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 « recubrimiento » (TSC) más utilizado en el sector del transporte de EE. UU. es el de zinc y aluminio en proporción 85/15. El recubrimiento por pulverización térmica (TSC) puede dejarse expuesto a la intemperie para que se forme una capa selladora natural mediante la oxidación del zinc y el aluminio, o bien se sella con un sellador penetrante poco después de su aplicación. Por lo general, se exige que las pruebas de resistencia a la tracción ( adherencia ) del TSC se realicen de acuerdo con la norma ASTM D4541, « método de ensayo » (Especificación para la resistencia a la tracción mediante probadores portátiles de tracción de recubrimientos por pulverización térmica), en relación con la resistencia a la tracción utilizando probadores portátiles de tracción de recubrimientos por pulverización térmica ( adherencia ). 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 adherencia que se debe aceptar con un TSC de 85/15 Zn/Al es de 700 psi. A continuación explicamos cómo un proyecto nos llevó a investigar si la oxidación del recubrimiento por pulverización térmica (TSC) o los selladores penetrantes afectan a los valores de la prueba « adherencia » del TSC. Aunque el mecanismo de adhesión y la duración de la mejora de la « adherencia » no están del todo claros, nuestras pruebas de campo indican que los selladores pueden mejorar el TSC adherencia. Y lo que es más importante, nos dimos cuenta de que, al especificar la prueba « adherencia » sobre el TSC, el prescriptor debe indicar si la prueba debe realizarse sobre el recubrimiento sellado o sin sellar recubrimiento.
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).
Los trabajos de producción estuvieron a cargo de Clara Industrial Services, Ltd., de Thunder Bay (Ontario). MISCO Inspection Services Co. Ltd., de Picton (Ontario), se encargó del control de calidad del contratista. Las especificaciones del proyecto exigen un recubrimiento de 8-12 mils de 85/15 Zn/Al en toda la estructura, seguido de 0,5-1,5 mils de un sellador penetrante aplicado en un plazo de ocho horas tras la aplicación del TSC. El contrato también especificaba la realización de ensayos periódicos de « adherencia » según lo exigido por el ingeniero residente. Mientras se llevaban a cabo los ensayos de « adherencia », el personal de inspección observó una diferencia sustancial en los valores de « adherencia » en los puntos donde se colocaron los « dollies » sobre la « superficie » antes del sellado, en comparación con los valores posteriores al sellado. Aunque todos los valores cumplían el requisito mínimo especificado de 700 psi, nos picó la curiosidad y realizamos ensayos de campo adicionales.
El objetivo de las pruebas de campo era determinar qué efectos, si los hubiera, tendría el sellador natural procedente de la oxidación del TSC o el sellador penetrante sobre los valores de resistencia a la corrosión ( adherencia ) del TSC. Se preparó una prueba utilizando tres placas independientes. Todas las placas se limpiaron mediante chorro abrasivo según la norma SSPC-SP 5, «Limpieza por chorro de metal blanco», utilizando escoria de níquel n.º 20. El perfil de anclaje era de 4,0–4,5 mils. Se utilizó un adhesivo epoxi de dos componentes para fijar el dollies. Las pruebas de adherencia se realizaron con un medidor de resistencia a la tracción de acoplamiento ( ) PosiTest® AT-M autoalineable adherencia , de conformidad con la norma ASTM D4541, método de ensayo E. A la placa n.º 1 (fig. 1) se le aplicó TSC con un espesor medio espesor de 12,8 mils; se colocaron tres dollies en la placa y se retiraron al día siguiente para representar la categoría 1A. El valor medio adherencia de las tres muestras fue de 733 psi, con resultados de recubrimiento adherencia : rotura por sustrato y rotura cohesiva dentro del TSC. La placa permaneció durante tres meses at a temperaturas de entre 65 y 80 °F (18 a 27 °C) y una humedad relativa humedad relativa (RH) del 50-70 %, lo que permitió que se produjera la oxidación del TSC. Se colocaron de nuevo tres dollies sobre la placa n.º 1 y se sometieron a tracción al día siguiente para representar el caso 1B. El valor medio de la resistencia a la compresión ( adherencia ) de las tres muestras fue de 767 psi, con resultados de rotura por compresión ( recubrimiento ) y rotura por tracción (adherencia ) en la zona de unión ( sustrato ) y rotura cohesiva dentro del TSC (Tablas 1A y 1B). Solo se produjo un aumento del 5 % en los valores de la resistencia a la compresión ( adherencia ) y no se observó ningún cambio en los modos de rotura, lo que sugiere que el sellador de óxido formado de forma natural dentro del TSC no tuvo un efecto directo sobre la resistencia a la compresión del TSC ( adherencia).
En la placa n.º 2 (fig. 2) se aplicó TSC con un espesor medio espesor de 12 mils; se colocaron tres dollies en la placa y se retiraron al día siguiente para representar 2A. El valor medio de la resistencia a la adherencia de las tres fue de 620 psi, con resultados de recubrimiento adherencia rotura en el sustrato. La placa permaneció en reposo durante tres meses (entre 65 y 80 °F [18 y 27 °C] y entre el 50 % y el 70 % de humedad relativa), lo que permitió que se produjera la oxidación. A continuación, se aplicó una capa de sellado penetrante de Corothane I Preprime (curado at a 800 °F [427 °C] y 60 % de humedad relativa) at con un espesor de 0,5–1,5 mils (13–38 micras). Se colocaron tres muestras « dollies » en la placa n.º 2 y se retiraron al día siguiente para representar el caso 2B. El valor medio de la resistencia a la tracción por adherencia ( adherencia ) de las tres fue de 1.133 psi, con un fallo de adhesión del 100 % (tablas 2A y 2B). Estos resultados indican que el sellador tuvo un efecto claro en la resistencia a la tracción por adherencia ( adherencia ) del TSC, con un aumento del 83 % en los valores de la resistencia a la tracción por adherencia ( adherencia ).
En la placa n.º 3 (fig. 3) se aplicó TSC at con un espesor de 10,4 mils. Se enmascaró la placa, dividiéndola en dos secciones. Se aplicó sellador sobre el TSC expuesto at con un espesor de entre 0,5 y 1,5 mils. Una vez curado el sellador, se colocaron tres dollies en cada sección y se retiraron al día siguiente; la sección sin sellar correspondía a 3A y la sección sellada, a 3B. El valor medio de la resistencia a la tracción por punzonamiento ( adherencia ) de la sección sin sellar fue de 753 psi, con fallos de adhesión ( recubrimiento adherencia ) at en el sustrato. El valor medio de la resistencia a la tracción por punzonamiento ( adherencia ) de la sección sellada fue de 2.127 psi, con fallo de adhesión (tablas 3A y 3B). El aumento del 183 % en los valores de resistencia a la tracción por punzonamiento ( adherencia ) de la sección sellada frente a la no sellada indica un aumento sustancial de los valores de resistencia a la tracción por punzonamiento ( adherencia ) cuando el sellador se aplica poco después del TSC.
Nuestras pruebas de campo revelaron que los óxidos naturales, que se forman en los poros del TSC, no afectan a sus valores de « adherencia ». Los selladores líquidos pueden influir en los valores de « adherencia » del TSC incluso cuando se aplican tras una oxidación mínima. Nuestras pruebas también revelaron que influyen en los valores de « adherencia » cuando se aplican poco después del TSC. Los selladores con buenas propiedades de humectación pueden penetrar en las zonas sueltas (o grietas) y sellar los huecos y poros del TSC. Es posible que, cuando se aplica un sellador penetrante sobre el TSC, este se filtre en los poros y huecos del TSC y cree una unión más fuerte.
Cuando se barajan los TSC como medida de control de la corrosión, el propietario debe tener en cuent at e las ventajas de aplicar un sellador líquido al TSC. La norma SSPC-CS 23.00(I) recomienda aplicar el sellador lo antes posible tras la aplicación de los TSC, o en un plazo de ocho horas. El aumento de los valores de « adherencia » de los TSC con el sellador aplicado dentro de estos parámetros es evidente y debe tenerse en cuenta. Al especificar los ensayos « adherencia » en un proyecto, asegúrese de indicar si los ensayos deben realizarse en los TSC sin sellar o sellados.
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), Especificación provisional para la aplicación de pulverización térmica recubrimiento (metalización) de aluminio, zinc y sus aleaciones y compuestos para la protección contra la corrosión del acero, Manual de pintura de la SSPC, SSPC: Pittsburgh, PA (marzo de 2000).
Eric C. Lohrey, Metallizing Steel Bridges in the Field, JPCL (mayo de 1995), pp. 39-50
