Cómo ensayar la resistencia a la niebla salina de muestras de bobinas GI con distintos pesos de recubrimiento de zinc

Cómo ensayar la resistencia a la niebla salina de muestras de bobinas GI con distintos pesos de recubrimiento de zinc

El ensayo de niebla salina es el método más ampliamente aceptado para evaluar la resistencia a la corrosión de los recubrimientos de bobinas GI. Para compradores e ingenieros de calidad, comprender cómo se comportan distintos pesos de recubrimiento de cinc bajo condiciones aceleradas de corrosión es fundamental para la especificación de materiales. Esta guía ofrece un protocolo paso a paso para ensayar muestras de bobinas GI en cinco pesos comunes de recubrimiento de cinc, desde Z20 hasta Z275, basado en los procedimientos estándar ASTM B117.

Por qué el ensayo de niebla salina es clave para la evaluación de la calidad de las bobinas GI

El recubrimiento de cinc en la bobina GI proporciona protección catódica sacrificial al sustrato de acero subyacente. El espesor y la uniformidad de esta capa de cinc determinan directamente cuánto tiempo permanece protegido el acero antes de que aparezca el óxido rojo.

Para la bobina GI utilizada en entornos costeros, industriales o de alta humedad, seleccionar el peso adecuado del recubrimiento de cinc es fundamental. Una bobina GI con capa de cinc uniforme y peso de recubrimiento constante a lo largo del ancho y la longitud de la tira producirá resultados más predecibles y repetibles en las pruebas de niebla salina.

Protocolo de preparación de muestras de ensayo

La preparación adecuada de las muestras es fundamental para obtener resultados fiables y reproducibles en las pruebas de niebla salina. Siga estos pasos para cada muestra de bobina GI:

Paso 1: Cortar cinco paneles de ensayo de 150 mm por 100 mm desde distintas ubicaciones a lo ancho de la bobina para verificar la uniformidad del recubrimiento. Utilizar cizallamiento o corte láser para evitar el calentamiento de los bordes, que podría afectar la capa de zinc.

Paso 2: Limpiar cada panel con un paño suave y etanol para eliminar aceites superficiales y contaminantes. No utilizar limpiadores abrasivos que pudieran rayar el recubrimiento de zinc.

Paso 3: Proteger los bordes cortados con cinta resistente a la corrosión para garantizar que únicamente la superficie plana recubierta quede expuesta a la niebla salina. La corrosión en los bordes puede sesgar notablemente los resultados.

Paso 4: Medir el peso real del recubrimiento de zinc de cada panel mediante el método gravimétrico según ASTM A90 o mediante una medición magnética según ASTM E376. Registrar los valores para su correlación con los resultados del ensayo.

Paso 5: Asignar un número de identificación único a cada panel y documentar la ubicación de la muestra, el peso del recubrimiento medido y el estado superficial antes del ensayo.

Configuración y parámetros del ensayo ASTM B117

La cámara de ensayo de niebla salina debe calibrarse y operarse conforme a la norma ASTM B117. Deben mantenerse los siguientes parámetros durante todo el ensayo:

La concentración de la solución salina debe ser del 5 % de cloruro sódico en agua destilada, con un pH comprendido entre 6,5 y 7,2. La temperatura de la cámara debe mantenerse a 35 grados Celsius, con una tolerancia de ±2 grados. La velocidad de recogida de la solución salina debe ser de 1 a 2 mililitros por hora por cada 80 centímetros cuadrados de superficie horizontal de recogida. La presión de atomización debe ajustarse entre 0,7 y 1,4 bares.

Los paneles de ensayo deben colocarse con una inclinación de 15 a 30 grados respecto a la vertical, orientados hacia la boquilla de niebla salina. Asegúrese de que los paneles no entren en contacto entre sí ni con las paredes de la cámara, para evitar artefactos causados por el goteo de la solución.

Inspeccione los paneles a intervalos regulares de 24 horas. Registre la hora de aparición inicial de la herrumbre blanca, el porcentaje de superficie cubierta por herrumbre blanca en cada intervalo y la hora de aparición inicial de la herrumbre roja.

Resultados: Peso del recubrimiento de cinc frente a horas de prueba en niebla salina

Con base en ensayos exhaustivos de muestras de bobinas de acero galvanizado en caliente (GI) que cumplen con las normas ASTM A653 y JIS G3302 SGCC, los siguientes resultados típicos ofrecen una línea de referencia para el rendimiento esperado en la prueba de niebla salina:

Las muestras con recubrimiento Z20 suelen mostrar óxido blanco inicial entre 24 y 48 horas, y óxido rojo inicial entre 72 y 96 horas. Las muestras Z80 presentan óxido blanco entre 72 y 120 horas, y óxido rojo entre 168 y 240 horas. Las muestras Z120 muestran óxido blanco entre 120 y 168 horas, y óxido rojo entre 288 y 432 horas. Las muestras Z180 presentan óxido blanco entre 168 y 240 horas, y óxido rojo entre 480 y 720 horas. Las muestras Z275 muestran óxido blanco entre 240 y 336 horas, y óxido rojo entre 720 y 1000 horas.

Estos intervalos suponen una bobina GI con capa de cinc uniforme, aplicada mediante galvanizado en caliente. Los resultados reales pueden variar según la composición del sustrato de acero, el tipo de espángulo y el tratamiento superficial.

Interpretación de la aparición de óxido rojo

La herrumbre blanca, que aparece como un depósito blanco en forma de polvo, indica la oxidación del cinc en la superficie del recubrimiento. Se trata de una etapa esperada y no crítica del proceso de corrosión. La herrumbre roja, en cambio, señala que el recubrimiento de cinc se ha consumido en ese punto y que ahora el acero subyacente está sufriendo corrosión.

El tiempo hasta la aparición de herrumbre roja constituye la principal métrica de rendimiento para las pruebas de niebla salina aplicadas a bobinas de acero galvanizado (GI). Una bobina GI con una capa uniforme de cinc mostrará la aparición de herrumbre roja de forma homogénea sobre toda la superficie del panel. Si la herrumbre roja aparece en puntos aislados significativamente antes del intervalo esperado, ello podría indicar un defecto localizado en el recubrimiento o una distribución no uniforme del cinc.

Con fines de aceptación, la mayoría de las especificaciones de adquisición definen el número mínimo de horas hasta la aparición de la primera herrumbre roja para cada categoría de peso de recubrimiento. Los compradores deben especificar estos requisitos en sus órdenes de compra para garantizar el cumplimiento de los estándares de calidad.

Estudio de caso del protocolo de ensayo: comparación entre Z80 y Z275

En un reciente programa de verificación de calidad, realizamos pruebas de niebla salina en muestras de bobinas GI de dos lotes de producción destinados a un proyecto de construcción en Medio Oriente. El cliente requirió la verificación del rendimiento ante la corrosión para condiciones de instalación costera.

El Grupo de Muestras A consistió en bobinas GI Z80 con un peso de recubrimiento medido de 80 gramos por metro cuadrado. El Grupo de Muestras B consistió en bobinas GI Z275 con un peso de recubrimiento medido de 275 gramos por metro cuadrado. Se ensayaron cinco paneles de cada grupo según el protocolo ASTM B117 descrito anteriormente.

Los paneles Z80 mostraron óxido blanco inicial en un promedio de 96 horas y óxido rojo inicial en un promedio de 210 horas. Los paneles Z275 mostraron óxido blanco inicial en un promedio de 284 horas y óxido rojo inicial en un promedio de 845 horas. Las muestras Z275 ofrecieron aproximadamente cuatro veces más protección contra el óxido rojo que las muestras Z80.

Con base en estos resultados, la especificación del proyecto se ajustó para utilizar la bobina GI Z180 en componentes estructurales no expuestos y la bobina GI Z275 en paneles de cubierta directamente expuestos. Shenyang Yuanhe Steel suministró ambos grados de recubrimiento desde nuestro stock constante, con documentación completa de ensayos, y el cliente verificó los resultados mediante su propio laboratorio de ensayos independiente.

Preguntas frecuentes

Pregunta: ¿Cuál es la diferencia entre el óxido blanco y el óxido rojo en las pruebas de niebla salina?

Respuesta: El óxido blanco es la oxidación del zinc que aparece como un depósito blanco pulverulento sobre la superficie del recubrimiento. Indica que el recubrimiento de zinc está protegiendo activamente el acero. El óxido rojo indica que el zinc se ha consumido y que el acero subyacente está sufriendo corrosión. La aparición del óxido rojo constituye el criterio crítico de fallo para la evaluación de la bobina GI.

Pregunta: ¿Cómo se relaciona el tiempo de la prueba de niebla salina con la vida útil real en servicio?

Respuesta: La prueba de niebla salina es una prueba acelerada y no tiene una correlación lineal directa con la vida útil en condiciones reales. Sin embargo, proporciona un punto de referencia comparativo. Una muestra de bobina GI que logra 500 horas hasta la aparición de óxido rojo generalmente superará a otra que logra 200 horas en las mismas condiciones ambientales.

Pregunta: ¿Por qué es importante una capa uniforme de cinc para obtener resultados coherentes en la prueba de niebla salina?

Respuesta: La distribución no uniforme del cinc crea zonas delgadas que se corroen más rápidamente, provocando la aparición prematura de óxido rojo en áreas localizadas. Una bobina GI con capa uniforme de cinc garantiza un espesor constante del recubrimiento en toda la superficie, lo que produce una resistencia a la corrosión predecible y repetible, acorde con el rendimiento esperado para cada categoría de peso de recubrimiento.