Galvanized vs ZAM: un enfrentamiento de tecnologías anticorrosiones

Recubrimientos de galvanización (HDG) vs. zinc-aluminio-magnesio (ZM): Introducción y comparación

I. Galvanizing (HDG) en caliente (HDG)

1. Definición:

• Un proceso donde los componentes de acero previamente tratados se sumergen en zinc fundido (aproximadamente 450 ° C). A través de una reacción de hierro-zinc y acción de humectación, se forman una serie de capas de aleación de hierro-zinc en la superficie de acero, cubierta por una capa externa de zinc puro.

2. Composición principal:

• Contenido de zinc> 99%. Un recubrimiento de zinc relativamente puro.

3. Mecanismo de protección contra la corrosión:

• Barrera física: la densa capa de zinc aísla el sustrato de acero de los medios corrosivos (agua, oxígeno).

• Protección del ánodo de sacrificio (protección catódica): el zinc tiene un potencial de electrodo más negativo que el hierro. Cuando el recubrimiento está dañado o los bordes cortados exponen el sustrato de acero, el zinc se corroe preferentemente como el ánodo, protegiendo el acero (cátodo). Este es el mecanismo de protección primario.

4. Ventajas:

• Tecnología madura y estable: larga historia, proceso bien establecido, calidad confiable y consistente.

• Protección de sacrificio efectiva: proporciona una buena protección catódica en bordes cortados, rasguños y áreas dañadas.

• Costo relativamente bajo: el zinc está fácilmente disponible; El proceso maduro mantiene bajos los costos generales.

• Buena trabajabilidad: adecuada para estampado general, flexión y formación.

• Alta estandarización: estándares internacionales bien establecidos (por ejemplo, GB/T 13912, ASTM A123/A123M, EN ISO 1461).

5. Desventajas:

• Requiere recubrimientos más gruesos para una alta resistencia a la corrosión: lograr una larga vida útil a menudo requiere recubrimientos gruesos (por ejemplo,> 80 μm por lado).

• Protección relativamente más débil en los bordes cortados: mientras funciona la protección de sacrificio, los bordes cortados pueden corroerse más rápido (óxido rojo) en entornos extremos (marino, industrial).

• Resistencia promedio de abrasión/desgaste: el zinc puro es relativamente suave.

• La apariencia cambia con el tiempo: el zinc se oxida para formar óxido blanco (hidróxido de carbonato de zinc), y finalmente desarrolla una pátina gris opaca (no afecta la protección).

• Resistencia limitada a ciertos productos químicos: por ejemplo, ácidos fuertes, álcalis fuerte.

6. Aplicaciones típicas:

• Torres de transmisión de energía, torres de comunicación.

• Guardacas de la carretera, barandas municipales.

• Estructuras de edificios (armaduras de techo, soportes).

• Tuberías de agua, tuberías de gas.

• Sujetadores generales, soportes, contenedores de metal.

• Instalaciones agrícolas y ganaderas.

II. Recubrimiento de zinc-aluminio-magnesio (ZM)

1. Definición:

• Una nueva tecnología de recubrimiento de aleación. Al agregar proporciones específicas de aluminio (AL) y magnesio (mg), y a veces silicio (Si), al baño tradicional de zinc, se forma un recubrimiento multifase en la superficie del acero. Este recubrimiento tiene una base de zinc con una compleja microestructura eutéctica/eutectoide rica en Zn, Al y Mg. Típicamente producido a través del proceso de entrada en caliente.

2. Composición principal:

• Tipo bajo (por ejemplo, ZM120/ZM150): Zn + 1-3% Al + 1-3% Mg + (Trace Si)

• Tipo medio Al (p. Ej., ZM310): Zn + ~ 5-11% AL + ~ 2-3% Mg + (Trace Si)

• Tipo alto (por ejemplo, 55%Al-Zn-Mg): Al + Zn + Mg (por ejemplo, Galvalume Plus-Técnicamente más cerca de la base Al-Zn)

• Componentes centrales: Zn + Al + Mg. Grados comerciales comunes:

• Esta discusión se centra en los recubrimientos ZM de baja y mediana AL, más común para la protección general de la corrosión del acero.

3. Mecanismo de protección contra la corrosión (más complejo y eficiente):

• Aluminio (AL): Forma preferentemente un óxido de aluminio denso, estable y adherente (al₂o₃) o una capa de sal básica en la superficie de recubrimiento y dentro de los pozos de corrosión, bloqueando efectivamente la entrada corrosiva y una tasa de corrosión más ralentizada. Suprime la formación de óxido blanco.

• Magnesio (MG): promueve la rápida formación de películas protectoras altamente adherentes densas, estables, de baja solubilidad, altamente adherentes (p. Ej., Cloruros básicos de zinc, hidróxido de zinc, hidróxido de magnesio, hidroxidos dobles que contienen mg-LDHS) en sitios de daños de revocamiento, recortes y rasguños. Esta película:

• Cubre las áreas dañadas y 'cura '.

• Proporciona una protección excepcional en los bordes cortados, retrasando drásticamente la apariencia de óxido rojo.

• Forma una capa protectora sobre la superficie de recubrimiento, reduciendo la tasa de corrosión general.

• Barrera física: la estructura de recubrimiento denso proporciona protección de barrera.

• Protección del ánodo de sacrificio: el zinc y el magnesio proporcionan protección catódica (Mg tiene un potencial más negativo que Zn).

• Autoinscaldo/densificación de productos de corrosión: ¡esta es la característica clave!

• Efecto sinérgico: la combinación Zn-Al-Mg crea una microestructura eutéctica/eutectoide única (p. Ej., Dendritas de Zn con fases interdendríticas de Al-Richas y Zn/Mgzn₂ eutectic), inherentemente resistente a la corrosión y promoviendo la formación de los productos de corrosión protectores mencionados.

4. Ventajas:

• Resistencia a la corrosión sobresaliente: típicamente 2-10 veces o más resistente que el HDG estándar en un grosor de recubrimiento equivalente, especialmente en ambientes hostiles (alta humedad, iones marinos, cloruro, contaminación industrial) y excepcionalmente superior en bordes cortados, rasguños y curvas. Extiende significativamente la vida útil del componente.

• Protección excepcional del borde de corte: el efecto de auto-curación proporciona protección de corrosión revolucionaria en los bordes desnudos creados por cizallamiento, perforación, aserración o flexión, retrasando dramáticamente el óxido rojo.

• Potencial para recubrimientos más delgados: debido a la resistencia a la corrosión enormemente mejorada, los recubrimientos significativamente más delgados (p. Ej., 60-80g/m² ZM frente a 100-150g/m² de HDG) pueden lograr una vida útil equivalente o mejor, permitiendo el material de la luz ligera y la optimización de costos.

• Buena abrasión/resistencia a los rasguños: los recubrimientos de aleación son generalmente más difíciles y más resistentes al desgaste que el zinc puro.

• Mejor resistencia a los arañazos: la estructura de recubrimiento ofrece una mejor resistencia a los rasguños durante el manejo/instalación.

• Estética mejorada (algunos tipos): ZM de bajo Al: similar a HDG pero más brillante/más uniforme. Medium-Al ZM: Spangle Fine único o acabado suave, apariencia más moderna. Forma productos de corrosión más densa con menos/menos óxido blanco severo.

• Buena formabilidad: generalmente cumple con los requisitos de formación (estampado, flexión) comparable a HDG (los detalles dependen de la composición/estructura).

5. Desventajas:

• Mayor costo: las materias primas (especialmente MG) son más caras que el zinc; El control del proceso es más estricto, lo que lleva a un mayor costo de recubrimiento por unidad de área por unidad que HDG (aunque el costo general del ciclo de vida puede ser mejor debido a la resistencia a la corrosión que permite recubrimientos más delgados/vida más larga).

• Tecnología relativamente más nueva: el historial de uso comercial a gran escala (~ 20+ años) es más corta que HDG; El rendimiento varía entre los fabricantes.

• Estandarización aún evolucionando: los estándares internacionales/nacionales son menos maduros/unificados que para HDG (por ejemplo, ISO 17925, EN 10346 Anexo D, JIS G 3323; estándares chinos en desarrollo).

• Soldabilidad: Al y Mg aumentan el riesgo de salpicaduras y porosidad; Los parámetros de soldadura generalmente necesitan ajuste.

• Limitaciones de alta temperatura: las fases eutécticas de baja fusión pueden ablandar o degradar el rendimiento a temperaturas elevadas (> 200 ° C).

• Identificación visual: ZM de baja AL puede ser difícil de distinguir de HDG para no expertos.

6. Aplicaciones típicas:

• Construcción del entorno duro: edificios costeros, edificios industriales en alta humedad, estructuras de plantas químicas.

• Estructuras que requieren vida ultra larga/bajo mantenimiento: estructuras de montaje solar (especialmente costeras, complementarias de acuicultura), torres de turbinas eólicas (interior), barreras de ruido ferroviario de alta velocidad, componentes del puente (auxiliar), infraestructura del centro de datos.

• Aplicaciones que exigen protección de borde de alto corte: equipo de ganado (altamente corrosivo), marcos de invernadero agrícola, silos de granos, bastidores de almacenamiento de almacenes, bandejas/escaleras de cables.

• Estructuras livianas y de alto rendimiento: componentes automotrices (estructural, chasis), carcasas de electrodomésticos (alta gama).

• Material base para acero preinterpretado (recubrimiento de bobina): utilizado como sustrato de alta resistencia a la corrosión para sábanas pintadas premium (p. Ej., Facadas de edificios, techos).

Iii. Resumen de comparación de clave

IV. ¿Cómo elegir?

• Elija Galvanizing (HDG) de DIP Hot-Dip:

• El presupuesto es limitado/sensible a los costos.

• El entorno de aplicación tiene corrosión leve (tierra interior/seca, urbana típica).

• La protección del borde de corte no es crítica o el mantenimiento (por ejemplo, la pintura de retoque) es factible.

• Requiere tecnología muy madura y garantía estandarizada.

• Componentes estructurales generales; Ligero no es una prioridad.

• Altas demandas de soldadura con dificultad para ajustar los parámetros.

• Elija zinc-aluminio-magnesio (ZM):

• Persiguiendo la vida útil de Ultra Long y el bajo costo de mantenimiento.

• El entorno de aplicación es duro (alta humedad, marina, contaminación industrial, cloruros, agricultura/ganado).

• Requiere protección de corrosión excepcional en bordes cortados, rasguños, curvas (postratamiento difícil/imposible).

• Necesita recubrimientos más delgados para el peso ligero.

• Requiere estética de productos superiores (especialmente a largo plazo).

• Utilizado en sectores de alto rendimiento (montaje solar, viento, centros de datos, sobres de edificios premium, automotriz).

• Como material base para acero pre-pintado de alta gama (recubrimiento de bobina).

Resumen

Hot-Dip Galvanizing (HDG) sigue siendo una tecnología de protección de corrosión probada, económica y práctica, dominante en aplicaciones generales. Zinc-aluminio-magnesio (ZM) representa la próxima generación de recubrimientos de alto rendimiento, con su excelente resistencia a la corrosión, particularmente la protección revolucionaria del borde de corte de autocuración. Aunque ZM tiene un costo más alto del área de unidades que HDG, su potencial para recubrimientos más delgados, vida útil prolongada y mantenimiento reducido ofrecen importantes ventajas de costos de ciclo de vida en entornos duros, aplicaciones de larga duración y sectores de alto valor. ZM está expandiendo rápidamente su participación en el mercado y es una dirección clave para mejorar la protección de la corrosión de acero. La selección debe considerar el entorno operativo, los requisitos de vida útil, el presupuesto y los métodos de procesamiento. Para nuevos proyectos, especialmente en condiciones duras o exigiendo una alta durabilidad, ZM es una solución avanzada muy recomendable.