Galvanização por imersão a quente - Hot-dip galvanization

Corrimão galvanizado
Superfície cristalina de um corrimão galvanizado por imersão a quente.
Efeito protetor: caixa de correio totalmente enferrujada montada em parede galvanizada por imersão a quente.

A galvanização por imersão a quente é uma forma de galvanização . É o processo de revestimento do ferro e do aço com zinco , que se liga à superfície do metal base ao imergir o metal em um banho de zinco fundido a uma temperatura em torno de 450 ° C (842 ° F). Quando exposto à atmosfera, o zinco puro (Zn) reage com o oxigênio ( O 2 ) para formar óxido de zinco ( ZnO ), que reage posteriormente com dióxido de carbono ( CO 2 ) para formar carbonato de zinco ( ZnCO 3 ), um cinza geralmente opaco , material bastante forte que protege o aço por baixo de corrosão em muitas circunstâncias. O aço galvanizado é amplamente utilizado em aplicações onde a resistência à corrosão é necessária sem o custo do aço inoxidável e é considerado superior em termos de custo e ciclo de vida. Ele pode ser identificado pelo padrão de cristalização na superfície (geralmente chamado de "lantejoula").

O aço galvanizado pode ser soldado; no entanto, deve-se ter cuidado com os vapores tóxicos de zinco resultantes. A fumaça galvanizada é liberada quando o metal galvanizado atinge uma determinada temperatura. Esta temperatura varia de acordo com o processo de galvanização usado. Em exposição contínua de longo prazo, a temperatura máxima recomendada para aço galvanizado por imersão a quente é 200 ° C (392 ° F), de acordo com a American Galvanizers Association. O uso de aço galvanizado em temperaturas acima disso resultará no descascamento do zinco na camada intermetálica . A chapa de aço eletrogalvanizada é freqüentemente usada na fabricação automotiva para melhorar o desempenho contra corrosão dos painéis externos da carroceria; este é, no entanto, um processo completamente diferente que tende a atingir espessuras de revestimento de zinco mais baixas.

Como outros sistemas de proteção contra corrosão, a galvanização protege o aço atuando como uma barreira entre o aço e a atmosfera. No entanto, o zinco é um metal mais eletropositivo (ativo) em comparação com o aço. Esta é uma característica única para galvanização, o que significa que quando um revestimento galvanizado é danificado e o aço é exposto à atmosfera, o zinco pode continuar a proteger o aço através da corrosão galvânica (muitas vezes dentro de um anel de 5 mm, acima do qual a taxa de transferência de elétrons diminui) .

Processar

O processo de galvanização por imersão a quente resulta em uma ligação metalúrgica entre o zinco e o aço, com uma série de ligas distintas de ferro-zinco. O aço revestido resultante pode ser usado da mesma maneira que o não revestido.

Uma linha de galvanização por imersão a quente típica opera da seguinte forma:

  • O aço é limpo com uma solução cáustica . Isso remove óleo / graxa, sujeira e tinta.
  • A solução de limpeza cáustica é enxaguada.
  • O aço é decapado em uma solução ácida para remover incrustações de moagem .
  • A solução de decapagem é enxaguada.
  • Um fluxo , geralmente cloreto de zinco-amônio, é aplicado ao aço para inibir a oxidação da superfície limpa após a exposição ao ar. O fluxo é deixado secar no aço e auxilia no processo de umedecimento do zinco líquido e aderência ao aço.
  • O aço é mergulhado no banho de zinco fundido e mantido lá até que a temperatura do aço se equilibre com a do banho.
  • O aço é resfriado em um tanque de têmpera para reduzir sua temperatura e inibir reações indesejáveis ​​do revestimento recém-formado com a atmosfera.

O chumbo é frequentemente adicionado ao banho de zinco fundido para melhorar a fluidez do banho (limitando assim o excesso de zinco no produto mergulhado por meio de propriedades de drenagem aprimoradas), ajuda a evitar a flutuação da escória , torna a reciclagem da escória mais fácil e protege a caldeira da distribuição desigual do calor do queimadores. As regulamentações ambientais dos Estados Unidos desaprovam o uso de chumbo no banho de caldeira. O chumbo é adicionado ao zinco de grau Z1 primário ou já está contido no zinco secundário usado. Um terceiro método de declínio é usar zinco de baixo grau Z5.

A tira de aço pode ser galvanizada por imersão a quente em uma linha contínua. Tiras de aço galvanizado por imersão a quente (às vezes também vagamente chamadas de ferro galvanizado) são amplamente utilizadas para aplicações que requerem a resistência do aço combinada com a resistência à corrosão do zinco, como telhados e paredes , barreiras de segurança, corrimãos, eletrodomésticos e automotivo partes do corpo. Um uso comum é em baldes de metal . O aço galvanizado também é usado na maioria dos sistemas de dutos de aquecimento e resfriamento em edifícios

Artigos de metal individuais, como vigas de aço ou portões de ferro forjado, podem ser galvanizados por imersão a quente por um processo denominado galvanização em lote. Outras técnicas modernas substituíram amplamente o mergulho quente para esses tipos de funções. Isso inclui a eletrogalvanização , que deposita a camada de zinco de um eletrólito aquoso por eletrodeposição , formando uma ligação mais fina e muito mais forte.

História

Em 1742, o químico francês Paul Jacques Malouin descreveu um método de revestimento do ferro mergulhando-o em zinco fundido em uma apresentação à Real Academia Francesa.

Em 1772, Luigi Galvani (Itália), que deu o nome à galvanização, descobriu o processo eletroquímico que ocorre entre os metais durante um experimento com pernas de rã.

Em 1801, Alessandro Volta aprofundou as pesquisas sobre galvanização ao descobrir o eletro-potencial entre dois metais, criando uma célula de corrosão.

Em 1836, o químico francês Stanislas Sorel obteve uma patente para um método de revestimento do ferro com zinco , após limpá-lo primeiro com ácido sulfúrico a 9% ( H 2 SO 4 ) e fundindo -o com cloreto de amônio ( NH 4 Cl ).

Especificação

Um revestimento galvanizado por imersão a quente é relativamente mais fácil e barato de especificar do que um revestimento de tinta orgânica com desempenho de proteção contra corrosão equivalente. A norma britânica, europeia e internacional para galvanização por imersão a quente é BS EN ISO 1461, que especifica uma espessura mínima de revestimento a ser aplicada ao aço em relação à espessura da seção do aço, por exemplo, uma fabricação de aço com um tamanho de seção mais espesso que 6 mm deve ter uma espessura mínima de revestimento galvanizado de 85  µm .

Mais informações sobre desempenho e design para galvanização podem ser encontradas em BS EN ISO 14713-1 e BS EN ISO 14713-2. O desempenho de durabilidade de um revestimento galvanizado depende exclusivamente da taxa de corrosão do ambiente em que é colocado. As taxas de corrosão para diferentes ambientes podem ser encontradas na BS EN ISO 14713-1, onde as taxas de corrosão típicas são fornecidas, juntamente com uma descrição do ambiente em que o aço seria usado.

Veja também

Referências