A medida que los propietarios de instalaciones de la industria del transporte buscan proteger sus estructuras de la corrosión y reducir las molestias para el público que viaja, muchos están recurriendo a los recubrimientos por pulverización térmica en lugar de los recubrimientos líquidos más convencionales. Los recubrimientos por pulverización térmica tienen un historial de duración de entre 30 y 50 años antes de que se requiera cualquier trabajo de reparación; por lo tanto, el mayor costo inicial del TSC se amortiza por sí mismo, y con menos trabajo de reparación requerido, el público no es molestado tan a menudo.
El material de recubrimiento por pulverización térmica (TSC) que se utiliza con más frecuencia en la industria del transporte de EE.UU. es el zinc-aluminio 85/15. El TSC se deja expuesto a la intemperie para formar un sellado natural a través de la oxidación del zinc y el aluminio, o se sella utilizando un sellador penetrante poco después de aplicar el TSC. Las pruebas de adherencia del TSC se exigen generalmente de acuerdo con la norma ASTM D4541, Método de prueba de la resistencia a la tracción utilizando probadores de adherencia portátiles. Según la norma SSPC-CS 23.00(I), Especificación provisional para la aplicación de recubrimientos por pulverización térmica (metalización) de aluminio, zinc y sus aleaciones y compuestos para la protección contra la corrosión del acero, el valor mínimo de adhesión que debe aceptarse con el TSC 85/15 Zn/Al es de 700 psi. Un proyecto nos llevó a investigar si la oxidación del TSC o los selladores penetrantes afectan a los valores de adhesión del TSC. Aunque el mecanismo de unión y la duración de la mejora de la adhesión no están del todo claros, nuestras pruebas de campo indican que los selladores pueden mejorar la adhesión del TSC. Y lo que es más importante, nos dimos cuenta de que cuando se especifica el ensayo de adhesión sobre el TSC, el especificador debe indicar si el ensayo debe realizarse sobre el revestimiento sellado o sin sellar.
En 2002, la Comisión del Puente de las Cataratas del Niágara se propuso conseguir los beneficios a largo plazo de la TSC en su muy transitado puente Rainbow, que une las Cataratas del Niágara (Nueva York, EE UU) y las Cataratas del Niágara (Ontario, Canadá). Nuestra empresa gestionó el proyecto de 450.000 pies cuadrados (40.500 metros cuadrados).
El trabajo de producción estaba en manos de Clara Industrial Services, Ltd., Thunder Bay, ON. MISCO Inspection Services Co. Ltd., de Picton, ON, se encargó del control de calidad del contratista. Las especificaciones del proyecto exigen la aplicación de 8-12 mils de Zn/Al 85/15 sobre toda la estructura, seguida de 0,5-1,5 mils de un sellador penetrante aplicado en las ocho horas siguientes a la aplicación del TSC. El contrato también especificaba la realización de pruebas de adherencia periódicas, según lo exigido por el ingeniero residente. Mientras se realizaban las pruebas de adherencia, el personal de inspección observó una diferencia sustancial en los valores de adherencia cuando se colocaban las plataformas de prueba en la superficie antes del sellado, en comparación con los valores después del sellado. Aunque todos los valores cumplían el requisito mínimo especificado de 700 psi, sentimos curiosidad y establecimos pruebas adicionales sobre el terreno
El objetivo de la prueba de campo era determinar qué efectos, si los hubiera, tendría el sellador natural de la oxidación del TSC o el sellador penetrante en los valores de adhesión del TSC. Se preparó una prueba utilizando tres placas distintas. Todas las placas se limpiaron con chorro de arena según la norma SSPC-SP 5, Limpieza con chorro de metal blanco, utilizando escoria de níquel nº 20. El perfil de anclaje era de 4,0-4,5 mils. Se utilizó un adhesivo epoxi de dos componentes para fijar las plataformas. Las pruebas de adhesión se llevaron a cabo con un probador de adhesión autoalineable PosiTest® AT-M, de acuerdo con la norma ASTM D4541, método de prueba E. A la placa nº 1 (Fig. 1) se le aplicó TSC con un grosor medio de 12,8 mils; se colocaron tres dollies en la placa y se extrajeron al día siguiente para representar 1A. El valor medio de adhesión de las tres fue de 733 psi, con resultados de fallo de adhesión del revestimiento al sustrato y fallo de cohesión dentro del TSC. La placa permaneció durante tres meses a temperaturas de 18 a 27 C (65 a 80 F) y 50-70% de humedad relativa (RH), lo que permitió la oxidación del TSC. Se volvieron a colocar tres plataformas móviles en la placa nº 1 y se extrajeron al día siguiente para representar la 1B. El valor medio de adhesión de las tres fue de 767 psi, con resultados de fallo de adhesión del revestimiento al sustrato y de fallo cohesivo dentro del TSC (Tablas 1A y 1B). Sólo hubo un aumento del 5% en los valores de adhesión y ningún cambio en los modos de fallo, lo que sugiere que el sellador de óxido natural formado dentro del TSC no tuvo un efecto directo en la adhesión del TSC.
A la placa nº 2 (Fig. 2) se le aplicó TSC con un grosor medio de 12 mils; se colocaron tres muñecos en la placa y se tiró de ellos al día siguiente para representar 2A. El valor medio de adhesión de las tres fue de 620 psi, con resultados de fallo de adhesión del revestimiento al sustrato. La placa permaneció en reposo durante tres meses (18-27 C [65-80 F] y 50-70% RH), permitiendo que se produjera la oxidación. A continuación, se aplicó una capa de sellado penetrante de Corothane I Preprime (curada a 427 C [800 F] y 60% RH) con un espesor de 13-38 micras (0,5-1,5 mils). Se colocaron tres plataformas móviles en la placa nº 2 y se extrajeron al día siguiente para representar la 2B. El valor medio de adherencia de las tres fue de 1.133 psi con un 100% de fallo adhesivo (Tablas 2A y 2B). Estos resultados indican que el sellador tuvo un efecto definitivo en la adhesión del TSC, con un aumento del 83% en los valores de adhesión.
A la plancha nº 3 (Fig. 3) se le aplicó TSC a 10,4 mils. La placa se enmascaró, dividiéndola en dos secciones. Se aplicó sellador al TSC expuesto a 0,5-1,5 mils. Una vez curado el sellador, se colocaron tres carros en cada sección y se tiró de ellos al día siguiente; la sección no sellada representaba 3A, y la sección sellada representaba 3B. El valor medio de adhesión de la sección no sellada fue de 753 psi, con fallos de adhesión del revestimiento en el sustrato. El valor medio de adhesión de la sección sellada fue de 2.127 psi con fallos de adhesión (Tablas 3A y 3B). El aumento del 183% en los valores de adhesión con la sección sellada frente a la no sellada indica un aumento sustancial de los valores de adhesión cuando el sellador se aplica poco después del TSC.
Nuestras pruebas de campo descubrieron que los óxidos naturales, que se desarrollan en los poros del TSC, no afectan a sus valores de adhesión. Los selladores líquidos pueden afectar a los valores de adherencia del TSC incluso cuando se aplican después de que se haya producido una oxidación mínima. También tienen un efecto sobre los valores de adhesión cuando se aplican poco después del TSC, según nuestras pruebas. Los selladores con buenas propiedades de humectación pueden penetrar en las zonas sueltas (o grietas) y sellar los huecos y poros del TSC. Puede ser que cuando se aplica un sellador penetrante sobre el TSC, el sellador se filtre en los poros y huecos del TSC y cree una unión más fuerte.
Cuando se considere la posibilidad de aplicar TSCs para el control de la corrosión, el propietario debería considerar las ventajas de aplicar un sellador líquido a la TSC. La SSPC-CS 23.00(I) recomienda aplicar el sellador lo antes posible después del TSC, o antes de ocho horas. El aumento de los valores de adherencia del TSC con el sellador aplicado dentro de estos parámetros es evidente y debe tenerse en cuenta. Cuando se especifique el ensayo de adherencia en un proyecto, asegúrese de especificar si el ensayo debe realizarse sobre el TSC sin sellar o sellado.
Robert H. Unger, "Thermal Spraying of Bridges", Thermal Spray: Advances in Coatings Technology, Proceedings of the National Thermal Spray Conference, Orlando, FL, USA, 14-17 de septiembre, 1988-8708-011.
Joseph T. Butler, Metallizing for Corrosion Control, Vol. 1, número 1 (enero de 2000).
SSPC-CS 23.00(I), Interim Specification for the Application of Thermal Spray Coating (Metallizing) of Aluminum, Zinc, and Their Alloys and Composites for the Corrosion Protection of Steel, SSPC Painting Manual, SSPC: Pittsburgh, PA (marzo de 2000).
Eric C. Lohrey, Metallizing Steel Bridges in the Field, JPCL (mayo de 1995), pp. 39-50
