Qué es la tubería de acero al carbono galvanizada?
La
tubería de acero al carbono galvanizada (GI Pipe) es una tubería de acero anticorrosiva con una capa de zinc sobre la superficie de la tubería de acero al carbono convencional (sin costura y soldada). Esto se logra mediante un proceso de galvanizado por inmersión en caliente o electrogalvanizado. La capa de zinc se combina con la matriz de la tubería de acero para formar una barrera física y protección electroquímica, que aísla eficazmente la tubería de acero del contacto con el aire y el agua, previene la oxidación, mejora significativamente la resistencia a la corrosión y prolonga su vida útil.
Las tuberías de acero galvanizado son ampliamente utilizadas. Además de usarse como tuberías para fluidos generales a baja presión, como agua, gas y petróleo, también se emplean como tuberías para pozos petrolíferos y oleoductos en la industria petrolera, especialmente en yacimientos petrolíferos offshore, calentadores de petróleo, enfriadores de condensadores, intercambiadores de aceite para la destilación y lavado de carbón en equipos de coquización química, y pilotes de tuberías para muelles y estructuras de soporte para túneles mineros.
Características de las tuberías de acero al carbono galvanizado:
1. Doble anticorrosión
Aislamiento físico (la capa de zinc bloquea el paso del aire y el agua) + protección electroquímica (el zinc se corroe preferentemente y protege el hierro).
2. Económicas y prácticas
Su costo es solo entre un tercio y un quinto del de las
tuberías de acero inoxidable, y su vida útil anticorrosiva puede alcanzar de 20 a 50 años (en condiciones normales).
3. Fácil procesamiento
Se pueden soldar, cortar y doblar, pero la soldadura a alta temperatura requiere un suplemento de zinc (como la galvanización por inmersión en frío por pulverización).
4. Características de la superficie
Capa de zinc gris plateado, lisa y de excelente aspecto, ideal para instalaciones expuestas.
5. Limitaciones
La capa de zinc no es resistente a ácidos fuertes (pH < 6), álcalis fuertes (pH > 12) ni a entornos con alto contenido de sal (como el agua de mar).
Tipos de procesos de producción de tubos de acero al carbono galvanizados:
El proceso de galvanizado se divide principalmente en tres categorías: galvanizado por inmersión en caliente, electrogalvanizado y galvanizado por inmersión en frío. Cada proceso presenta diferencias significativas en cuanto a rendimiento anticorrosivo, coste y aplicaciones.
1. Tubo galvanizado por inmersión en caliente
El galvanizado por inmersión en caliente es una tecnología de recubrimiento anticorrosivo que forma una capa de aleación de zinc y hierro sobre la superficie del acero mediante un proceso de galvanizado a alta temperatura. Se utiliza ampliamente en la construcción, el transporte, la energía y otros sectores.
El galvanizado por inmersión en caliente consiste en decapar primero el tubo de acero. Para eliminar el óxido de hierro de la superficie, tras el decapado, se limpia en una solución acuosa de cloruro de amonio o cloruro de zinc, o en una solución acuosa mixta de cloruro de amonio y cloruro de zinc, y posteriormente se envía al tanque de galvanizado por inmersión en caliente. El galvanizado por inmersión en caliente ofrece las ventajas de un recubrimiento uniforme, una fuerte adhesión y una larga vida útil.
Proceso de galvanizado por inmersión en caliente:
1) Tratamiento de la superficie
Desengrasado (lavado alcalino) → decapado (ácido clorhídrico para eliminar las incrustaciones de óxido) → recubrimiento (solución de cloruro de amonio y zinc para prevenir la oxidación secundaria).
2) Inmersión en zinc a alta temperatura
Las piezas de acero pretratadas se sumergen en zinc líquido fundido (445-465 °C) y se produce una reacción hierro-zinc para formar una capa de aleación de zinc-hierro.
3) Enfriamiento y conformado
Tras la extracción, se realiza un enfriamiento por aire o agua para formar una capa densa sobre la superficie.
2. Tubería electrogalvanizada (se requiere energía eléctrica)
La electrogalvanización es una tecnología anticorrosiva que utiliza un proceso electrolítico a temperatura ambiente para depositar una capa de zinc sobre la superficie de la tubería de acero mediante iones de zinc en el electrolito. Se utiliza ampliamente en piezas de precisión, componentes electrónicos y otros campos.
Flujo del proceso de electrogalvanizado:
1) Pretratamiento
Desengrasado (limpieza alcalina) → decapado (eliminación de óxidos) → activación (mejora de la adhesión).
2) Proceso de galvanoplastia
La tubería de acero se sumerge en un electrolito que contiene sal de zinc (como ZnSO₄) como cátodo. Tras el paso de corriente continua, los iones de zinc (Zn²⁺) se reducen y se depositan en la superficie.
3) Postratamiento
Pasivación (tratamiento con cromato) → secado (mejora de la resistencia a la corrosión).
3. Tubería galvanizada en frío (sin necesidad de energía)
La galvanización en frío es una tecnología anticorrosiva que forma una capa protectora de zinc sobre la superficie metálica mediante un proceso de recubrimiento a temperatura ambiente. En comparación con la galvanización por inmersión en caliente y la electrogalvanización tradicionales, se caracteriza por su construcción flexible y bajo costo.
Flujo del proceso de galvanizado en frío:
Tratamiento superficial:
Chorrado con arena/pulido (limpieza Sa2.5) → desengrasado (limpieza con disolvente).
Recubrimiento de la capa de zinc:
Utilice pintura rica en zinc (con un contenido de polvo de zinc ≥96%) mediante pulverización, brocha o inmersión.
Método de curado:
Autocurado a temperatura ambiente (1-24 horas) o horneado a baja temperatura (curado acelerado a 60-80 °C).
Áreas de aplicación de las tuberías de acero al carbono galvanizadas:
Las tuberías de acero al carbono galvanizadas se utilizan ampliamente en los siguientes campos debido a su rendimiento anticorrosivo, economía y fácil procesamiento.
1. Construcción e ingeniería municipal
Las tuberías de acero galvanizado por inmersión en caliente se utilizan ampliamente en instalaciones de agua y electricidad en edificios, tuberías de protección contra incendios y sistemas municipales de suministro de agua y drenaje.
Por ejemplo, el tendido de líneas de protección contra incendios en grandes complejos comerciales requiere el uso de tuberías de acero galvanizado para garantizar la estabilidad del circuito. Los datos de los proyectos de reconstrucción de redes urbanas de abastecimiento de agua muestran que la vida útil de las redes subterráneas de tuberías con acero galvanizado por inmersión en caliente puede alcanzar los 30 años.
2. Industria y fabricación de maquinaria
La industria petroquímica suele utilizar
tuberías de acero sin costura galvanizadas y engrosadas para transportar vapor, aire comprimido y otros medios. En entornos con alto contenido de azufre, su rentabilidad es mayor que la de las tuberías de acero inoxidable.
Los bastidores de equipos de líneas de producción de automóviles y las barandillas de máquinas herramienta automatizadas utilizan principalmente tuberías redondas galvanizadas. Las tuberías electrogalvanizadas son especialmente adecuadas para equipos industriales de precisión gracias a su superficie lisa (rugosidad ≤1,6 μm).
Tubo de protección de cables: El tubo electrogalvanizado de pared delgada se utiliza para el cableado eléctrico interior y su resistencia al fuego es superior a la de los tubos de plástico.
Conducto de ventilación: El conducto espiral galvanizado (con un espesor de 0,5 a 1,2 mm) es resistente a la corrosión leve y fácil de instalar.
3. Proyectos agrícolas y de conservación de agua
Se utilizan tubos de acero galvanizado para construir cobertizos de arco para la siembra en invernaderos, con una resistencia a la presión del viento de 0,5 kN/m² y una vida útil de 5 a 8 años mayor que la de los tubos negros convencionales.
Los tubos de acero galvanizado de grado N80 se utilizan comúnmente en sistemas de riego para la conservación de agua, y su adherencia a la capa de zinc es ≥275 g/m², lo que les permite resistir la corrosión ambiental con un pH de 6 a 12.
4. Fabricación de automóviles
Los paneles de la carrocería (puertas, capós) están fabricados con placas de acero electrogalvanizado, y la rugosidad superficial es ≤5 μm para cumplir con los requisitos de recubrimiento de espejo.
El soporte galvanizado por inmersión en caliente del sistema de suspensión puede resistir 500.000 pruebas de fatiga.
5. Instalaciones de tráfico
Guardavías y postes de alumbrado público: galvanizado por inmersión en caliente + protección de doble capa con recubrimiento por pulverización, excelente resistencia a la intemperie. Por ejemplo, barandillas de vigas corrugadas para carreteras.
Restricciones en el uso de tubos de acero galvanizado:
1) Restricciones en tubos de acero galvanizados por inmersión en caliente
Tuberías de vapor de alta temperatura (>200 °C):
Razón: La capa de zinc reacciona con la matriz de hierro a alta temperatura para formar una aleación de zinc-hierro frágil, lo que provoca desprendimiento (el punto de fusión del zinc es de 419 °C y el punto de ebullición es de 907 °C). La temperatura de trabajo a largo plazo de la capa de zinc es ≤200 °C.
Solución alternativa:
Tubería de acero sin costura (20#/15CrMo) + revestimiento resistente a altas temperaturas (como revestimiento de aluminio y silicio).
Entorno con medio fuertemente ácido/alcalino:
Razón: pH <4 (como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico): La capa de zinc se disuelve rápidamente (tasa de corrosión >1 mm/año). pH >12 (como el hidróxido de sodio): El zinc sufre agrietamiento por fragilización alcalina. Se prohíbe el uso de tuberías galvanizadas para el transporte de ácidos y álcalis.
Ambientes con agua de mar o niebla salina:
Motivo: Los iones de cloruro (Cl⁻) penetran la capa de zinc y causan corrosión por picaduras, y su vida útil es de tan solo 3 a 5 años (hasta 50 años en agua dulce). Las plataformas marinas utilizan acero inoxidable dúplex o aleaciones a base de níquel.
Contacto directo con medios en la industria alimentaria/farmacéutica:
Motivo: La migración de iones de zinc (Zn²⁺) puede contaminar el producto.
2) Restricciones para tuberías de acero electrogalvanizado
Sistema de suministro de agua en edificios:
Se prohíbe el uso de tuberías de acero electrogalvanizado en sistemas de agua potable (solo se permiten tuberías de acero galvanizado por inmersión en caliente). Motivo: La capa electrogalvanizada es delgada (5~30 μm) y propensa a la corrosión y al desprendimiento, lo que resulta en un exceso de iones de zinc. Debido a su insuficiente capacidad anticorrosiva y a los riesgos de contaminación del agua, su uso está prohibido en sistemas de agua potable y gas.
Gasoductos:
Las tuberías electrogalvanizadas están prohibidas para gasoductos enterrados (se requieren tuberías de PE o de
acero anticorrosivo 3PE).
Usos permitidos:
Tuberías roscadas eléctricas: como las tuberías de acero electrogalvanizado JDG, utilizadas para cableado en entornos secos.
Muebles/Decoración: Piezas estructurales no portantes (como expositores y soportes de lámparas).
3) Restricciones para tuberías de acero galvanizadas por inmersión en frío
Estructuras permanentes de edificaciones:
No se permite el uso de galvanizado por inmersión en frío (recubrimiento rico en zinc) como capa anticorrosiva en la estructura principal (como vigas y columnas de fábricas de estructuras de acero) debido a su baja durabilidad (5-10 años).
Debido a la baja durabilidad de las tuberías de acero galvanizadas por inmersión en frío, está prohibido su uso como capa anticorrosiva en estructuras permanentes. Los componentes principales que soportan cargas deben utilizar galvanizado por inmersión en caliente o recubrimientos anticorrosivos de alto rendimiento.
Conducciones de agua:
El recubrimiento galvanizado por inmersión en frío tiene poca adherencia y se desprende fácilmente tras una inmersión prolongada. Está prohibido su uso en sistemas de agua potable.
Usos permitidos:
Instalaciones temporales: recintos temporales y andamios en obras de construcción (se requiere repintado periódico).
Proyectos de mantenimiento: reparación local de capas galvanizadas por inmersión en caliente después de daños (como pernos de puentes).
Galvanizado por inmersión en caliente vs. electrogalvanizado: Cómo elegir?
Elija galvanizado por inmersión en caliente:
Requiere protección contra la corrosión a largo plazo en exteriores (como torres de transmisión de alta tensión).
Comprende el impacto mecánico o el desgaste (como equipos de minería).
Elija electrogalvanizado:
Piezas pequeñas de precisión (como pernos, componentes electrónicos).
Anticorrosión a corto plazo y estética (como accesorios de muebles).
Read more: Galvanized ERW pipe or Guide for Selecting the Thickness of Galvanized Steel Pipe
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