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Corrosión de sujetadores y tornillos: definición y causas
La corrosión, especialmente en los sujetadores y tornillos, es un fenómeno material complicado, muchos libros académicos y de ingeniería se encuentran dedicados exclusivamente a este tema. Estos recursos detallan los mecanismos químicos precisos y los métodos de prevención. Sin embargo, en general, la mayor parte de la corrosión en elementos de fijación puede clasificarse en dos categorías.
1. Corrosión electroquímica:
Categoría de corrosión más común. En términos sencillos, se produce cuando dos metales diferentes están en contacto físico con un medio electrolítico. Este término es una forma elegante de referirse al entorno operativo del sistema de fijación, como el aire libre, agua dulce u otro medio líquido.
2. Corrosión por ataque químico directo:
Categoría de corrosión más extrema, se presenta cuando el material es soluble en el ambiente operativo. Esto solo ocurre en aplicaciones y entornos más extremos. Como tal, no es un tipo muy común de corrosión, pero vale la pena mencionarlo por las disciplinas de diseño de maquinaria para que puedan asegurarse de que los elementos de fijación en su aplicación no experimentarán este mecanismo de corrosión.
Además, la corrosión es inherentemente un fenómeno superficial. Esto significa que comienza en la superficie y se propaga hacia el interior del material. Esto es importante en el caso de los elementos de fijación, ya que tienen una gran superficie en comparación con el volumen comparable de la pieza. Dadas las zonas de rosca y los vástagos, existe una superficie significativa para la corrosión. Además, los sujetadores y tornillos se utilizan a menudo en uniones críticas dentro del diseño de máquinas, por lo que deben ser robustos y soportar entornos adversos del producto durante largos períodos de vida operativa.
¿Cómo prevenir la corrosión de sujetadores y tornillos en un diseño de máquinas?
Una vez conocidas las definiciones básicas, los métodos para prevenir la corrosión de sujetadores y tornillos inicia en donde comienza la corrosión: en la superficie del elemento de fijación. Existen muchos tratamientos superficiales diferentes que pueden especificarse para los elementos de fijación. Cuando se especifican elementos de fijación, se utilizan aceros al carbón estándar. Los siguientes son tratamientos superficiales especializados en aceros al carbón:
1. Galvanizado por inmersión en caliente
El galvanizado por inmersión en caliente consiste en sumergir los elementos de fijación metálicos (normalmente acero) en un baño caliente de zinc fundido. Al endurecerse, el zinc forma un grueso enlace molecular de zinc que cubre todas las superficies expuestas del elemento de fijación de acero. Este proceso se utiliza comúnmente en productos de acero al carbono.
Este proceso ofrece algunas ventajas críticas para el elemento fijación de acero. En primer lugar, el zinc unido metalúrgicamente crea una barrera física entre el elemento de fijación de acero subyacente y el entorno corrosivo al que se enfrentan los elementos de fijación mecánicos. Sin embargo, el zinc también protege el acero convirtiéndose esencialmente en un revestimiento “de sacrificio” para proteger el acero subyacente de la corrosión.
2. Galvanizado en zinc
El galvanizado en zinc es un proceso en el que los elementos de fijación se colocan en un baño de zinc fundido con una corriente eléctrica que circula por la tina. La corriente eléctrica actúa como agente adhesivo, recubriendo de zinc a la superficie del elemento de fijación para crear una capa protectora. El proceso de galvanizado produce un revestimiento superficial estéticamente agradable. La gran diferencia entre este proceso y el proceso de galvanizado por inmersión en caliente mencionado anteriormente es que el galvanizado en zinc crea un recubrimiento superficial mucho más fino en los sujetadores y tornillos. Por ejemplo, el galvanizado en zinc suele ser 1/5 del grosor de la misma capa protectora que puede conseguirse con el galvanizado por inmersión en caliente. De ello se deduce que el galvanizado en zinc es menos eficaz que el galvanizado por inmersión en caliente cuando se requiere una larga vida útil contra la corrosión en entornos corrosivos como aplicaciones exteriores. Sin embargo, la capa más fina del proceso de galvanizado en zinc puede ser necesaria para determinadas uniones mecánicas y accesorios.
Además, algunos elementos de fijación pueden especificarse como material base resistente a la corrosión, como el acero inoxidable de la serie 300, lo que elimina la necesidad de tratamientos superficiales. Las aleaciones de acero inoxidable más utilizadas para la prevención de la corrosión son el acero inoxidable tipo 304 o el tipo 316. Estas dos aleaciones de acero tienen un aspecto similar. Sin embargo, el acero tipo 316 tiene una mayor concentración de molibdeno, lo que lo hace más caro pero más resistente a la corrosión por ataque químico.
Un buen conocimiento de las causas y las medidas preventivas de la corrosión en sujetadores y tornillos te permitirá incorporarlas directamente en el diseño de máquinas. MISUMI ofrece una gran variedad de sujetadores y tornillos resistentes a la corrosión, disponibles para adaptarse a las aplicaciones más corrosivas. Conoce nuestra selección de sujetadores y tornillos.
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