Comportamiento mecánico de la capa de zinc sobre acero al variar calidad superficial y velocidad de enfriamiento

Publicado en 3C Tecnología – Volumen 7 Número 4 (Edición 28)

Autores

Resumen

La corrosión del acero estructural es un problema recurrente en el Ecuador, llegando a afectar a muchas edificaciones, y la forma en que se aplica el revestimiento protector de zinc es la principal causa. El presente estudio analiza el comportamiento mecánico adhesivo de la capa protectora depositada sobre acero estructural, variando la calidad superficial y la velocidad de enfriamiento del recubrimiento. La metodología aplicada consiste en caracterizar la materia prima (perfiles estructurales de tipo angular), aplicar pretratamientos superficiales a los perfiles angulares mediante pulido, lijado, esmerilado y como viene de fábrica, galvanizar los perfiles angulares en las empresas A y B, medir la capa de galvanizado, identificar y medir el espesor de las fases, medir rugosidad superficial, cuantificar durezas de la fase zeta, y finalmente, medir la adhesividad del recubrimiento al sustrato. De los resultados obtenidos se desprende que la rugosidad permite un mejor anclaje de la capa de zinc a la superficie metálica, las altas velocidades de enfriamiento permiten obtener una capa de zinc con más brillo, mayor dureza y adherencia, aunque sacrifica la ductilidad de la capa de recubrimiento al tener un comportamiento más frágil. La presencia de defectos en las fases formadas por el zinc influye en el comportamiento mecánico durante el ensayo de pull-off, ya que puede llegar a romper el sustrato al momento de desprenderse de la superficie del acero. Los elevados espesores de la capa de zinc confieren al acero una mayor vida útil y resistencia a la corrosión. Los datos obtenidos en este estudio sirven para corregir o mejorar la forma de aplicación de este recubrimiento.

Abstract

The corrosion of structural steel is a recurrent problem in Ecuador, affecting many buildings, and the way in which the zinc protective coating is applied is the main cause. The present study analyzes the adhesive mechanical behavior of the protective layer deposited on structural steel, varying the surface quality and cooling rate of the coating. The applied methodology consists of characterizing the raw material (structural profiles of angular type), applying surface pre-treatments to the angular profiles by polishing, sanding, grinding and as it comes from the factory, galvanizing the angular profiles in companies A and B, measuring the layer of galvanizing, identify and measure the thickness of the phases, measure surface roughness, quantify hardness of the zeta phase, and finally, measure the adhesiveness of the coating to the substrate. From the results obtained it can be seen that the roughness allows a better anchorage of the zinc layer to the metallic surface, the high cooling speeds allow to obtain a zinc layer with more brightness, greater hardness and adherence, although it sacrifices the ductility of the layer of coating when having a more fragile behavior. The presence of defects in the phases formed by the zinc influences the mechanical behavior during the pull-off test, since it can break the substrate when it is released from the steel surface. The high thicknesses of the zinc layer give the steel a longer life and resistance to corrosion. The data obtained in this study serve to correct or improve the application form of this coating.

Artículo

Palabras clave

Adherencia, Difusión, Aleación Fe-Zn, Galvanizado por inmersión en caliente, Recubrimiento de zinc

Keywords

Adhesion, Diffusion, Fe-Zn alloy, Hot-dip galvanizing, Zinc coating.