El decapado es un tratamiento de superficies metálicas que se utiliza para eliminar impurezas, como manchas, contaminantes inorgánicos y óxido o incrustaciones de metales ferrosos , cobre , metales preciosos y aleaciones de aluminio . [1] Para eliminar las impurezas de la superficie se utiliza una solución llamada licor de encurtido , que generalmente contiene ácido . Se utiliza comúnmente para desincrustar o limpiar acero en diversos procesos de fabricación de acero .
Las superficies metálicas pueden contener impurezas que pueden afectar el uso del producto o procesos posteriores como enchapado con metal o pintura. Se suelen utilizar diversas soluciones químicas para limpiar estas impurezas. 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 con ácido si no es necesario descalcificar. [2] [3]
Muchos procesos de trabajo en caliente y otros procesos que ocurren a altas temperaturas dejan una capa de óxido que decolora o incrustaciones en la superficie. Para eliminar las incrustaciones, la pieza de trabajo se sumerge en una tina de licor de decapado. Antes de la operación de laminado en frío, el acero laminado en caliente normalmente pasa a través de una línea de decapado para erradicar las incrustaciones de la superficie.
El ácido principal utilizado en la fabricación de acero es el ácido clorhídrico, aunque anteriormente el ácido sulfúrico era más común. El ácido clorhídrico es más caro que el ácido sulfúrico, pero se decapa mucho más rápido y minimiza la pérdida de metal base. La velocidad es un requisito para la integración en acerías automáticas que ejecutan la producción a velocidades de hasta 800 pies/min (≈243 metros/min). [4]
Los aceros al carbono , con un contenido de aleación inferior o igual al 6%, suelen decaparse en ácido clorhídrico o sulfúrico. Los aceros con un contenido de aleación superior al 6% deben decaparse en dos pasos y se utilizan otros ácidos, como el ácido fosfórico , nítrico y fluorhídrico . Los aceros al cromo-níquel resistentes al óxido y a los ácidos 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 puede sustituirse por ácido cítrico .
Las láminas de acero sometidas a decapado ácido se oxidarán (óxido) cuando se expongan a condiciones atmosféricas de humedad moderadamente alta. Por este motivo, se aplica una fina película de aceite o un revestimiento impermeable similar para crear una barrera contra la humedad del aire. Esta película de aceite debe eliminarse posteriormente en muchos procesos de fabricación, enchapado o pintura.
La limpieza con ácido tiene limitaciones porque 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, provocando 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.
Los lodos de decapado son el producto de desecho del decapado e incluyen aguas de enjuague ácidas, cloruros de hierro y sales metálicas y ácidos residuales. [7] La EPA considera que el licor de pepinillo gastado es un desecho peligroso . [8] Los lodos de decapado de los procesos siderúrgicos generalmente se neutralizan con cal y se eliminan en un vertedero , ya que la EPA ya no los considera un residuo peligroso después de la neutralización. [8] El proceso de neutralización con cal eleva el pH del ácido gastado. El material de desecho está sujeto a una determinación de residuos para garantizar que no haya residuos característicos o listados. [9] Desde la década de 1960, los lodos de decapado clorhídrico se tratan a menudo en un sistema de regeneración con 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 residuo peligroso según el análisis del perfil de residuos. [9] Los subproductos del decapado con ácido nítrico son comercializables para otras industrias, como las procesadoras de fertilizantes . [11]
La superficie lisa y limpia (SCS) y la superficie decapada ecológica (EPS) 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 necesidad de una película de aceite u otra capa protectora. [ cita necesaria ] El EPS es un reemplazo más directo del decapado con ácido. El decapado ácido se basa en reacciones químicas, mientras que el EPS utiliza medios mecánicos. [ ¿cual? ] El proceso EPS se considera "respetuoso con el medio ambiente" 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 recubrimiento de aceite que sirve como barrera a la oxidación para el acero al carbono decapado con ácido. [ cita necesaria ]
Los métodos alternativos incluyen también la limpieza mecánica, como la limpieza con chorro abrasivo , el esmerilado , el cepillo de alambre , la hidrolimpieza y la limpieza con láser . Estos métodos generalmente no proporcionan una superficie tan limpia como el decapado. [12] [13]
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