Tratamiento aluminio: Sistemas antes del pintado

En este artículo examinaremos las propiedades de dos sistemas de tratamiento aluminio con vistas a la pintura electrostática , que por sus conocidas propiedades de adherencia, elasticidad, resistencia a la luz y resistencia al rayado, disfruta de una utilización cada vez mayor en el revestimiento superficial.

Tratamiento Aluminio para pintura electrostática

Como es bien sabido, el aluminio y las aleaciones de aluminio, requieren un tratamiento de conversión química antes de que se pueda realizar cualquier operación de pintura, de hecho, aunque el aluminio muestra una tendencia espontánea a protegerse contra la corrosión, en virtud a la formación de óxido, la discontinuidad de la formación del óxido y la discontinuidad de la capa oxidada, no es suficiente para garantizar una resistencia aceptable a los agentes corrosivos.
En consecuencia, antes de realizar cualquier tipo de operación de pintura, el tratamiento aluminio resulta necesario para mejorar la adherencia del producto de pintura y aumentar la resistencia a la corrosión del ciclo.

Tratamiento de cromato de aluminio

Los sistemas de pretratamiento de aluminio basados ​​en cromados acelerados y no acelerados son bien conocidos tanto desde el punto de vista práctico como teórico. Consisten esencialmente en una solución que contiene cromo hexavalente y fluoruros.
la reacción ocurre en varias etapas:

  1. Inicialmente tenemos el ataque al aluminio provocado por el ácido con la formación de iones y aluminio trivalente, junto con el desarrollo de hidrógeno naciente.
  2. El hidrógeno naciente provoca posteriormente una reducción del aluminio hexavalente, Junto a la formación de un couting final que, según algunos, se compone de
    Cr(OH)2 X HCr O4 X Al (OH)3 X2H2O

Plaforización

La plaforización por inmersión es un proceso de conversión química relativamente reciente. De hecho, este proceso tecnológico, que a diferencia de los sistemas tradicionales opera en un ambiente anhidro, se originó en España hace aproximadamente 10 años, pero recientemente ha experimentado mejoras
considerables especificadas en una patente depositada en España y muchos otros países europeos.
lo que los convierte en sistemas sumamente interesantes, incluso desde el punto de vista ecológico.
La plaforización, que, en virtud de sus propiedades lipófilas, permite tratar superficies contaminadas por aceite. grasas y jabones para ser desengrasados ​​y transformados químicamente en una sola operación realizandose a temperatura ambiente.

Tras el tratamiento, el metal base resulta estar recubierto con una fina capa de fosfatos recubierta por una película polimérica.
Como se ha dicho anteriormente, el proceso se lleva a cabo en una sola etapa de inmersión y no requiere energía térmica.
No obstante, a efectos de una mejor comprensión de lo que ocurre sobre el metal base en el curso del tratamiento, hemos creído conveniente descomponerlo en las siguientes fases dicho tratamiento:

  1. inmersión del metal base en el tanque de tratamiento que contiene el polifosfato orgánico
  2. Eliminación de los contaminantes de aceite y grasa presentes en la superficie del metal base. Esto se produce por el efecto de los disolventes orgánicos del polifosfato. Además, en esta fase los contaminantes sólidos (polvo atmosférico y partículas metálicas) son eliminados y posteriormente atrapados mediante un adecuado sistema de filtrado continuo
  3. Absorción de los contaminantes aceite y grasas por parte del polifosfato
  4. Formación, sobre la superficie del metal base, de una capa de polifosfato amorfo revestida con una película polimérica
  5. Extracción de la pieza del depósito de tratamiento y evaporación de los disolventes.

A modo de conclusión de estas breve notas queremos recordar que la plaforización es adecuada también para el tratamiento de acero al carbono y hierro fundido

Características del proceso

Tratamiento de cromato de aluminio

A) Ataque ácido a 80ºC.
B) Desoxidación con HNO3 y aditivo durante 90 segundos a 20ºC
C) Lavado con H2O a 20ª C
D) Inmersión en solución cromada durante 30 segundos a 20º C
E)Neutralización del chomo
F) Lavado con H2O a 20ºC
G) Secado final a 140ºC durante 5 minutos
PROCES A/1
Este es idéntico al proceso A, pero la desoxidación con HNO3 y aditivo fue de 60 segundos a 20ºC.

Tratamiento de plaforización

PROCESO B
Plaforización por inmersión con relación de dilución de 1/3 de peso.
En nuestro artículo la plaforización profundizamos más en este sistema pueden verlo en el siguiente enlace «Qué es la plaforización«

Normativa Iso 12944 : Pintura y ambientes corrosivos

Normativa de corrosión según Iso 12944

Para determinar y clasificar los ambientes corrosivos, y la resistencia de los procesos de pintura a estos ambientes, es necesario dirigirnos a la normativa internacional, que nos marca estos criterios.
La Norma que define, evalúa y limita estos parámetros es la Iso 12944.
Esta norma marca nueve categorías de ambiente corrosivo .

Características y requerimientos de cada categoría

Definimos ambiente corrosivo a un estado ambiental con unas características de humedad, salinidad, y agentes químicos presentes en la atmosfera y en un lugar determinado.
Para determinar cuanto mas o menos agresivo es un ambiente debemos definirlo en grado de ataque a una superficie metálica, esto es lo que define la Normativa Iso 12944. La cual nos dice el comportamiento de una superficie de acero o de zinc ante un ambiente determinado.

Categorías de corrosividad atmosférica

Categoría de corrosividad

Pérdida de masa g/m2

Pérdida de espesor µ m

C1 Muy baja

≤ 10

≤ 1,3

C2 Baja

> 10 y hasta 200

> 1,3 y hasta 25

C3 Media

>200 y hasta 400

> 25 y hasta 50

C4 Alta

> 400 y hasta 650

> 50 y hasta 80

C5 Muy alta (Industrial)

> 650 y hasta 1500

> 80 y hasta 200

C5-M Muy alto (marino)

> 650 y hasta 1500

> 80 y hasta 200

Categoría de corrosividad

Pérdida de masa g/m2

Pérdida de espesor µ m

C1 Muy baja

≤ 0,7

≤ 0,1

C2 Baja

> 0,7 y hasta 5

> 0,1 y hasta 0,7

C2 Baja

> 0,7 y hasta 5

> 0,1 y hasta 0,7

C3 Media

> 5 y hasta 15

 

> 0,7 y hasta 2.1

 

C4 Alta

> 15 y hasta 30

> 2,1 y hasta 4,2

C5 Muy Alta (industrial)

> 30 y hasta 60

 

> 4,2 y hasta 8,4

 

C5-M Muy Alta (marino)

> 30 y hasta 60

 

> 4,2 y hasta 8,4

 

Categorías para agua y suelo

IM 1

Estructuras sumergidas en agua dulce

IM 2

Estructuras sumergidas en mar o salobres

IM 3

Estructura sumergidas en suelo.

Lo definido en esta tabla, indica cómo afecta a una superficie el ambiente en el que se encuentra. De tal manera que en la categoría C1 La superficie se encontrará expuesta a una ambiente relativamente suave y en consecuencia el ataque será mas leve que en un C5 por ejemplo.
Para ver mas claro lo expuesto hasta ahora, la siguiente tabla nos da algún ejemplo de ambiente según la categoría.

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Áreas costeras y marítimas con elevada  salinidad

Ejemplos de ambientes típicos en un clima templado

(Sólo informativo)

C2 Baja

Atmósfera con bajos niveles de contaminación.
Áreas rurales en su mayor parte

C3 Media

Atmósferas urbanas e industriales, con moderada contaminación de dióxido de azufre.
Por ejemplo áreas costeras de baja salinidad

C-4
Alta

Áreas industriales y áreas costeras con moderada salinidad

C-5 I
Muy alta
(industrial)

Áreas industriales con elevada humedad y con atmósferas agresivas

C-5M
Muy alta
(mariano)

Áreas costeras y marítimas con elevada  salinidad

C1 Muy baja

Edificios con calefacción y con atmósferas limpias, por ejemplo oficinas , tiendas , colegios.,hoteles, etc.

C2 Baja

Edificios sin calefacción donde puede ocurrir condensaciones:
Por ejemplo almacenes , polideportivos

C3 Media

Naves de fabricación con elevada humedad y con algo de contaminación del aire, por ejemplo plantes de procesado de alimentos, lavanderías, plantas cerveceras, plantas lácteas.

C4 Alta

Plantas químicas , piscinas, barcos costeros y astilleros.

C-5 I
Muy alta
(industrial)

Edificios o áreas con condensaciones casi permanentes y con contaminación elevada.

C-5M
Muy alta
( mariano)

Edificios o áreas con condensaciones case permanentes y con contaminación elevada.

Categoría para agua y suelo

IM 1

Ambiente

Agua dulce

Ejemplo

Instalaciones ribereñas, plantas hidroeléctricas

IM 2

Agua de mar o salobre

Áreas portuarias con estructuras como puertas de contención, esclusas, muelles, estructuras de ultramar.

IM 3

Suelo

Tanques enterrados, pilotes de acero, tuberías de acero.

Condiciones climáticas

Normalmente, solo se pueden deducir conclusiones generales sobre el comportamiento frente a la corrosión a partir del tipo de clima. En un clima frio o en uno seca, la velocidad de corrosión será inferior que en un clima templado y será mucho mayor en un clima cálido y húmedo y en un clima marino, aunque puedan ocurrir diferencias locales considerables.
El factor más importante es el periodo de tiempo durante el cual una estructura se encuentra expuesta a humedades elevadas, también descrito como tiempo de humedad

TIEMPO DE HUMEDAD CALCULADO Y CARACTERÍSTICAS SELECCIONADAS DE VARIOS TIPOS DE CLIMA
( TOMADAS D E LA NORMA ISO 9223:1992)

Tipo de clima

Temperatura baja

Temperatura alta

Temperatura mas alta con HR> 95%

Extremadamente frío

-65

+32

+20

Frío

-50

+32

+20

Frío y templado
Cálido y Tempaldo

-33
-20

+34
+35

+23
+25

Cálido y seco
Cálido moderado y seco
Extremadamente cálido y seco

-20
-5
+3

+40
+40
+55

+27
+27
+28

Cálido y húmedo
Cálido y húmedo, uniforme

+5
+13

+40
+35

+31
+33

Extremadamente frío

De 0 a 100

Frío

De 150 2500.

Frío y templado
Cálido y Tempaldo

De 2500 a 4200

Cálido y seco
Cálido moderado y seco
Extremadamente cálido y seco

De 10 a 1600

Cálido y húmedo
Cálido y húmedo, uniforme

De 4200 a 6000

Vista la definición y normalización que se hace para las atmosferas corrosivas , como se define , las categorías según el grado de agresividad del amiente y su efecto sobre las superficies de acero y de zinc.
Se puede pasar a definir los procedimientos de ensayo para los sistemas de pinturas aplicados sobre acero y sobre zinc.
Esta definición y los ensayos nos van a dar la categoría y su resistencia, a la corrosión, a los ambientes industriales y agentes químicos, a la inmersión en agua y a la resistencia a la humedad.

PR OCEDIMIENTO Y ENSAYO PARA LA EVAUACIÓN DE LA ADHERENCIA DE LOS SISTEMAS DE PINTURA APLICADOS SOBRE ACERO

Categoría de corrosión según se define en la Norma ISO 12944-2

Intervalos de durabilidad

Norma ISO 2812-1 (resistencia química)

Norma ISO 2812-2 (Inmersión en agua)

Norma ISO 6270(condensación de agua)

Norma ISO 7253 ( niebla salina neutra)

C 2

Baja
Media
Alta





48
48
120



C 3

Baja
Media
Alta





48
120
240

120
240
480

C 4

Baja
Media
Alta





120
240
480

240
480
720

C5-I

Baja
Media
Alta

168
168
168



240
480
720

480
720
1440

C5 -M

Baja
Media
Alta





240
480
720

480
720
1440

Im 1

Baja
Media
Alta




2000
3000


720
1440



Im 2

Baja
Media
Alta




2000
3000




720
1440

Im 3

Baja
Media
Alta




2000
3000




720
1440

El propósito del ensayo de resistencia química no es la evaluación de las propiedades de protección frente a la corrosión, si no evaluar la capacidad de un sistema para resistir ambientes altamente industriales. De este modo la duración del ensayo permanece igual, cualquiera que sea el intervalo de durabilidad.

PR OCEDIMIENTO Y ENSAYO PARA LA EVAUACIÓN DE LA ADHERENCIA DE LOS SISTEMAS DE PINTURA APLICADOS SOBRE ACERO

Categoría de corrosividad como se define en la Norma ISO 12944-2

Intervalo de durabilidad

Norma ISO 6270 ( condensación de agua)

C2

Baja
Media
Alta

240
240
240

C3

Baja
Media
Alta

240
240
240

C4

Baja
Media
Alta

240
240
480

C6-M

Baja
Media
Alta

240
240
720

C5-I

Baja
Media
Alta

240
240
720

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Nueva tecnología para el tratamiento de emisiones de covs

Legislación para el tratamiento de emisiones de covs

El tratamiento de emisiones de covs es un tema actual y de una importancia extrema en la industria actual,
Toda industria que en su proceso de fabricación genere compuestos orgánicos volátiles y en consecuencia los emita a la atmosfera, se encuentra obligada por la directiva europea 1999/13 CE y la posterior directiva refundada 2010/75 CE en la que marca los tipos de emisiones, los compuestos a controlar y sus porcentajes permitidos.
Estos compuestos están clasificados según su procedencia y actividades,
Las instalaciones existentes deben ser autorizadas o registradas, si no han sido ya autorizadas en virtud de la Directiva IPPC. A más tardar el 30 de octubre de 2007, deben cumplir los mismos requisitos que las instalaciones nuevas.

Exigencias

Los operadores industriales tienen dos posibilidades para cumplir las reducciones de emisiones exigidas:

  • Bien cumplir los valores límite de emisión y los valores de emisión fugaz o bien los valores límite de emisión total mediante la instalación de equipos adecuados de reducción de emisiones
  • Bien aplicar un sistema de reducción con el que se obtenga un nivel de emisión equivalente, principalmente mediante la sustitución de productos convencionales de alto contenido en disolventes por productos de bajo contenido, e incluso por productos sin disolventes.

Las sustancias o mezclas que pueden tener efectos graves sobre la salud debido a su contenido de COV (clasificadas carcinógenas, mutágenas o tóxicas para la reproducción) deben ser sustituidos por sustancias o mezclas menos nocivas.
Los planes deben incluir, en particular:

  • Una lista de las medidas adoptadas o por adoptar
  • Los objetivos intermedios de reducción vinculantes que sirven de referencia para medir el avance hacia el objetivo final
  • Una descripción completa de la gama de instrumentos mediante los cuales se cumplirán sus requisitos, la prueba de que dichos instrumentos tendrán carácter ejecutivo y los detalles de los medios mediante los que se demostrará el cumplimiento del plan.

Compuestos orgánicos volátiles

Son cualquier compuesto que contenga al menos el elemento carbono y uno o más de los siguientes: hidrógeno, oxígeno, azufre, fósforo, silicio, nitrógeno o un halógeno, con excepción de los óxidos de carbono y los carbonatos y bicarbonatos inorgánicos.

  • Compuestos orgánicos volátiles: todos los compuestos orgánicos que se derivan de las actividades humanas, distinto del metano, que son capaces de producir oxidantes fotoquímicos por reacción con óxidos de nitrógeno en presencia de la luz solar.
  • Disolvente orgánico: cualquier COV utilizado solo o en combinación con otros agentes, sin sufrir modificaciones químicas, para disolver materias primas, productos o materiales de desecho, o utilizado como producto de limpieza para disolver contaminantes, o como disolvente, dispersante, regulador de la viscosidad, regulador de la tensión superficial, plastificante o conservante.

Para el cumplimiento de dicha directiva, la Industria puede tomar medidas correctoras utilizando entre otros sistemas de reducción en emisiones

Oxidación térmica

Este sistema es un proceso que se basa en la transformación de los compuestos contaminantes en productos con un impacto ambiental reducido mediante la siguiente reacción química.

Esta reacción de combustión se realiza bajo las condiciones adecuadas de temperaturas, turbulencia y tiempo.
Según cada emisor y proceso utilizado, la energía de activación necesaria para llevar acabo la reacción y el calor generado puede ser recuperados mediante unidades de intercambio de calor, consiguiendo reutilizar dicha energía , con el consiguiente ahorro energético muy a tener en cuenta en estos procesos.
Para la reducción de emisiones se puede utilizar diferentes métodos

  • Oxidación térmica directa
  • Oxidación térmica recuperática
  • Oxidación térmica regenerativa
  • Oxidación catalítica
  • Sistemas de concentración

Oxidación térmica directa(TO)

Este método está indicado en aquellos procesos que la generación de Covs es elevada, son procesos que pueden trabajar tanto de forma continua como de forma discontinua y sus principales características son.

  • Instalaciones para concentraciones superiores al 15% LEL
  • Instalaciones sin intercambiador de calor
  • Rendimiento y eficiencia de Covs del 99%
  • Instalaciones con un bajo mantenimiento
  • Instalaciones muy versátiles, con una velocidad alta en la puesta de servicio

Oxidación térmico recuperativo

Este sistema está principalmente indicado en aquellos procesos industriales que requieran un aprovechamiento de la energía generada en la oxidación de los gases, con el consiguiente ahorro energético y un mayor control medioambiental.
En este proceso las unidades de recuperación del calor pueden recuperar la energía generando , agua caliente, fluido térmico, vapor o aire caliente.
Es un proceso muy indicado cuando tengamos altas concentraciones de COVs y bajos caudales
Este proceso esta estudiado para instalaciones en las que el rango de operación se encuentre entre los 1.000 y 50.000 Nm3/h
La eficiencia del intercambiador de calor es de mas del 50% y conseguimos una eliminación superior al 99 %. de COVs.

Oxidador térmico regenerativo

En aquellas instalaciones en las que el aprovechamiento secundario de la energía generada por la oxidación de los gases no es lo importante.
Son sistemas que en la propia instalación se incorporan intercambiadores de calor de alta eficiencia fabricados con materiales cerámicos.
Utilizados en aquellas instalaciones en las que las concentraciones de COVs no son muy altas y los caudales son elevados.
Este método nos permite poder incorporar unidades de recuperación de calor “ hot gas by-pass” directo en la capara de combustión para el calentamiento de fluidos térmicos , agua o aire.
La incorporación de este sistema de recuperadores de calor se justificará siempre que las concentraciones sean mas elevadas y en consecuencia podamos aprovechar la energía generada por la oxidación de los gases.
Este proceso regenerativo lo podemos implementar cuando las condiciones se ajusten a los siguientes parámetros:

  • Rango operativo entre 10.000-150.000 Nm3/h ( 2-3-5 torres)
  • Concentraciones superiores al 15 % LEL ( 1-10 g/m3)
  • Punto autotérmico aprox. entre 1.5 – 2 g/m3
  • Eficiencia del intercambiador de calor cerámico superior al 95%
  • Eficiencia de eliminación de COVs superior al 98% ( 2 torres)
  • Con la utilización de 3 torres podremos obtener mas del 99.5%
  • Cuando los caudales y concentraciones son bajos con este métodos los costos operativos son muy bajos.

Oxidación catalitica

Es un proceso donde la oxidación de los productos contaminantes se crea gracias a la aplicación de un catalizador reduciendo así la energía necesaria para la activación de la reacción necesaria.
Son procesos aplicables para soluciones tecnológicas con recuperación de calor de tipo regenerativo tales como los de OXIDADOR CATALITICO RECUEPRATIVO Y EL REGENERATIVO.
Por no necesitar una energía tan e levada para iniciar el proceso son indicadas en aquellas instalaciones en las que nos encontramos con concentraciones bajas de COVs y con caudales de aire bajos.
En estas operaciones los parámetros a tener en cuenta son:

  • Rangos de operación entre 1.000 – 20.000 Nm3/h
  • Reducción del costo operativo debido a la disminución de la temperatura de operación
  • son sistemas muy compactos debido al menor tiempo de resistencia requerido.

Sistemas de concentración

Estos sistemas de concentración nos permiten reducir el volumen de aire a tratar incrementando proporcionalmente la concentración de COVs mediante un proceso de adsorción / desorción sobre zeolita.
Una vez concentrado el aire este es enviado a un equipo de oxidación térmica para su tratamiento
Es una tecnología aplicada a caudales muy elevados y concentraciones de COVs bajas.

Instalaciones para el tratamiento de emisiones de covs


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