Pernos de acero inoxidable: marcas, uso en aluminio y guía de pintura

Explicación de las marcas de pernos de acero inoxidable

Sujetadores de acero inoxidable No siga el mismo sistema de marcado de cabeza que los pernos de acero al carbono. La mayoría de los pernos de acero inoxidable no tienen marcas de grado elevadas en la cabeza. — en cambio, se identifican mediante sellos de designación de materiales, que pueden ser fáciles de malinterpretar o pasarse por alto por completo. Saber qué buscar evita costosos errores de especificación en el trabajo.

Marcas comunes en la cabeza y su significado

A diferencia de los pernos de acero al carbono SAE o ASTM que usan líneas radiales elevadas para indicar el grado, los pernos de acero inoxidable generalmente usan códigos de letras estampados o conformados en frío en la cabeza:

• A2 — Acero inoxidable 304 (18-8). El grado más común, adecuado para uso general en interiores y exteriores suaves. Resistente a la corrosión pero no ideal para ambientes de agua salada o cloruro.
• A4 - Acero inoxidable 316. Contiene entre un 2% y un 3% de molibdeno, lo que le confiere una resistencia significativamente mayor a los cloruros. Estándar para hardware marino, construcción costera y equipos químicos.
• A2-70 / A4-70 — El número indica la resistencia mínima a la tracción en unidades de 10 MPa. A2-70 significa una resistencia a la tracción de 700MPa, equivalente aproximadamente a un perno de acero al carbono de grado 5.
• A2-80 / A4-80 — Resistencia a la tracción de 800MPa, comparable a la de un perno de acero al carbono Grado 8. Utilizado en aplicaciones estructurales de mayor carga.
• SS o 18-8 — Un sello de material genérico que indica acero inoxidable, pero sin una clase de propiedad específica. Trátelos con precaución en aplicaciones de carga, ya que la resistencia no está verificada.

Sistemas de marcado ASTM versus ISO

Las designaciones A2/A4 siguen la norma ISO 3506, que se utiliza ampliamente en Europa e internacionalmente. En cambio, el hardware norteamericano puede hacer referencia a ASTM F593 (para pernos) y F594 (para tuercas), que utilizan designaciones de grupos de aleaciones como CW (trabajado en frío) o SH (endurecido por deformación) en lugar de la abreviatura más simple A2/A4. Al adquirir sujetadores en distintos mercados, confirme qué estándar se aplica para evitar mezclar especificaciones incompatibles.

Uso de tornillos inoxidables en aluminio: la corrosión galvánica es el riesgo real

El acero inoxidable y el aluminio se pueden utilizar juntos, pero la corrosión galvánica es una auténtica preocupación — particularmente en ambientes húmedos o al aire libre. Los dos metales se diferencian en la serie galvánica: el acero inoxidable es más noble (catódico), mientras que el aluminio es más activo (anódico). Cuando un electrolito como el agua o la niebla salina los une, el aluminio se corroe preferentemente. La tasa depende de la proporción del área, el electrolito y la duración de la exposición.

¿Qué tan grave es la reacción galvánica?

En ambientes interiores secos, el riesgo galvánico entre el acero inoxidable y el aluminio es insignificante: sin un electrolito, no se forma ningún circuito electroquímico. En condiciones marinas o constantemente húmedas, el aluminio que rodea un tornillo de acero inoxidable puede mostrar picaduras mensurables dentro. 6 a 12 meses si no se aplica ninguna barrera. La relación entre el área cátodo y ánodo es muy importante: un gran perno de acero inoxidable en una pequeña placa de aluminio acelera la corrosión mucho más que un pequeño tornillo de acero inoxidable en una gran extrusión de aluminio.

Formas prácticas de reducir la corrosión galvánica

• Utilice una barrera aislante: Aplique pasta de cromato de zinc, compuesto antiagarrotamiento o sellador de roscas a base de PTFE antes de la instalación. Estos desplazan la humedad e interrumpen el camino electrolítico.
• Utilice arandelas de nailon o neopreno: Las arandelas aislantes colocadas debajo de la cabeza del perno y la tuerca evitan el contacto directo de metal con metal en las superficies sujetas.
• Anodizar o pintar el aluminio: Una superficie anodizada o pintada en buen estado proporciona una barrera física que ralentiza significativamente la transferencia iónica.
• Elija acero inoxidable 316 sobre 304: En ambientes ricos en cloruro, el 316 SS es más estable y genera un diferencial de potencial de corrosión menor con el aluminio en comparación con el 304.
• Considere sujetadores de aluminio o recubiertos para juntas de baja tensión: Si la carga estructural es modesta, los tornillos de aluminio de la serie 5000 o el acero galvanizado eliminan por completo el problema de los metales diferentes.

Irritación: el otro problema con los tornillos inoxidables en aluminio

Aparte de la corrosión galvánica, los sujetadores de acero inoxidable son propensos a irritante — un fenómeno de soldadura en frío en el que las superficies de las roscas se atascan durante la instalación. El acero inoxidable es particularmente susceptible porque su capa de óxido se rompe con la fricción y el metal se endurece rápidamente. En las roscas de aluminio, esto puede dañar la rosca hembra o atascar permanentemente el sujetador. Evite la irritación aplicando lubricante antiagarrotamiento (a base de níquel para aplicaciones de alta temperatura, a base de cobre para uso estándar) y atornillando lentamente tornillos de acero inoxidable, especialmente en orificios roscados de aluminio.

Cómo pintar acero inoxidable para que realmente se adhiera

La pintura no se adhiere naturalmente al acero inoxidable. La capa pasiva de óxido de cromo que hace que el acero inoxidable sea resistente a la corrosión es también lo que hace que falle la adhesión de la pintura. . Sin una preparación adecuada de la superficie, incluso los revestimientos de alta calidad se pelarán en unos meses. El proceso se puede lograr, pero requiere más preparación que pintar acero o aluminio desnudo.

Preparación de la superficie paso a paso

1. Desengrasar bien: Limpie la superficie con acetona o alcohol isopropílico (IPA) utilizando paños limpios y sin pelusa. El aceite, las huellas dactilares y los residuos de mecanizado arruinarán la adhesión incluso si la superficie parece limpia.
2. Lijar la superficie: Utilice papel de lija de óxido de aluminio de grano 80 a 120 o una almohadilla abrasiva Scotch-Brite para raspar la superficie de manera uniforme. Esto rompe la capa pasiva de óxido y crea un diente mecánico para que se agarre la imprimación. Lije en una dirección para evitar crear tensiones en el material delgado.
3. Desengrasar nuevamente: Después de lijar, limpie nuevamente con acetona para eliminar todas las partículas desgastadas. Este paso no es negociable: el polvo del lijado que queda en la superficie socava la unión.
4. Aplique una imprimación de grabado o una imprimación autograbante: Para acero inoxidable, una imprimación de lavado (a base de vinil butiral) o una imprimación epoxi de dos componentes proporciona la mejor adhesión. Los imprimadores autograbantes formulados para metales no ferrosos funcionan adecuadamente para aplicaciones más livianas. Aplique capas finas y permita que se cure por completo entre capas.
5. Aplicar capa superior: Las capas finales de poliuretano o epoxi de dos componentes proporcionan el acabado más duradero. Las pinturas acrílicas de un solo componente se pueden utilizar para aplicaciones decorativas donde la durabilidad a largo plazo es menos crítica.

Tipos de pintura que funcionan en acero inoxidable

Errores comunes que hacen que la pintura se desprenda del acero inoxidable

• Saltarse la abrasión: Pintar sobre una superficie de acero inoxidable lisa y sin rayones es la razón más común de falla temprana de la adhesión. La capa de óxido debe romperse físicamente.
• Usando látex o pintura a base de agua directamente: Estos no se adhieren al metal sin una imprimación compatible y, en acero inoxidable, se deslaminarán durante el primer ciclo térmico o la exposición a la humedad.
• Pintar con mucha humedad: La humedad de la superficie impide que la imprimación se humedezca adecuadamente. Las condiciones ideales están a continuación. 85% de humedad relativa y por encima de 10°C de temperatura del sustrato.
• Aplicar capas demasiado espesas: Las capas simples pesadas atrapan los solventes y causan estallidos o un curado deficiente. Varias capas finas de Espesor de película seca de 50 a 75 micrones cada uno ofrece una adhesión a largo plazo mucho mejor que una capa gruesa.

Identificación de sujetadores de acero inoxidable desconocidos o sin marcar en el campo

No todos los pernos de acero inoxidable llegan con marcas claras, especialmente los herrajes más antiguos o sujetadores de proveedores que no son ISO. Varias pruebas de campo rápidas ayudan a distinguir el acero inoxidable del acero al carbono recubierto u otras aleaciones:

• Prueba de imán: El acero inoxidable austenítico (304, 316) es débilmente magnético o no magnético en estado recocido. Un imán fuerte no lo atraerá firmemente, a diferencia del acero inoxidable al carbono o ferrítico. Tenga en cuenta que el 304 trabajado en frío puede volverse ligeramente magnético, por lo que una atracción parcial no siempre es descalificante.
• Prueba de óxido: Deje el sujetador expuesto a la humedad durante 48 a 72 horas. El acero al carbono desarrolla rápidamente óxido superficial visible; El acero inoxidable austenítico genuino no mostrará óxido, sólo posibles marcas de agua.
• Prueba puntual de molibdeno (kit de prueba de Mo): Una prueba de caída química que distingue el 316 (Mo positivo) del 304 (Mo negativo). Los kits cuestan menos de $30 y son estándar en entornos de control de calidad donde la verificación de calificaciones es fundamental.
• Analizador XRF: Para aplicaciones de alto valor o críticas para la seguridad, un analizador de fluorescencia de rayos X portátil proporciona la composición definitiva de la aleación en segundos sin dañar el sujetador. Las unidades de alquiler están ampliamente disponibles a través de proveedores de equipos de inspección.

Elegir el grado de acero inoxidable adecuado para el trabajo

La selección del grado afecta no sólo el desempeño frente a la corrosión sino también la resistencia, la maquinabilidad y el costo. Los tres grados más comunes en aplicaciones de sujetadores tienen cada uno sus ventajas y desventajas:

• 304/A2: El grado de caballo de batalla. Buena resistencia a la corrosión, ampliamente disponible y rentable. Suficiente para la mayoría de aplicaciones en interiores y exteriores secos. Evítelo en ambientes con mucho cloruro: la niebla salina puede causar picaduras en una temporada.
• 316/A4: El grado marino y químico. El contenido de molibdeno aumenta significativamente la resistencia a las picaduras de cloruro. Cuesta aproximadamente 20-30% más que 304 pero es la elección correcta para entornos costeros, de procesamiento de alimentos o farmacéuticos.
• 410 / Inoxidable martensítico: Magnético, endurecible y más resistente que el 304 o el 316, pero con menor resistencia a la corrosión. Se utiliza en cubiertos, válvulas y aplicaciones donde la dureza y la resistencia al desgaste son más importantes que la resistencia a la corrosión.

Para proyectos de ambientes mixtos (por ejemplo, una estructura al aire libre cerca de la costa pero no expuesta directamente al agua salada) A4-70 es el valor predeterminado práctico . Proporciona la resistencia adecuada y el amortiguador de protección contra la corrosión necesario para ambientes que fluctúan entre húmedo y seco durante la vida útil de los sujetadores.