Il test in nebbia salina è stato riconosciuto per classificare i livelli di prestazione dei sistemi di rivestimento. Tuttavia, c'è poca correlazione tra i risultati dei test standard in nebbia salina e le prestazioni anticorrosione reali. In particolare, non sarà in grado di fornire una valutazione accurata per il rivestimento zincato perché l'umidità continua durante la prova in nebbia salina non consente lo sviluppo di questo strato passivo di ossido e carbonato, e questo strato aderente protegge lo zinco dalla corrosione mentre lo zinco protegge l'acciaio del substrato dall'erosione. Quando il materiale rivestito viene valutato dal test in nebbia salina, ma non ha luce ultravioletta che causerà il deterioramento di vernici e primer. Pertanto, l'utilizzo dei risultati dei test in nebbia salina per guidare la selezione dei rivestimenti protettivi per l'acciaio è un problema piuttosto serio nel campo dell'ingegneria. Nonostante i limiti ben compresi del test, molti progettisti utilizzano il risultato del test in nebbia salina come linea guida per scegliere i loro rivestimenti preferiti. Per decenni, questo test ha generato informazioni fuorvianti sulle prestazioni del rivestimento e i suoi risultati sono ancora in primo piano nei materiali di marketing di prodotti che producono risultati più favorevoli rispetto al mondo pratico. Questo articolo ha lo scopo di fornire alcune informazioni sui limiti di questo tipo di test accelerati.
Cos'è il test in nebbia salina?
Esistono due tipi di test in nebbia salina di uso comune, acido neutro e acido acetico, ma nessuno di questi fa quello che vogliamo in un test, ovvero replicare la natura su una base temporale accelerata. È anche chiamato test della nebbia salina che è una soluzione di prova di corrosione standardizzata e popolare e viene utilizzata per verificare la resistenza alla corrosione dei materiali e dei rivestimenti superficiali. Di solito, i materiali da testare sono metallici e rifiniti con un rivestimento superficiale che ha lo scopo di fornire un grado di protezione dalla corrosione al metallo sottostante. Si tratta di un test di corrosione accelerata che produce un attacco corrosivo ai campioni rivestiti per valutare l'efficacia del rivestimento protettivo. L'aspetto della corrosione viene valutato dopo un certo periodo di tempo e la durata del test dipende dalla resistenza alla corrosione del rivestimento. Generalmente, più resistente alla corrosione è il rivestimento, più lungo è il periodo di test prima della comparsa di corrosione o ruggine. Il test in nebbia salina è uno dei test di corrosione più diffusi e consolidati e ASTM B117 è stato il primo standard riconosciuto a livello internazionale pubblicato nel 1939. Gli altri importanti standard rilevanti sono ISO 9227, JIS Z 2371 e ASTM G85.
Diamo prima un'occhiata al processo di test. La procedura di nebbia salina prevede la spruzzatura di una soluzione salina con sale al 5% (cloruro di sodio) sui campioni e il test viene eseguito all'interno di una camera a temperatura controllata. La temperatura all'interno della camera viene mantenuta a un livello costante e i campioni sono costantemente soggetti allo spruzzo di acqua salata e la procedura di prova di ASTM B117 è elencata di seguito:
√ Posizionamento del legno nella camera
√Posizionare i campioni su un rack di legno con un piccolo angolo di inclinazione
√5% di NaCl nell'acqua del rubinetto pompata da un serbatoio agli ugelli di spruzzatura
√Soluzione miscelata con aria compressa umidificata agli ugelli
√L'aria compressa atomizza la soluzione di NaCl in una nebbia agli ugelli
√I riscaldatori mantengono una temperatura dell'armadio di 95 ° F
√La durata del test può variare da 24 ore a 1000 ore e i campioni vengono ruotati frequentemente in modo che tutti i campioni siano esposti nel modo più uniforme possibile alla nebbia salina.
Quando il test in nebbia salina viene utilizzato per testare lamiere di acciaio rivestite in metallo, le prestazioni di corrosione vengono valutate nei seguenti modi:
√Nr. di ore fino a quando la ruggine dell'acciaio è evidente per la prima volta
√Nr. di ore fino a quando il 5% della superficie è arrugginito
√Nr. di ore fino a quando il 10% della superficie è arrugginito
La valutazione delle prestazioni dei pretrattamenti di vernice, primer per vernici o finiture è misurata in base ai seguenti criteri:
√Misurazione della larghezza del sottosquadro della vernice lungo una linea scritta attraverso la vernice o su un bordo tranciato dopo 250, 500, 750 ore di esposizione nella camera di prova
√Misurazione della quantità di blister di vernice che si è verificata sulle superfici del pannello di acciaio verniciato in 250, 500, 750 ore.
Perché il test in nebbia salina è fuorviante?
Come forse saprai, il test in nebbia salina (B117) non comporta alcuna esposizione alla luce ultravioletta, allo sbiadimento della vernice e allo sfarinamento. Sebbene G85 abbia diverse modifiche che coinvolgono aggiunte cicliche di acido e SO2, ma non può ancora essere correlato alle prestazioni esterne in atmosfera clorurata. Ci sono tre ragioni principali per cui il test in nebbia salina non è correlato alla maggior parte delle condizioni di esposizione del mondo reale.
√La superficie dei campioni di prova è costantemente bagnata, il che non accade in un ambiente reale.
√La temperatura della camera è costantemente a 95 ° F, il che aumenta il trasporto di acqua, ossigeno e ioni rispetto all'atmosfera reale.
√Il contenuto di cloruro è ad un livello molto alto del 5%, impedendo allo zinco di formare un film passivo.
Naturalmente, non è giusto dire che la nebbia salina non ha alcun valore perché fornisce un'analisi quantitativa delle prestazioni anticorrosione, e quindi questo test è ampiamente utilizzato nell'industria della verniciatura a polvere e della verniciatura per verificare la qualità del materiale di rivestimento. Ad esempio, se le normali prestazioni nel test in nebbia salina sono 750 ore prima dell'inizio della corrosione, è un modo rapido per determinare se ci sono problemi di produzione importanti che influiscono sulla qualità del prodotto. Il test potrebbe non concludere che la qualità del prodotto è accettabile, ma se le prestazioni in questo test sono inferiori allo standard, anche le prestazioni esterne potrebbero non essere buone come previsto. Non sorprende che la ISO 9227 raccomandi che i test in nebbia salina siano adatti solo come test di controllo qualità.
In breve, il test in nebbia salina non è un modo accurato di valutazione della resistenza alla corrosione principalmente perché la nebbia salina distrugge il meccanismo che la finitura zincata protegge l'acciaio fornendo una barriera, e questa barriera è anche un'importante protezione elettrolitica. Per questo motivo, il risultato del test potrebbe portare a una falsa conclusione su come funzionerà la finitura zincata, il che rende il test privo di significato. Non c'è da stupirsi, questo test è ormai in gran parte abbandonato anche dall'industria automobilistica.
Sfortunatamente, questo test è ancora piuttosto popolare. Nonostante la ISO 9227 affermi chiaramente che "Raramente esiste una relazione diretta tra resistenza all'azione della nebbia salina e resistenza alla corrosione in altri mezzi, perché diversi fattori che influenzano il progresso della corrosione, come la formazione di pellicole protettive, variano notevolmente con le condizioni incontrate". Se il progettista del progetto è a conoscenza di cosa significhi realmente il test in nebbia salina, può quindi comprenderne i limiti e utilizzare i risultati in modo giudizioso.
Cosa causa la corrosione in un ambiente reale?
La corrosione metallica più comune è atmosferica. Se metalli come acciaio, rame, magnesio e alluminio sono esposti all'atmosfera, reagiscono con l'aria e l'umidità che fluiscono liberamente per sviluppare ossidi. La corrosione atmosferica dipende da cinque fattori principali:
√Temperatura
√Umidità
√Piovosità
√Anidride solforosa, è formata principalmente dalla concentrazione di inquinamento nell'aria
√Salinità dell'aria.
Nessuno di questi fattori può essere individuato come il principale contributore alla corrosione. Sono stati condotti studi approfonditi su questi metalli e un tasso di corrosione prevedibile per ciascuno è chiaramente stimato. I tassi di corrosione generali dell'acciaio al carbonio nei seguenti microambienti possono superare di gran lunga tali tassi di corrosione.
√Nel suolo, l'acciaio è sottoposto a una serie di forze corrosive molto diverse da quelle sperimentate in condizioni di esposizione atmosferica. Ci sono più di 200 diversi tipi di terreno identificati solo in Nord America e il tasso di corrosione è deciso da quattro fattori principali: temperatura del suolo, contenuto di umidità, livello di pH e cloruri. Se uno di questi è assente, la reazione di corrosione cesserà o procederà molto lentamente. L'acciaio si corrode rapidamente in ambienti acidi e lentamente o per niente all'aumentare dell'alcalinità. Il tasso di corrosione dell'acciaio nel suolo può variare da meno di 0,2 micron all'anno in condizioni favorevoli a 20 micron all'anno o più in terreni molto aggressivi.
√ marine o acquatiche, un ambiente meno comune per il metallo è immerso o esposto all'acqua. L'umidità è altamente corrosiva per la maggior parte dei metalli tra cui acciaio, alluminio e zinco. Esistono molti tipi diversi di acqua (acqua pura, acqua dolce naturale, acqua potabile e acqua di mare, e ognuno ha diversi meccanismi che determinano il tasso di corrosione. I parametri che influenzano la corrosione dei metalli nell'acqua includono il livello di pH, il contenuto di ossigeno, la temperatura dell'acqua, l'agitazione, la presenza di inibitori e le condizioni di marea. Le aree onshore di corrosione marina includono banchine, porti, cantieri navali, dove possono essere impiegati anodi sacrificali che forniscono protezione catodica, nonché rivestimenti protettivi come vernici marine e zincatura. Le piattaforme petrolifere e del gas offshore sono esposte a una corrosione particolarmente aggressiva dovuta alla nebbia salina marina e all'immersione.
Fuori terra, ci sono cinque fattori importanti che sono essenziali per la corrosione atmosferica: umidità (rugiada e condensa), temperatura, umidità, deposizione di particelle di aerosol e inquinanti. Ad esempio, ogni aumento di 50 ° F (10 ° C) della temperatura può raddoppiare l'attività di corrosione. Un altro fenomeno interessante è che l'ambiente ricco di sale e gli aerosol tendono ad avere alti livelli di umidità.
Comprendere la corrosione atmosferica è essenziale perché questo tipo di danno è il più diffuso tra i diversi tipi di danni da corrosione e colpisce installazioni esterne e interne come le utenze,Infrastrutture,progetti di energia solare,Progetti di telecomunicazioni,progetti agricoliveicolicostruzione banchinee strutture residenziali.
