La bobina de aluminio recubierta de zinc, también conocida como bobina Galvalume, es un material popular en la industria del acero debido a su excelente combinación de propiedades. Como proveedor líder de bobinas recubiertas de aluminio y zinc, a menudo me preguntan sobre sus propiedades químicas. Esta publicación de blog tiene como objetivo proporcionar una comprensión profunda de estas características químicas y cómo contribuyen al rendimiento de la bobina.
1. Composición de la bobina recubierta de zinc y aluminio
La bobina de aluminio recubierta de zinc generalmente se compone de un sustrato de acero recubierto con una capa de aleación de aluminio, zinc y una pequeña cantidad de silicio. La composición más común es aproximadamente 55% aluminio, 43,4% zinc y 1,6% silicio. Esta combinación única está cuidadosamente diseñada para ofrecer lo mejor del aluminio y del zinc en términos de resistencia a la corrosión y otras propiedades químicas.
2. Resistencia a la corrosión
Una de las propiedades químicas más importantes de las bobinas recubiertas de zinc y aluminio es su excelente resistencia a la corrosión. El aluminio y el zinc desempeñan funciones diferentes pero complementarias a la hora de proteger el sustrato de acero de la corrosión.
Papel del aluminio
El aluminio forma una capa de óxido densa y delgada en la superficie de la bobina cuando se expone al aire. Esta capa de óxido de aluminio es altamente adherente y actúa como una barrera que evita que el oxígeno y la humedad lleguen al acero subyacente. La reacción química para la formación de óxido de aluminio es:
[4Al + 3O_{2}\rightarrow 2Al_{2}O_{3}]
Esta capa de óxido se cura sola. Si la superficie se raya, el aluminio en las proximidades del rayado reaccionará con el oxígeno para reformar la capa protectora, protegiendo así el acero de la corrosión.
Papel del zinc
El zinc proporciona una protección sacrificial al sustrato de acero. El zinc es más activo electroquímicamente que el acero. Cuando el revestimiento se daña y el acero queda expuesto, el zinc actúa como ánodo y se corroe preferentemente. Los átomos de zinc pierden electrones y se disuelven en el medio ambiente, mientras que el acero, que actúa como cátodo, permanece protegido. La reacción química para la corrosión del zinc es:
[Zn\rightarrow Zn^{2 +}+2e^{-}]
Los iones de zinc también pueden reaccionar con el oxígeno y el agua del medio ambiente para formar hidróxido de zinc y otros productos de corrosión, que pueden sellar aún más el área dañada y ralentizar el proceso de corrosión.
La combinación de la barrera protectora del aluminio y la protección sacrificial del zinc hace que la bobina recubierta de zinc y aluminio sea altamente resistente a la corrosión en diversos entornos, incluidas áreas costeras con alto contenido de sal en el aire y áreas industriales con contaminantes. Puede obtener más información sobre la disponibilidad de estas bobinas enGalvalume de bobina doble.
3. Reacción con Ácidos y Bases
Reacción con ácidos
La bobina de aluminio recubierta de zinc tiene cierto grado de resistencia a los ácidos débiles. Sin embargo, en presencia de ácidos fuertes, tanto el aluminio como el zinc del recubrimiento reaccionarán. Por ejemplo, al reaccionar con ácido clorhídrico (HCl), se producen las siguientes reacciones:
Para aluminio:
[2Al + 6HCl\rightarrow 2AlCl_{3}+3H_{2}\uparrow]
Para zinc:
[Zn + 2HCl\rightarrow ZnCl_{2}+H_{2}\uparrow]
El gas hidrógeno se desprende durante estas reacciones y los cloruros metálicos formados pueden disolverse en la solución ácida, erosionando gradualmente el recubrimiento.
Reacción con bases
El aluminio es anfótero, lo que significa que puede reaccionar tanto con ácidos como con bases. Cuando se expone a bases fuertes como el hidróxido de sodio (NaOH), el aluminio del recubrimiento reacciona de la siguiente manera:
[2Al + 2NaOH+2H_{2}O\rightarrow 2NaAlO_{2}+3H_{2}\uparrow]
El zinc también reacciona con bases fuertes, formando zincatos. La reacción del zinc con hidróxido de sodio es:
[Zn + 2NaOH\rightarrow Na_{2}ZnO_{2}+H_{2}\uparrow]
Estas reacciones pueden dañar el recubrimiento y exponer el sustrato de acero si la bobina está en contacto con bases fuertes durante un período prolongado.
4. Oxidación a altas temperaturas
La bobina de aluminio recubierta de zinc tiene buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas. El aluminio del revestimiento forma una capa de óxido de aluminio estable a temperaturas elevadas. Esta capa de óxido no sólo protege el acero de la oxidación sino que también tiene baja emisividad, lo que significa que puede reflejar el calor. Esta propiedad hace que la bobina sea adecuada para aplicaciones en entornos de alta temperatura, como en algunos hornos industriales y sistemas de techado en climas cálidos.
5. Estabilidad química en diferentes ambientes
Medio Marino
En un entorno marino, el alto contenido de sal en el aire y el agua puede acelerar el proceso de corrosión. Sin embargo, las propiedades resistentes a la corrosión de la bobina de aluminio recubierta de zinc aún se mantienen bien. El zinc del revestimiento reacciona con los iones de cloruro del agua salada. Los productos de reacción pueden formar una película protectora sobre la superficie, lo que mejora aún más la resistencia a la corrosión. La bobina se puede utilizar para componentes de construcción naval, plataformas marinas y estructuras de construcción costeras. Puedes explorar sus aplicaciones enEdificios Galvalume.
Entorno industrial
En las zonas industriales, puede haber contaminantes como el dióxido de azufre ((SO_{2})) en el aire. La bobina recubierta de aluminio y zinc puede resistir hasta cierto punto los efectos corrosivos de estos contaminantes. La capa de óxido de aluminio puede impedir la penetración de dióxido de azufre y el zinc puede reaccionar con el dióxido de azufre y sus productos de reacción en el medio ambiente para formar sulfatos de zinc y otros compuestos, que también pueden contribuir a la protección del sustrato de acero.
6. Influencia en los precios
Las propiedades químicas de la bobina recubierta de aluminio y zinc influyen directamente en su precio. La resistencia a la corrosión de alta calidad y otras características químicas las hacen más caras que las bobinas de acero comunes. El coste de las materias primas (aluminio, zinc y silicio) y el complejo proceso de fabricación para conseguir el recubrimiento adecuado también contribuyen al precio. Si está interesado en el detalle del precio, puede visitarPrecio de la bobina de acero Galvalume.
Conclusión
Las propiedades químicas de la bobina recubierta de zinc y aluminio, incluida su resistencia a la corrosión, reacción con ácidos y bases, resistencia a la oxidación a altas temperaturas y estabilidad en diferentes entornos, la convierten en un material versátil y valioso en muchas industrias. Ya sea que se utilice en aplicaciones de construcción, automoción o industriales, la combinación única de aluminio y zinc en el recubrimiento proporciona protección a largo plazo al sustrato de acero.
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Referencias
- Manual de ASM, Volumen 13A: Corrosión: fundamentos, pruebas y protección
- Manual de metales Edición de escritorio, tercera edición
- Trabajos de investigación sobre el comportamiento a la corrosión de aceros recubiertos de aluminio - zinc en diferentes ambientes.