El propósito de un ensayo de corrosión acelerada es replicar en el laboratorio el comportamiento frente a la corrosión en campo de un producto. Esto provee, a los científicos e ingenieros, medios de desarrollo de nuevos productos. Sobre la relevancia del estudio se puede decir que, por muchos años, el ensayo de niebla salina ha sido usado con este fin por los investigadores en la evaluación de nuevos recubrimientos metálicos, nuevos recubrimientos de pinturas y como ensayo de varios tratamientos químicos, así como de tratamientos de pre-pintado para usar con los productos de planchas de acero recubiertas. Para que un ensayo de corrosión acelerada sea útil, un requerimiento principal es que los resultados se relacionen con el comportamiento o desempeño en condiciones de servicio. En el caso de ensayo de niebla salina, nadie ha sido capaz de demostrar la relación con ningún tipo de exposición al ambiente. Esto lleva a muchos investigadores a concluir que el ensayo de niebla salina no tiene relevancia y debería ser descontinuado. Sin embargo, el ensayo sigue siendo usado extensamente en la literatura de los productos, especificaciones de clientes, hojas de datos del producto y bibliografía técnica. Los resultados típicamente citados en los libros dan el tiempo de vida de un determinado tipo de recubrimiento, los beneficios de nuevos sistemas de pintura y los requerimientos de un ensayo de niebla salina, para lograr la aceptación del usuario final. De esta manera, parece virtualmente imposible dejar de usar el ensayo en este momento. De hecho, existen muchas especificaciones usadas actualmente, las cuales requieren que un producto presente un número específico de “horas de falla” en el ensayo de niebla salina; de tal manera que, cualquier cambio o la eliminación del ensayo, es improbable. Obviamente, cualquier intento de eliminarla, necesitaría que otros ensayos de corrosión acelerada sean aceptados por arquitectos, redactores de especificaciones y demás diseñadores. La presentación del análisis de corrosión ha sido comparada en diferentes productos usando este ensayo por mucho tiempo; por lo que, sería difícil para los investigadores de hoy no tener en cuenta los resultados del ensayo de niebla salina al presentar información sobre un producto a un potencial usuario. Así es como, el ensayo y sus datos, son comúnmente aceptados por el cliente final. Además, el ensayo de niebla salina es una buena prueba de selección, ya que los resultados pueden ser generados de manera oportuna y los “contendientes débiles” pueden ser eliminados en las primeras etapas de un proceso de evaluación.
El procedimiento básicamente involucra el pulverizado de una solución salina sobre las muestras a ensayar. Esto se hace en una cámara con temperatura controlada. El medio es una solución salina (cloruro de sodio, NaCl) al 5%. Las muestras a ensayar son introducidas a la cámara y luego la solución salina es pulverizada como una niebla muy delgada sobre las muestras. La temperatura en la cámara se mantiene en un nivel constante. Como el pulverizado es continuo, las muestras están húmedas constantemente y por eso están sujetas a la corrosión de manera constante. A través de los años, se han
agregado nuevos cambios para estimular mejor las condiciones ambientales especiales; pero, el proceso más común en Norte América es el ensayo descrito en la norma ASTM B 117-07A de las Normas Prácticas para la Operación de Aparatos de Niebla Salina. En resumen, nos dice que:
• La cámara de niebla salina contiene bastidores de madera (3 pies de alto, 3 pies de
profundidad, 5 pies de ancho).
• Colocar las muestras en los bastidores de madera con un pequeño ángulo de
inclinación.
• El agua con 5% de NaCl es bombeada de un tanque a las toberas (boquillas) de
pulverizado.
• La solución humedecida es mezclada con aire comprimido en las boquillas. • El aire comprimido en las boquillas atomiza la solución NaCl en niebla. • Los calentadores mantienen la temperatura de la cabina a 35°C (95°F).
• La duración del ensayo puede ser desde 24 horas hasta 1,000 horas o más para
algunos materiales. En la cámara, las muestras son rotadas con cierta frecuencia para que sean expuestas uniformemente a la niebla salina.
Cuando el ensayo de niebla salina es usado para planchas de acero con recubrimiento metálico, el comportamiento de la corrosión es evaluado de las siguientes formas:
• Número de horas hasta que la corrosión del acero se hace evidente. • Número de horas hasta que 5% de la superficie está corroída.
• Número de horas hasta que 10% de la superficie está oxidada o presenta ataque
químico. La aparición de óxido color rojo en una muestra de plancha galvanizada, por ejemplo, significa que el recubrimiento ha sido consumido por la reacción de corrosión y que se está iniciando la corrosión del metal base. No existe un mejor criterio de desempeño [33].
4.7.1 Método experimental
Se expusieron las cuatro réplicas de la Figura 25, las cuales son placas de INCONEL 718 con y sin recubrimiento, en cámara de niebla salina con solución de NaCl al 5% para observar el proceso de corrosión acelerado. Los tiempos a los cuales se observaron las réplicas fueron de: 24, 48, 96 y 168 horas de exposición.
Esta prueba se realizó de acuerdo a lo estipulado en la norma ASTM B 117-07A del Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus [33].
Figura 25. Réplicas para ensayo de corrosión acelerada [33].
Se colocaron las réplicas con y sin recubrimiento a 45° con respecto a la base de la cámara, según la Figura 26:
4.7.2 Resultados
El comportamiento de las réplicas frente a la corrosión acelerada se evalúo en la cámara salina bajo la norma ASTM B 117-07A. Este estudio se realizó con la finalidad de identificar si el recubrimiento presenta mejor desempeño. Previamente a la exposición en cámara salina, se realizó un registro fotográfico de las cuatro réplicas para tener una referencia de comparación. Se observó que las cuatro réplicas, luego de la exposición en cámara salina, presentan productos de corrosión; el tipo de corrosión, identificado de forma localizada, creó picaduras en el material. En la Figura 27, se compara la misma réplica antes y después de 24, 48, 96 y 168 horas de exposición (de izquierda a derecha, respectivamente) en cámara salina [33].
Figura 27. Fotografías 20x antes y después del análisis de corrosión acelerada a 24, 48, 96 y 168 horas de la muestra 1 [33].
Las cuatro réplicas expuestas en cámara salina a 24, 48 y 96 horas no presentaron puntos de oxidación a través de observación visual. Sin embargo, transcurridas las 168 horas, las réplicas M1, M3 y M4 presentan aparentes productos de corrosión de color rojizo; mientras que, la réplica M2 visualmente no presenta daño alguno (Figura 28) [33].
Figura 28. Réplicas en cámara salina a 0 (a), 24 (b), 48 (c), 96 (d) y 168 (e) horas de exposición [33].
Para comprobar el estado de las réplicas, se tomaron micrografías con un microscopio óptico para observar el efecto producido por la atmósfera corrosiva. A 196 horas de exposición, todas las réplicas presentan el mismo comportamiento de pequeñas oquedades ocasionadas por el contacto de la atmósfera salina, además de zonas con daño de corrosión por picadura (Figura 29) [33].