Testul prin pulverizare cu sare a fost recunoscut pentru clasificarea nivelurilor de performanță ale sistemelor de acoperire. Cu toate acestea, există puține corelații între rezultatele testelor standard de pulverizare a sării și performanța anticorozivă din viața reală. În special, nu va putea oferi o evaluare precisă pentru acoperirea galvanizată, deoarece umezeala continuă în timpul testului de pulverizare a sării nu permite dezvoltarea acestui strat pasiv de oxid și carbonat, iar acest strat aderent protejează zincul de coroziune între timp zincul protejează oțelul substrat de eroziune. Când materialul acoperit este evaluat prin testul de pulverizare cu sare, dar nu are lumină ultravioletă, ceea ce va provoca deteriorarea vopselelor și grundurilor. Prin urmare, utilizarea rezultatelor testelor de pulverizare cu sare pentru a ghida selecția acoperirilor de protecție pentru oțel este o problemă destul de gravă în domeniul ingineriei. În ciuda limitărilor bine înțelese ale testului, mulți designeri de proiect folosesc rezultatul testului de pulverizare cu sare ca ghid pentru a-și alege acoperirile preferate. Timp de decenii, acest test a generat informații înșelătoare despre performanța acoperirii, iar rezultatele sale încă se regăsesc în materialele de marketing ale produselor care dau rezultate mai favorabile decât în lumea practică. Acest articol este menit să ofere o perspectivă asupra limitărilor acestui tip de testare accelerată.
Ce este testul de pulverizare a sării?
Există două tipuri de teste de pulverizare cu sare în uz comun, acid neutru și acetic, dar niciunul dintre acestea nu face ceea ce ne dorim într-un test, care este de a reproduce natura pe o bază accelerată de timp. Se mai numește și test de ceață sărată, care este o soluție standardizată și populară de testare a coroziunii și este folosit pentru a verifica rezistența la coroziune a materialelor și a acoperirilor de suprafață. De obicei, materialele care urmează să fie testate sunt metalice și finisate cu un strat de suprafață care este destinat să ofere un grad de protecție împotriva coroziunii metalului subiacent. Este un test accelerat de coroziune care produce un atac coroziv la probele acoperite pentru evaluarea eficacității stratului protector. Apariția coroziunii este evaluată după o anumită perioadă de timp, iar durata testului depinde de rezistența la coroziune a acoperirii. În general, cu cât acoperirea este mai rezistentă la coroziune, cu atât este mai lungă perioada de testare înainte de apariția coroziunii sau a ruginii. Testul de pulverizare cu sare este unul dintre cele mai răspândite și de lungă durată teste de coroziune, iar ASTM B117 a fost primul standard recunoscut la nivel internațional care a fost publicat în 1939. Celelalte standarde importante relevante sunt ISO 9227, JIS Z 2371 și ASTM G85.
Să aruncăm o privire mai întâi la procesul de testare. Procedura de pulverizare cu sare implică pulverizarea unei soluții de sare cu 5% sare (clorură de sodiu) pe probe, iar testul se face în interiorul unei camere cu temperatură controlată. Temperatura din interiorul camerei este menținută la un nivel constant, iar probele sunt supuse în mod constant spray-ului cu apă sărată, iar procedura de testare a ASTM B117 este prezentată mai jos:
√ Plasarea lemnului în cameră
√Așezați eșantioanele pe un suport de lemn la un unghi mic de înclinare
√5% NaCl în apa de la robinet pompată dintr-un rezervor în duze de pulverizare
√Soluție amestecată cu aer comprimat umidificat la duze
√Aerul comprimat atomizează soluția de NaCl într-o ceață la duze
√Încălzitoarele mențin o temperatură a dulapului de 95 ° F
√Durata testului poate fi de la 24 de ore la 1000 de ore, iar probele sunt rotite frecvent, astfel încât toate probele să fie expuse cât mai uniform posibil la ceața de pulverizare a sării.
Atunci când testul de pulverizare cu sare este utilizat pentru testarea foii de oțel cu acoperire metalică, performanța de coroziune este evaluată în următoarele moduri:
√Nr. de ore până la ruginirea oțelului este mai întâi evidentă
√Nr. de ore până când 5% din suprafața este ruginită
√Nr. de ore până când 10% din suprafața este ruginită
Evaluarea performanței pretratărilor de vopsea, a grundurilor de vopsea sau a straturilor superioare se măsoară după următoarele criterii:
√Măsurarea lățimii subcotării vopselei fie de-a lungul unei linii inscripționate prin vopsea, fie la o margine forfecată după 250, 500, 750 de ore de expunere în camera de testare
√Măsurarea cantității de blistere de vopsea care a avut loc pe suprafețele panoului de oțel vopsit în 250, 500, 750 de ore.
De ce este înșelător testul de pulverizare cu sare?
După cum s-ar putea fi conștienți de faptul că testul de pulverizare cu sare (B117) nu implică nici o expunere la lumina ultravioleta, vopsea decolorare și cretare. Deși G85 are mai multe modificări care implică adaosuri ciclice de acid și SO2, dar încă nu se poate corela cu performanța în aer liber în atmosferă clorură. Există trei motive cele mai importante pentru testul de pulverizare cu sare nu se corelează cu cele mai multe condiții de expunere din lumea reală.
√Suprafața probelor de testare este în mod constant umedă, ceea ce nu se întâmplă într-un mediu real.
√Temperatura camerei este constant la 95 ° F, ceea ce crește transportul apei, oxigenului și ionilor în comparație cu atmosfera reală.
√Conținutul de clorură este la un nivel foarte ridicat de 5%, împiedicând zincul să formeze un film pasiv.
Desigur, nu este corect să spunem că spray-ul cu sare nu are nicio valoare, deoarece oferă o analiză cantitativă a performanței anticorozive și, prin urmare, acest test este utilizat pe scară largă în industria de acoperire cu pulbere și vopsire pentru a verifica calitatea materialului de acoperire. De exemplu, dacă performanța normală în testul de pulverizare a sării este cu 750 de ore înainte de apariția coroziunii, este o modalitate rapidă de a determina dacă există probleme majore de producție care afectează calitatea produsului. Este posibil ca testul să nu concluzioneze că calitatea produsului este acceptabilă, dar dacă performanța din acest test este substandard, este posibil ca performanța în aer liber să nu fie atât de bună pe cât se preconiza să fie. Deloc surprinzător, ISO 9227 recomandă ca testele de pulverizare cu sare să fie potrivite numai ca teste de control al calității.
Pe scurt, testul de pulverizare a sării nu este o modalitate precisă de evaluare a rezistenței la coroziune în primul rând pentru că spray-ul cu sare distruge mecanismul prin care finisajul galvanizat protejează oțelul prin furnizarea unei bariere, iar această barieră este, de asemenea, o protecție electrolitică importantă. Din acest motiv, rezultatul testului ar putea duce la o concluzie falsă cu privire la modul în care va funcționa finisajul galvanizat, ceea ce face ca testul să fie lipsit de sens. Nu e de mirare că acest test este acum în mare parte abandonat chiar și de industria auto.
Din păcate, acest test este încă destul de popular. În ciuda ISO 9227 afirmă în mod clar că "Rareori există o relație directă între rezistența la acțiunea spray-ului de sare și rezistența la coroziune în alte medii, deoarece mai mulți factori care influențează progresul coroziunii, cum ar fi formarea de filme de protecție, variază foarte mult în funcție de condițiile întâlnite." În cazul în care proiectantul este informat despre ceea ce înseamnă cu adevărat testul de pulverizare cu sare, el poate înțelege apoi limitările sale și de a folosi rezultatele într-un mod judicios.
Care sunt cauzele coroziunii într-un mediu real?
Cea mai frecventă coroziune metalică este atmosferică. Dacă metale precum oțelul, cuprul, magneziul și aluminiul sunt expuse atmosferei, acestea reacționează cu aerul și umiditatea care curge liber pentru a dezvolta oxizi. Coroziunea atmosferică depinde de cinci factori principali:
√Temperatură
√Umiditate
√Precipitaţii
√Dioxidul de sulf, este format în principal din concentrația de poluare din aer
√Salinitatea aerului.
Niciunul dintre acești factori nu poate fi identificat ca principalul factor care contribuie la coroziune. Au fost efectuate studii ample pe aceste metale și se estimează în mod clar o rată previzibilă de coroziune pentru fiecare. Ratele generale de coroziune a oțelului carbon în următoarele micro-medii pot depăși cu mult aceste rate de coroziune.
√În sol, oțelul este supus unei serii de forțe corozive, spre deosebire de cele experimentate în condiții de expunere atmosferică. Există mai mult de 200 de tipuri diferite de sol identificate numai în America de Nord, iar rata de coroziune este decisă de patru factori principali: temperatura solului, conținutul de umiditate, nivelul pH-ului și clorurile. Dacă oricare dintre acestea este absentă, reacția de coroziune va înceta sau va continua foarte încet. Oțelul corodează rapid în medii acide și încet sau deloc pe măsură ce alcalinitatea crește. Rata de coroziune a oțelului în sol poate varia de la mai puțin de 0,2 microni pe an în condiții favorabile la 20 microni pe an sau mai mult în soluri foarte agresive.
√ Marină sau apă, un mediu mai puțin obișnuit pentru metal este scufundat sau expus la apă. Umiditatea este foarte corozivă pentru majoritatea metalelor, inclusiv oțel, aluminiu și zinc. Există multe tipuri diferite de apă (apă pură, apă dulce naturală, apă potabilă și apă de mare și fiecare are mecanisme diferite care determină rata de coroziune. Parametrii care afectează coroziunea metalelor din apă includ nivelul pH-ului, conținutul de oxigen, temperatura apei, agitația, prezența inhibitorilor și condițiile de maree. Zonele terestre de coroziune marină includ docuri, porturi, șantiere navale, unde pot fi utilizate anozi de sacrificiu care asigură protecția catodică, precum și acoperiri de protecție, cum ar fi vopselele marine și galvanizarea. Platformele offshore de petrol și gaze sunt expuse la coroziune deosebit de agresivă cauzată de pulverizarea și imersiunea cu sare de mare.
Deasupra solului, există cinci factori importanți care sunt esențiali pentru coroziunea atmosferică: umiditatea (roua și condensul), temperatura, umiditatea, depunerea particulelor de aerosoli și poluanții. De exemplu, fiecare creștere de 50 ° F (10 ° C) a temperaturii poate dubla activitatea de coroziune. Un alt fenomen interesant este că mediul bogat în sare și aerosolii tind să aibă un nivel ridicat de umiditate.
Pentru a înțelege coroziunea atmosferică este esențială, deoarece acest tip de deteriorare este cel mai răspândit în rândul diferitelor tipuri de daune corozive și afectează instalațiile exterioare și interioare, cum ar fi utilitățile,Infrastructuri,proiecte de energie solară,Proiecte telecom,proiecte agricoleVehiculeconstrucția docurilorși structuri rezidențiale.
