In un laboratorio prove materiali si lavora a norma.
Cioè si eseguono test secondo documenti ufficiali che dicono come fare bene le cose, garantendo sicurezza dei risultati e prestazioni certe.
La norma più utilizzata è la UNI EN ISO 9227:2017 Prove di corrosione in atmosfere artificiali – Prove di nebbia salina – Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests.
Questa norma definisce i requisiti delle apparecchiature, dei reagenti e del procedimento che devono essere utilizzati per eseguire le prove in nebbia salina neutra (NSS), nebbia salina-acetica (AASS) e nebbia cupro salina acetica (CASS), per valutare la resistenza alla corrosione di materiali metallici, con o senza protezioni anticorrosive di tipo permanente o temporaneo.
Come vedi questa norma non dà indicazioni sulla durata delle prove in nebbia salina (la durata viene indicata dalle norme di prodotto), che spesso è la cosa che interessa di più chi sta cercando un laboratorio conto terzi per prove di nebbia salina, perché il tempo è una delle preoccupazioni maggiori di chi si occupa di controllo qualità dei materiali nelle aziende. In azienda è infatti normale rincorrere le scadenze, dover fare i lavori di fretta per non fermare la produzione o per fornire risposte a un reclamo cliente o per notificare una non conformità a un fornitore.
E della mancanza cronica di tempo mi sono preoccupata molto nel corso degli anni trascorsi nel laboratorio prove sui materiali MotivexLab di Torino, e ho cercato per anni il modo di aiutare i miei clienti a velocizzare il più possibile le pratiche per ottenere i risultati dei test.
La soluzione che ho trovato è stata quella di permettere ai miei clienti di
- Interrompere la prova quando diventa non conforme
- Ricevere l’offerta per prove di nebbia salina entro 4 ore dall’invio della richiesta
- Avere la garanzia che il test di nebbia salina inizia entro 24 ore dal ricevimento del campione
Ma torniamo alle norme che riguardano le prove di corrosione artificiale.
Tanto per cominciare il Regolamento UE 1025 del Parlamento Europeo dichiara che per “norma” si intende:
“una specifica tecnica, adottata da un organismo di normazione riconosciuto, per applicazione ripetuta o continua, alla quale non è obbligatorio conformarsi, e che appartenga a una delle seguenti categorie:
norma internazionale: una norma adottata da un organismo di normazione internazionale;
norma europea: una norma adottata da un’organizzazione europea di normazione;
norma armonizzata: una norma europea adottata sulla base di una richiesta della Commissione ai fini dell’applicazione della legislazione dell’Unione sull’armonizzazione;
norma nazionale: una norma adottata da un organismo di normazione nazionale”.
Le norme, quindi, sono documenti che definiscono le caratteristiche (dimensionali, prestazionali, ambientali, di qualità, di sicurezza, di organizzazione ecc.) di un prodotto, processo o servizio, secondo lo stato dell’arte. Nel caso delle norme che hanno per oggetto l’utilizzo di camere per la simulazione ambientale e relative procedure di prova, hanno subito una grande influenza da parte del settore militare, che è stato uno dei primi settori ad emettere questo tipo di normative, visto che gli apparecchi e le strumentazioni utilizzate in questo ambito devono resistere a condizioni di stress ambientale estreme.
Le norme emesse dal Department of Defence USA (DoD) sono diventate un riferimento mondiale per queste attività. Alla fine della seconda guerra mondiale, fu emessa dall’Army Air Force (AAF) la norma 41065 “General Specification for Environmental Test of Equipment”. Tale documento aveva lo scopo di ridurre e uniformare il numero delle procedure, dare delle indicazioni precise su come condurre le prove e dettare le caratteristiche che dovevano avere le apparecchiature di prova.
La norma AAF 41065 è un documento di 7 pagine che contiene diverse tipologie di metodologie per prove ambientali e riordina nel Gruppo 50 i test che riguardano la Nebbia Salina. Sempre in ambito militare, la norma MIL-STD-810 detta le regole per il test degli apparati operanti in condizioni estreme.
Normalmente i test MIL vengono eseguiti sui prodotti che verranno usati dalle forze armate, pertanto in grado di funzionare in caso in condizioni difficili, in presenza di umidità, acqua, pressione, depressione, campi magnetici e molte altre circostanze critiche per molti manufatti. Oggi questo standard viene utilizzato per provare anche prodotti di uso comune e non solo unicamente dedicati agli usi militari.
Per quanto riguarda la nebbia salina lo standard MIL STD 810 prevede il metodo di prova 509.5 – Salt Fog: test di corrosione con nebbia salata, comunemente detta nebbia salina, mentre lo standard 507.5 – Umidity, detta le regole per le prove in camera umidostatica.
Ma perché si fanno queste prove?
La capacità di un prodotto di resistere alla corrosione provocata da agenti atmosferici è una caratteristica che deve essere testata e dichiarata per garantire la qualità dei prodotti.
Nel settore automotive e nell’ellettronica industriale, la verifica della capacità di un componente di resistere alla corrosione ha assunto negli ultimi anni una notevole importanza, sia nella fase di caratterizzazione che di omologazione dei materiali.
Le prove di corrosione in camera con nebbia salina sono riconosciute a livello normativo europeo come le principali in grado di simulare la reale vita di un componente e provarne la resistenza al deterioramento in ambienti esterni.
Negli ultimi anni al classico test standard in nebbia salina (test continuo con ambiente saturo) si sono affiancati i test di corrosione ciclici, che riproducono il processo di corrosione accelerato più vicino all’invecchiamento naturale. Tali test alternano l’esposizione a soluzione salina, con elevata umidità / temperatura alla fase di asciugatura. Ne è un esempio la prova scab indoor. Con il termine corrosione si indica il sistema dei fenomeni chimico-fisici che comportano il degrado dei materiali metallici ad opera dell’ambiente a cui sono esposti.
Le prove di corrosione e invecchiamenti sono dei processi in cui il materiale o il rivestimento superficiale del materiale (ad esempio verniciatura, zincatura, brunitura, ecc.) viene sottoposto a particolari condizioni che ne dovrebbero provocare la corrosione e a prova eseguita se ne valutano gli effetti. Queste prove permettono di conoscere il livello di resistenza alla corrosione dei materiali o dei rivestimenti e quindi verificare se il materiale ha bisogno di un rivestimento superficiale oppure capire se il procedimento di applicazione del rivestimento, per esempio la verniciatura o la zincatura, è conforme oppure no.
Il laboratorio test sui materiali MTC srl dispone di un reparto per le prove di corrosione ed invecchiamento in cui sono presenti una vasta gamma di macchinari che permettono di effettuare prove in nebbia salina neutra NSS, nebbia cupro salina acetica CASS, nebbia salina acetica AASS, prove di corrosione sottopellicolare a bolle scab indoor, cicli di invecchiamento accelerato agli agenti atmosferici e test in camere umidostatiche con range di temperatura da 180°C fino a -75°C.
Le norme utilizzate per le prove di corrosione e di invecchiamento sono principalmente quelle internazionali UNI EN ISO 9227 che abbiamo già visto, ASTM B117, EN ISO 6270-2, DIN 50017, ASTM B368, UNI EN ISO 2409, SAE J2334, DIN 50018, ISO 50451, ISO 6988 ma anche norme di settore come FIAT 50180, FIAT 50470, FIAT 50461, FIAT 50488/01, FIAT 50451 e VOLKSWAGEN PV 1210, VW TL 260 ecc.
Al termine delle prove di corrosione ed invecchiamento sui rivestimenti organici (vernici) bisogna effettuare la valutazione dei particolari sottoposti ai test. Il laboratorio MTC srl utilizza per la valutazione dei risultati, oltre alle norme indicate dai clienti, le seguenti norme internazionali:
– UNI EN ISO 4628-2: Valutazione del grado di vescicamento
– UNI EN ISO 4628-3: Valutazione del grado di arrugginimento
– UNI EN ISO 4628-4: Valutazione del grado di screpolatura
– UNI EN ISO 4628-5: Valutazione del gradi di sfogliamento
– UNI EN ISO 4628-6: Valutazione del grado di sfarinamento con il metodo del nastro adesivo
– UNI EN ISO 4628-8: Valutazione del grado di sfogliamento e corrosione attorno a un’incisione
– UNI EN ISO 4628-10: Valutazione del grado di corrosione filiforme
Per il settore automotive nel laboratorio prove in nebbia salina MotivexLab si eseguono le principali prove di resistenza prescritte dai capitolati (FIAT 9.55842, IVECO 18-1600 e CNH MAT0103) per i manufatti verniciati come ad esempio le prove di resistenza agli alcali, ai lubrificanti, al fluido idraulico, al gasolio, alla benzina, alle aggressioni chimiche, all’umidità, le prove di resistenza all’immersione in acqua.
La conformità dei rivestimenti può essere inoltre testata mediante prove di resistenza ai colpi di pietra e prove di adesione mediante quadrettatura. È possibile inoltre eseguire prove di corrosione su particolari zincati e lamiere zincate (per esempio rivestimento Fe/Zn 7IV) per la valutazione della comparsa di difettosità superficiali come prodotti di corrosione bianchi dello zinco e di alterazioni estetiche dello strato di passivazione (macchie nere) e focolai di corrosione rossa del metallo base, secondo le norme FIAT 9.57405 e FIAT 9.52874.
Come verificare se la zincatura a caldo è conforme alla nebbia salina (2 PARTE)
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Buon giorno Sig.ra Ruffino
Le espongo un quesito riguardante la prova di ossidazione rating 9 con esposizione di 200 h in nebbia salina neutra .
Il test avveniva su due provette che avevano subito un trattamento galvanico di cromatura dura con spessore di 2,5 centesimi di mm.
Le provette sono state posizionate con inclinazione a 45 gradi.
Il risultato é stato di rating 8 perché erano risultate tracce di ossidazione nella parte superiore delle provette mentre nessuna ossidazione risultava nella parte inferiore.
Durante la prova sono state eseguite delle ispezioni ed é stato notato come sulla parte superiore delle provette la nebbia salina si condensasse in polle di liquido che non scivolavano via.
La prova é stata ripetuta su altra priovetta operando una rotazione di 45 gradi sull,asse ogni 12 h.
Il risultato della prova è stato di rating 10 dopo 200 h.
La domanda è : la rotazione della provetta è ammessa dalle norme che regolano l’esposizione in nebbia salina?
E’ vero che senza la rotazione la parte superiore della provetta subisce un attacco ossidante superiore a quello della esposizione in nebbia salina dal momento che la nebbia salina si trasforma in condensa ?
Grato per un suo parere le invio i migliori saluti
Gianfranco Paolucci
Le provette inclinate a 45 gradi sono state esposte a nebbia salina neutra.
state esposte,
Buongiorno sig. Paolucci,
rispondo con piacere ai suoi interessanti quesiti.
Facendo riferimento al metodo di prova internazionale della nebbia salina neutra, la norma UNI EN ISO 9227:2017, è presente un capitolo specifico (il 9) che descrive in modo dettagliato come devono essere disposti i campioni all’interno della camera di prova.
Riassumendo, la norma prescrive le seguenti condizioni:
I campioni devono essere disposti nella camera in modo che non siano esposti al flusso diretto dello spray che esce dall’ugello.
L’angolo di posizionamento viene dichiarato come un fattore molto importante: il campione deve essere preferibilmente piatto e posizionato con la superficie di interesse verso l’alto, ad un angolo il più possibile vicino a 20°. L’angolo deve, in ogni caso, essere compreso tar 15 e 25°. In caso di campioni con superfici irregolari, ad esempio particolari interi, questi limiti devono essere rispettati avvicinandosi il più possibile alle prescrizioni.
I campioni devono essere disposti in modo che non vengano in contatto con le pareti della camera e in modo che le superfici da testare siano esposte ad una libera circolazione dello spray. I campioni possono essere posizionati a differenti altezze all’interno della camera, ma in modo che la soluzione non goccioli dai campioni o dai loro supporti su campioni sottostanti. Comunque, nel caso di esposizione che superi le 96 h, è permesso uno scambio di posizione dei campione tra le varie altezze.
I supporti dei campioni devono essere di materiali inerti non metallici. Se è necessario tenere sospesi i campioni, il materiale utilizzato non deve essere metallico ma costituito da fibre sintetiche, cotone o altro materiale inerte isolante.
Queste sono tutte le prescrizioni previste dalla norma ISO 9227 per il posizionamento dei campioni.
Per quanto riguarda i suoi quesiti, sulla base di queste prescrizioni ritengo che:
La rotazione dei campioni non è prevista, ma solo il loro spostamento su diverse altezze all’interno della camera. Qui si entra secondo me in una lacuna della norma, in quanto se sposto i campioni potrei anche ruotarli casualmente se non son presenti punti di riferimento o ancoraggi specifici, ma questa situazione non è appunto descritta. In genere comunque in campo normativo, quando una particolare operazione non è prevista, implicitamente non è ammessa.
La parte superiore della provetta subisce un attacco ossidante maggiore perché probabilmente il campione è posizionato in un punto nel quale è presente un flusso diretto dello spray, magari per riflessione sulle pareti o sul coperchio della camera di prova. Il discorso della nebbia salina che si trasforma in condensa non lo ritengo plausibile, in quanto essendo una nebbia l’atmosfera della camera è satura e pertanto ogni superficie del campione risulta bagnata. Se invece si tratta di accumuli di soluzione salina dovute alle caratteristiche geometriche del campione, allora questo potrebbe localmente intensificare l’azione ossidante.
Sulla base della nostra esperienza, le confermo che la corrosione è omogenea sulla superficie dei campioni. Tenga presente che sono poi presenti altri parametri che devono essere tenuti sotto controllo, oltre le caratteristiche della soluzione salina (pH, concentrazione), e mi riferisco in particolare alla temperatura della torre di saturazione, da impostare sulla base della pressione all’ugello come definito dalla tabella 1 della norma ISO 9227, e il collection rate della soluzione da verificare mediante pluviometro in più punti della camera.
Nel ringraziarla per l’interessante confronto, la saluto e le auguro una buona giornata.