Come testare la resistenza alla nebbia salina di campioni di bobine GI con diversi pesi di rivestimento in zinco

Come testare la resistenza alla nebbia salina di campioni di bobine GI con diversi pesi di rivestimento in zinco

La prova nebbia salina è il metodo più ampiamente accettato per valutare la resistenza alla corrosione dei rivestimenti sui nastri GI. Per gli acquirenti e gli ingegneri della qualità, comprendere come si comportano diversi pesi del rivestimento in zinco in condizioni di corrosione accelerate è essenziale per la specifica dei materiali. Questa guida fornisce un protocollo passo-passo per testare campioni di nastro GI su cinque comuni pesi del rivestimento in zinco, da Z20 a Z275, secondo le procedure standard ASTM B117.

Perché la prova nebbia salina è fondamentale per la valutazione della qualità del nastro GI

Il rivestimento in zinco sulla bobina GI fornisce una protezione catodica sacrificale al substrato d'acciaio sottostante. Lo spessore e l'uniformità di questo strato di zinco determinano direttamente per quanto tempo l'acciaio rimane protetto prima della comparsa della ruggine rossa. Il test a nebbia salina accelera il processo di corrosione, consentendo ai produttori e agli acquirenti di prevedere le prestazioni nel mondo reale in pochi giorni anziché in anni.

Per la bobina GI utilizzata in ambienti costieri, industriali o ad alta umidità, la scelta del peso corretto del rivestimento in zinco è fondamentale. Una bobina GI con rivestimento in zinco uniforme e peso del rivestimento costante lungo tutta la larghezza e la lunghezza della striscia produrrà risultati più prevedibili e ripetibili nel test a nebbia salina.

Protocollo di preparazione del campione di prova

Una preparazione adeguata del campione è fondamentale per ottenere risultati affidabili e riproducibili nel test a nebbia salina. Seguire questi passaggi per ciascun campione di bobina GI:

Passo 1: Tagliare cinque campioni di prova di dimensioni 150 mm × 100 mm da diverse posizioni lungo la larghezza della bobina per verificare l’uniformità del rivestimento. Utilizzare taglio a cesoia o taglio laser per evitare il riscaldamento dei bordi, che potrebbe danneggiare lo strato di zinco.

Passo 2: Pulire ciascun campione con un panno morbido e etanolo per rimuovere oli superficiali e contaminanti. Non utilizzare detergenti abrasivi che potrebbero graffiare il rivestimento in zinco.

Passo 3: Mascherare i bordi tagliati con nastro resistente alla corrosione per garantire che sia esposta alla nebbia salina soltanto la superficie piana rivestita. La corrosione ai bordi può alterare in modo significativo i risultati.

Passo 4: Misurare il peso effettivo del rivestimento in zinco su ciascun campione mediante metodo gravimetrico secondo ASTM A90 oppure mediante misuratore magnetico secondo ASTM E376. Registrare i valori per correlarli ai risultati del test.

Passo 5: Assegnare a ciascun campione un numero identificativo univoco e documentare la posizione del campione, il peso del rivestimento misurato e lo stato della superficie prima del test.

Configurazione e parametri del test ASTM B117

La camera per il test con nebbia salina deve essere tarata e utilizzata secondo la norma ASTM B117. I seguenti parametri devono essere mantenuti costanti durante tutto il test:

La concentrazione della soluzione salina deve essere del 5 percento di cloruro di sodio in acqua distillata, con un pH compreso tra 6,5 e 7,2. La temperatura all’interno della camera deve essere mantenuta a 35 gradi Celsius, con una tolleranza di ±2 gradi. La portata di raccolta della soluzione salina deve essere compresa tra 1 e 2 millilitri all’ora per ogni area orizzontale di raccolta pari a 80 centimetri quadrati. La pressione di nebulizzazione deve essere impostata tra 0,7 e 1,4 bar.

I pannelli di prova devono essere posizionati con un’inclinazione di 15–30 gradi rispetto alla verticale, rivolti verso l’ugello della nebbia salina. Assicurarsi che i pannelli non entrino in contatto tra loro né con le pareti della camera, per evitare artefatti dovuti al drenaggio della soluzione.

Ispezionare i pannelli a intervalli regolari di 24 ore. Registrare l’istante di prima comparsa della ruggine bianca, la percentuale di superficie coperta da ruggine bianca a ogni intervallo e l’istante di prima comparsa della ruggine rossa.

Risultati: peso del rivestimento in zinco rispetto alle ore di nebbia salina

Sulla base di numerosi test effettuati su campioni di nastro in acciaio zincato a caldo (GI) conformi agli standard ASTM A653 e JIS G3302 SGCC, i seguenti risultati tipici forniscono un riferimento di base per le prestazioni attese in condizioni di nebbia salina:

I campioni con peso del rivestimento Z20 mostrano generalmente la prima ruggine bianca entro 24–48 ore e la prima ruggine rossa tra 72 e 96 ore. I campioni Z80 mostrano ruggine bianca dopo 72–120 ore e ruggine rossa dopo 168–240 ore. I campioni Z120 mostrano ruggine bianca dopo 120–168 ore e ruggine rossa dopo 288–432 ore. I campioni Z180 mostrano ruggine bianca dopo 168–240 ore e ruggine rossa dopo 480–720 ore. I campioni Z275 mostrano ruggine bianca dopo 240–336 ore e ruggine rossa dopo 720–1000 ore.

Queste fasce di valori presuppongono un nastro GI con strato di zinco uniforme, applicato mediante zincatura a caldo. I risultati effettivi possono variare in funzione della composizione del substrato d’acciaio, del tipo di fiocchi (spangle) e del trattamento superficiale.

Interpretazione della comparsa della ruggine rossa

La ruggine bianca, che si presenta come un deposito bianco e polveroso, indica l'ossidazione dello zinco sulla superficie del rivestimento. Si tratta di una fase prevista e non critica della corrosione. La ruggine rossa, invece, segnala che lo strato di zinco è stato consumato in quel punto e che ora sta corrodendo l'acciaio sottostante.

Il tempo fino all'insorgenza della ruggine rossa costituisce la principale metrica di prestazione per il test in nebbia salina dei nastri in acciaio zincato (GI coil). Un nastro GI con uno strato di zinco uniforme mostrerà l'insorgenza della ruggine rossa in modo omogeneo su tutta la superficie del pannello. Se la ruggine rossa compare in punti isolati molto prima del range previsto, ciò potrebbe indicare un difetto locale del rivestimento o una distribuzione non uniforme dello zinco.

Ai fini dell'accettazione, la maggior parte delle specifiche di approvvigionamento definisce il numero minimo di ore prima della prima comparsa della ruggine rossa per ciascuna classe di peso del rivestimento. Gli acquirenti devono indicare tali requisiti nei propri ordini d'acquisto per garantire la conformità qualitativa.

Studio di caso sul protocollo di prova: confronto tra Z80 e Z275

In un recente programma di verifica della qualità, abbiamo condotto test di nebbia salina su campioni di nastro in acciaio zincato a caldo (GI) provenienti da due lotti di produzione destinati a un progetto edilizio nel Medio Oriente. Il cliente richiedeva la verifica delle prestazioni anticorrosive per condizioni di installazione costiere.

Il Gruppo campioni A era composto da nastro GI Z80 con un peso di rivestimento misurato di 80 grammi per metro quadrato. Il Gruppo campioni B era composto da nastro GI Z275 con un peso di rivestimento misurato di 275 grammi per metro quadrato. Cinque pannelli per ciascun gruppo sono stati sottoposti a test secondo il protocollo ASTM B117 descritto sopra.

I pannelli Z80 hanno mostrato la prima ruggine bianca in media dopo 96 ore e la prima ruggine rossa in media dopo 210 ore. I pannelli Z275 hanno mostrato la prima ruggine bianca in media dopo 284 ore e la prima ruggine rossa in media dopo 845 ore. I campioni Z275 hanno fornito una protezione contro la ruggine rossa approssimativamente quattro volte superiore rispetto ai campioni Z80.

Sulla base di questi risultati, la specifica del progetto è stata aggiornata per utilizzare il nastro zincato Z180 GI per i componenti strutturali non esposti e il nastro zincato Z275 GI per i pannelli di copertura direttamente esposti. Shenyang Yuanhe Steel ha fornito entrambi i gradi di zincatura dal nostro magazzino consolidato, corredati da tutta la documentazione relativa ai test; il cliente ha quindi verificato i risultati presso il proprio laboratorio indipendente.

Domande frequenti

Domanda: Qual è la differenza tra ruggine bianca e ruggine rossa nel test in nebbia salina?

Risposta: La ruggine bianca è l’ossidazione dello zinco, che si manifesta come un deposito biancastro e polverulento sulla superficie del rivestimento. Essa indica che il rivestimento di zinco sta attivamente proteggendo l’acciaio. La ruggine rossa indica invece che lo zinco è stato completamente consumato e che l’acciaio sottostante sta subendo corrosione. L’insorgenza della ruggine rossa costituisce il criterio critico di fallimento nella valutazione del nastro zincato GI.

Domanda: Come si correla il tempo di prova in nebbia salina con la durata effettiva in servizio?

Risposta: Il test in nebbia salina è un test accelerato e non presenta una correlazione lineare diretta con la durata effettiva in condizioni reali. Tuttavia, fornisce un parametro comparativo di riferimento. Un campione di nastro GI che raggiunge 500 ore prima dell’insorgenza della ruggine rossa supererà generalmente un campione che raggiunge soltanto 200 ore nelle stesse condizioni ambientali.

Domanda: Perché uno strato uniforme di zinco è importante per ottenere risultati coerenti nel test in nebbia salina?

Risposta: Una distribuzione non uniforme dello zinco genera zone sottili che si corrodono più rapidamente, causando l’insorgenza prematura della ruggine rossa in aree localizzate. Un nastro GI con strato di zinco uniforme garantisce uno spessore costante del rivestimento su tutta la superficie, assicurando una resistenza alla corrosione prevedibile e ripetibile, in linea con le prestazioni attese per ciascuna classe di peso del rivestimento.