La prueba de niebla salina (o prueba de niebla salina ) es un método de prueba de corrosión estandarizado y popular que se utiliza para comprobar la resistencia a la corrosión de materiales y revestimientos de superficies . Por lo general, los materiales que se van a probar son metálicos (aunque también se pueden probar piedras, cerámicas y polímeros) y están recubiertos con un revestimiento de superficie que tiene como objetivo proporcionar un grado de protección contra la corrosión al metal subyacente.
La prueba de niebla salina es una prueba de corrosión acelerada que produce un ataque corrosivo a las muestras recubiertas con el fin de evaluar (principalmente de manera comparativa) la idoneidad del recubrimiento para su uso como acabado protector. La aparición de productos de corrosión ( óxido u otros óxidos) se evalúa después de un período de tiempo predeterminado. La duración de la prueba depende de la resistencia a la corrosión del recubrimiento; en general, cuanto más resistente a la corrosión sea el recubrimiento, más largo será el período de prueba antes de que aparezca corrosión u óxido.
La prueba de niebla salina es una de las pruebas de corrosión más extendidas y de mayor tradición. La norma ASTM B117 fue la primera norma de niebla salina reconocida internacionalmente, publicada originalmente en 1939. Otras normas importantes relevantes son la ISO 9227, la JIS Z 2371 y la ASTM G85.
La prueba de niebla salina es popular porque es relativamente barata, rápida, bien estandarizada y razonablemente repetible. Aunque puede haber una correlación débil entre la duración de la prueba de niebla salina y la vida útil esperada de un recubrimiento en ciertos recubrimientos como el acero galvanizado por inmersión en caliente , esta prueba ha ganado popularidad mundial debido a su bajo costo y resultados rápidos. La mayoría de las cámaras de niebla salina actuales no se utilizan para predecir la resistencia a la corrosión de un recubrimiento, sino para mantener procesos de recubrimiento como el pretratamiento y la pintura, la galvanoplastia, la galvanización y similares, sobre una base comparativa. Por ejemplo, los componentes pretratados + pintados deben pasar 96 horas de niebla salina neutra para ser aceptados para producción. El incumplimiento de este requisito implica inestabilidad en el proceso químico del pretratamiento o en la calidad de la pintura, que debe abordarse de inmediato para que los próximos lotes tengan la calidad deseada. Cuanto más larga sea la prueba de corrosión acelerada, más tiempo permanecerá fuera de control el proceso y mayor será la pérdida en forma de lotes no conformes. La principal aplicación de la prueba de niebla salina es, por tanto, permitir realizar comparaciones rápidas entre la resistencia a la corrosión real y la esperada . Lo más habitual es comparar el tiempo que tardan en aparecer los óxidos en las muestras sometidas a prueba con las expectativas, para determinar si la prueba se aprueba o no. Por este motivo, la prueba de niebla salina se utiliza con mayor frecuencia en una auditoría de calidad, donde, por ejemplo, se puede utilizar para comprobar la eficacia de un proceso de producción, como el revestimiento de la superficie de una pieza metálica. La prueba de niebla salina tiene poca aplicación a la hora de predecir cómo resistirán los materiales o los revestimientos de superficies a la corrosión en el mundo real, porque no crea, replica ni acelera las condiciones corrosivas del mundo real. Las pruebas de corrosión cíclicas son más adecuadas para esto.
El aparato para realizar las pruebas consiste en una cámara o cabina de pruebas cerrada, donde se atomiza una solución de agua salada (NaCl al 5 %) mediante una o más boquillas de pulverización que utilizan aire presurizado. Esto produce un entorno corrosivo de niebla densa de agua salada (también denominada niebla o pulverización) en la cámara, de modo que las muestras de prueba expuestas a este entorno están sujetas a condiciones extremadamente corrosivas. Los volúmenes de las cámaras varían de un proveedor a otro. Si existe un volumen mínimo requerido por una norma de prueba de niebla salina en particular, esto se indicará claramente y se deberá cumplir. Existe un consenso histórico general de que las cámaras más grandes pueden proporcionar un entorno de prueba más homogéneo.
Las variaciones de las soluciones de prueba de niebla salina dependen de los materiales que se van a probar. La prueba más común para materiales a base de acero es la prueba de niebla salina neutra (a menudo abreviada como NSS), que refleja el hecho de que este tipo de solución de prueba se prepara a un pH neutro de 6,5 a 7,2. Para mantener un pH neutro, se agrega ácido clorhídrico o hidróxido de sodio para reducir o aumentar el pH al rango requerido. Los resultados se representan generalmente como horas de prueba en NSS sin aparición de productos de corrosión (por ejemplo, 720 h en NSS según ISO 9227). Algunas empresas y estándares también especifican comúnmente soluciones de agua de mar sintéticas. Otras soluciones de prueba tienen otros productos químicos agregados, incluido el ácido acético (a menudo abreviado como ASS) y el ácido acético con cloruro de cobre (a menudo abreviado como CASS), cada uno elegido para la evaluación de recubrimientos decorativos, como cobre-níquel-cromo galvanizado, cobre-níquel galvanizado o aluminio anodizado . Estas soluciones de prueba acidificadas generalmente tienen un pH de 3,1 a 3,3.
Algunas fuentes no recomiendan utilizar cabinas de prueba ASS o CASS de manera intercambiable para pruebas NSS, debido al riesgo de contaminación cruzada . Se afirma que es muy difícil realizar una limpieza exhaustiva de la cabina después de la prueba CASS. ASTM no aborda este problema, pero la norma ISO 9227 no lo recomienda y, si se debe realizar, aboga por una limpieza exhaustiva.
Aunque la mayoría de las pruebas de niebla salina son continuas, es decir, las muestras que se prueban se exponen a la generación continua de niebla salina durante toda la duración de la prueba, algunas no requieren dicha exposición. Estas pruebas se conocen comúnmente como pruebas de niebla salina modificadas. ASTM G85 es un ejemplo de una norma de prueba que contiene varias pruebas de niebla salina modificadas que son variaciones de la prueba de niebla salina básica.
La norma ASTM G85 [1] es la norma de prueba global más popular que abarca las pruebas de niebla salina modificadas. Existen cinco pruebas de este tipo en total, a las que se hace referencia en la norma ASTM G85 como anexos A1 a A5.
Muchas de estas pruebas modificadas surgieron originalmente dentro de un sector industrial particular , con el fin de abordar la necesidad de una prueba de corrosión capaz de replicar los efectos de la corrosión natural y acelerar estos efectos.
Esta aceleración surge a través del uso de soluciones de niebla salina alteradas químicamente, a menudo combinadas con otros climas de prueba y, en la mayoría de los casos, el ciclado relativamente rápido de estos climas de prueba a lo largo del tiempo. Aunque popular en ciertas industrias, la prueba de niebla salina modificada en muchos casos ha sido reemplazada por la prueba de corrosión cíclica (CCT). El tipo de cámaras de prueba ambiental utilizadas para la prueba de niebla salina modificada según ASTM G85 son generalmente similares a las cámaras utilizadas para las pruebas según ASTM B117 , pero a menudo tendrán algunas características adicionales, como un sistema de control automático del ciclado del clima.
ASTM G85 Anexo A1 – Prueba de pulverización de sal con ácido acético (no cíclica) Esta prueba se puede utilizar para determinar la resistencia relativa a la corrosión del cromado decorativo sobre fundición a presión de acero y zinc cuando se expone a un clima de pulverización de sal con ácido acético a una temperatura elevada. Esta prueba también se conoce como prueba ASS. Las muestras de prueba se colocan en una cámara cerrada y se exponen a una pulverización indirecta continua de solución de agua salada, preparada de acuerdo con los requisitos de la norma de prueba y acidificada (pH 3,1–3,3) mediante la adición de ácido acético. Esta pulverización se configura para que caiga sobre las muestras a una velocidad de 1–2 ml/80 cm2 / hora, en una temperatura de cámara de 35 °C. Este clima se mantiene en condiciones de estado estable constante. La duración de la prueba es variable. [2]
ASTM G85 Anexo A2 – Prueba de niebla salina acidificada (cíclica).
Esta prueba se puede utilizar para probar la resistencia relativa a la corrosión de las aleaciones de aluminio cuando se exponen a un clima cambiante de niebla salina con ácido acético, seguido de secado al aire, seguido de alta humedad, todo a una temperatura elevada. Esta prueba también se conoce como prueba MASTMAASIS. Las muestras de prueba se colocan en una cámara cerrada y se exponen a un clima cambiante que comprende el siguiente ciclo repetitivo de 3 partes. 0,75 horas de exposición a una pulverización indirecta continua de solución de agua salada, preparada de acuerdo con los requisitos de la norma de prueba y acidificada (pH 2,8-3,0) mediante la adición de ácido acético. Esta pulverización se configura para que caiga sobre las muestras a una velocidad de 1-2 ml/80 cm2 / hora. A esto le sigue una exposición de 2 horas a un clima de secado al aire (purga). A esto le sigue una exposición de 3,25 horas a un clima de alta humedad que aumenta gradualmente a entre 65% HR y 95% HR. Todo el ciclo de prueba se realiza a una temperatura de cámara constante de 49 °C. El número de repeticiones del ciclo y, por tanto, la duración de la prueba es variable. [2]
Anexo A3 de ASTM G85: Prueba de acidificación del agua de mar (cíclica)
Esta prueba se puede utilizar para probar la resistencia relativa a la corrosión de aleaciones de aluminio revestidas o no revestidas y otros metales, cuando se exponen a un clima cambiante de rociado de agua de mar sintética acidificada , seguido de una alta humedad, ambos a una temperatura elevada. Esta prueba también se conoce como prueba SWAAT. Las muestras de prueba se colocan en una cámara cerrada y se exponen a un clima cambiante que comprende el siguiente ciclo repetitivo de 2 partes. Primero, una exposición de 30 minutos a un rociado indirecto continuo de solución de agua de mar sintética, preparada de acuerdo con los requisitos de la norma de prueba y acidificada (pH 2,8-3,0) mediante la adición de ácido acético. Este rociado se configura para que caiga sobre las muestras a una velocidad de 1-2 ml/80 cm2 / hora. A esto le sigue una exposición de 90 minutos a un clima de alta humedad (por encima del 98% de HR). Todo el ciclo de prueba se realiza a una temperatura de cámara constante de 49 °C (puede reducirse a 24-35 °C para muestras revestidas orgánicamente). El número de repeticiones del ciclo y, por tanto, la duración de la prueba es variable. [2]
ASTM G85 Anexo A4 – SO
2Prueba de niebla salina (cíclica)
Esta prueba se puede utilizar para probar la resistencia relativa a la corrosión de muestras de productos que probablemente entren en contacto con SO combinado.
2/ambiente de niebla salina/lluvia ácida durante su vida útil habitual. Las muestras de prueba se colocan en una cámara cerrada y se exponen a uno de los dos posibles ciclos climáticos cambiantes. En cualquier caso, la exposición a la niebla salina puede ser una niebla de agua salada o agua de mar sintética preparada de acuerdo con los requisitos de la norma de prueba. Las partes deben acordar el ciclo de prueba y las soluciones de niebla más adecuadas.
El primer ciclo climático comprende una pulverización indirecta continua de una solución de agua salada/agua de mar sintética neutra (pH 6,5-7,2), que cae sobre las muestras a un ritmo de 1-2 ml/80 cm2 / hora. Durante esta pulverización, la cámara se dosifica con SO
2gas a una velocidad de 35 cm3 / minuto/m3 de volumen de la cámara, durante 1 hora cada 6 horas de pulverización. Todo el ciclo de prueba se realiza a una temperatura constante de la cámara de 35 °C. El número de repeticiones del ciclo y, por lo tanto, la duración de la prueba es variable.
El segundo ciclo climático consta de 0,5 horas de pulverización indirecta continua de una solución de agua salada/agua de mar sintética neutra (pH 6,5-7,2), que cae sobre las muestras a un ritmo de 1-2 ml/80 cm2 / hora. A esto le sigue 0,5 horas de dosificación con SO
2gas a una velocidad de 35 cm 3 /minuto/m 3 de volumen de la cámara. A esto le siguen 2 horas de inmersión en alta humedad. Todo el ciclo de prueba se realiza a una temperatura constante de la cámara de 35 °C. El número de repeticiones del ciclo y, por lo tanto, la duración de la prueba es variable. [2]
Anexo A5 de ASTM G85: prueba de niebla salina/seca con electrolito diluido (cíclica)
Esta prueba se puede utilizar para probar la resistencia relativa a la corrosión de las pinturas sobre acero cuando se exponen a un clima cambiante de niebla salina diluida a temperatura ambiente, seguido de secado al aire a temperatura elevada. Es una prueba popular en la industria de recubrimientos de superficies, donde también se conoce como prueba PROHESION. Las muestras de prueba se colocan en una cámara cerrada y se exponen a un clima cambiante con el siguiente ciclo de 2 partes. Primero, una exposición de 1 hora a una pulverización indirecta continua de solución de agua salada, preparada de acuerdo con los requisitos de la norma de prueba y acidificada (pH 3,1-3,3) mediante la adición de ácido acético. Esta pulverización se establece para que caiga sobre las muestras a una velocidad de 1-2 ml/80 cm2 / hora, en una cámara a temperatura ambiente (21-27 °C). A esto le sigue una exposición de 1 hora a un clima de secado al aire (purga) a 35 °C. El ciclo se repite hasta que se haya alcanzado la duración deseada. [2]
La construcción de la cámara, el procedimiento de prueba y los parámetros de prueba están estandarizados según las normas nacionales e internacionales, como ASTM B 117 e ISO 9227. Estas normas describen la información necesaria para llevar a cabo esta prueba; parámetros de prueba como temperatura, presión de aire de la solución rociada, preparación de la solución rociada, concentración, pH , etc. La verificación diaria de los parámetros de prueba es necesaria para demostrar el cumplimiento de las normas, por lo que se deben mantener registros en consecuencia. ASTM B117 e ISO 9227 se utilizan ampliamente como normas de referencia. Las cabinas de prueba se fabrican de acuerdo con los requisitos especificados aquí.
Sin embargo, estas normas de prueba no proporcionan información sobre los períodos de prueba de los recubrimientos a evaluar, ni sobre la aparición de productos de corrosión en forma de sales. Los requisitos se acuerdan entre el cliente y el fabricante. En la industria automotriz, los requisitos se especifican en las especificaciones del material. Los diferentes recubrimientos tienen un comportamiento diferente en la prueba de niebla salina y, en consecuencia, la duración de la prueba variará de un tipo de recubrimiento a otro. Por ejemplo, una pieza típica de acero galvanizado y pasivado amarillo dura 96 horas en la prueba de niebla salina sin óxido blanco . Las piezas de acero galvanizado de zinc-níquel pueden durar más de 720 horas en la prueba NSS sin óxido rojo (o 48 horas en la prueba CASS sin óxido rojo). Los requisitos se establecen en la duración de la prueba (horas) y los recubrimientos deben cumplir con los períodos mínimos de prueba.
El agua de mar artificial que a veces se utiliza para las pruebas de niebla salina se puede encontrar en ASTM International . La norma para el agua de mar artificial es ASTM D1141-98, que es la práctica estándar para la preparación de agua de mar sustitutiva.
Los recubrimientos típicos que se pueden evaluar con este método son:
Las superficies galvanizadas por inmersión en caliente no suelen someterse a pruebas de niebla salina (consulte las normas ISO 1461 o ISO 10684). La galvanización por inmersión en caliente produce carbonatos de cinc cuando se expone a un entorno natural, lo que protege el metal del revestimiento y reduce la velocidad de corrosión. Los carbonatos de cinc no se producen cuando una muestra galvanizada por inmersión en caliente se expone a una niebla salina, por lo que este método de prueba no proporciona una medición precisa de la protección contra la corrosión. La norma ISO 9223 proporciona las directrices para la medición adecuada de la resistencia a la corrosión de las muestras galvanizadas por inmersión en caliente.
Las superficies pintadas con un revestimiento galvanizado por inmersión en caliente subyacente se pueden ensayar según este método. Véase la norma ISO 12944-6.
Los períodos de prueba varían desde unas pocas horas (por ejemplo, 8 o 24 horas de acero fosfatado) hasta más de un mes (por ejemplo, 720 horas de recubrimientos de zinc-níquel, 1000 horas de ciertos recubrimientos de escamas de zinc).
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