En la industria galvánica, los baños de decapado se utilizan para limpiar y eliminar la mayoría de los óxidos de diversas superficies de acero, así como para pasivar la superficie y evitar la corrosión.
Es crucial mantener límites específicos para las proporciones Fe2+/Fe3+ y ácido libre/ácido total para garantizar que el baño químico se mantiene en condiciones óptimas de funcionamiento. La composición adecuada de los baños afecta directamente a la calidad de los productos finales. Si se mantienen estos parámetros dentro de los rangos óptimos, se mejora la calidad de los productos resultantes y se reducen los costes de producción debido a la disminución del consumo de reactivos.
This Process Application Note presents a method to regularly monitor the acid and iron composition in pickling baths online to ensure an even cleaning process by using a process analyzer from Metrohm Process Analytics.
Innumerables productos parten del acero, que es una de las materias primas más esenciales.
El galvanizado en caliente (Figura 1) es un proceso que consiste en recubrir el acero (o el hierro) con una capa de zinc para protegerlo de la corrosión [1]. Una parte muy importante de la producción de acero es el proceso de decapado, en el que se eliminan impurezas como la cascarilla de laminación producida durante el laminado a alta temperatura y se prepara la superficie para las siguientes fases del proceso. Al mismo tiempo, se eliminan los colores de recocido que interfieren y se pasiva la superficie mediante la formación de una capa protectora para protegerla contra la corrosión posterior.
Los baños de decapado utilizados se componen de ácidos diluidos y su composición puede variar en función de la calidad del acero tratado. En la mayoría de los casos, se utiliza ácido clorhídrico o sulfúrico (HCl, H2SO4), o mezclas de ácidos como HNO3/HF o H2SO4/H3PO4/HF. Aunque el decapado elimina las impurezas, los ácidos utilizados también atacan la superficie del acero y la disuelven parcialmente. Este exceso de decapado del acero base puede provocar la picadura del metal, lo que da lugar a un revestimiento rugoso y ampollado indeseable en las siguientes fases de galvanizado, y también provoca un consumo excesivo del ácido de decapado. El hierro disuelto en forma de óxidos de hierro presentes en la cascarilla de óxido metálico afecta a la velocidad de decapado del acero a medida que aumentan las concentraciones de hierro. Por lo tanto, es importante que los parámetros relevantes para el proceso, como la composición del baño, se controlen y mantengan con la mayor precisión posible para reducir el sobreconsumo de ácido de decapado.
El decapado es un proceso altamente corrosivo y, si el baño no se controla cuidadosamente, puede provocar problemas en el producto resultante. El control continuo en línea de los ácidos libres y totales y del contenido de hierro satisface este requisito y, como resultado, los baños de decapado pueden utilizarse de forma más económica y ecológica. De este modo, los costes de funcionamiento y de eliminación de productos químicos se reducen considerablemente.
Metrohm Process Analytics ofrece un analizador de procesos multiparamétrico adecuado para el análisis simultáneo de Fe2+/Fe3+ y de la relación ácido libre/ácido total en un amplio rango de concentraciones: el analizador de procesos 2060 TI (figura 2).
Se analizaron los ácidos totales, los ácidos individuales y el hierro (es decir, HCl, H2SO4, HNO3, HF, Fe2+ y Fe3+) utilizando métodos de valoración precisos. La monitorización del rendimiento de los baños de decapado es posible con el uso de analizadores de procesos Metrohm, ya sea el 2026 HD Titrolyzer o el 2060 TI Process Analyzer, dependiendo de si se requieren mediciones de uno o varios parámetros.
Table 1. Parámetros y sus rangos de concentración en baños de decapado.
| Parametros | Concentración [g/L] |
|---|---|
| HCl | 15–250 |
| Fe2+ | 10–200 |
| Fe3+ | 1–20 |
| HNO3 | 10–250 |
| HF | 0–100 |
| H2SO4 | 0–300 |
Un sedimentador (figura 3) puede utilizarse como un robusto sistema de preacondicionamiento para eliminar sólidos y partículas de la muestra líquida antes del análisis.
Durante la producción de acero, el proceso de decapado prepara la superficie del acero para los siguientes pasos de acabado. Estos baños de decapado contienen combinaciones de HCl, H2SO4, HNO3, HF, H3PO4, Fe2+ y Fe3+. Para que el tratamiento de la superficie sea reproducible, la composición del baño debe controlarse continuamente. Esto se hace mejor en línea con la valoración utilizando un analizador de procesos Metrohm robusto como el 2060 TI Process Analyzer. Al suministrar información en tiempo real al sistema de control industrial (como DCS o PLC) con un analizador de procesos en línea, se reducen los tiempos de parada, se optimiza la composición del baño y se protegen los costosos activos de la empresa.
- ¿Qué es el proceso HDG? Asociación Americana de Galvanizadores. https://galvanizeit.org/hot-dip-galvanizing/hdg-process (accessed 2023-05-08).
AN-PAN-1006 Determination of zinc, sulfuric acid and iron
AN-PAN-1012 Online analysis of nickel ion & hypophosphite content
AN-PAN-1018 Determination of acids, bases and aluminum: galvanic industry – metal surface treatment
AB-295 Determination of Fe2+, Fe3+, total and free acid in an etching bath (steel industry)
- Mejora de la reproducibilidad, los índices de producción y la rentabilidad (menos residuos).
- Diagnóstico totalmente automatizado: alarmas automáticas cuando las muestras están fuera de los parámetros de concentración especificados.
- Decapado eficaz del acero con un alto nivel de calidad mediante la supervisión constante de los baños de procesamiento.
- Evite costes innecesarios reduciendo el tiempo necesario para conseguir los resultados de decapado deseados.
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