Come scegliere un test di corrosione per la qualifica di un prodotto?

Il Rapporto Tecnico ISO/TR 16335 fornisce alcuni ottimi suggerimenti per la scelta del test di corrosione più adatto a qualificare prodotti realizzati in materiale metallico provvisti o meno di un rivestimento protettivo.

La Tabella 1 riassume i principali metodi di prova utilizzati. Il metodo di laboratorio più diffuso è il test in nebbia salina neutra costante (categoria A). Questo tipo di test è utile a rilevare discontinuità come pori e altri difetti in alcuni rivestimenti metallici, strati di conversione (es. ossidazione anodica) e rivestimenti organici. Tuttavia, sebbene questo sia ampiamente utilizzato per le prove di qualifica, i risultati delle prove in nebbia salina costante raramente sono correlabili con il comportamento dei componenti in servizio.

Un modo per migliorare tale correlazione consiste nel combinare l’esposizione alla nebbia salina con cicli di umidità facendola variare tra una condizione di condensa e una a basso livello di umidità (categoria C) introducendo così anche una fase di asciugatura nel ciclo di prova di corrosione.

Alcuni inquinanti atmosferici, come l’anidride solforosa SO₂, il diossido di azoto NO₂, l’acido solfidrico H₂S e il cloro Cl₂, presenti nell’aria in tracce favoriscono la corrosione dei metalli in condizioni di umidità elevata. I test di esposizione ad alta umidità in presenza di tali inquinanti atmosferici sono quindi spesso utilizzati nella qualifica dei prodotti elettronici (categoria D).

Per valutare la resistenza alla corrosione di alcuni prodotti, sono stati introdotti anche test che combinano la nebbia salina intermittente con l’esposizione a gas che favoriscono la corrosione (categoria E).

Tabella 1 – Categorie di prove di corrosione atmosferica accelerata.

Anche le prove che prevedono l’esposizione dei provini a un’elevata umidità e all’acqua di condensa sono considerate prove di corrosione (categoria F). Tali prove possono produrre effetti di corrosione sulle parti metalliche se sono presenti contaminanti superficiali sotto forma di sali. Questi test sono utilizzati anche per testare i rivestimenti organici perché possono indurre danni causati dal rigonfiamento e dalla fuoriuscita di additivi. Per i test sui dispositivi elettronici si utilizzano test ad elevata umidità per verificare l’ermeticità e le infiltrazioni d’acqua nelle apparecchiature. Un metodo di prova particolare prevede di testare la capacità di protezione dalla corrosione di un involucro semipermeabile di un dispositivo elettrico, sottoponendo l’involucro ad un rapido raffreddamento. Se l’effetto del raffreddamento è sufficientemente elevato questo provoca l’immissione di aria umida all’interno dell’involucro e la conseguente condensa del vapore acqueo.

Prove di corrosione in funzione del campo di applicazione

La Tabella 2 riporta quattro campi di applicazione caratterizzati da tre diverse corrosività dell’ambiente in cui un determinato componente si trova ad operare. Per ciascuna combinazione la tabella suggerisce quale sia la categoria di prova di corrosione più idonea per la qualifica dei prodotti (P = preferita, U utile per comparare prodotti simili, N = utile solo per controllo qualità su prodotti uguali).

Tabella 2 – Categoria di prova di corrosione e campi di applicazione.

Confronto tra alcune metodologie di prova

Per molte metodologie di prova sono disponibili, all’interno delle norme stesse, dati sull’entità della corrosione di campioni metallici standard sottoposti a tali test. Per illustrare come varia il processo corrosivo tra alcuni test standardizzati, nella Tabella 3 sono riportati i tempi medi di prova stimati per raggiungere una perdita di massa dell’acciaio al carbonio pari a 670 g/m², corrispondente a circa 5 anni di esposizione atmosferica nella categoria di corrosività media C3, così come definita dalla norma ISO 9224.

Tabella 3 – Confronto del tempo medio necessario per raggiungere una perdita in peso di acciaio al carbonio pari a 670 g/m² a seconda del metodo di prova.

Test ciclico vs. nebbia salina

Le figure seguenti mettono a confronto due piastrine standard rivestite con il medesimo processo di verniciatura sottoposte per 1008 ore a due tipi di prove diverse: a sinistra quella sottoposta ad un test di corrosione ciclico, a destra quella in nebbia salina neutra costante.

L’estensione della corrosione a partire dall’intaglio è chiaramente visibile su entrambi i campioni rivestiti ma molto più severa nel caso della corrosione ciclica.

Analoghe considerazioni possono venir fatte anche per l’immagine di copertina dove vengono illustrate due staffe identiche.

È sempre bene ricordare che non è possibile utilizzare i risultati delle prove di corrosione per predire il comportamento a lungo termine del rivestimento, poiché le condizioni ambientali incontrate nella pratica sono molto più complesse e perciò difficili da simulare.

I dati qui riportati devono essere intesi come espressione del know-how industriale accumulato nel corso degli anni.

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