El decapado es un tratamiento de superficies metálicas que se utiliza para eliminar impurezas, como manchas, contaminantes inorgánicos y óxido o sarro de metales ferrosos , cobre , metales preciosos y aleaciones de aluminio . [1] Se utiliza una solución llamada licor de decapado , que generalmente contiene ácido , para eliminar las impurezas de la superficie. Se utiliza comúnmente para desincrustar o limpiar el acero en varios procesos de fabricación de acero .
Las superficies metálicas pueden contener impurezas que pueden afectar el uso del producto o su posterior procesamiento, como el enchapado o la pintura. Para limpiar estas impurezas se suelen utilizar diversas soluciones químicas. 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 suelen contener también aditivos, como agentes humectantes e inhibidores de corrosión . El decapado a veces se denomina limpieza ácida si no es necesario desincrustar. [2] [3]
Muchos procesos de trabajo en caliente y otros procesos que se llevan a cabo a altas temperaturas dejan una capa de óxido o cascarilla decolorante sobre la superficie. Para eliminar la cascarilla, la pieza de trabajo se sumerge en un tanque con licor de decapado. Antes de la operación de laminado en frío, el acero laminado en caliente normalmente se pasa por una línea de decapado para eliminar la cascarilla de la superficie.
El ácido clorhídrico es el principal ácido utilizado en la fabricación de acero , aunque antes era más común el ácido sulfúrico. El ácido clorhídrico es más caro que el ácido sulfúrico, pero permite decapar mucho más rápido y, al mismo tiempo, minimizar la pérdida de metal base. La velocidad es un requisito para la integración en acerías automáticas que funcionan a velocidades de producción de hasta 800 pies/min (≈243 metros/min). [4]
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 mayor del 6% deben decaparse en dos pasos y se utilizan otros ácidos, como el ácido fosfórico , nítrico y fluorhídrico . Los aceros al cromo-níquel resistentes a la oxidación y al ácido se decapan tradicionalmente en un baño de ácido fluorhídrico y nítrico. [5] La mayoría de las aleaciones de cobre se decapan en ácido sulfúrico diluido, pero el latón se decapa en ácido sulfúrico y nítrico concentrado mezclado con cloruro de sodio y hollín . [1]
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 utiliza un baño de decapado con ácido sulfúrico diluido, [6] pero se puede reemplazar con ácido cítrico .
Las láminas de acero que se someten a decapado ácido se oxidan (se oxidan) cuando se exponen a condiciones atmosféricas de humedad moderadamente alta. Por este motivo, se aplica una fina capa de aceite o un revestimiento impermeable similar para crear una barrera contra la humedad del aire. Esta capa de aceite debe eliminarse posteriormente para muchos procesos de fabricación, enchapado o pintura.
La limpieza con ácido 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, lo que provoca grietas. Debido a su alta reactividad con los aceros tratables, las concentraciones de ácido y las temperaturas de la solución deben mantenerse bajo control para garantizar las tasas de decapado deseadas.
El lodo de decapado es el producto de desecho del decapado e incluye aguas de enjuague ácidas, cloruros de hierro, sales metálicas y ácido residual. [7] La EPA considera que el licor de decapado usado es un residuo peligroso . [8] El lodo de decapado de los procesos de acero generalmente se neutraliza con cal y se elimina en un vertedero , ya que la EPA ya no lo considera un residuo peligroso después de la neutralización. [8] El proceso de neutralización con cal aumenta el pH del ácido usado. El material de desecho está sujeto a una determinación de residuo para garantizar que no haya residuos característicos o listados. [9] Desde la década de 1960, el lodo de decapado clorhídrico a menudo se trata 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 [10] o gestionarse como un residuo peligroso según el análisis del perfil de residuos. [9] Los subproductos del decapado con ácido nítrico se pueden comercializar en otras industrias, como los procesadores de fertilizantes . [11]
Las superficies lisas y limpias (SCS, por sus siglas en inglés) y las superficies decapadas ecológicas (EPS, por sus siglas en inglés) son alternativas más recientes. En el proceso SCS, la oxidación de la superficie se elimina utilizando un abrasivo diseñado y el proceso deja la superficie resistente a la oxidación posterior sin la necesidad de una película de aceite u otro revestimiento protector. [ cita requerida ] El EPS es un reemplazo más directo para el decapado ácido. El decapado ácido se basa en reacciones químicas, mientras que el EPS utiliza medios mecánicos. [ ¿Cuál? ] El proceso EPS se considera "ecológico" en comparación con el decapado ácido [ ¿por quién? ] y confiere al acero al carbono un alto grado de resistencia a la oxidación, [ ¿cómo? ] eliminando la necesidad de aplicar el revestimiento de aceite que sirve como barrera a la oxidación para el acero al carbono decapado ácido. [ cita requerida ]
Los métodos alternativos incluyen también la limpieza mecánica, como el chorro abrasivo , el pulido , el cepillado con alambre , la hidrolimpieza y la limpieza con láser . Estos métodos generalmente no dejan una superficie tan limpia como el decapado. [12] [13]
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