Tubería de acero galvanizada: una guía industrial completa

Tubería de acero galvanizadoes uno de los productos de tuberías resistentes a la corrosión-más utilizados en la construcción, el suministro de agua, la agricultura y la fabricación industrial. El término "galvanizado" se refiere a un recubrimiento de zinc aplicado al acero -, un proceso que lleva el nombre del científico italiano del siglo XVIII-Luigi Galvani, cuyos primeros trabajos sobre reacciones eléctricas en metales eventualmente dieron lugar al campo más amplio de la electroquímica que sustenta cómo el zinc protege el acero en la actualidad. A pesar del origen del nombre en la ciencia eléctrica, la mayoría de las tuberías galvanizadas en el mercado están recubiertas mediante un proceso puramente térmico - inmersión en caliente-- en lugar de uno eléctrico, lo cual es un punto común de confusión que vale la pena aclarar con anticipación.

Esta guía cubre cómo se fabrican realmente los tubos de acero galvanizado, las diferencias reales entre los métodos vendidos con ese nombre, los estándares que rigen la calidad y qué verificar antes de realizar el pedido. - escrito para compradores que necesitan más que una descripción de marketing antes de comprometerse con una orden de compra.

El zinc protege el acero de dos maneras distintas, y comprender ambas explica por qué las tuberías galvanizadas se desempeñan como lo hacen en el campo.

Protección de barrera:La capa de zinc separa físicamente el acero de la humedad, el oxígeno y los elementos corrosivos del medio ambiente, de la misma manera que lo hace cualquier recubrimiento.

Protección sacrificial (catódica):esta es la parte exclusiva del zinc. El zinc es más reactivo electroquímicamente que el acero, por lo que si el revestimiento se raya o daña y el acero desnudo queda expuesto, el zinc circundante se corroe preferentemente y continúa protegiendo el acero expuesto hasta que se consume el zinc cercano. Esta es la razón por la que las tuberías galvanizadas con pequeños rayones en la superficie no se oxidan inmediatamente en el momento del rayado - una ventaja práctica significativa sobre los recubrimientos que solo brindan protección de barrera, como la mayoría de las pinturas, que no ofrecen protección una vez que se rompen.

Tubería de acero galvanizada LSAW

Tubería de acero no galvanizada

Comprender el proceso ayuda a explicar por qué la calidad varía entre proveedores y qué determina realmente un buen recubrimiento frente a uno deficiente.

1. Desengrasante.La tubería se limpia en un baño cáustico o detergente para eliminar el aceite, la grasa y la suciedad del taller que quedan del conformado y la soldadura.
2. Decapado ácido.La tubería se sumerge en un baño de ácido diluido (normalmente ácido clorhídrico) para eliminar las incrustaciones de laminación y el óxido de la superficie hasta obtener acero desnudo y reactivo. El decapado incompleto es una de las causas más comunes de mala adhesión del recubrimiento.
3. Fluyendo.Un baño de fundente de cloruro de zinc y amonio elimina cualquier película de óxido restante y evita que el acero se vuelva a oxidar en los momentos previos a su entrada en el zinc.
4. Galvanizado (inmersión).El tubo se introduce en una caldera de zinc fundido a aproximadamente 450 grados. El hierro del acero reacciona con el zinc para formar una serie de capas intermetálicas de zinc-hierro, con una capa de zinc esencialmente puro que se solidifica en la parte superior a medida que se retira la tubería.
5. Enfriamiento/templado.La tubería se enfría, a menudo mediante enfriamiento con agua, lo que también ayuda a detener el crecimiento de la aleación una vez que se ha formado la estructura de recubrimiento deseada.
6. Inspección.El espesor del recubrimiento, la adhesión y el acabado de la superficie se verifican - comúnmente mediante un medidor de espesor magnético y, a veces, mediante una prueba de sulfato de cobre (Preece) para verificar la continuidad del recubrimiento - antes de que la tubería se envíe para su envío.

Cada uno de estos pasos es un punto potencial de fracaso si se apresura. Una tubería que se salta el tiempo de decapado adecuado, por ejemplo, puede salir del baño de zinc luciendo recubierta y al mismo tiempo tener una mala adhesión subyacente que se manifiesta más tarde como descamación o descascarillado en servicio -, que es exactamente la razón por la cual el espesor del recubrimiento por sí solo no es una imagen completa de la calidad; Los registros de adhesión y preparación de superficies son igualmente importantes.

Aquí es donde los compradores suelen confundirse, porque se comercializan tres procesos realmente diferentes con nombres similares.

1. Galvanizado por inmersión en caliente-(Después de la fabricación)

Primero se forma y suelda la tubería, luego la tubería completa y terminada se sumerge en una caldera de zinc fundido a aproximadamente 450 grados (842 grados F). El zinc reacciona con el hierro del acero para formar una serie de capas de aleación de zinc-hierro, rematadas con una capa de zinc relativamente puro - una verdadera unión metalúrgica en lugar de una película superficial. Debido a que toda la tubería, incluida la costura de soldadura, los extremos cortados y cualquier geometría compleja, pasa por el baño juntos, la cobertura es completa y uniforme, incluso en áreas que un recubrimiento aplicado antes de la fabricación no pudo alcanzar con tanta eficacia.

El espesor típico del recubrimiento para la galvanización por inmersión en caliente-después de la fabricación-comúnmente se encuentra en el rango de 55 a 100+ micras, según el espesor del acero y el estándar vigente; estándares internacionales como ISO 1461 establecen un promedio mínimo de 85 micras para secciones de acero de más de 6 mm de espesor.

2. Pre-galvanizado(Línea Continua / Molino Galvanizado)

Las tiras o láminas de acero se galvanizan primero - generalmente pasándolas a través de una línea continua de electrogalvanización o inmersión en caliente- a alta velocidad - y luego se cortan, se laminan-y luego se sueldan en una tubería. El recubrimiento es más delgado (comúnmente en el rango de 12 a 50 micrones) y, lo más importante, la costura de soldadura se forma después de la galvanización, por lo que el área de la costura pierde su recubrimiento de zinc durante la soldadura, a menos que se retoque por separado.

3. Electro-galvanizado

El zinc se aplica mediante un proceso de galvanoplastia en lugar de inmersión térmica, lo que produce una capa delgada, suave y uniforme - generalmente el más delgado de los tres métodos. Se elige cuando la apariencia y el control preciso y fino del recubrimiento son más importantes que la máxima resistencia a la corrosión, como en componentes interiores, carcasas de electrodomésticos y algunas piezas de automóviles. Rara vez es la opción correcta para aplicaciones de tuberías enterradas, sumergidas o-exteriores a largo plazo.

Comparación rápida

Los compradores deben saber a qué estándar se hace referencia realmente, ya que "galvanizado" por sí solo no es una especificación:

• ASTM A53- cubre tuberías de acero negras y galvanizadas por inmersión en caliente-sin costura y soldadas (ERW) para aplicaciones mecánicas y de presión; La galvanización según A53 debe cumplir con los requisitos de recubrimiento ASTM A123.
• ASTM A123/A123M- la especificación general para recubrimientos de zinc (-galvanizado por inmersión en caliente) en productos de hierro y acero, a la que hacen referencia muchas otras normas de tuberías para el espesor y la calidad del recubrimiento.
• ISO 1461- el equivalente internacional, ampliamente utilizado fuera de América del Norte, que especifica el espesor mínimo del recubrimiento por espesor de la sección de acero.
• ASTM A653- rige las láminas de acero continuas-galvanizadas por inmersión en caliente (y galvannealed), relevantes para tuberías pre-galvanizadas hechas de tiras recubiertas.
• BS EN 10240 / EN 10255- Normas europeas que cubren revestimientos protectores en tubos de acero y tubos-de uso liviano para roscado y soldadura.

Abastecimiento de agua y fontanería:la tubería galvanizada fue históricamente estándar para las líneas de agua residenciales; Si bien las tuberías de cobre y plástico (PEX, PVC) las han reemplazado en gran medida en las nuevas construcciones residenciales en muchos mercados, las tuberías galvanizadas siguen siendo comunes en los sistemas de agua agrícolas, el riego y algunas infraestructuras municipales.

Estructurales y construcción:Los andamios, pasamanos, cercas y marcos estructurales utilizan con frecuencia tuberías galvanizadas para resistir la corrosión sin el costo del acero inoxidable.

Transporte de petróleo, gas y fluidos industriales:la tubería galvanizada se utiliza para un servicio de presión más baja-y menos corrosivo; Las líneas de transmisión de servicios de mayor-presión o ácido-generalmente usan FBE- o tuberías LSAW o ERW recubiertas de múltiples-capas-en su lugar, ya que la galvanización generalmente no está diseñada ni probada para determinar su compatibilidad con sistemas de protección catódica de tuberías enterradas como lo están los recubrimientos específicos de tuberías-.

Agricultura:Las estructuras de invernaderos, las cercas y las tuberías de riego comúnmente especifican tuberías galvanizadas por su equilibrio de costo y durabilidad al aire libre.

Sistemas de protección contra incendios:La tubería galvanizada se utiliza en algunas tuberías de rociadores y extinción de incendios, particularmente en sistemas secos donde el agua estancada y el riesgo de corrosión con el tiempo son una preocupación de diseño.

Ventajas:

• La protección de sacrificio continúa funcionando incluso después de daños menores en el recubrimiento, a diferencia de la mayoría de las pinturas.
• Costo relativamente bajo en comparación con el acero inoxidable o los recubrimientos especiales.
• Larga trayectoria y amplia estandarización (ASTM, ISO, EN) en todos los mercados
• Adecuado para una amplia gama de entornos atmosféricos y corrosivos de leve-a-moderado

Limitaciones sobre las que vale la pena ser sincero:

• La vida útil del recubrimiento es finita y proporcional al espesor -; no es una solución permanente en entornos agresivos (zonas de salpicaduras marinas, suelos con alto contenido de-cloruro, ácidos o álcalis fuertes).
• La soldadura o el corte en el campo eliminan el zinc localmente y requieren retoques-(compuesto de galvanización en frío o metalización) para restaurar la protección en ese lugar.
• Los recubrimientos de zinc pueden reaccionar adversamente con ciertas formulaciones de concreto (hormigón fresco) y se debe verificar la compatibilidad con algunos entornos químicos - para detectar condiciones de servicio inusuales.
• Generalmente no se recomienda para sistemas de agua potable en algunas jurisdicciones debido a inquietudes históricas sobre las soldaduras de plomo y los compuestos{0}}para uniones de tuberías utilizados con sistemas de plomería galvanizados más antiguos. Las -instalaciones modernas sin plomo- reducen esta preocupación, pero se deben verificar los códigos de plomería locales.

Tres comprobaciones son las más importantes a la hora de verificar la calidad de las tuberías galvanizadas, y los compradores pueden solicitar registros razonablemente para cada una de ellas:

Pruebas de espesor.Los medidores de espesor magnéticos son el método de campo y de fábrica más común, ya que toman múltiples lecturas alrededor de la circunferencia de la tubería y a lo largo de su longitud, ya que el espesor del recubrimiento rara vez es perfectamente uniforme. Los estándares especifican tanto un promedio mínimo como un valor de lectura único-mínimo, por lo que un proveedor debería poder proporcionar ambos, no solo un promedio.

Pruebas de adherencia.Una prueba estándar sencilla consiste en golpear el revestimiento con un martillo o someterlo a una curvatura controlada; un revestimiento adherido correctamente no se desprenderá ni se desprenderá del acero base. Un decapado o fundente deficiente durante la fabricación es la causa principal más común de fallas de adhesión.

Continuidad del recubrimiento (prueba de Preece/sulfato de cobre).Se aplica una solución de sulfato de cobre a la superficie; El acero desnudo o con una capa fina reacciona y adquiere un color cobrizo, mientras que el zinc con una capa adecuada no reacciona, lo que lo convierte en una forma sencilla de detectar picaduras o puntos delgados que la medición de espesor por sí sola podría pasar por alto entre los puntos de medición.

1. Confirme cuál de los tres métodos de galvanización le están cotizando realmente.Pregunte directamente si la tubería está galvanizada después de la fabricación (inmersión total en caliente-) o si está hecha de tira pre-galvanizada. Esta única pregunta resuelve más adelante la mayoría de las disputas sobre la calidad del recubrimiento.
2. Solicite la norma vigente específica, no solo la palabra "galvanizado".ASTM A123, ISO 1461 y A653 definen cada uno diferentes espesores mínimos y métodos de prueba. - obtenga el estándar mencionado por escrito en la orden de compra.
3. Solicite datos de prueba de espesor de recubrimiento real o masa de recubrimiento, no una declaración de cumplimiento general. Los proveedores acreditados pueden proporcionar lecturas del medidor de espesor magnético o resultados de la masa del recubrimiento (peso-por-área) de las pruebas.
4. Haga coincidir la clase de recubrimiento con su entorno de exposición real.Un revestimiento adecuado para conductos interiores secos no es necesariamente adecuado para servicios exteriores enterrados o costeros. - analice su entorno específico en lugar de aceptar una especificación genérica "galvanizada".
5. Aclarar la protección de la costura de soldadura, especialmente para tuberías pre-galvanizadas. Si la costura no se retocó después de soldar, se trata de un punto débil largo y continuo que recorre toda la longitud de la tubería.
6. Planifique la soldadura en campo y la protección-de los extremos cortados en su presupuesto de instalación.Esto es rutinario, no opcional, y debe planificarse en lugar de descubrirse como un costo sorpresa después de la instalación.
7. Verifique la compatibilidad con el fluido o entorno previsto, particularmente para cualquier cosa más allá del agua, el aire o el servicio atmosférico suave estándar - algunos químicos y el contacto con concreto fresco son áreas problemáticas conocidas para los recubrimientos de zinc.

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