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 Guía de Acabados de Acero Inoxidable

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Guía de Acabados de Acero Inoxidable

Introducción

Los aceros inoxidables forman una familia de materiales con una serie de propiedades
especiales. Su superficie está protegida por una capa de óxido de cromo que se forma por la reacción del cromo con el oxígeno de la atmósfera, lo que hace que los aceros inoxidables no tengan que añadir protección contra la corrosión. En caso de producirse un daño, esta capa, ante la presencia del oxígeno, se repara inmediatamente. Como se informa en este folleto, esta capa protectora se puede modificar mediante un proceso químico con el fin de producir colores metálicos permanentes.
Los aceros inoxidables se adaptan perfectamente a aplicaciones en el campo de la construcción. Se deforman y sueldan con facilidad. En la Norma Europea EN 10088, Parte 1, se aporta más información sobre sus propiedades físicas.
En la EN 10088 Parte 2 se detallan los acabados de laminación y los acabados superficiales
acabados mecánicamente, de los aceros inoxidables laminados en caliente y en frío.
Los acabados superficiales se designan con un número, 1 para los laminados en caliente,
2 para los laminados en frío, y se clasifican con una combinación de números y letras, por ejemplo 2J. Este sistema proporciona la información básica sobre su proceso de fabricación y su descripción, aunque no su aplicación práctica.

Por ello, el motivo de esta guía es:
• Informar a los arquitectos y diseñadores de la amplia gama de superficies que hay
a su disposición.
• Proporcionar más detalles sobre los procesos implicados.
• Proporcionar algunas notas técnicas básicas para su aplicación.

Acabados por laminación

Los acabados de laminación, realizados por procesos de laminación en caliente y frío, son los que se suministran básicamente en todos los productos planos de acero inoxidable. Es suficiente para algunas aplicaciones de la construcción, pero también son la base para los procesos empleados en modificar la superficie según las necesidades arquitectónicas. Las cuatro designaciones más importantes para aplicaciones en construcción son:
1D, 2D, 2B y 2R.
Para maximizar la resistencia a la corrosión del material suministrado, los acabados superficiales de laminación se decapan para eliminar la cascarilla formada durante los procesos de laminado en caliente y su posterior recocido.

1D
Laminado en caliente y recocido. Una vez eliminada la cascarilla de laminación, esta superficie se clasifica como acabado 1D. Esta superficie, propia de las chapas y planchas más gruesas, tiene poca reflectividad. Se utiliza, sobre todo, en motivos no decorativos, donde la apariencia óptica es menos relevante, por ejemplo, en sistemas de soporte en lugares no visibles y en aplicaciones estructurales.

2D
Esta superficie, menos rugosa que la 1D, se logra con el material laminado en frío, recocido y decapado. La apariencia mate de la superficie, poco reflectante, la hace adecuada para aplicaciones industriales y de ingeniería aunque, en arquitectura es menos usada.


2B
Producido mediante el mismo proceso de la superficie 2D, con un ligero laminado final utilizando rodillos muy pulidos que proporciona una superficie lisa, reflectante, grisácea. Es el acabado superficial más utilizado en la actualidad y sirve de base para la mayoría de acabados brillantes y pulidos.

2R
Este acabado muy brillante, que refleja las imágenes con claridad, se obtiene mediante un tratamiento térmico en unas condiciones atmosféricas sin oxígeno, seguido de un laminado en frío utilizando rodillos muy pulidos. Este acabado muy liso es menos susceptible a alojar contaminantes del aire y su limpieza resulta más fácil.


Acabados mecánicos esmerilados y abrillantados

Se puede minimizar la cantidad adicional de procesos de acabado si, desde el principio, se elige el acabado de laminación más parecido al acabado final deseado.
Los acabados aplicados tendrán una relación directa con la apariencia superficial y la transformación medioambiental del material, por lo que hay que tener cuidado al elegirlos. Los acabados abrillantados y pulidos mecánicamente implican el uso de unos materiales abrasivos que cortan realmente la superficie del metal en determinado grado.
Existe una gran cantidad de acabados unidireccionales, dependiendo de la superficie original del inoxidable, del tipo y la textura de las cintas y cepillos, y de la naturaleza del proceso de pulido utilizado.
Para conseguir una superficie de calidad consistente, conviene acordar con el contratista una especificación del pulido que pueda incluir la rugosidad Ra y los criterios de inspección. Se deberían realizar muestras de referencia para acordar la norma y ayudar a todas las partes.
Los acabados obtenidos mecánicamente pueden incluir cintas de pulido húmedas
(esmeril graso) o secas (esmeril con trapos o cepillos de fibra), que proporcionan mucho lustre, poca rugosidad y un acabado sedoso. Los acabados húmedos son más lisos y pueden ser más consistentes que los secos. Sin embargo, el coste es algo más elevado y
puede haber un requerimiento mínimo para el suministro. Los fabricantes poseen muestras en las que se pueden observar la gama de acabados disponibles.

2G
Superficie uni-direccional uniforme, poco reflectante. El acabado es apropiado para aplicaciones de interior.

2J
Esta superficie se consigue con cintas o cepillos de pulido. Es uni-direccional, no reflectante y apto para aplicaciones arquitectónicas internas.

2K
La superficie lisa reflectante de este tipo lo hace adecuado a la mayoría de aplicaciones arquitectónicas, sobre todo en el exterior donde las condiciones atmosféricas son críticas. El acabado se obtiene usando cintas o cepillos de esmeril más fino que proporcionan un acabado limpio con una rugosidad de Ra = 0,5 micrones como máximo.

2P
Acabado espejo ultra liso de gran reflexión conseguido mediante un pulido y abrillantado con
algodón y aditivos especiales de pulido. Esta superficie refleja una imagen perfectamente clara.


Acabados grabados

Los acabados grabados se obtienen laminando las bobinas con rodillos previamente grabados con dibujos. Este proceso endurece la chapa realmente y permite lograr espesores más finos, con el consiguiente ahorro y reducción del peso total.
Son ideales, sobre todo, para revestimientos de grandes áreas planas, donde se reducen considerablemente las distorsiones ópticas de la superficie.
Hay dos tipos principales de laminados:
Grabado en un lado, donde el reverso es plano – clasificado como 2M y
Grabado en los dos lados, donde el estampado se imprime por el reverso – clasificado como 2W.

En las superficies grabadas se aprecia menos el efecto de los daños producidos en las
zonas de gran afluencia de público, como
en las entradas de edificios, ascensores y
terminales de los aeropuertos, donde las
superficies son susceptibles de sufrir golpes y arañazos.

2F
Clasificado como acabado 2F, tiene un acabado mate de escaso reflejo en los dos lados de la chapa.
El material ha sido decapado y skinpasado con rodillos con dibujos.

2M
Superficies atractivas, texturadas por un solo lado, se diseñan para muchas aplicaciones arquitectónicas.

2W
Los grabados laminados a presión se fabrican con rodillos y troqueles macho y hembra


Chorreado por arena

El chorreado con arena proporciona uniformidad, una superficie no direccional, de baja reflectividad que contrasta bien, visualmente, con los acabados muy pulidos.
Los materiales utilizados para el chorreado incluyen partículas de acero inoxidable, bolas de cerámica, óxido de aluminio, cáscaras de nuez machacadas y vidrio, y cada uno añade una variedad al acabado superficial disponible. Nunca se debe usar hierro ni acero al carbono ya que podría contaminar seriamente la superficie de acero inoxidable, y tampoco se recomiendan, para chorrear el acero inoxidable, las arenas que contengan materiales ferrosos.
Los aceros inoxidables austeníticos se endurecen durante el proceso de chorreado. Sin embargo, el proceso puede causar o aliviar la tensión en la chapa o componente. En
algunos casos se hace necesario el chorreado en las dos caras para equilibrar las tensiones. Las compañías especializadas en acabados proporcionan la información necesaria.

Electro-pulido
Este proceso electro químico se realiza tanto en chapa como en componentes terminados. Se utiliza este proceso para mejorar la superficie del material eliminando los
”picos y valles” de una superficie irregular y así dejar una superficie más lisa y aumentar la reflectividad. El grado de uniformidad y reflectividad producida por este proceso, dependerá de la rugosidad del material inicial y hay que anotar que puede no producir la reflectividad de espejo lograda por procesos mecánicos. Por este proceso se pueden eliminar las inclusiones no metálicas.
Las superficies más lisas, además de aumentar la resistencia a la corrosión, son menos susceptibles a alojar contaminantes y su limpieza y mantenimiento es más fácil.


Acabados coloreados

Coloreado electrolíticamente

La capa inerte de óxido de cromo de la
superficie del acero inoxidable es la que le proporciona la característica de la resistencia a la corrosión del material y, en caso de dañarse, ella misma se repara ante la presencia del oxígeno. Se puede dar color a la capa mediante un proceso químico endurecido por un proceso electrolítico.
El acero inoxidable austenítico es el más adecuado para este proceso. Dependiendo del tiempo, durante la inmersión del acero en una solución ácida, se forma la capa en la superficie y mediante el efecto físico de la interferencia de la luz, es decir la superposición de la luz que entra y se refleja, se produce un efecto de color intenso. El tipo específico de color que pasa a través de la capa es: bronce, dorado, rojo, púrpura y verde, correspondiendo a un aumento del espesor entre 0,02 y 0,36 micras.
La capa inicial de óxido de cromo coloreada no es susceptible de alterarse por la luz ultravioleta y, como el proceso de coloreado no incluye pigmentos, se puede realizar un tratamiento posterior sin fractura. Por ejemplo, al doblarse, la capa inerte se estirará en el ángulo y al disminuir el grosor se reducirá ligeramente la profundidad del color.
Como la capa inerte de la superficie es transparente, el sustrato proporcionará la apariencia final, es decir, un acabado mate provocará un color mate, y un pulido de espejo producirá un color muy reflectante.
Este proceso produce un color permanente que no requiere restauración, (a diferencia de las superficies pintadas), aunque hay que asegurarse de no dañar la superficie ya que no se puede reparar fácilmente. El acero inoxidable coloreado por este proceso no se puede soldar sin arañar la superficie coloreada.
El acero inoxidable también se puede colorear en negro, utilizando una solución con dicromato sódico. Hay que tener mucho cuidado al limpiar el acero inoxidable coloreado. No se debe utilizar lana de alambre ni cualquier otro abrasivo, ya que produciría un daño permanente a la superficie, y se deben evitar los agentes de limpieza que contengan cloruros.

Coloreado y grabado electrolíticamente
El acero inoxidable texturado antes de aplicar el color químico, puede crear muchos y muy atractivos diseños. Se pueden realzar mediante un ligero amolado del grabado y exponer los ”puntos salientes” al color propio del acero inoxidable, dejando el coloreado en los huecos que son menos susceptibles al daño.

Revestimientos orgánicos

Existen revestimientos orgánicos en acero inoxidable laminado plano, solo o revestido con PVF 2 y los sistemas acrílicos. Los especialistas en los procesos de pre-tratamiento y revestimientos proporcionan las bases para la máxima adherencia y un servicio estable para el revestimiento.
Desarrollado principalmente para cubiertas y revestimientos, existen revestimientos
orgánicos de acero inoxidable de muchos colores según las normas internacionales.
El revestimiento orgánico del acero inoxidable para cubiertas se puede soldar mediante un proceso que incluye polvo de acero inoxidable al material a unir.
Los primeros revestimientos, aplicados en el reverso de las chapas inoxidables pulidas o estampadas, pueden facilitar la unión a otros materiales para formar, por ejemplo, paneles compuestos.

Acabados decorativos especiales

Las técnicas y procesos actuales proporcionan los medios para crear diseños gráficos
apasionantes y creativos.
Los procesos incluyen: ataque con ácido, chorreo con granalla, coloreado, grabado,
amolado, pulido.
Estos procesos se llevan a cabo de manera individual o colectiva por empresas especializadas, y se pueden conseguir infinidad de superficies con dibujos y efectos diferentes. Se utilizan películas plásticas para proteger la superficie que no va a ser amolada o chorreada por granalla.
Se incluyen ilustraciones de algunos dibujos para demostrar la capacidad de los especialistas en acabados.

Se han desarrollado procesos por ataque químico, donde la superficie está protegida con películas plásticas adhesivas con el fin de realizar cualquier grabado en el acero
inoxidable.
El grabado con ácido es un proceso que elimina una parte del material de la superficie. Las superficies grabadas tienen una apariencia mate y rugosa que contrasta con las superficies con acabados pulidos o satinados. A las superficies atacadas con ácido se les puede dar color antes o después del grabado.

Anexo A. Aspectos técnicos y prácticos

Un acero inoxidable y un acabado superficial adecuados, junto con un buen diseño y un correcto programa de mantenimiento, aseguran una vida larga, un mantenimiento escaso y una superficie resistente a la corrosión. Los fabricantes de acero inoxidable y las asociaciones afines proporcionan información detallada sobre los aspectos importantes en cuanto a la elección del material, fabricación, soldadura y mantenimiento. En esta sección se dan unas indicaciones generales sobre su uso como guía para una práctica eficaz.

Elección del tipo de material

El cromo proporciona la resistencia básica a la corrosión del acero inoxidable, mientras que el níquel le proporciona ductilidad, resistencia a
la corrosión y deformabilidad. Si se añade molibdeno se aumenta su resistencia a la corrosión en ambientes agresivos.
Los aceros inoxidables austeníticos incluyen estos elementos que les hacen eminentemente adecuados para aplicaciones en exteriores de larga duración. Los tipos 304 (1.4301) o 316 (1.4401) son los más utilizados en la industria pesada y en ambientes costeros. Los aceros inoxidables ferríticos, que contienen sólo cromo, son más adecuados para las aplicaciones internas o en cosmética, aunque algunos tipos ferríticos mejorados (enriquecidos) se comportan bien en determinados ambientes exteriores. Los aceros inoxidables Dúplex combinan la fuerza de los ferríticos con la resistencia a la corrosión y la deformabilidad de los austeníticos, y cada vez se especifican más para elementos estructurales.

Fabricación

El acero inoxidable se utiliza con facilidad en los procesos normales, como el perfilado, prensado, guillotinado, taladrado, troquelado y soldado. Una característica de los tipos austeníticos es su endurecimiento por deformación, por eso requiere cerca del 50 % más energía si se compara con un acero al carbono de espesor similar.
Los tipos austeníticos también están sujetos al “retorno elástico” por lo que se deben doblar unos 5º más para compensar.
Todas las herramientas utilizadas con acero inoxidable deben estar dedicadas “únicamente al inoxidable” para evitar la contaminación de la superficie por partículas de acero al carbono. Cuando se taladran, hay que utilizar las brocas a la velocidad y con la alimentación correcta para evitar el ”azulado” o endurecimiento por deformación del material.

Unión

El acero inoxidable se puede adherir o unir a otros materiales utilizando las técnicas habituales de unión, como soldadura, conexiones mecánicas y uniones adhesivas. La elección del método apropiado depende de la aplicación, el medio de trabajo, de la resistencia requerida, y del acabado del acero inoxidable.

Conexiones mecánicas
Existe gran variedad de uniones atornilladas, de diferentes tipos, adecuadas a la mayoría de las aplicaciones donde el sistema de unión preferido es la unión mecánica. Esto incluye: clavos, tornillos, pernos, arandelas, remaches y espárragos. Cuando las uniones estén
sometidas a ambientes húmedos, se recomienda que el tipo del acero inoxidable de la unión atornillada sea, al menos, de un tipo equivalente al del acero inoxidable a unir.
Si se usan uniones atornilladas de otros materiales, se deberían separar del acero inoxidable mediante arandelas o forros no metálicos.
Los clavos soldados a la parte de atrás de la chapa, se suelen utilizar para unir los paneles de acero inoxidable a una subestructura. Este tipo de conexión se puede utilizar en chapas de 1 mm. de espesor mínimo. Es necesario limpiar la soldadura de los clavos soldados aunque no sean visibles en la cara oculta, y hay que tener cuidado en asegurar que la cabeza de la conexión que está en la subestructura no produzca distorsiones ópticas en la cara vista.

Uniones adhesivas
El acero inoxidable se puede pegar a otros materiales utilizando adhesivos como resinas epoxy, acrílica y poliuretano. La elección del adhesivo adecuado dependerá de muchos factores, como: el material que se va a unir al acero inoxidable, el ambiente de trabajo del compuesto, y el tipo de carga que ha de resistir.
En todos los casos hay que consultar a los fabricantes de adhesivos, aunque también
es importante saber el acabado que se va a suministrar. En general, el tipo de acabado del acero inoxidable es el que proporcionará la clave para el adhesivo. También puede ser interesante realizar un tratamiento anterior al pegado, aunque los adhesivos actuales toleran mejor las capas de la superficie y la humedad.
El pre- tratamiento del acero inoxidable puede incluir el desengrasado, el uso de abrasivos o preparados químicos.

Soldabilidad
Aunque la elección del proceso de soldadura depende de numerosos factores, el acero inoxidable se suelda con facilidad a otro acero inoxidable o al acero al carbono. Para minimizar distorsiones durante este proceso, hay que tener en cuenta la mayor expansión térmica y la menor conductividad térmica del acero inoxidable en comparación con el acero al carbono. Los talleres competentes están familiarizados con estas características.
Los siguientes procesos de soldadura son adecuados para el acero inoxidable:
TIG (gas inerte tungsteno), arco de Plasma, MIG (gas inerte de metal) y soldadura por Resistencia.
Al elegir el proceso de fabricación y la posterior limpieza de la soldadura, hay que tener en cuenta también el acabado superficial
elegido para evitar dañar cualquier acabado mecánico. Por ejemplo, las uniones de los acabados direccionales, son muy difíciles de restaurar.

Limpieza

El agua de la lluvia es beneficiosa para la limpieza de los aceros inoxidables que tengan unos acabados exteriores grabados o en dirección vertical ya que facilita la caída del agua. Hay que evitar los intersticios y las “líneas” horizontales, siempre que sea posible, ya que se pueden acumular los contaminantes aéreos. Para mantener la bella apariencia del acero inoxidable austenítico, es suficiente una limpieza rutinaria con agua y jabón seguido de aclarado con agua y secado. La frecuencia de los lavados dependerá del lugar y de las condiciones de la exposición, además de las exigencias estéticas de cada edificio. Para limpiar el acero inoxidable no se deben emplear nunca los abrasivos de acero al carbono, como la lana de alambre, o materiales que contengan cloruros. Si hay que limpiar con abrasivos, se pueden usar limpiadores líquidos adecuados. Por otra parte, se debería consultar antes de usar limpiadores químicos. Conviene incluir en la especificación del diseño el régimen y proceso de limpieza apropiado.

Evitar la corrosión galvánica

Si el acero inoxidable se utiliza con otros metales, hay que separar los metales diferentes mediante una barrera no metálica, por ejemplo, neopreno, para evitar la posibilidad de una corrosión galvánica. El acero inoxidable es más noble que el acero al carbono galvanizado, el cinc o el aluminio y, salvo que se separen, frente la lluvia o la humedad, el material menos noble se puede corroer. Allá donde la zona de acero inoxidable sea mayor que
el material menos noble, como por ejemplo en un revestimiento/fijación, habrá una
aceleración del grado de corrosión de la fijación, produciendo una suciedad corrosiva y una grave pérdida del área de la fijación. Con un revestimiento de acero inoxidable, se deberían usar fijaciones de acero inoxidable.

Uniformidad del acabado

En los lugares donde se utilicen placas grandes de acero inoxidable en una misma altura o instalación, hay que asegurarse que las bobinas proceden de la misma colada. Esto ayuda a controlar la consistencia del color, que puede variar de colada a colada. Durante la fabricación y colocación hay que tener en cuenta la dirección del laminado o del proceso de acabado, ya que la mezcla de dirección, en determinadas condiciones de luz, puede exponer una apariencia contrastada. Se puede acordar con los suministradores que indiquen el laminado o la dirección del proceso debajo de las chapas o en el embalaje.

Anexo B. EN 10088/2




Guía de Acabados de Acero Inoxidable PDF: Guía de Acabados de Acero Inoxidable

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