provocar fallos en el recubrimiento.

● Tiempo de inmersión: A la misma temperatura, un tiempo de inmersión más prolongado generalmente resulta en un recubrimiento más grueso. Las temperaturas más altas requieren tiempos más cortos para lograr el mismo espesor.

Preguntas frecuentes

P1: Cuál es la diferencia entre tuberías galvanizadas por inmersión en caliente y electrogalvanizadas?
R: El galvanizado por inmersión en caliente proporciona un recubrimiento mucho más grueso y duradero, unido metalúrgicamente al acero, lo que ofrece una protección superior contra la corrosión a largo plazo para uso industrial y en exteriores. El galvanizado electrolítico proporciona un recubrimiento más delgado y liso, adecuado para interiores o ambientes templados.

P2: Qué espesor tiene el recubrimiento galvanizado por inmersión en caliente?
R: El espesor del recubrimiento suele oscilar entre 50 y 150 micrómetros (μm), dependiendo de la composición del acero y el tiempo de inmersión. Esto es aproximadamente de 5 a 10 veces más grueso que los recubrimientos galvanizados electrolíticos. Para obtener más detalles sobre el espesor de la capa galvanizada, consulte nuestra [Guía para la selección del espesor de la capa galvanizada para tuberías de acero al carbono].

P3: Afecta el galvanizado por inmersión en caliente a las propiedades mecánicas del acero?
R: El proceso de galvanizado por inmersión en caliente en sí (inmersión en zinc fundido a 445-465 °C) tiene un efecto mínimo en la resistencia de los aceros estructurales estándar. Sin embargo, los aceros de alta resistencia pueden requerir consideraciones especiales para evitar la fragilización por hidrógeno.

Más información:
● Tubería de acero galvanizado por inmersión en caliente BS 1387
● Tubería galvanizada ERW vs. tubería galvanizada sin costura
● Proceso de galvanizado por inmersión en caliente: Etapas de producción de tubería sin costura