Caracterización del sistema de protección TME-S-2 y TME-S/Ce con pinturas base epo

La Figura 7.30 muestra las curvas de polarización potenciodinámicas de los sistemas TME-S-2 y TME-S/Ce recubiertas por dos capas de pintura base epoxi, imprimación y acabado. Las curvas de polarización se realizaron sobre la misma área evitando llegar al potencial de picadura. La primera

medida se realizó después de un día de inmersión, debido a que los sistemas son muy aislantes y no permitieron medir el potencial de circuito abierto. A estos tiempos iniciales el tramo pasivo alcanzó los 2 V con densidades de corriente de corrosión en torno a ~ 10-10 _A/cm2_{, un orden de magnitud inferior}

a las obtenidas con los sistemas sin pintura. El sistema TME-S-2 muestra una pendiente menor tomando como referencia los valores de potencial a densidades de corriente entre 10-9 y 10-8 A/cm2, donde la reacción anódica empieza a forzarse. Desde este punto de vista, el sistema TME-S/Ce presenta mejores propiedades barrera evitando que la reacción anódica se desarrolle.

Figura 7.30. Curvas de polarización potenciodinámicas en función del tiempo de inmersión en NaCl 0,05 M de: a) Sistema TME-S-2 y b) Sistema TME-S/Ce, en comparación con el sustrato sin

recubrimiento

La penetración del electrolito se hace más evidente para el sistema TME-S-2 al aumentar el tiempo de inmersión. Los procesos de corrosión aumentan la icorr y el desplazamiento del valor de Ecorr

a valores menos nobles. La Figura 7.31 ilustra de forma general el comportamiento del sistema TME- S-2 en función del tiempo.

Figura 7.31. Esquema de evolución de Ecorr del sistema TME-S-2 pintado en función del tiempo de

inmersión en NaCl 0,05 M.

El punto 1 corresponde al estado inicial del proceso, donde las reacciones de oxidación y de reducción definen un valor inicial de E1

nuevos ánodos que hacen que la corriente aumente y el potencial de corrosión se desplace a valores menos nobles. La ausencia de inhibidor hace que la curva se vaya desplazando lentamente llegando a los puntos 2 y 3.

Las curvas de polarización obtenidas para el sistema TME-S/Ce recubierto con las pinturas en función del tiempo, Figura 7.30b, muestran un comportamiento diferente. Después de 28 días, la curva de polarización muestra un aumento de la densidad de corriente de corrosión, pero el potencial de corrosión se hace ligeramente más noble y la pendiente del tramo de pasividad es mayor en comparación a la respuesta inicial tras un día de inmersión, confirmando la excelente resistencia del recubrimiento. La presencia del cerio en el sistema TME-S/Ce mantiene la pasividad de los ánodos generados durante la polarización debido a la penetración del electrolito a través de la propia porosidad y defectos del sistema. De hecho, la penetración del electrolito permite la difusión del cerio y su precipitación en los puntos de corrosión. La Figura 7.32 ilustra el mecanismo de inhibición catódica del cerio en función del tiempo. El punto 1 corresponde al estado inicial del sistema. La participación del cerio en la reacción catódica de la semi-celda del proceso de corrosión genera una disminución de la velocidad de corrosión como se muestra en la figura con la línea punteada roja.

Este desplazamiento supone un icorr y Ecorr menores y explica el comportamiento de las curvas de

polarización del sistema TME-S/Ce a 105 y 209 días de inmersión.

Figura 7.32. Esquema de la evolución de Ecorr del sistema TME-S/Ce pintado en función del tiempo

de inmersión en NaCl 0,05 M

Ambos sistemas proporcionan buenas propiedades barrera hasta 200 días de inmersión en el electrolito; en el caso del sistema TME-S-2, con tramos pasivos de ~ 1 V y densidades de corriente de corrosión en torno a 10-8 A/cm2, dos órdenes de magnitud menores al sustrato en su estado inicial. El sistema TME-S/Ce muestra mejores resultados como consecuencia de su mayor espesor y de la presencia del cerio, conservando densidades de corriente de corrosión de 10-10 A/cm2, cuatro órdenes de magnitud menores al sustrato desnudo.

Sobre estos mismos sistemas se realizaron ensayos normalizados de adherencia en seco y Drop Test, para estudiar la adherencia en húmedo y la capacidad de inhibición del cerio en el sistema TME-S/Ce con y sin pintura.

La Figura 7.33 muestra la superficie del sistema TME-S/Ce antes y después de la deposición de las pinturas. La figura muestra también los resultados del ensayo de adhesión de la pintura.

Figura 7.33. Fotografías de MOR del sistema inhibido a) antes y b) después, de la deposición de la pintura. La figura incluye el ensayo de adherencia de la pintura

Cabe destacar el excelente aspecto del sustrato pintado sin presencia de defectos ni rugosidades. Adicionalmente, los surcos realizados en el ensayo muestran una adherencia aceptable, con un valor GT-2 de acuerdo a la ISO 2409. La norma determina como máximo daño un valor GT 5 y como excelente el GT-1.

La Figura 7.34 muestra los resultados del ensayo de Drop Test del AA2024 desnudo y del sistema TME-S/Ce pintado tras la exposición en NaCl al 0,5M. Las imágenes muestran la aparición de productos de corrosión en el panel de AA2024 desnudo desde las primeras horas de exposición. En el sistema TME-S/Ce pintado no hay formación de productos de corrosión.

La Figura 7.35 muestra en detalle las zonas expuestas para sistema el TME-S/Ce con y sin pinturas a diferentes intervalos de tiempo de inmersión. La Figura 7.35a corresponde al AA2024 desnudo usado como referencia, mostrando corrosión generalizada sobre todo el corte y la acumulación de productos de corrosión después de 24 horas de exposición al electrolito. En el caso del sistema TME-S/Ce para ambos casos, con y sin pintura, las fotografías no mostraron picaduras ni corrosión agresiva. Sólo después de 72 horas de exposición al electrolito pueden verse las primeras señales de corrosión en el sistema sin pintura (flechas negras sobre la fotografía, Figura 7.35f. Las flechas amarillas indican la presencia de precipitados de color amarillo correspondientes a la difusión y precipitación del cerio, confirmando su lixiviación para la protección del defecto de 1 mm de ancho.

Figura 7.35. Fotografías del ensayo Drop Test a) referencia AA2024 desnudo tras 24 horas de inmersión b), d) y f) Sistema TME-S/Ce sin pintura a 24, 48 y 72 horas de exposición a NaCl al 0,5M;

c), e) y g) Sistema TME-S/Ce con pinturas a 24, 48 y 72 horas de exposición a NaCl 0,5M. Las flechas amarillas indican precipitados amarillos y las negras acumulación de productos de corrosión

Durante el ensayo se observó una mayor acumulación de precipitados entre la zona del corte y el recubrimiento, debido a que esta zona es susceptible a corrosión por rendija. Tras 72 horas se observó algo de deslaminación del recubrimiento en las zonas próximas al corte.

Estos primeros ensayos demuestran las buenas propiedades de adherencia y protección activa del sistema multicapa TME-S/Ce, que lo convierten en un buen candidato para su escalado industrial en demostradores reales.