¿qué es la pasivación?
es una práctica de acabado químico industrial para proteger diferentes aleaciones metálicas de la corrosión. La pasivación hace uso de oxidantes suaves como el ácido nítrico y cítrico. Estos ácidos eliminan el hierro exógeno libre, sulfuros y otras partículas extrañas de la superficie y crean una capa de óxido o película en lugar de la que posteriormente actúa como un escudo protector. Es fundamental que dicho tratamiento con ácido no afecte considerablemente al metal en sí., Este escudo reduce significativamente el riesgo de corrosión futura debido al aire.
esta técnica de pasivación se remonta al siglo XIX cuando un químico, Christian Friedrich Schönbein, descubrió que el hierro alcanza un estado químicamente inactivo o pasivo cuando se trata con ácido nítrico concentrado. Más tarde, en el siglo 20, se encontró que el ácido nítrico puede ser reemplazado por ácido cítrico, que es mucho más respetuoso con el medio ambiente .
¿por qué necesitamos pasivación?,
la pasivación no solo protege el metal contra el óxido, sino que también protege las piezas metálicas contra otras contaminaciones superficiales, lo que resulta en una vida útil prolongada y un menor costo de mantenimiento.
cabe señalar que metales como el acero inoxidable ya contienen níquel y cromo además de hierro en su composición química. El acero tiene esta propiedad única de que su composición cambia a medida que nos movemos del centro a la superficie. La superficie exterior contiene un nivel más alto de cromo en comparación con el hierro., El cromo en la superficie reacciona fácilmente con el aire exterior y hace una película protectora de óxido de cromo sobre la superficie. La pasivación simplemente optimiza y mejora esta formación de la capa de óxido de cromo de una manera controlada. La capa de óxido de cromo es de 2 a 5 átomos de espesor que se forma debido al reemplazo de átomos de hierro reactivos con átomos de cromo estables. La uniformidad y el grosor se pueden medir cuantitativamente utilizando múltiples técnicas como la electro espectroscopia de barrena (AES), la espectroscopia electrónica para análisis químico (ESCA) y el análisis de Rayos X dispersivos de energía (EDX) .,
en condiciones ideales, es posible que el acero inoxidable ni siquiera requiera pasivación, pero es una práctica común someter el acero a diferentes procesos, como corte, rectificado, soldadura, que hacen que el acero sea vulnerable al óxido, ya que el óxido de cromo no se forma correctamente. Esto causa un «ataque de flash» en el que no se forma una capa uniforme de óxido en la superficie, sino que la superficie metálica se oscurece y se graba. El óxido rojo formado debido a la formación de óxido de hierro causa una mayor corrosión en las capas internas., Por lo tanto, la necesidad de pasivación surge en las industrias médica, dental, aeroespacial, de transmisión y distribución de energía, equipo pesado y gasolina química .
¿Cuál es el proceso de pasivación?
En primer lugar, el metal se limpia con la ayuda de una solución alcalina (por ejemplo, hidróxido de sodio) para eliminar cualquier contaminante, aceite y grasa. En segundo lugar, se enjuaga con agua desionizada y desmineralizada preferiblemente utilizando una boquilla de chorro. A veces, un cepillo de cerdas duras también se puede utilizar para eliminar objetos extraños que más tarde daría lugar a la formación de burbujas cuando se forma una película de óxido., Después, el acero inoxidable se sumerge completamente en ácido durante aproximadamente 20 a 30 minutos con una temperatura de alrededor de 130 °F dependiendo de la composición química del metal en cuestión. Es importante asegurarse de que el ácido esté libre de contaminación y esto se puede lograr reemplazando regularmente la solución ácida con un lote nuevo. También es igualmente importante sumergir metal de la misma composición y grado A la vez. El ácido limpia la superficie de cualquier hierro libre, dejando atrás una superficie que tiene una mayor proporción de cromo en comparación con la composición del resto del metal., Posteriormente, cuando esta superficie se expone al aire, se forma una superficie más gruesa de óxido de cromo que hace que el metal no reactivo y que el metal sea resistente al óxido. Actualmente, las máquinas ultrasónicas se utilizan para producir la formación de la capa del óxido incluso mientras que el metal se sumerge en el baño ácido. Como paso final, la aleación de metal también se puede probar utilizando niebla salina, exposición a alta humedad o sulfato de cobre .
a veces, también se utiliza un compuesto de ácido nítrico con dicromato de sodio. Esto causa la formación rápida de película protectora sobre la superficie., La principal desventaja de esta técnica es que el dicromato de sodio es extremadamente tóxico. En última instancia, es el requisito del cliente y la composición del metal lo que decide qué método se va a emplear. Cabe señalar que la pasivación no es un proceso electrolítico y no se necesita en superficies metálicas que posteriormente serían pintadas o recubiertas de polvo .,
¿Cuáles son los diferentes métodos para realizar la pasivación?
se emplean diferentes métodos en la etapa de inmersión ácida., La primera y más común técnica es la inmersión en tanque de ácido. Este método proporciona una protección uniforme y óptima. El tamaño del tanque puede variar de 1.25 galones a más de 500 galones dependiendo de las dimensiones del metal que requiere pasivación. Otro método que se conoce como ‘circulación’ implica la circulación de ácido a través del sistema. Este método es apropiado para tuberías metálicas que transportarían material corrosivo. El ácido también podría ser rociado sobre el metal, pero este método necesita protocolos especiales de seguridad y eliminación.,
¿Cuáles son las diferentes normas industriales en vigor para la pasivación?
hay una serie de estándares de la industria como ASTM A967, AMS 2700, ASTMA380 y SAE-QQ-P-035 en su lugar para llevar a cabo la pasivación de metales como acero inoxidable, titanio, etc. ASTM A967 supervisa específicamente la pasivación de piezas de acero inoxidable. Se basa en el estándar SAE-QQ-P-035 del Departamento de Defensa de los Estados Unidos y es uno de los estándares más comunes en uso. AMS 2700 proporciona directrices para la pasivación del acero utilizado en la industria aeroespacial., ASTM A380 regula la limpieza y descalcificación de acero inoxidable, titanio y equipos de aleación relacionados .
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Fuentes
What is Passivation? How Does Passivation Process Work? How To Passivate Stainless Steel Parts?
https://advancedplatingtech.com/passivation-cleaning/passivation-of-stainless-steel/
https://astropak.com/passivation-process/
https://www.mmsonline.com/articles/how-to-passivate-stainless-steel-parts
https://www.theruststore.com/What-is-stainless-steel-passivation-W85.aspx
https://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=153287