Preparación de Superficies con Abrasivos

1. Preparación de Superficies con Abrasivos Diciembre, 2008

2. Contenido • Introducción • Normas de referencia • Definiciones • Grados de Corrosión Ambiental • Padrones de Limpieza • Procedimientos de Limpieza • Rugosidad / perfil / patrón de anclaje • Características de los abrasivos • Preparación deficiente • Estándares ISO 11126 y ISO 11127 • Salud y seguridad • Análisis de los métodos de limpieza a chorro • Tipos de abrasivos • Análisis comparativo • Silicato de Aluminio

3. Introducción • La preparación de las superficies es un factor clave para el éxito en el proceso de mantenimiento y pintura de superficies. • Una buena preparación de superficie y la correcta aplicación de la pintura anticorrosiva como base, se traducirá en una reducción de costos de mantenimiento y hará que tengan un mayor ciclo vida. • En caso contrario de una falla en la preparación de las superficies, tendrán efectos posteriores el mal rendimiento  en las inversiones de mantenimiento como son el dinero invertido y los paros de plantas mas frecuentes y reducción de vida de los equipos. • Una buena y correcta preparación de una superficie va a prolongar la vida de los recubrimientoslograndoreducir los paros de planta y trabajos preparativos.

4. NORMAS DE REFERENCIAS • SIS05-5900 Swedish Standards Institution • ASTM-D-2200 American Society for Testing and Materials • SSPC-VIS-1-67-T Steel Structures Painting Coucil • NRF-053-PEMEX-2006 • ISO 9000

5. DEFINICIONES • Corrosión Ambiental • Se denomina corrosión ambiental al fenómeno de disgregación de la capa de laminación por la oxidación de las superficies de acero al carbono (AC) expuestas a la intemperie. • Capa de Laminación. • Es una capa de óxido de fierro (Fe₂O₃ , Fe₃O₄, Fe0) de textura muy dura, siendo gradualmente más pobre en oxígeno a medida que se acerca al metal. • Padrón de Anclaje o adherencia. • Es la rugosidad o perfil de una superficie posterior a la limpieza. Se mide de la parte más baja, (de la depresión más profunda) hasta el punto más alto de la saliente. Se mide en mills, que corresponde a un milésimo de pulgada, por tanto, 1 mills equivale a 0,025 milímitros

6. Grados de Corrosión Ambiental Grade_A Grade_B Grade_C Grade_D

9. Padrones de Limpieza

10. Padrones de Limpieza ISO SSPC NACE Sa 1 = SSPC-SP-7 (Ligera con chorro Abrasivo) Sa 2 = SSPC-SP-6 NACE 3 (Comercial con chorro Abrasivo) Sa 2½ = SSPC-SP-10 NACE 2 (Metal casi blanco con chorro Abrasivo) Sa 3 = SSPC-SP-5 NACE 1 (Metal Blanco con chorro Abrasivo)

11. Padrones de Limpieza ISO 8501-1 Certificación visual de la superficie Grado SA-1 Grado SA-2 Grado SA-2½ Grado SA-3 LIMPIEZA RAFAGA.- La superficie deberá estar libre de grasa, aceite, polvo, óxido flojo, escama de laminación floja, recubrimiento flojo excepto que el óxido, escama de laminación y recubrimientos adheridos pueden permanecer en la superficie. LIMPIEZA COMERCIAL.- su aspecto es intermedio entre los dos tipos de limpieza y no deber  mostrar oxido o herrumbre, residuos de pintura, aceite, grasa u otra materia extraña LIMPIEZA AL METAL CASI BLANCO La superficie deberá estar libre de grasa, aceite, polvo, óxido, escama de laminación, recubrimiento viejo o cualquier otro contaminante. El acabado presenta ligeras manchas, vetas y decoloraciones en no más del 5%.  LIMPIEZA A METAL BLANCO.- se obtiene una superficie gris claro uniforme, eliminando totalmente cualquier contaminante de los mencionados anteriormente

12. Padrones de Limpieza Suplemento ISO 8501. Grados de preparación Sa Ejemplos de Sa 3, utilizando varios abrasivos Plato de acero con un grado C de corrosión Municiones de acero de alto carbón S100 390 – 530 HV (grados de dureza vickers) Granalla de acero G 070 390 – 530 HV Granalla de acero G 070 700 – 950 HV Granalla de hierro G 070 Granalla de escoria de cobre Granalla de escoria de carbón

13. Procedimientos de Limpieza

14. Material con corrosión; la corrosión se interna en los cráteres de  la superficie. Los esmeriles no eliminan todo el óxido, para removerlo de la superficie, deben esmerilar o lijar tan profundo como lo sea el cráter mas profundo. En muchos casos, esto podría debilitar las estructuras. El sandblast remueve toda la corrosión, inclusive aquella de los cráteres más profundos sin desgastar de manera importante el material. Además, proporciona a la superficie un acabado marcado que sirve de anclaje para volver a recubrir.

15. Rugosidad / perfil / patrón de anclaje • La rugosidad nos va ayudar con el anclaje del recubrimiento y adehesión de la pintura. • La rugosidad se obtiene por dos principales factores: • Método de la preparación de la superficie • Tipo de abrasivo seleccionado para la limpieza • Entre mas burda quede la superficie mayor pintura será necesaria. • Los parámetros usados para definir la rugosidad son: Rt, Rz de Ra

16. Preparación del perfil de anclaje en la superficie Parámetro de Rugosidad Ra: Es el promedio de los valores absolutos de la desviación de la línea central base de medición en una muestra longitudinal.

17. Preparación del perfil de anclaje en la superficie Parámetro de Rugosidad Rt: Distancia del pico mas alto al valle mas bajo de la muestra .

18. Preparación del perfil de anclaje en la superficie Parámetro de rugosidad Rz: Promedios de la distancias máximas de Picos y Valles de las muestras.

19. Preparación del perfil de anclaje en la superficie Parámetro de rugosidad Rz: Z1 + Z2 + Z3 + Z4 + Z5 Rz = 5 (si el número de muestras es n=5) Zi = distancia del pico mas alto al valle mas bajo de la muestra.

20. Preparación del perfil de anclaje en la superficie Tipo Tamaño en mmPerfil en mils Tipo A2 0.2 - 1.0 mm 1.5 – 2.5 Tipo A3 0.2 - 1.4 mm 2.0 – 3.0 Tipo B2 0.8 - 2.2 mm 3.0 – 5.0 presión en la boquilla a 650 KPA (100 PSI) Hay otros cinco grados disponibles de fino a grueso

22. Limpieza a chorro con abrasivos EUROGRIT A2 EUROGRIT A3 EUROGRIT B2 Ra 10.0 – 11.0 µm Rt 60 – 80 µm Rz 50 – 60 µm Ra 9.5 – 15 µm Rt 75 – 125 µm Rz 50 – 75 µm Ra 14 – 21 µm Rt 110 – 140 µm Rz 75 – 110 µm

23. Limpieza a chorro con abrasivos EUROGRIT A3 EUROGRIT X EUROGRIT B2 Ra 9.5 – 15 µm Rt 75 – 125 µm Rz 50 –75 µm Ra 11 – 14 µm Rt 75 – 100 µm Rz 54 – 66 µm Ra 14 – 21 µm Rt 110 – 140 µm Rz 65 – 95 µm

24. Perfiles de los Abrasivos Partículas angulares rasgan el recubrimiento y dejan texturas marcadas Partículas esféricas golpean la superficie, fracturan el recubrimiento sin dejar una textura marcada Revise que la relación entre eldiámetro de su esprea y el diámetro de su boquilla sean los adecuados

26. Características de los abrasivos • Tamaño • El tamaño de las partículas del abrasivo es sumamente importante para lograr un patrón de textura consistente al aplicar el chorro de abrasivo en la superficie. • Forma • Las diferentes formas en los abrasivos ofrecerán diferentes perfiles en la superficie siendo las dos principales configuraciones de los abrasivos la angular y las esférica. • Densidad • Esta es  la característica menos determinante que se tiene que tomar en cuenta para realizar un trabajo de sandblast, a menos que la diferencia de densidades sea muy amplia entre los distintos materiales. En la medida en que el material sea más denso, será mayor la energía con que se impacte contra la superficie. • Dureza • La dureza del abrasivo determinará su efecto sobre la superficie que va a ser sandblasteada. • Fragilidad • Con fragilidad nos referimos a la tendencia del abrasivo a fragmentarse en partículas más pequeñas como consecuencia del impacto, mientras más frágil sea el abrasivo, menos veces puede ser reutilizado y más polvo generará.

27. Tamaño

28. Forma

29. Dureza • Si el abrasivo es más duro que el sustrato, dejará un perfil sobre la superficie. • Si es más suave que la superficie, pero más dura que el recubrimiento, solamente removerá el recubrimiento. • Si es más suave que el recubrimiento, solamente limpiará la contaminación de la superficie sin remover el recubrimiento. • La dureza del abrasivo está medida en la escala de Mohs  siendo 1 tan suave como talco y 10 materiales tan duros como el diamante.

30. Fragilidad • La arena sílica es extremadamente frágil debido a su composición de cuarzo y nunca debe ser reutilizada. En el primer uso, más del 70% de la arena se convierte en polvo desprendiendo peligrosas partículas de sílice, la gente expuesta al polvo de sílice, puede contraer una enfermedad llamada silicosis. • La mayoría de los abrasivos fabricados y derivados de un producto, pueden ser reciclados varias veces, al igual que algunos abrasivos naturales como el granate y el pedernal. • La escoria de carbono cobre y níquel se fractura en partículas más pequeñas que pueden ser reutilizadas. La granalla de acero puede ser efectivamente reciclada unas 200 veces o más. • Muchas variables afectan el reuso que se de al abrasivo, dentro de éstas están: la presión de aire, dureza de la superficie y la eficiencia del equipo para sopleteo con chorro de abrasivo.

31. Preparación deficiente • Consecuencias de una preparación deficiente de superficies: • Falla de adhesión • Burbujeo • Eflorescencia • Carcomer

32. Preparación deficiente • Preparación deficiente Falla de adhesión: Superficie sin el perfil o la rugosidad incorrecta Falla de adhesión - Burbujeo- Efflorescencia- Carcomer

33. Preparación deficiente Burbujeo: Superficies con restos de material orgánico Falla de adhesión - Burbujeo- Efflorescencia- Carcomer

34. Preparación deficiente Eflorescencia: Contenido de sales y cloruros Falla de adhesión - Burbujeo- Eflorescencia– Carcomer

35. Preparación deficiente Carcomer: Contenido de sales y cloruros, restos de óxidos Falla de adhesión - Burbujeo- Efflorescencia - Carcomer

36. Estándares Abrasivos no metálicos: ISO 11126 (estandares) ISO 11127 (metodos de pruebas)

37. Estándar – Escoria de carbón ISO 11126-4

38. Estándar – Escoria de carbón ISO 11126-4

39. Salud y seguridad Silica libre Silicosis Por lo tanto el uso de la arena como abrasivo se prohibió en Holanda y en la mayoría de los países del mundo a partir de 1957.

40. Salud y seguridad Silica libre • Contenido máximo de Silica libre : 1% • Eurogrit silicato de aluminio : < 0.1%

41. Salud y seguridad California Environmental Protection Agency / AIR RESOURCES BOARD • No debe de contener mas del 1.8% de su peso en partículas de 5 micras o menos después de utilizar el abrasivo.

42. Salud y seguridad Metalespesados / elementostóxicos • Metales pesados - No • Concentraciones de metales en el ambiente - No • Elementos tóxicos - No • No dañino al medioambiente

43. Métodos de limpieza a chorro • Consideraciones para la selección del método • Condición inicial de la superficie • Factibilidad práctica • Condiciones operativas, si hay aire limpio y no hay humedad se pedirá Sa3 • Fechas objetivo • Consideración de la protección de la salud, seguridad y medio ambiente • Generación de polvo • Cantidad de agua requerida • Factibilidad de aplicar flama • La preparación de la superficie es completa o parcialmente • Grado de preparación deseado • Sistema de la capa base de protección aplicado a la superficie • Consideraciones económicas • Requerimientos particulares

44. Métodos de limpieza a chorro

47. Consumo y reciclaje Factores que inciden en el consumo • Condición inicial de la superficie • Grado de la preparación de la superficie requerida • Grado de anclaje solicitado por proveedor de pintura • Selección del tamaño y forma del abrasivo • Entre mas grueso mayor producción en mt2/hr, se recomienda para aceros corroídos y con muchas capas de pintura • Entre mas fino, menor consumo de pintura, se recomienda para aceros nuevos • Una mezcla de granos gruesos y finos sería lo mejor • Habilidad del operador • En ángulo de ataque y distancia de la boquilla a la superficie • La correcta preparación del equipo de chorreo: • presión en la boquilla, • diámetro de la boquilla, • diámetro y distancia de la manguera, • capacidad del compresor de aire

48. Análisis comparativo

49. Análisis comparativo

50. Eurogrit • Eurogrit es una granalla de silicato de aluminio para la limpieza a chorro obtenida de la escoria de carbón utilizadas en las termoeléctricas. Limpieza a chorro de superficies de aceros y hormigón, eliminando las escamas metálicas, óxido, pinturas viejas, suciedad etc. Aplicable para la obtención de superficies SA-3, SA-2½ y SA-2, también como chorreo ligero.