NTE INEN 0671: Recubrimientos electrolíticos de zinc

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NTE INEN 0671 (1984) (Spanish):
Recubrimientos electrolíticos de zinc sobre
acero. Requisitos
CDU: 669.587.669.1 

 Norma Técnica
Ecuatoriana

RECUBRIMIENTOS ELECTROLICTICOS DE ZINC
SOBRE ACERO. REQUISITOS
MT 05.01-403
INEN 671
1984-07
Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN – Casilla 17-01-3999 – Baquerizo Moreno E8-29 y Almagro – Quito-Ecuador – Prohibida la reproducción
1. OBJETO
1.1 Esta norma establece los requisitos para recubrimientos de zinc aplicados por vía electrolítica sobre base de acero, para protección contra la corrosión.
2. ALCANCE
2.1 Esta norma se aplica a todos los productos de acero de alto o bajo contenido de carbono, excepto en
los casos siguientes:
a) recubrimientos de zinc aplicados a roscas (ver nota 1),
b) recubrimientos de zinc aplicados a láminas, flejes, alambre en sus formas no elaboradas, así como resortes espirales.
3. TERMINOLOGIA
3.1 Superficie significativa. Es la parte de la superficie de la pieza que es esencial para la apariencia o utilidad de la misma, que debe ser recubierta o sobre la que ya se ha aplicado el recubrimiento. En caso de necesidad, la superficie significativa debe determinarse por acuerdo entre las partes interesadas y deben indicarse en dibujos o planos mediante la provisión de muestras debidamente marcadas (ver nota 2).
3.2 Otros términos aplicables a esta norma se establecen en las Norma INEN 610 y 951.
4. SIMBOLOGIA
4.1 En esta norma se utilizan los siguientes símbolos:
s
espesor de recubrimiento (µm).
s
espesor promedio de recubrimiento (µm);
NOTA 1. Para el caso de las roscas con recubrimiento, véase la Norma INEN 1 052.
NOTA 2. En general, las superficies significativas son aquellas que son visibles, sujetas a uso corrosión. Las superficies en las
que el depósito no puede controlarse ordinariamente, tales como perforaciones, rebordes, bases de ángulos y áreas similares,
están por lo general excentas de los requisitos impuestos a las superficies significativas, a menos que se las designe
expresamente como tales. En caso que las formaciones se incluyan en la superficies significativas, y para los cuales el
espesor de requerimiento sea requisito, debe acordarse entre las partes interesadas el uso de espesor mayor al normalizado o
la utilización de aparejos especiales durante la electro deposición. Esto puede implicar el uso de electrodos auxiliares,
interiores, de conformación o bipolares.
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2
Re resistencia a la tracción (N/mm ):
m1 masa inicial (g);
m2 masa final (g);
3
δ
densidad del zinc (g/cm );
A
área de la probeta (mm ).
2
5. CLASIFICACIÓN
5.1 De acuerdo al índice de servicio, los recubrimientos de zinc pueden ser de los tipos; 1, 2, 3 o 4 (ver
nuneral 6.2).
6. REQUISITOS
6.1 Apariencia
6.1.1 El área que corresponda a la superficie significativa del artículo recubierto debe estar libre de defecvisibles, tales como ampolladuras, picaduras, rugosidades, rajaduras o discontinuidad en el recubrimiento. La magnitud de las ampolladuras, fuera del área significativa, que se considere todavía como aceptable,
debe establecerse por mutuo acuerdo entre las partes interesadas. En las piezas en las cuales es inevitable la
presencia de una marca de contacto, la posición de la misma debe ser también objeto de acuerdo entre
partes. La pieza debe estar limpia y sin daños. En caso necesario, el comprador proveerá al fabricante
una muestra con el acabado requerido.
6.2 Espesor
6.2.1 Los espesores de recubrimientos se establecen en la Tabla 1, columna 2. En la Tabla 1 se índica, además,en la columna 1, la abreviatura correspondiente según 6.3, y en la columna 3 se índica el índice de servicio (ver Norma INEN 951) aplicable a cada espesor del recubrimiento. Los valores entre paréntesis deben
evitarse en lo posible.
6.2.2 En cualquier ambiente, en particular, el efecto protectivo del recubrimiento de zinc es directamente
proporcional a su espesor. Cuando se requiere de vida útil muy prolongada, son precisos recubrimientos
más guresos, aplicados generalmente por inmersión en caliente (Norma INEN 672) o por metalizado a pistolá (Norma INEN 1 200).
6.2.3 Los espesores mínimos especificados en la Tabla 1 para cada tipo de recubrimiento, tienen validez paraila superficie significativa que deba satisfacer determinado índice de servicio. Para el caso de artículos de
2
área  100 mm , los espesores mínimos se comprobarán de acuerdo a la Norma INEN 601 en puntos predeterminados por acuerdo de las partes interesadas, o en cualquier punto de la superficie significativa que pueda ser tocado por una esfera de 20 mm de diámetro. En caso de imposibilidad o dificultad de aplicación del
método según Norma INEN 601 para determinación del espesor de recubrimiento se aplicará otro de los
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métodos normalizados (preferentemente según Norma INEN 1 196) escogido por acuerdo entre las partes
intaresadas, a menos que la norma especifica del producto establezca otra cosa. Si el diseño de la pieza es
tal que no puede tocarse en todos los puntos de la superficie significativa por una esfera de 20 mm de diámetro, el espesor mínimo permitido en los lugares específicos podrá diferir de los especificados en esta norma, y deberá acordarse por mutuo acuerdo entre las partes interesadas. Para piezas con superficie significa2
tiva inferior a 100 mm , los espesores mínimos según la Tabla 1, deben considerarse como valores mínimos pan
el espesor promedio (s) determinado en forma aproximada según Norma INEN 1 172, o con mayor exactitud
según se especifica en el anexo A.
TABLA 1. Espesores de recubrimiento de zinc sobre acero.
1
2
3
Recubrimiento
Espesor
índice de servicio
(Abreviatura)
mínimo "s" (µm)
(Fe/el Zn3)
Fe/el Zn5
(3)
1
5
(Fe/el Zn8)
(8)
2
Fe/el Zn12
12
Fe/el Zn25
25
3
Fe/el Zn40
40
4
6.3 Abreviatura.
6.3.1 La abreviatura para designar los recubrimientos de zinc consta, en conformidad con la Norma
INEN 951, de los siguientes símbolos;
a)
Fe para significar acero del metal base (o por el símbolo normalizado del tipo de acero);
b)
la abreviación "el" por "electrolítico",
c)
Zn Zinc;
d)
el valor del espesor del recubrimiento mínimo para cada índice de servicio según la Tabla 1, en micrómetros (µm);
e)
indicación del brillo (ver Norma INEN 951);
f)
las abreviaciones correspondientes al tratamiento posterior de pasivado (ver Normas INEN 951 y 673)
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Ejemplo;
Fe
a)
acero,
b)
recubrimiento electrolítico,
c)
zinc de recubrimiento,
d)
25 µm de espesor mínimo (índice de servicio 3),
e)
grado de brillo (mate),
el
Zn
25
mt
cA
f) j cromatizado tipo A
6.3 2 Cuando sea posible, se pueden eliminar las abreviaciones innecesarias.
6.4 Tratamientos térmicos
6.4.1 Acero da base. Cuando requiera el comprador o sea requisito específico del producto, establecido
en la norma respectiva, deberá someterse las piezas de ciertos aceros a tratamiento térmico, para reducir el
riesgo de daños provenientes de fragilidad por hidrógeno. Los aceros cuya resistencia a la tracción Re sea
2
mayor a 1 500 N/mm (o cuya dureza sea equivalente a 45 HRC; 440 Hv;415 HB) no deberán recubrirse
electrolíticamente con zinc por los métodos convencionales. Deberá también tomarse en cuenta que aceros
2
con Re  1 000 N/mm (o dureza > 30 HRC; 295 HV; 280 HB) requieren necesariamente de tratamiento
para reducir el riesgo de fragilitamiento por hidrógeno.
6.4.2 Alivio de tensiones antes de la efectrodeposición.
6.4.2.1 Las piezas obtenidas por fuerte deformación con frío, fabricadas de acero con Re > 1 000 N/mm
2
(o dureza correspondiente), que han sido rectificadas o sometidas a severo maquinado después del templado deben someterse a alivio de tensiones. Deberán mantenerse de preferencia a la más temperatura de revenido, durante 30 minutos, o, en su defecto, deberán mantenerse entre 190°C y 210°C, por lo menos una
hora. Pero, aceros que han sido carburizados templados a la llama o por inducción y luego rectificados, resultarán debilitados por este tratamiento y deberán ser revenidos a temperaturas más bajas, por ejemplo a
170º C, por lo menos una hora. En todo caso, deberán tenerse muy en cuenta las propiedades específicas
del tipo de acero que constituye el metal base de recubrimiento, para elegir el tratamiento térmico previo
más adecuado. Un procedimiento apropiado y recomendable para reducir al mínimo la fragilidad por hidrogeno se especifica en GP 9 (ver Apéndice Z). En el anexo B se establecen recomendaciones para la correcta ejecución del electrodepósito.
6.4.3 Tratamiento térmico después de la electrodeposición.
6.4.3.1 Las piezas sometidas a esfuerzos de fatiga o a cargas permanentes durante el servicio, y fabricadas
2
por fuerte deformación en frío, o de acero de Re  1 000 N/mm (o de dureza correspondiente), deberán
tratarse térmicamente después de ser recubiertas. La Tabla 2 establece los períodos que deberán alcanzarse tomando en cuenta el espesor de la pieza.
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TABLA 2. Tratamiento térmico después de la electrodeposición.
Espesor máximo
Re
N/mm
de la pieza
Período mínimo a 190º a 210ºC
mm
horas
2
1 000 a 1150
1150 a 1400
menos de 12
2
12 a 25
4
más de 5
8
menos de 12
4
12 a 25
12
más de 25
24 (ver nota 3)
sobre 40
que debe determinarse experimentalmente
6.4.3.2 En los casos en los cuales las temperaturas establecidas pueden resultar debilitantes, como por ejemplo en piezas que han sido endurecidas superficialmente, puede ser necesaria la aplicación de temperaturas
más bajas por más tiempo.
6.5 Pasivación
6.5.1 La pasivación mediante cromatizado (según Norma INEN 673), coloreado o incoloro, aumenta la
resitencia a la corrosión de los recubrimientos électroIíticos de zinc, y deberá aplicarse regularmente a
menos que se acordase lo contrario.
6.5.2 La capa cromatizada deberá cumplir los requisitos de adherencia, continuidad (porosidad) y resistencia a la corrosión establecidos en la Norma INEN 673. Las capas cromatizadas del tipo A incoloras
deben ensayarse para determinación de la resistencia a la corrosión, de acuerdo al anexo C. No deberán
presentarse eflorescencias corrosivas antes del segundo ciclo, y no deberán ser mayores al 1% del área
significativa después del quinto ciclo.
NOTA 3. El calentamiento debe iniciarse dentro de las 16 horas siguientes a la electrodeposición.
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6.6 Adherencia
6.6.1 El recubrimiento de zinc deberá estar firmemente adherido al metal base, y no deberá desprenderse al
ensayarse según Norma INEN 950. El ensayo en particular, se establecerá en la norma específica del producto,
o por acuerdo de las partes interesadas.
7. DISPOSICIONES GENERALES
7.1 Toma de muestras y plan de muestreo.
7.1.1 El método para la toma de muestras se especificará en las normas relativas a cada producto, o deberá
acordarse entre las partes interesadas.
7.1.2 El plan de muestreo con fines de aceptación o rechazo deberá especificarse en la norma de cada
producto, o se determinará por acuerdo entre las partes, debiendo, en todo caso, estar de acuerdo con la Norma 255.
7.2 Modo de especificar pedidos.
7.2.1 Al pedir artículos recubiertos de zinc electrolíticamente, el comprador deberá especificar, a más del
número de esta norma, el mdice de servicio requerido, o la abreviación completa del recubrimiento. Cuannecesario, se especificará, además los tratamientos posteriores requeridos.
7.3 Zinc de recubrimiento
7.3.1 El zinc empleado en el recubrimiento deberá estar libre de mercurio y la composición de otras impurezas se acordará entre las panes interesadas. El zinc depositado de baños ácido, da como resultado revestimientos más irregulares que los baños cianúricos, sobre todo por dispersión en piezas perfiladas. La fragilidad por hidrógeno es menor en baños ácidos que cianúricos.
7.4 Porosidad y continuidad
7.4.1 La porosidad en recubrimientos de zinc sobre acero es por lo general inocua, siempre y cuando no
presente caracteres de discontinuidad. La porosidad se ensayará según la Norma INEN 1 184.
7.5 Uniformidad
7.5.1 La uniformidad del recubrimiento deberá ponerse a prueba mediante el ensayo de la Norma INEN 1 171, debiendo fijarse el numero de inmersiones mínimo en las normas particulares de cada producto; de no existir normas, se recurrirá a la experiencia del fabricante y del comprador.
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ANEXO A
DETERMINACIÓN DEL ESPESOR PROMEDIO
A.1 Principio
A.1.1 El método consiste en sumergir la probeta de área conocida en una solución de desplaque. Se determina la masa antes y después del desplaque y se calcula el espesor de recubrimiento promedio (s) a base de
estos datos.
A.2 Instrumental
A.2.1 Balanza. Capaz de pesar con exactitud de una parte en 10 000
A.2.2 Recipiente. Adecuado para contener la solución y la probeta.
2
A.2.3 Instrumento para medir (o calcular) el área con precisión de 0,01 mm .
A.3 Reactivos
A.3.1 Solución de desplaque. Resultante de la disolución de 20 g de trióxido de antimonio (Sb2O3) en
1 000 ml de ácido clorhídrico frío (HCL) de densidad entre 1,16 y 1,18.
A.3.2 Solvente orgánico. Como por ejemplo tricloroetileno.
A.3.3 Acetona
A.4 Procedimiento
2
A.4.1 Determinar cuidadosamente el área "A" de la pieza, con exactitud de 0,01 mm . Si la forma de la
pieza es muy compleja, el área deberá determinarse muy cuidadosamente y su valor debe somerterse al acuerdo de las partes. Desengrasar con el solvente orgánico, secar y pesar con exactitud de 1/10 000 de la
masa prevista (m1). Sumergir luego la probeta totalmente en la solución de desplaque y remover la pieza
el interior, de modo que todas sus partes tengan contacto con la solución. Cuando haya cesado la efervescencia, sacar la probeta inmediatamente, lavarla, limpiar la capa suelta de antimonio y sumergir luego
en acetona para eliminar cualquier traza de agua retenida. Secar la probeta por el mismo procedimiento
utilizado anteriormente, y volver a pesar para determinar la masa "m2 ".
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A.5 Resultados
A.5.1 El espesor promedio del recubrimiento del zinc está dado por:
−
s=
(m1 − m2)
.A.10 −3
Siendo:
δ
=
la densidad del zinc depositado electrolíticamente en cada caso.
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ANEXO B
RECOMENDACIONES PARA LA ELECTRODEPOSICION DE RECUBRIMIENTOS DE ZINC
B.1 Cumplimiento de requisitos
B.1.1 Para garantizar el cumplimiento de los requisitos de la norma, se aconseja al fabricante:
a) mantener control periódico, regular, de todas las soluciones y hacer inspecciones regulares de todos los
equipos, poniendo atención especial en los contactos eléctricos y en la exactitud de los instrumentos;
b) mantener un departamento de ensayos y laboratorio para la ejecución de los ensayos normalizados, y
para determinación inmediata de posibles irregularidades. Para plantas en las cuales el trabajo es continuo por períodos largos, la calidad de los recubrimientos de zinc deberá comprobarse por lo menos
dos veces por cada turno de 8 horas hasta que todas las dificultades iniciales hayan desaparecido;
c) mantener los requisitos internos de fabricación entre un 5 a 10% sobre los normalizados aquí.
B.2 Tiempo requerido para el electrodeposito.
B.2.1 Cualquier espesor de recubrimiento puede producirse en forma constante, solamente si la densidad de
corriente y el tiempo de electrodeposición son estrictamente controlados. La regulación del voltaje no presenta ventaja alguna, a menos que signifique variaciones de la densidad de corriente para determinada instalación. El espesor promedio de electrodepósito que se requiere para garantizar un espesor mínimo local, depende de la forma del artículo, su forma y de la posición de los ánodos, así como del poder de penetración
de la solución. Para formas complicadas, se requerirán períodos más largos. Cuando se someten a electrodepósito grandes cantidades de piezas pequeñas (por ejemplo en tratamientos en tambor), el tiempo del
electrodepósito debe incrementarse para asegurar el espesor normalizado en aquellos artículos que reciben
menos que la densidad de corriente promedio.
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ANEXOC
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE CAPAS CROMATIZADAS TIPO A SOBRE ZINC
C.1 Principio
C.1.1 El ensayo consiste en someter la probeta a períodos de calentamiento tras sucesivo descenso de temperatura en forma cíclica. (ver nota 4).
C.2 Instrumental
C.2.1 Cámara aislada equipada con un ventilador para circulación del aire provista de regulación de temperatura
y humedad.
C.2.2 Soporte no metálico y no corrosivo para el espécimen, localizado en el centro de la cámara.
C.3 Procedimiento
C.3.1 Introducir la probeta en la cámara, cuya temperatura deberá ser de 55 ± 2°C. La humedad relativa no
deben ser menor a 95°/o con condensación. Someter la probeta a estas condiciones durante 16 horas coi
itinuamente. Descontinuar el suministro de calor, pero dejar funcionando el ventilador hasta que la tem-pei atura
baje a 30ºC. Mantener la probeta a esta temperatura durante 5 horas. El número de ciclos mínimos es de 5 según Norma INEN 673.
C.4 Resultados
C.4.1 Examinar la probeta después de completado cada ciclo y reportar la presencia de eflorescencia con
productos de corrosión del zinc.
NOTA 4. Cuando es necesario aplicar tratamiento térmico después de la electrodeposición, la pasivación por cromatizado se
aplicará después del tratamiento térmico, a causa de que la mayoría de los recubrimientos de cromatizado son sensibles al
calor. En todo caso, el ensayo del cromatizado debe llevarse a cabo después de ejecutado los tratamientos térmicos.
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APÉNDICE Z
Z.1 NORMAS A CONSULTAR
INEN 255
Control de Calidad. Procedimientos de muestreo y tablas para la inspección por atribuios.
INEN 601
Recubrimientos metálicos y no orgánicos. Determinación de¡ espesor de recubrimiento por
el método microscópico.
INEN 610
Tratamientos superficiales y recubrimien tos metálicos. Definiciones y terminología.
INEN 672
Recubrimientos por inmersión de zinc sobre acero. Requisitos.
INEN 673
Tratamientos superficiales. Cromatizado sobre recubrimientos de zinc y de cadmio. Requisitos.
INIEN 950
Recubrimientos metálicos. Determinación de la adherencia. Métodos de ensayo.
INEN 951
Recubrimientos electrolíticos. Requisitos generalas, espesores y abreviaturas.
INEN 1171
Recubrimientos de zinc sobre acero. Determinación de la uniformidad.
INEN 1172
Recubrimientos de zinc por inmersión sobre materiales ferrosos. Determinación de la masa
depositada por unidad de superficie. Método gravimétrico.
INEN 1184
Recubrimientos metálicos. Determinación de la porosidad de recubrimientos de zinc y de
cadmio sobre acero.
INEN 1196 Recubrimientos de zinc. Determinación del espesor de recubrimiento. Método del goteo.
INEN 1200
Tratamientos superficiales. Metalizado de zinc y aluminio. Requisitos.
INEN 1052
Tornillería. Tornillos y tuercas con recubrimientos electrolíticos. Requisitos.
GF 9
Guía de práctica para la limpieza y preparación de superficies metálicas para electrodepósito.
Z.2 BASES DE ESTUDIO
IS0 2081. Metallic coatíngs. Efectroplated coatíngs of zinc on iron or steel. International Organizatíon for
Standardization. Ginebra 1973.
DIN 50961. Korrosiochutz; galvanische Zinkueberzuege auf Stahl. Deutsches Institut Normung. Berlín 1963.
ASTMA 164.
Electrodeposited coatings of zinc on steel. American Society for testing and Materials. Fila-
delfia 1955.
BS 1706. Efectroplated coatings of cadmium and zinc on steelen.
Britsh Standards Institution. Lon-
dres1960.
IS 1573. Specification for Electroplated coatings of zinc iron and steel. Indian Standards Institution.
Nueva Delhi 1970.
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INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA
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Ing. Luis Le Marie
Ing. Luis Aguirre
Lic. Diego Chiriboga
Ing. Hermann Jungbluth
Ing. Gonzalo Castro
Ing. Efrén Trujillo
Ing. Roque Morán
Ing. Angel Costales
Ing. Raúl Borja
Ing. By ron Buitrón
Ing. Luis Arévalo
Sr. Armando Larrea
Ing. Fernando Hurtado
Ing. Ricardo Calero
Ing. Roque Morán
Ing. Sixto Cadena
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
UNIVERSIDAD CENTRAL
QUIMICAMP DEL ECUADOR
FABRICA DE CLAVOS GUAYAS S.A.
SQUARE ANDINA S.A.
ELECTROMETALICA
CONDUITDEL ECUADOR
DINE
INECEL
ECUACOBRE CEM
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
ARMANDO LARREA E HIJOS CÍA. LTDA.
TUBASEC
FABRICA DE CLAVOS GUAYAS S.A.
CONDUIT DEL ECUADOR S.A.
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