4ta class corrorsi

4ta clase corrosión

Pinturas; Definición Constituyentes, características .Recubrimientos de ProtecciónProyectos de nueva construcción, mantenimiento industrial.Mecanismo de Protección y Controlde la corrosión.

Quím. Jenny M. Fernández Vivanco

Conceptos básicos sobre pinturasSistema por la dispersión de un solido o mezcla dividido en un medio o fluido denominado vehículo. Tiene 3 constituyentes pigmento, ligante y disolventes.

Pinturas (recubrimientos orgánicos)Material que se encuentra bajo una forma liquida, pastosa o en polvo, la cual se va aplicar directamente sobre un sustrato, en que se forma una película de recubrimiento, que debe cumplir con los siguientes requisitos:

DurezaFlexibilidadAdhesiónBaja permeabilidadAlta resistencia al agua Alta resistencia a la radiación ultravioleta

R E S I N A S O L V E N T E

M O DI F I C A DOR P L A S T I F I C A N T E

V E H I C U L O

A N T I C O R R O S I V O R E F U E R Z O

C O L O R O P A C I DA D

P I G M E N T O

P I N T U R A

El liganteEs una sustancia formadora de la película y responsable de la transformación del liquido a solido que se produce cuando la pintura forma una capa fina.

Ejem: Aceite, resina, barniz, o polímero

La solución del aglomerante en los disolventes y diluyentes, con los aditivos, constituyen el vehículo.

Algunos de los formadores de películas son:

Resinas AlquidicasResina EpoxicaResina poliamidaResina VinilicaResina AcrílicaResina FenolicaResina de cumarona-indenoResina de SilicónSilicato de etilo, litio, sodio, potasioA ductos y mezcla de algunos de estos productosResina de PoliuretanoResina de Caucho CloradoOtras

DisolventeSon los que se incorporan en una formulación , que tienen las siguientes funciones:

Disolver a la resina, aceite o barniz.Reducir los costos de fabricaciónFacilitar las condiciones de operaciónFormación de la película en un sistema abierto.

AditivosSon compuestos metálicos u órgano metálicos que no obstante que se adicionan en pequeñas cantidades, influyendo en lo siguiente:

Agentes secantes:Aceleran el proceso de secado.

PlastificantesMejoran la flexibilidad de la película.

Espesantes:Aumentar la viscosidad

Agentes absorbedores de los rayos ultravioleta, Mejoran la resistencia UV, evita la formación de radicales reactivos.

Agentes antioxidantes Prolongan el tiempo de vida evitando la corrosión.

Agentes estabilizadoresmejoran la dispersión de cada uno de los componentes en la mezcla.

Agentes fungicidaEvita la formación de bacterias.

Agentes surfactantesAyuda a la formación de la emulsión

Solvente

Líquidos orgánicos de base alifática o aromática cuya función principal es la de disolver las resinas y presentar un medio adecuado para la dispersión de pigmento.Tienen las siguientes características

Estos compuestos no son formadores de película ya que se eliminan del recubrimiento a través del proceso de secado, Parte de las propiedades del recubrimiento influyen en la viscosidad.Facilitan la aplicación en todo el procesoLa porosidad depende de la naturaleza del solvente

Elección del solventeInfluyen en la elección debiendo de tomar en cuenta propiedades tales como:

Poder de disoluciónTemperatura de ebulliciónVelocidad de evaporaciónFlamabilidadToxicidadEstabilidad química yCosto

Pigmentos

Son substancias solidas orgánicas o inorgánicas que reducidas a un tamaño de particular inferior a las 25 micras y dispersas en el vehículo, imparten a la película seca del recubrimiento propiedades tales como:

Resistencia a la corrosiónResistencia mecánicaPoder cubrienteProtección a la resina de la acción degradante de los rayos UV del sol.

Características deseables en un pigmentoNo reactividad química con el vehículoFácil humectaciónPresentar dispersión en la mezclaAlta resistencia al calor y a la luzResistencia a los agentes químicos

Tipos de pigmentos

Pigmentos inhibidores

Pigmentos que brindan Protección Catódica

Pigmentos entonadores o que dan calor

Recubrimientos de Protección

Clasificación de las pinturas o recubrimientos:

Pinturas arquitectónicas o decorativasPinturas automotrices y de repintado automotrizPinturas industrialesPinturas marinas

Pinturas o recubrimiento de Protección para:a)Proyectos u obras de Nueva construcciónb)Mantenimiento Industrial o Anticorrosivo

Recubrimientos de Protección

Son películas de naturaleza orgánica e inorgánica Se aplican sobre un superficieFinalidad de aislarla del medio corrosivo que la rodea Retardando al máximo el contacto entre el metal y las sustancias químicas agresivas (Tratamiento anticorrosivo).

Se utiliza para el control de la corrosión de las superficies y estructuras de acero, expuestos al medio exterior y sobre superficies enterradas y sumergidas (en sistemas combinados con protección catódicas).

A. Ensayos de Control de calidad en la preparación de la pintura

Evaluación de FinezaInstrumento de medición y solvente catalizador

Evaluación de FinezaPreparación de la solución catalizadora con la pintura

Evaluación de FinezaAplicación de la pintura y medición de la fineza

Evaluación de la Viscosidad

B. Etapas de aplicación del recubrimiento

Preparación de la superficie en las probetas

Preparación granalladas listas para la aplicación del recubrimiento

Preparación del equipo para aplicar el recubrimiento

Preparación del recubrimiento para ser aplicado

C. Control de calidad después aplicado la pintura

D. Control de calidad después de haberse aplicado la pintura

Ensayo de medición de brillo de la película aplicada

Ensayo de medición de espesores de la película aplicada

Sistemas de Pintado Típico de Protección Anticorrosiva

Vistas de 10 pag51 a 56

CAPAS

CASO 1 CASO 2

Esterior Tanques Planta quimicaANTICORROSIVO Zinc inorgánico Primer Epoxi

(PRIMER) M 300 Mastic 3mils 3mils

INTERMEDIO Esmalte Epoxi HS Esmalte Epoxi HS Multiproposito General

(MID COAT) 5mils 5milsACABADO Esmalte Poliuretano Esmalte Epoxi HS

(TOP COAT) 2mils General 5mils

SISTEMA DE PINTURA

Pigmento anticorrosivo.Adherencia al sustrato.

Espesor del sistemaBarrera al ingreso deagentes agresivos.

Resistencia química, a laabrasión y a la intemperie.Apariencia, brillo y color.

Mecanismo de Protección por INHIBICION

(Aire,contamintes y humedad)

AREA CATODICA AREA ANODICA

Electrolito H2O

O2

contaminantes

Pintura con pigmentos inhibidores

RX. Catódica: O2 + 4e + 2H2O……..4(OH)- se combina con pigmento Inhib.RX. Anódica: Fe …….. Fe+2 + 2e Se combina con el pigmento Inhib.

Cual es la Formación del oxido????

Mecanismo de Protección del Zinc o Protección Catódica

AREA CATODICA

Electrolito H2O

O2

contaminantes

RX. Catódica: O2 + 4e + 2H2O……..4(OH)- se combina con pigmento Inhib.RX. Anódica: Zn …….. Zn+2 + 2e Se combina con el pigmento Inhib.

Zinc Área AnódicaZn++OH-

2e


Mecanismo de Protección por Resistencia ionica, en aire, contaminantes, humedad


Electrolito H2O

O2

contaminantes

RX. Catódica: O2 + 4e + 2H2O……..4(OH)- OCURRE.RX. Anódica: Fe …….. Fe+2 + 2e OCURRE


2e Fe

Fe++

Mecanismo de Protección por Capa barrera, en aire, contaminantes, humedad


Electrolito H2O

O2

contaminantes



2e Fe

Fe++

Mecanismo de Protección por Capa barrera, en aire, contaminantes, humedad


Electrolito H2O

O2

contaminantes


Cual es la Formación del oxido???? 2OH- + Fe……………… Fe(OH)2

2e Fe

Fe++OH- Fe++, Fe+++Oxido de Fe

TIPOS DE RECUBRIMIENTO DE

PROTECCIONCaracterísticas /Propiedades

Propiedades de Pinturas Liquidas

Muestreo de Pintura: ASTM D3925-02 Practice for sampling liquid paints and Related Pigmented Coatings

Porcentaje (%) de solidos en volumen: ASTM D2697-03 “Test Method for Volumen Nonvolatile Matter in clear of Pigmented Coating.

Porcentaje de volatiles/solidos en peso: ASTM D2369-04 Test method for volatile content of coatings, ASTM D2832-92R05 Guide for determining Volatile and nonvolatile content of paint and related coatings.

Viscosidad: ASTM D1200-94R05 Test Method for viscosity by ford Viscosity Cup, ASTM DO562-01R05 Test Method for consistency of Paints Mensuaring Krebs Unit (KU) Stormer Type Viscometer.

Peso/Galon (densidad): ASTM D1475-98 Test Method for densiy of liquid Coatings, Inks and Related products

Zin metalico: ASTM D6580-00R05 Test Method for the determination of Metallic Zinc content in Curend films of Zinc-Rich Coatings

% de Sólidos en Peso y volumen

Densidad (peso especifico)

Viscosidad

Propiedades en espesor, secado y condiciones de película

Espesor de película seca recomendado ASTM B499-96(2002) Standadd Test Method for measurement of coating thicknesses by the magnetic Method Nonmagnetic Coatings on Magnetic basis Metals.

Espesor Humedo recomendado: ASTM D4414-95 (2007) Practice for Measurement of wet film Thickness by notch gages

Tiempos de secado al tacto, duro, para repintar para servicio): ASTM D1640-03 Test Methods for drying, curing, or film formation of organic Coatings at room temperature.

MEDIDOR DE ESPESORES

HUMEDO

SECO

Propiedades de apariencia de película

Brillo: ASTM D0523-89R99 Test Method for specular gloss

Cubrimiento, ASTM D0823-95R01 Practices for producing films of uniform Thickness, varnish and related products on test panels.

Grado fineza: ASTM D1210-05R03 Test method for fineness of dispersion of pigment vehicle systems by Hegman Type gage color, etc.

Características de Resistencia de los recubrimientos frente al medio

Dureza al Lapiz: ASTM D3363 Standard Test method for film hardness by Pencil Test.

Abrasion por Chorro ASTM D0968-05 Test Method for abrasion resistance of organic coatings by falling abrasive.

Adhesion por Traccion, ASTM D4541-02 Test Method for Pull off strength of coatings using portable adhesion testers

Adhesion por corte y cinta: ASTM D3359-02 Test Methods for Measuring Adhesion by tape test.

Pruebas de Dureza ASTM D 3363

Pruebas a la Abrasión

Pruebas de Adhesión por Tracción: ASTM 4541

Pruebas de Adhesión al corte: ASTM D3359

Pinturas especiales en función a sus respectivas

aplicaciones

Zinc Inorgánico Etil SilicatoVENTAJA DESVENTAJA

Suministra protección catódica Requiere de optima preparación de superficie, SSPC, SP5Ofrece protección con una sola Específicamente recomendado capa de numerosas condiciones para aplicarse en superficiesambientales nuevas. No se puede repintar con el mismo productoProteccion de larga duracion en Aplicados a espesores mayoressistems duplex (acabados epoxicos) que lo especificado se craqueanInsoluble en compuestos Presentan problemas de burbujashidrocarburos cuando se recubren con productos acabadoExcelente resistencia a la tempe- Para su aplicación se requieren deratura, (hasta 400ºC) equipos de alto rendimiento y personal tecnico capacitado.Mejor performance que las pinturas No recomendable para condicionesde Zinc orgánico servicios en ambientes ácidos pH menor a 5,5

Sistema Epoxi AminaVENTAJA DESVENTAJA

Excelente resistencia a la Recubrimiento de dos corrosion atmosferica componentesRapido curado Pot life critico 1- 4horasBuena durabilidad en interior Temperatura de curado mayory exterior 11ªCAlto espesor de pelicula por capa Pelicula fragil y quebradizaExcelente resistencia a la Tiempo de repintado criticoabrasion y temperatura Excelente resistencia a la Sobrecurado provoca problemas deproductos quimicos y solventes adhesion entre capas Recubrimientos de altos Tizan con el envejecimientocontenidos de solidos en volumen Alto espesor de pelicula por capa Pelicula fragil y quebradizaTolerante a la preparacion de Para su aplicación requieren desuperficie marginal equipos de alto rendimiento

Sistema Epoxi Fenolico Novolaca

Ventajas DesventajasRecubrimiento de excelente resistencia a Para sus aplicación requieren delos productos quimicos especialmente excelente preparacion de acidos superficiesRecubrimiento para uso especifico en la Por life de la mezcla es critico, de industria del petroleo 1 a 4 horas, varia en funcion de la temperatura ambiental y los solidos en volumenAlto espesor de pelicula por capa Temperatura de curado, debe ser superior a 14ºCBuena resistencia al calor Tizan con el envejecimiento Excelente resistencia al agua Amarillean y no son adecuado para exterioresRecubrimientos de alto contenido de Intervalos críticos de repintadosolidos en volumen alto solidos sobrecurado provocan problemas de adhesión

Recubrimiento PoliuretanoVentajas Desventajas

Recubrimiento de excelente resistencia a Recubrimientos de dosla corrosion atmosferica y a los rayos componentesultravioleta Acabado de alto brillo y resistentes Por tiempo critico de 1 a 4 horasal tizado

Excelente retencion de calor y brilloTemperatura de curado superior 11C

Alta dureza y flexibildad Tiempo de repintado critico

Rapido curadoPara su aplicación requiere de equipos

de alto rendimiento y personal tecnico especializadoAlta resistencia quimica similar a los Bajo espesor de pelicula por caparecubrimientos Epoxicos

Se aplica como capas de acabadoBajo contenido de solidos en volumen

sobre bases epoxicas

Epoxi Coal Tar C-200

Ventajas DesventajasCombina dos propiedades, Resistencia Recubrimientos de dos componentes

química e impermeabilidad Alto espesor de película por capas Por tiempo de mezcla critico de

1 a 4 horasRapido curado Repintabilidad critico sobrecurado

de la amina

Excelente resistencia a la inmersion Limitacion de colorBuena resistencia quimica (acidos Limitada resistencia a los solvente

debiles, alcalis, etc.

Caso: Desarrollo y formulación

de recubrimiento en proyecto de nueva

construcción.

Esquema de preparación de la Pintura Epóxica

Bibliografía

Otero Huerta, Enrique, Corrosión y degradación de materiales, Editorial síntesis.Gonzalez Fernandez, Jose; Control de la corrosión estudio y medida por técnicas electroquímicas; Editorial consejo de investigación Madrid 1989.Pipeline_Corrosion_and_Cathodic_Protection_3E, Marshall E. Parker, Edward G. Peattie.Handbook of CATHODIC CORROSION (third edition) W von Baeckmann, W Schwenk .

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