Decapado (metal) - Pickling (metal)
El decapado es un tratamiento de superficies metálicas que se utiliza para eliminar impurezas, como manchas, contaminantes inorgánicos y óxido o escamas de metales ferrosos , cobre , metales preciosos y aleaciones de aluminio . Para eliminar las impurezas de la superficie se utiliza una solución llamada licor de encurtidos , que generalmente contiene ácido . Se utiliza comúnmente para desincrustar o limpiar acero en varios procesos de fabricación de acero .
Proceso
Las superficies metálicas pueden contener impurezas que pueden afectar el uso del producto o su procesamiento posterior, como el enchapado con metal o pintura. Por lo general, se utilizan varias soluciones químicas para limpiar estas impurezas. Los ácidos fuertes , como el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico, son comunes, pero en diferentes aplicaciones se utilizan otros ácidos . También se pueden utilizar soluciones alcalinas para limpiar superficies metálicas. Las soluciones también suelen contener aditivos como agentes humectantes e inhibidores de corrosión . El decapado a veces se denomina limpieza con ácido si no se necesita descalcificación.
Muchos procesos de trabajo en caliente y otros procesos que ocurren a altas temperaturas dejan una capa de óxido decolorada o incrustaciones en la superficie. Para eliminar las incrustaciones, la pieza de trabajo se sumerge en una tina de licor de salmuera. Antes de la operación de laminado en frío, el acero laminado en caliente se pasa normalmente a través de una línea de decapado para erradicar las incrustaciones de la superficie.
El ácido principal utilizado en la fabricación de acero es el ácido clorhídrico , aunque anteriormente el ácido sulfúrico era más común. El ácido clorhídrico es más caro que el ácido sulfúrico, pero se decapa mucho más rápido y minimiza la pérdida de metales base. La velocidad es un requisito para la integración en acerías automáticas que ejecutan la producción a velocidades de hasta 800 pies / min (≈243 metros / min).
Los aceros al carbono , con un contenido de aleación menor o igual al 6%, a menudo se decapan en ácido clorhídrico o sulfúrico. Los aceros con un contenido de aleación superior al 6% deben decaparse en dos etapas y se utilizan otros ácidos, como el ácido fosfórico , nítrico y fluorhídrico . Los aceros al cromo-níquel resistentes al óxido y al ácido se decaparan tradicionalmente en un baño de ácido fluorhídrico y nítrico. La mayoría de las aleaciones de cobre se decapa en ácido sulfúrico diluido, pero el latón se decapa en ácido sulfúrico y nítrico concentrado mezclado con cloruro de sodio y hollín .
En la fabricación de joyas , el decapado se utiliza para eliminar la capa de óxido de cobre que resulta del calentamiento del cobre y la plata esterlina durante la soldadura y el recocido. Tradicionalmente se usa un baño de decapado con ácido sulfúrico diluido, pero se puede reemplazar con ácido cítrico .
La chapa de acero que se somete a decapado con ácido se oxidará (oxidará) cuando se exponga a condiciones atmosféricas de humedad moderadamente alta. Por esta razón, se aplica una fina película de aceite o un revestimiento impermeable similar para crear una barrera a la humedad del aire. Esta película de aceite debe eliminarse posteriormente para muchos procesos de fabricación, enchapado o pintura.
Desventajas
La limpieza ácida tiene limitaciones, ya que es difícil de manejar debido a su corrosividad y no es aplicable a todos los aceros. La fragilización por hidrógeno se convierte en un problema para algunas aleaciones y aceros con alto contenido de carbono. El hidrógeno del ácido reacciona con la superficie y la vuelve quebradiza y provoca grietas. Debido a su alta reactividad con aceros tratables, las concentraciones de ácido y las temperaturas de la solución deben mantenerse bajo control para asegurar las tasas de decapado deseadas.
Productos de desecho
El lodo de decapado es el producto de desecho del decapado e incluye aguas de enjuague ácidas, cloruros de hierro y sales metálicas y ácido de desecho. El licor de encurtidos gastado es considerado un desperdicio peligroso por la EPA . Los lodos de encurtidos de los procesos de acero generalmente se neutralizan con cal y se eliminan en un vertedero, ya que la EPA ya no los considera un desperdicio peligroso después de la neutralización. El proceso de neutralización con cal eleva el pH del ácido gastado. El material de desecho está sujeto a una determinación de desecho para asegurar que no haya presente ningún desecho característico o listado. Desde la década de 1960, los lodos de decapado clorhídrico se tratan a menudo en un sistema de regeneración de ácido clorhídrico , que recupera parte del ácido clorhídrico y el óxido férrico . El resto aún debe neutralizarse y eliminarse en vertederos o gestionarse como residuo peligroso según el análisis del perfil de residuo. Los subproductos del decapado con ácido nítrico pueden comercializarse en otras industrias, como los procesadores de fertilizantes .
Alternativas
La superficie lisa y limpia (SCS) y la superficie eco decapada (EPS) son alternativas más recientes. En el proceso SCS, la oxidación de la superficie se elimina utilizando un abrasivo de ingeniería y el proceso deja la superficie resistente a la oxidación posterior sin la necesidad de una película de aceite u otro recubrimiento protector. El EPS es un sustituto más directo del decapado con ácido. El decapado con ácido se basa en reacciones químicas, mientras que el EPS utiliza medios mecánicos. El proceso EPS se considera "respetuoso con el medio ambiente" en comparación con el decapado con ácido e imparte al acero al carbono un alto grado de resistencia al óxido, eliminando la necesidad de aplicar el recubrimiento de aceite que sirve como barrera a la oxidación para el acero al carbono decapado con ácido.
Los métodos alternativos también incluyen la limpieza mecánica, como el granallado , el pulido , el cepillado con alambre y la hidrolavado . Estos métodos generalmente no proporcionan una superficie tan limpia como lo hace el decapado.