Esquema de Recubrimiento
1.1.1.2.6. Progreso de la longitud del daño en la incisión para los esquemas del Grupo 2
rado de T iz am ient o 6 meses 12 meses 18 meses 24 meses 36 meses 42 meses
Figura 78. Medidas de grado de tizamiento de los esquemas de recubrimiento que
conforman el Grupo 2.
1.1.1.2.6. Progreso de la longitud del daño en la incisión para los esquemas del Grupo 2
En la Figura 79 se muestra esquemáticamente el grado de avance de la corrosión filiforme en la incisión de las probetas del Grupo 2, donde se nota que el esquema que presenta el mayor avance de este tipo de corrosión, luego de 42 meses de exposición, es el esquema 1 seguido por los esquemas 5 y 20.
Los esquemas 4, 7, 8, 16 y 21 no presentan daños por corrosión filiforme en la incisión. Estos están constituidos por fondos ricos en cinc (esquemas 4, 7, 8 y 21) y por recubrimiento sobre galvanizado (esquema 16), lo cual demuestra una vez más la necesidad de utilizar recubrimientos ricos en cinc o galvanizado como fondo que permiten incrementar el desempeño de los sistemas de recubrimientos en general, lo cual se ve comprobado también con el Grupo 1 con los sistemas (dúplex); especialmente en ambientes agresivos donde esto es necesario para mantener la durabilidad de los mismos.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 E s q u e m a d e R e c u b rim ie n to L o n g it u d d el d añ o e n l a i n ci si ó n ( m m ) 1 8 m e s e s 2 4 m e s e s 3 6 m e s e s 4 2 m e s e s
Figura 79. Progreso de la longitud del daño en la incisión en los esquemas de
recubrimiento del Grupo 2.
1.1.1.3- Selección de los Mejores Recubrimientos
Luego de un periodo de evaluación de 42 meses de los distintitos esquemas de recubrimientos, aquellos que presentaron un mejor comportamiento, resistiendo condiciones atmosféricas tan agresivas presentes en la estación, fueron aquellos que tenian fondos ricos en cinc o galvanizado, capa intermedia de de epóxico (en especial el esquema 7 con pigmentos de oxido de micáceo) y acabado de poliuretano.
1.1.2.- La Voz
1.1.2.1- Grupo 3. Recubrimiento Base Cinc
En la Tabla 33 se muestra el resultado de la evaluación visual de los recubrimientos que conforman el Grupo 3, luego de 42 meses de exposición. Entre los esquemas de recubrimiento base cinc estudiados, el que presenta un excelente comportamiento es el metalizado con cinc y sellado (15% Al / 85% Zn/Figura 80). Este recubrimiento sólo exhibió en la placa tizamiento del grado 4 y pérdida de color de el
recubrimiento empleada como sellador, presentando corrosión en la incisión con productos de color blanco (cinc del recubrimiento) y poco voluminosos. Dichas sales permiten incrementar el tiempo de humectación en el área, además de aumentar la agresividad del medio electrolítico. Este tipo de recubrimiento brinda una excelente protección catódica del sustrato, lo que se manifiesta a través de la formación de los productos de corrosión blancos, nombrados anteriormente.
Tabla 33. Inspección visual de recubrimientos metálicos base Cinc a los 42 meses de
exposición.
Recubrimientos
Base Cinc Tiempo de exposición 42 meses
Galvanizado (70µm)
Productos de corrosión del revestimiento en un 100% de la superficie. Ataque más severo en los bordes por vientos preferenciales alcanzando fuertemente al acero base. (Lmáx acero base = 2.3 cm, Lmáx revestimiento = 3.3 cm).
En la incisión se observa corrosión del revestimiento sin ningún efecto particular. Metalizado con cinc y sellado (85 % Zn, 15 % Al) (150 µm)
Corrosión del revestimiento en la incisión. Acumulación de arena y sal en la incisión y la placa.
Pulverulencia de grado 4 y pérdida de color de la pintura empleada como sellador de borde.
Muy buen comportamiento del revestimiento ante el medio
Sendzimir (galvanizado en
continuo) (20 µm)
Todas las probetas están severamente atacadas presentando corrosión generalizada del revestimiento y del metal base.
Desprendimiento del revestimiento y del acero base en los bordes donde inciden los vientos preferenciales.
En la incisión la corrosión apenas es levemente mayor que en el resto de la placa.
Galfán (95% cinc, 5%
aluminio) (50 µm)
Presenta corrosión generalizada del revestimiento y del acero base en un 100% de la superficie.
Corrosión más severa en los bordes, incluso con pérdida del material base.
Corrosión generalizada en la incisión, donde no se observa el efecto galvánico.
Figura 80. Metalizado con cinc y sellador
luego de 36 meses de exposición
El galvanizado discontinuo con espesores de 70 µm (Figura 81), es el recubrimiento que sigue al metalizado en cuanto a su desempeño. La placa presentó corrosión en un 100% de su superficie con productos de corrosión del galvanizado, ataque severo en los bordes debido de los vientos preferenciales con desprendimiento total del recubrimiento y acero base expuesto. En la incisión se observó corrosión sin ningún efecto particular. Este comportamiento se debe al ambiente sumamente agresivo al que esta sometido y a los fuertes vientos presentes que ejercen un efecto erosivo sobre los productos de corrosión formados sobre el galvanizado.
El sendzimir y Galfán ambos son galvanizados continuos con espesores de 20 y 50 μm respectivamente (Figuras 82 y 83). El sendzimir presentó en la placa corrosión generalizada del revestimiento y del metal base, desprendimiento del revestimiento y del acero base en los bordes debido a la incidencia de los vientos preferenciales. En la incisión la corrosión es levemente mayor que en el resto de la placa. El Galfán presentó al igual que el Sendzimir corrosión generalizada del revestimiento y del acero base en un 100% de la superficie de la placa, además de corrosión severa en los bordes, incluso con pérdida del material base. Si se compara el sendzimir (galvanizado
continuo) y el galvanizado discontinuo, difieren notablemente en cuanto a la dureza superficial de cada uno debido, a que el sendzimir forma una sola capa de cinc sobre la superficie del metal, a diferencia del galvanizado discontinuo donde se forman capas intermetálicas debido a los procesos difusionales en la interfase acero/cinc, lo cual le confiere una mayor dureza al galvanizado discontinuo, y por lo tanto mayor resistencia en ambientes erosivos como es el caso de la estación La Voz. Otro punto a destacar es la diferencia de espesores existente, ya que el galfan y el sendzimir presentan espesores bajos en comparación con el metalizado y el galvanizado discontinuo, lo cual no ofrece una resistencia idónea en ambientes tan agresivos presentes como el de la estación evaluada.
Figura 81. Galvanizado discontinuo: A) Sin incisión; B) Con incisión; a los 42
Figura 82. Recubrimiento de Sendzimir. Figura 83. Recubrimiento Galfán.
1.1.2.2.- Grupo 4. Recubrimientos Base Aluminio
En este grupo se estudiaron diversos recubrimientos base aluminio durante 42 meses de exposición, ellos son: aluminio aplicado por inmersión en caliente (continuo) de 40µm, aluminio por aspersión térmica y sellado (150 µm), aleación 85%Al – 15%Zn por aspersión térmica (150 µm) y Galvalumen (55%Al, 1,5%Si y 43%Zn) por inmersión en caliente (continuo) con 20 µm. Los resultados de la inspección se muestran en la Tabla 34.
El aluminizado (Figura 84) presentó corrosión generalizada del recubrimiento, acentuado en los bordes y la incisión, donde ya se observaron coloraciones rojizas pertenecientes al acero base en algunos sitios de la placa. Si se compara este recubrimiento con el Galfán y el Sendzimir, los cuales tienen un espesor de recubrimiento similar al aluminizado, la eficiencia de este recubrimiento es mejor, de hecho no se aprecian daños tan acentuados por la acción de los vientos preferenciales sobre el recubrimiento en comparación con los recubrimientos anteriores, demostrando la resistencia del mismo a la erosión, debido a que los productos de oxidación del aluminio son resistentes a este afecto.
Tabla 34. Inspección visual de los recubrimientos base aluminio a los 42 meses de
exposición.
Tiempo de exposición Recubrimientos
base aluminio 42 meses
Aluminizado (40 µm)
Corrosión generalizada del revestimiento, mayormente en los bordes y la incisión (Lmáx.= 2,5 cm), en cuyos sitios llega hasta el sustrato.
Se observa el efecto galvánico. Dureza 53 Hk
Metalizado con aluminio
(150 µm)
Corrosión del acero base en la incisión, se observa el efecto galvánico.
Granos presentes en toda la superficie de la probeta.
Ataque más severo en los bordes, con corrosión del acero base, observándose notoriamente el efecto de los vientos preferenciales. Dureza 43 Hk. Aleación Al – Zn (85 % aluminio – 15 % cinc) (150 µm)
Corrosión generalizada del revestimiento en el 90% de la superficie, observándose productos de corrosión sobre las mismas.
Corrosión en los bordes llegando hasta el sustrato. Descascaramiento en los bordes de las probetas y en las áreas de contacto con los perfiles cerámicos.
Se observa el efecto galvánico en la incisión. Dureza 79,5 HK
Galvalume
(55% Al- 43.4% Zn- 0.6% Si)
(20 µm)
Presenta corrosión erosión muy severa del revestimiento y del metal base, con desprendimiento del mismo. En las zonas donde no llega el efecto erosivo se observan picaduras en la superficie.
Ataque severo localizado en los bordes con corrosión total hasta del metal base, observándose notoriamente el efecto de los vientos preferenciales (lado izquierdo).
La corrosión en la incisión no llega hasta el metal base, excepto en la cercanía del borde atacado, es decir se observa el efecto galvánico.
Figura 84. Aluminizado con 42 meses de
exposición.
Figura 85. Metalizado con Al (42
meses de exposición).
El metalizado (Figura 85), muestra en la placa corrosión generalizada del revestimiento, ataque pronunciado en los bordes de la probeta por acción erosiva de los vientos preferenciales que ocasionan el desprendimiento del recubrimiento, productos de color rojizo indicando presencia de ataque del sustrato metálico. En la incisión corrosión severa, y además los iones férricos formados de la corrosión del acero base permiten la despasivación del aluminio lo que incrementa los problemas de corrosión en este tipo de recubrimiento.
Otro factor importante radicó en la rugosidad del recubrimiento, que permite la acumulación de sales sobre el mismo, por lo cual es recomendable aplicar selladores que permitan eliminar los poros, la eficiencia de la aplicación de un sellador se ve demostrada en el metalizado con cinc y aluminio del Grupo 3 el cual se le aplicó un sellador y con un espesor menor que el de metalizado presentó un mejor comportamiento. Aunque este recubrimiento presentó un espesor tres veces mayor que el aluminizado en caliente, la eficiencia fue menor.
El metalizado con cinc y aluminio Figura 86 luego de 42 meses de exposición en La Voz de Venezuela, muestra diferencia notables en comparación con el metalizado con aluminio, aun cuando a los dos no se les aplicó sellador. El metalizado con cinc – aluminio presentó corrosión generalizada del revestimiento en el 90% de la superficie
de la placa, corrosión en los bordes llegando hasta el sustrato y se observó en la incisión la protección galvanica que ejerce el recubrimiento. Las diferencias entre ambos recubrimientos se debe a que el metalizado con 85%Al - 15%Zn, contienen un porcentaje de cinc que mejora la resistencia a los efectos abrasivos de los vientos debido a un incrementa en la dureza al doble con respecto al metalizado solo con aluminio.
El Galvalume (Figura 87) presentó en la placa corrosión erosión muy severa del revestimiento y del metal base, con pérdida de casi un 30% de la probeta como consecuencia de los vientos preferenciales (lado izquierdo de la probeta). En el cuerpo de la placa donde no existe presencia del efecto erosivo se observan picaduras en la superficie, debido a la elevada presencia de cloruros. En la incisión se observó el efecto galvánico del recubrimiento. Las fallas tan acentuadas en los bordes de las probetas no solo se deben a la acción de los vientos preferenciales, sino también los bajos espesores de este recubrimiento donde en los bordes son menores a 20µm. Este es un recubrimiento muy delgado para soportar los embates del medio tan corrosivo, por tanto su eficiencia no es la misma que los recubrimientos mencionados anteriormente.
Figura 86. Metalizado 85% Al – 15% Zn
sin sellador
1.1.2.3.- Grupo 5. Recubrimientos sobre Aluminio
Las probetas de aluminio sin anodizar (Figuras 88 y 89) expuesto en las estaciones de La Voz y El Tablazo presentan corrosión generalizada en la superficie de la placa, productos de corrosión de color blancuzco, bordeados de color marrón, precursores de la formación de las picaduras, (magnificaciones menores de 30X). En el caso especial de la probeta expuesta en La Voz (Figura 89), se distingue en la zona izquierda de la probeta, corrosión más acentuada en los bordes, debido a la incidencia de los vientos preferenciales.
En el caso de las probetas anodizadas con 5, 15 y 25 µm de espesor (Figuras 90-93), se muestra un mejor desempeño que el aluminio sin anodizar. Sólo muestran, en la mayoría de los casos, corrosión en los bordes de las probetas debido a los perfiles de cerámicas. Esto a causa de las acumulaciones de sales en estas zonas. Solo en una de las probetas de 5 µm de espesor (Figura 91) se observaron picaduras a una magnificación de 30X. Es importante mencionar que mientras el espesor del anodizado sea mayor, mayor será la resistencia a la corrosión del aluminio.
Figura 88. Aluminio sin Anodizar
Figura 90. Aluminio anodizado
expuesto en La Voz (5µm).
Figura 91. Aluminio Anodizado
expuesto en El Tablazo. (5µm)
Figura 92. Aluminio anodizado
expuesto en La Voz (25μm). expuesto en El Tablazo. (25µm) Figura 93. Aluminio Anodizado
Las probetas de aluminio lacadas tuvieron un buen desempeño, todas presentan tizamiento que no sobrepasa el grado 3, además no se observó problemas severos de corrosión del sustrato, solo en el caso del lacado A (pintura en polvo de tipo poliéster/Figura 94) que presentó un grado de corrosión Ri1 que no es significativo. Estas recubrimientos presentan una alternativa viable, a la hora de realizar un control de la corrosión del aluminio, y también proporcionan un toque estético ya que se pueden utilizar diversos colores, lo cual no es posible con el anodizado.
Figura 94 Aluminio lacado
Del tipo B.
Figura 95. Aluminio lacado
del tipo C.
1.1.2.4.- Grupo 6. Esquemas de Recubrimientos de Banda Contínua: Coil Coating
Se demostró luego de un período muy corto de exposición (3 meses) los recubrimientos de banda contínua sobre acero al carbono no trabajaron adecuadamente, presentándose problemas severos de corrosión. Los demás recubrimientos sobre acero galvanizado o galvalumen presentaron un mejor comportamiento, debido a que los productos formados por los recubrimientos metálicos del fondo contribuyen a sellar los poros formados progresivamentes sobre los diferentes recubrimientos no metálicos aplicados, incrementado su acción barrera frente a los embates de la atmosféra. En las Tablas 35 y 36 se muestran los análisis de las inspecciones visuales realizadas a los recubrimientos galvalume y acero galvanizado luego de 42 mese de exposición.
Tabla 35. Esquema de recubrimientos banda contínua: Coil Coating sobre el
recubrimiento galvalume a los 42 meses de exposición.
Corrosión Ampollamiento Esquema
Incisión Placa Incisión Placa
Observaciones
6A1nVE ■ Ri5 5(S5)* 5(S5)* *Completamente ampollado.
■ No clasificable. Área de la incisión completamente corroída, productos de color blanco pertenecientes al Galvalume.
**Presenta un flaking grande de 3 cms de diámetro en la parte inferior.
6A2nVE Ri5* Ri5 5(S5) 3(S5) * Productos de corrosión blanco del sustrato. Exfoliamiento 4S(3)a
6A3nVE Ri5 Ri5* 4(S3) 5(S5) Exfoliamiento 5(S1)a.
*Productos de corrosión blanco del Galvalume. Corrugamiento del recubrimiento por efecto del choque térmico.
Corrosión por erosión en bordes con corrosión localizada del acero base.
6A4nVE * Ri0 --- 2(S4) *Corrosión localizada del substrato(galvalume) en incisión
6A5nVE --- Ri0 5(S5) 5(S5)* *Ampollamiento mayor a 5(S5) en el borde superior izquierdo y parte del derecho.
Se observan productos de corrosión blancos en esas zonas.
6A6nVE --- Ri0 -- 2(S2)* * Localizado en grupos.
Exfoliamiento 4(S1) localizado en esquina y grupos.
Corrosión erosión en los bordes
Tabla 36. Esquema de recubrimientos banda contínua: Coil Coating sobre galvanizado
los 42 meses de exposición.
Corrosión Ampollamiento Esquema
Incisión Placa Incisión Placa
Observaciones
6E1nVE ---- Ri1 ---- 4(S3) *Daño en las probetas por efectos de dilatación y contracción del recubrimiento
(choque térmico).
**Corrosión localizada del substrato
(galvanizado) y ampollamiento en la incisión. Flaking sin dirección preferencial.
6E2nVE ---- Ri3 --- 5(S5) Productos de corrosión de color blanco y corrosión erosión en bordes expuestos a vientos preferenciales. Ampollamiento localizado en los bordes.
6E3nVE --- Ri3 --- 4(S5) Productos de corrosión blancos (galvanizado) en la placa.
Corrosión del acero en los bordes, especialmente el izquierdo (dirección de vientos preferenciales).
6E4nVE --- Ri5 --- 5(S4) Corrosión del acero base en la placa, especialmente en el borde izquierdo(vientos preferenciales)
Todos los esquemas de recubrimiento sobre galvalumen (Figuras 97-101) presentaron severos daños por ampollamiento en toda la superficie de la placa en especial los esquemas A1, A3 y A5 con un grado de ampollamiento máximo establecido por la norma de 5(S5). En relación al grado de corrosión en la superficie de la placa los esquemas A1, A2 y A3 presentan luego de 42 meses de exposición Ri5. Además de corrosión y ampollamiento en la superficie de la placa, otro daño encontrado fue el flaking o descascaramiento, el cual se evidenció en varios de los esquemas de estudio del grupo galvalumen como lo son A1, A3 y A6 de forma preferencial en los bordes, con una magnitud establecida en la norma de 5(S4)a, a diferencia del esquema A5 que lo mostró en toda la superficie de la placa. El esquema A6 presentó muy buen comportamiento al compararlo con los demás esquemas del grupo galvalumen, debido a que posee un vehículo de fondo poliéster base acuosa y acabado PDVF, el cual brinda una buena resistencia a las condiciones climáticas presentes en la estación de estudio, seguido del esquema A4 con fondo poliéster/PDVF. El resto de los esquemas poseen fondo epóxi y epóxi-acrílico (A5) y acabado poliéster (A1), poliéster silicona (A2 y A3) y PDVF (A5), los cuales no presentaron un buen comportamiento.
Los esquemas de recubrimiento sobre acero galvanizado (Figuras 102-105), presentaron un mejor comportamiento, en comparación con el galvalumen. Sobre la superficie de las placas se observó ampollamiento, con un grado máximo de de 5(S5) para el caso del esquema E2., seguido del esquema E3 con un ampollamiento de 4(S5). Las placas evaluadas no poseen protección en los bordes con la finalidad de evaluar el efecto erosivo de los vientos sobre los recubrimientos, donde el esquema E3 presentó un mejor comportamiento ya que posee un acabado PDVF, el cual ofrece un buen desempeño. Si se compara, de manera general cada uno de los esquemas aplicados sobre galvanizado, el esquema E4 presentó un buen comportamiento seguido de los esquemas E3, E2 y E1.
Figura 96. Esquema A1 (Grupo 6). Figura 97. Esquema A2 (Grupo 6).
Figura 98. Esquema A3 (Grupo 6). Figura 99. Esquema A4 (Grupo 6).
Figura 102. Esquema E1 (Grupo 6). Figura 103. Esquema E2 (Grupo 6).
Figura 104. Esquema E3 (Grupo 6). Figura 105. Esquema E4 (Grupo 6).
1.1.2.5- Selección de los Mejores Recubrimientos
Luego de realizada las evaluaciones en cada uno de los grupos de recubrimietno expuestos en La Voz, se puede considerar que aquellos que presentaron un mejor comportamiento fueron los siguientes: Grupo 3 Metalizado con 85% Zn/15% Al y sellado y Galvanizado.Grupo 4.Aluminizado.Grupo 5 Anodizado y Lacado.Grupo 6 Mejores comportamientos sobre galvanizado.
2.- Caso Especial de Estaciones en Torre Ubicada en el Cruce del Lago de Maracaibo
2.1.- Evaluación del Galvanizado
A continuación se presenta los resultados de la evaluación realizada a probetas nuevas y envejecidas de galvanizado. En este último caso se refiere a probetas expuestas en Torres del Cruce del Lago de Maracaibo.
2.1.1.- Galvanizado Nuevo
Como se aprecia en la metalografía mostrada en la Figura 106, la naturaleza de este revestimiento es un proceso de difusión del acero al cinc y del cinc al acero, constituido por tres fases intermetálicas y una de cinc puro (5). La primera, una fina capa junto al sustrato de acero la cual esta constituida predominantemente por compuestos de Fe5Zn21 – fase gama (75% de Zn 25% de Fe), una segunda capa de mayor espesor de FeZn7-fase delta ( 90% de Zn y 10% Fe), la tercera de FeZn13 – fase Zeta ( 95% de Zn y 6% de Fe) y la ultima capa de cinc puro fase eta. El espesor total del galvanizado en la muestra es aproximadamente 76,6 μm.
Figura 106. Metalografías de galvanizado nuevo.
2.1.2.- Galvanizado Envejecido por Periodo de 36 y 22 meses
Perfiles de galvanizado envejecido por periodo de 36 meses: Para estudiar el efecto de la corrosión sobre el acero galvanizado, se seleccionaron como muestras representativas algunos perfiles que sostenían las celdas solares ubicados en el lado este y oeste de la estación en el Cruce del Lago a 44 m (zona de vientos preferenciales). Estas celdas que conforman parte de la estructura de las torres donde se ubican las estaciones, estuvieron expuestas a las condiciones atmosféricas del medio por un periodo de 36 meses. Se observó claramente en los perfiles envejecidos, que en la zona expuesta a los vientos preferenciales (Figura 107 perfiles representativo), ya no existe galvanizado, debido a la acción erosiva de los viento sobre los productos de corrosión. En laFigura 107, la cara resguardada de los vientos preferenciales, no se