¿Cuáles son algunos materiales comunes utilizados en la fabricación de anclajes de expansión simples?

I. Acero al carbono: la base ampliamente utilizada

El acero al carbono es el material más común utilizado en la fabricación de anclajes de expansión simples . Sus principales ventajas residen en su alta rentabilidad y su robusta resistencia mecánica.

1. Propiedades y grados de los materiales

El acero al carbono utilizado para los anclajes suele ser acero con bajo contenido de carbono, elegido por sus excelentes propiedades de trabajo en frío, que facilitan el estiramiento y el conformado. Los grados de anclaje estándar especifican la resistencia a la fluencia y a la tracción requerida. Por ejemplo, algunos estándares de la industria exigen que el material de la varilla de anclaje cumpla con requisitos de rendimiento similares a los de los pernos de grado 4,6, 5,8 o incluso 8,8. Esto garantiza que el material proporcione suficiente resistencia a la tracción para resistir cargas externas y al mismo tiempo mantenga una ductilidad adecuada para evitar una fractura frágil bajo tensión.

2. Tratamiento superficial: la barrera contra la corrosión

El acero al carbono puro es muy susceptible a la oxidación en ambientes húmedos, lo que requiere tratamientos superficiales especializados.

Zinc Galvanizado (Electrogalvanizado): Este es el tratamiento anticorrosión más común para anclajes de acero al carbono. Forma una fina capa de zinc en la superficie del anclaje mediante un proceso electroquímico. La ventaja del galvanoplastia es su acabado liso, recubrimiento uniforme y bajo costo. Sin embargo, el espesor del recubrimiento suele ser de sólo 5 a 25 micrómetros, lo que ofrece una resistencia a la corrosión de nivel medio. Es adecuado para ambientes secos o interiores.
Galvanizado en caliente (HDG): este proceso implica sumergir el anclaje en zinc fundido, creando una capa más gruesa de aleación de zinc-hierro y zinc puro. Los recubrimientos HDG suelen tener un espesor de 45 micrómetros o más, lo que proporciona una resistencia superior a la intemperie y protección contra la corrosión. Los anclajes HDG son ideales para entornos industriales ligeros o exteriores húmedos. Tenga en cuenta que el revestimiento pesado de HDG puede afectar levemente la precisión del ajuste de la rosca, pero los fabricantes profesionales emplean un tratamiento posterior para garantizar una instalación sin problemas.

II. Acero inoxidable: la defensa definitiva en entornos de alta corrosión

El acero inoxidable es el material elegido para condiciones severas. Consigue una resistencia excepcional a la corrosión añadiendo cromo a la aleación de hierro, lo que forma una densa película pasiva de óxido de cromo en la superficie. Aunque es más costoso que el acero al carbono, el acero inoxidable es la única opción segura en determinadas aplicaciones críticas.

1. Selección de Grados: Diferenciación Profesional

Los diferentes grados de acero inoxidable determinan el nivel de resistencia a la corrosión. Las selecciones más comunes en la industria del ancla son:

Grado A2 (AISI 304/304L): Contiene 18% de cromo y 8% de níquel, lo que proporciona una buena resistencia general a la corrosión. Se utiliza ampliamente en entornos urbanos y exteriores en general y en aplicaciones de contacto con agua sin cloro. Resiste eficazmente la corrosión atmosférica general, el agua y ciertos ácidos y bases débiles.
Grado A4 (AISI 316/316L): Este grado añade el elemento Molibdeno a la composición 304. La adición de molibdeno mejora significativamente la resistencia del acero a la corrosión por cloruros, específicamente a la corrosión por picaduras y grietas. El acero inoxidable A4 es la opción estándar para ambientes marinos, áreas de piscinas, plantas químicas o entornos hostiles que involucran sales de deshielo. Para estructuras que requieren confiabilidad a largo plazo y enfrentan la amenaza de niebla salina e iones de cloruro, el grado A4 es indispensable.

2. Rendimiento mecánico y endurecimiento por trabajo en frío

Los anclajes de acero inoxidable, especialmente los hechos de acero inoxidable austenítico, se someten a un endurecimiento por trabajo en frío durante la fabricación, lo que ayuda a mejorar su resistencia mecánica. Su grado de resistencia suele estar marcado como A4-70 o A4-80, donde el número indica la resistencia mínima a la tracción (por ejemplo, 700 N/mm² o 800 N/mm²). Las aplicaciones profesionales deben garantizar que las propiedades mecánicas del anclaje de acero inoxidable cumplan con los requisitos de diseño estructural, sin depender únicamente de su resistencia a la corrosión.

III. Consideraciones materiales para otros componentes

El anclaje de expansión único no es un componente de un solo material; su manguito de expansión, tuercas y arandelas son igualmente críticos.

1. Manga de expansión

El manguito de expansión es el componente crucial que facilita el anclaje, a menudo fabricado del mismo acero al carbono o acero inoxidable que el perno. Sin embargo, para garantizar que se expanda de manera uniforme y efectiva bajo tensión y genere suficiente fricción, la dureza y tenacidad del material del manguito deben controlarse y optimizarse cuidadosamente. Algunos fabricantes utilizan acero aleado o procesos de tratamiento térmico específicos para garantizar la confiabilidad durante el proceso de expansión.

2. Tuercas y Arandelas

Las tuercas y arandelas deben ser compatibles con el material de la varilla y el tratamiento superficial. Si la varilla es de acero al carbono HDG, la tuerca y la arandela también deben ser HDG. Si la varilla es de acero inoxidable A4, la tuerca y la arandela también deben ser de acero inoxidable A4. Esta consistencia del material es clave para prevenir la corrosión galvánica. Cuando dos metales diferentes entran en contacto, esto puede acelerar la velocidad de corrosión de un metal, poniendo en peligro toda la vida útil del sistema de anclaje.

IV. Directrices profesionales para la selección de materiales

La selección del material para un anclaje de expansión único debe seguir estos principios profesionales:

Evaluación ambiental: determine si el ambiente del ancla es interior seco, exterior húmedo, contiene sustancias químicas o está cerca de un entorno marino. Este es el factor principal que determina la elección entre acero galvanizado, galvanizado en caliente o acero inoxidable.
Requisitos de carga: Las cargas de tracción y corte de diseño dictan el grado de resistencia mecánica del material, por ejemplo, si se requiere una varilla de alta resistencia de grado 8,8.
Vida útil: Para estructuras permanentes o de seguridad crítica, el material de acero inoxidable A4 ofrece la mayor confiabilidad y la vida útil más larga prevista.

Una correcta comprensión y selección de los materiales de fabricación de anclajes de expansión simples es la base para garantizar la seguridad estructural y la eficiencia económica a largo plazo. La elección profesional del material significa un compromiso con la calidad de la ingeniería.