Test de pulvérisation de sel - Salt spray test
Le test au brouillard salin (ou test au brouillard salin ) est une méthode de test de corrosion standardisée et populaire , utilisée pour vérifier la résistance à la corrosion des matériaux et des revêtements de surface . Habituellement, les matériaux à tester sont métalliques (bien que la pierre, la céramique et les polymères puissent également être testés) et finis avec un revêtement de surface destiné à fournir un degré de protection contre la corrosion au métal sous-jacent.
Le test au brouillard salin est un test de corrosion accéléré qui produit une attaque corrosive sur les échantillons revêtus afin d'évaluer (principalement de manière comparative) l'aptitude du revêtement à être utilisé comme finition protectrice. L'apparition de produits de corrosion ( rouille ou autres oxydes) est évaluée après une période de temps prédéterminée. La durée du test dépend de la résistance à la corrosion du revêtement ; généralement, plus le revêtement est résistant à la corrosion, plus la période d'essai avant l'apparition de la corrosion ou de la rouille est longue.
Le test au brouillard salin est l'un des tests de corrosion les plus répandus et les plus anciens. ASTM B117 a été la première norme internationalement reconnue sur le brouillard salin, publiée à l'origine en 1939. D'autres normes pertinentes importantes sont ISO 9227, JIS Z 2371 et ASTM G85.
Application
Les tests au brouillard salin sont populaires car ils sont relativement peu coûteux, rapides, bien standardisés et raisonnablement reproductibles. Bien qu'il puisse y avoir une faible corrélation entre la durée du test au brouillard salin et la durée de vie prévue d'un revêtement dans certains revêtements tels que l'acier galvanisé à chaud , ce test a gagné en popularité dans le monde entier en raison de son faible coût et de ses résultats rapides. La plupart des chambres de brouillard salin sont aujourd'hui utilisées NON pour prédire la résistance à la corrosion d'un revêtement, mais pour maintenir les processus de revêtement tels que le prétraitement et la peinture, la galvanoplastie, la galvanisation, etc., sur une base comparative. Par exemple, les composants prétraités + peints doivent passer 96 heures au brouillard salin neutre pour être acceptés pour la production. Le non-respect de cette exigence implique une instabilité du processus chimique du prétraitement, ou de la qualité de la peinture, qui doit être traitée immédiatement afin que les lots à venir soient de la qualité souhaitée. Plus le test de corrosion accélérée est long, plus le processus reste incontrôlable et plus importante est la perte sous forme de lots non conformes. L'application principale de l'essai au brouillard salin est donc de permettre des comparaisons rapides entre la résistance à la corrosion réelle et attendue . Le plus souvent, le temps nécessaire pour que les oxydes apparaissent sur les échantillons testés est comparé aux attentes, afin de déterminer si le test est réussi ou échoué. Pour cette raison, le test au brouillard salin est le plus souvent déployé dans un rôle d'audit qualité, où, par exemple, il peut être utilisé pour vérifier l'efficacité d'un processus de production, comme le revêtement de surface d'une pièce métallique. Le test au brouillard salin a peu d'application pour prédire comment les matériaux ou les revêtements de surface résisteront à la corrosion dans le monde réel, car il ne crée, ne reproduit ou n'accélère pas les conditions corrosives du monde réel. Les tests de corrosion cycliques sont mieux adaptés à cela.
Test de l'Équipement
L'appareil d'essai se compose d'une armoire/chambre d'essai fermée, où une solution d'eau salée (5% NaCl) est atomisée au moyen de buses de pulvérisation utilisant de l'air sous pression. Cela produit un environnement corrosif de brouillard d'eau salée dense (également appelé brouillard ou pulvérisation) dans la chambre, de sorte que les échantillons d'essai exposés à cet environnement sont soumis à des conditions extrêmement corrosives. Les volumes de chambres varient d'un fournisseur à l'autre. S'il y a un volume minimum requis par une norme d'essai de brouillard salin particulière, cela sera clairement indiqué et doit être respecté. Il existe un consensus historique général selon lequel des chambres plus grandes peuvent fournir un environnement de test plus homogène.
Les variations des solutions d'essai au brouillard salin dépendent des matériaux à tester. Le test le plus courant pour les matériaux à base d'acier est le test au brouillard salin neutre (souvent abrégé en NSS) qui reflète le fait que ce type de solution de test est préparé à un pH neutre de 6,5 à 7,2. Les résultats sont généralement représentés en heures de test en NSS sans apparition de produits de corrosion (par exemple 720 h en NSS selon ISO 9227). Les solutions d'eau de mer synthétique sont également couramment spécifiées par certaines entreprises et normes. D'autres solutions de test contiennent d'autres produits chimiques, notamment de l'acide acétique (souvent abrégé en ASS) et de l'acide acétique avec du chlorure de cuivre (souvent abrégé en CASS) chacun choisi pour l'évaluation des revêtements décoratifs, tels que le cuivre-nickel-chrome électrolytique, le cuivre électrolytique nickel ou aluminium anodisé . Ces solutions d'essai acidifiées ont généralement un pH de 3,1 à 3,3
Certaines sources ne recommandent pas d'utiliser les armoires de test ASS ou CASS de manière interchangeable pour les tests NSS, en raison du risque de contamination croisée . On prétend qu'un nettoyage en profondeur de l'armoire après le test CASS est très difficile. L'ASTM n'aborde pas cette question, mais l' ISO 9227 ne le recommande pas et si cela doit être fait, préconise un nettoyage en profondeur.
Bien que la majorité des tests au brouillard salin soient continus, c'est-à-dire; les échantillons testés sont exposés à la génération continue de brouillard salin pendant toute la durée de l'essai, quelques-uns ne nécessitent pas une telle exposition. De tels tests sont communément appelés tests de brouillard salin modifiés. ASTM G85 est un exemple de norme de test qui contient plusieurs tests de brouillard salin modifiés qui sont des variantes du test de brouillard salin de base.
Essais modifiés au brouillard salin
ASTM G85 est la norme de test mondiale la plus populaire couvrant les tests de brouillard salin modifiés. Il existe au total cinq tests de ce type, mentionnés dans la norme ASTM G85 en tant qu'annexes A1 à A5.
Bon nombre de ces tests modifiés sont apparus à l'origine dans un secteur industriel particulier , afin de répondre au besoin d'un test de corrosion capable de reproduire les effets de la corrosion naturelle et d'accélérer ces effets.
Cette accélération résulte de l'utilisation de solutions de brouillard salin chimiquement modifiées, souvent combinées avec d'autres climats d'essai et dans la plupart des cas, le cycle relativement rapide de ces climats d'essai au fil du temps. Bien que populaire dans certaines industries, les essais de pulvérisation de sel modifié a souvent été remplacé par un essai de corrosion cyclique (CCT) Le type de chambres d'essais environnementaux utilisés pour les essais de pulvérisation de sel modifié ASTM G85 sont généralement semblables aux chambres utilisées pour tester à la norme ASTM B117 , mais aura souvent des fonctionnalités supplémentaires, telles qu'un système de contrôle automatique du cycle climatique.
ASTM G85 Annexe A1 - Test de brouillard salin d' acide acétique (non cyclique) Ce test peut être utilisé pour déterminer la résistance relative à la corrosion du chromage décoratif sur l' acier et le moulage sous pression à base de zinc lorsqu'il est exposé à un climat de brouillard salin d' acide acétique à une température élevée. Température. Ce test est également appelé test ASS. Les éprouvettes sont placées dans une enceinte fermée et exposées à une pulvérisation indirecte continue de solution d'eau salée, préparée conformément aux exigences de la norme d'essai et acidifiée (pH 3,1–3,3) par addition d'acide acétique. Ce spray est réglé pour tomber sur les spécimens à un débit de 1 à 2 ml/80 cm 2 /heure, à une température de chambre de 35 °C. Ce climat est maintenu dans des conditions d'équilibre constant. La durée du test est variable.
ASTM G85 Annexe A2 – Test de brouillard salin acidifié (cyclique).
Ce test peut être utilisé pour tester la résistance relative à la corrosion des alliages d' aluminium lorsqu'ils sont exposés à un climat changeant de brouillard salin d'acide acétique, suivi d'un séchage à l'air, suivi d'une humidité élevée, le tout à une température élevée. Ce test est également appelé test MASTMAASIS. Les échantillons d'essai sont placés dans une chambre fermée et exposés à un climat changeant qui comprend le cycle de répétition en 3 parties suivant. 0,75 heures d'exposition à une pulvérisation indirecte continue d'une solution d'eau salée, préparée conformément aux exigences de la norme d'essai et acidifiée (pH 2,8–3,0) par addition d'acide acétique. Ce spray est réglé pour tomber sur les spécimens à un débit de 1 à 2 ml/80 cm 2 /heure. Ceci est suivi d'une exposition de 2 heures à un climat de séchage à l'air (purge). Ceci est suivi d'une exposition de 3,25 heures à un climat à forte humidité qui monte progressivement entre 65% RH et 95% RH. L'ensemble du cycle d'essai se fait à une température de chambre constante de 49 °C. Le nombre de répétitions de cycle et donc la durée du test est variable.
ASTM G85 Annexe A3 - Test d'acidification de l'eau de mer (cyclique)
Ce test peut être utilisé pour tester la résistance relative à la corrosion des alliages d'aluminium revêtus ou non revêtus et d'autres métaux, lorsqu'ils sont exposés à un climat changeant de pulvérisation d'eau de mer synthétique acidifiée , suivi d'une humidité élevée, à la fois à une température élevée. Ce test est également appelé test SWAAT. Les échantillons d'essai sont placés dans une chambre fermée et exposés à un climat changeant qui comprend le cycle de répétition en 2 parties suivant. Tout d'abord, une exposition de 30 minutes à une pulvérisation indirecte continue d'une solution d'eau de mer synthétique, préparée conformément aux exigences de la norme d'essai et acidifiée (pH 2,8–3,0) par addition d'acide acétique. Ce spray est réglé pour tomber sur les spécimens à un débit de 1 à 2 ml/80 cm 2 /heure. Ceci est suivi d'une exposition de 90 minutes à un climat très humide (supérieur à 98% HR). L'ensemble du cycle d'essai se fait à une température de chambre constante de 49 °C (peut être réduite à 24–35 °C pour les éprouvettes à revêtement organique). Le nombre de répétitions de cycle et donc la durée du test est variable.
ASTM G85 Annexe A4 – SO
2 Test au brouillard salin (cyclique)
Ce test peut être utilisé pour tester la résistance relative à la corrosion d'échantillons de produits susceptibles de rencontrer un SO combiné
2/environnement de brouillard salin/pluie acide pendant leur durée de vie habituelle. Les spécimens d'essai sont placés dans une chambre fermée et exposés à 1 des 2 cycles climatiques changeants possibles. Dans les deux cas, l'exposition aux embruns salés peut être de l'eau salée ou de l'eau de mer synthétique préparée conformément aux exigences de la norme d'essai. Le cycle d'essai et les solutions de pulvérisation les plus appropriés doivent être convenus entre les parties.
Le premier cycle climatique comprend une pulvérisation indirecte continue d'une solution neutre (pH 6,5–7,2) d'eau salée/eau de mer synthétique, qui tombe sur les spécimens à raison de 1–2 ml/80 cm 2 /heure. Lors de cette pulvérisation, la chambre est dosée en SO
2gaz à raison de 35 cm 3 /minute/m 3 de volume de chambre, pendant 1 heure toutes les 6 heures de pulvérisation. L'ensemble du cycle d'essai s'effectue à une température de chambre constante de 35 °C. Le nombre de répétitions de cycle et donc la durée du test est variable.
Le deuxième cycle climatique comprend 0,5 heure de pulvérisation indirecte continue d'une solution neutre (pH 6,5–7,2) d'eau salée/eau de mer synthétique, qui tombe sur les spécimens à raison de 1–2 ml/80 cm 2 /heure. Ceci est suivi de 0,5 heure de dosage avec du SO
2gaz à raison de 35 cm 3 /minute/m 3 de volume de la chambre. Ceci est suivi de 2 heures de trempage à haute humidité. L'ensemble du cycle d'essai s'effectue à une température de chambre constante de 35 °C. Le nombre de répétitions de cycle et donc la durée du test est variable.
ASTM G85 Annexe A5 - Essai de brouillard/sec de sel électrolytique dilué (cyclique)
Ce test peut être utilisé pour tester la résistance relative à la corrosion des peintures sur acier lorsqu'elles sont exposées à un climat changeant de brouillard salin dilué à température ambiante, suivi d'un séchage à l'air à température élevée. C'est un test populaire dans l'industrie des revêtements de surface, où il est également appelé test PROHESION. Les échantillons d'essai sont placés dans une chambre fermée et exposés à un climat changeant avec le cycle en 2 parties suivant. Tout d'abord, une exposition d'une heure à une pulvérisation indirecte continue d'une solution d'eau salée, préparée conformément aux exigences de la norme d'essai et acidifiée (pH 3,1–3,3) par addition d'acide acétique. Ce spray est réglé pour tomber sur les spécimens à un débit de 1 à 2 ml/80 cm 2 /heure, à une température ambiante de la chambre (21 à 27 °C). Ceci est suivi d'une exposition d'une heure à un climat de séchage (purge) à l'air à 35 °C. Le cycle se répète jusqu'à ce que la durée souhaitée soit atteinte.
Standardisation
La construction de la chambre, la procédure de test et les paramètres de test sont normalisés selon les normes nationales et internationales, telles que ASTM B 117 et ISO 9227. Ces normes décrivent les informations nécessaires pour effectuer ce test ; paramètres d'essai tels que la température, la pression atmosphérique de la solution pulvérisée, la préparation de la solution pulvérisée, la concentration, le pH , etc. Une vérification quotidienne des paramètres d'essai est nécessaire pour montrer la conformité aux normes, de sorte que les enregistrements doivent être conservés en conséquence. Les normes ASTM B117 et ISO 9227 sont largement utilisées comme normes de référence. Les armoires d'essai sont fabriquées selon les exigences spécifiées ici.
Cependant, ces normes d'essai ne renseignent pas sur les périodes d'essai des revêtements à évaluer, ni sur l'apparition de produits de corrosion sous forme de sels. Les exigences sont convenues entre le client et le fabricant. Dans l'industrie automobile, les exigences sont spécifiées dans les spécifications des matériaux. Différents revêtements ont un comportement différent dans le test au brouillard salin et, par conséquent, la durée du test sera différente d'un type de revêtement à l'autre. Par exemple, une pièce typique en zinc électrolytique et en acier passivé jaune dure 96 heures dans un test au brouillard salin sans rouille blanche . Les pièces en acier zinc-nickel galvanisé peuvent durer plus de 720 heures dans le test NSS sans rouille rouge (ou 48 heures dans le test CASS sans rouille rouge) Des exigences sont établies en termes de durée de test (heures) et les revêtements doivent être conformes aux périodes de test minimales.
L'eau de mer artificielle qui est parfois utilisée pour les tests au brouillard salin peut être trouvée chez ASTM International . La norme pour l'eau de mer artificielle est la norme ASTM D1141-98, qui est la pratique standard pour la préparation d'eau de mer de substitution.
Les usages
Les revêtements typiques qui peuvent être évalués avec cette méthode sont :
- Surfaces phosphatées (prétraitées) (avec ensuite peinture/apprêt/laque/antirouille)
- Placage de zinc et d'alliage de zinc (voir aussi galvanoplastie ). Voir ISO 4042 pour des conseils
- Chrome électrolytique , nickel , cuivre , étain
- Revêtements non appliqués électrolytiquement, tels que les revêtements de zinc lamellaire selon ISO 10683
- Revêtements organiques, tels que les produits antirouille
- Couche de peinture
Les surfaces galvanisées à chaud ne sont généralement pas testées dans un essai au brouillard salin (voir ISO 1461 ou ISO 10684). La galvanisation à chaud produit des carbonates de zinc lorsqu'elle est exposée à un environnement naturel, protégeant ainsi le métal de revêtement et réduisant le taux de corrosion. Les carbonates de zinc ne sont pas produits lorsqu'un spécimen galvanisé à chaud est exposé à un brouillard salin, par conséquent, cette méthode d'essai ne donne pas une mesure précise de la protection contre la corrosion. L'ISO 9223 donne les lignes directrices pour une mesure correcte de la résistance à la corrosion pour les éprouvettes galvanisées à chaud.
Les surfaces peintes avec un revêtement galvanisé à chaud sous-jacent peuvent être testées selon cette méthode. Voir ISO 12944-6.
Les périodes d'essais vont de quelques heures (par exemple 8 ou 24 heures pour l'acier phosphaté) à plus d'un mois (par exemple 720 heures de revêtements zinc-nickel, 1000 heures de certains revêtements de zinc lamellaire).
Bibliographie
- Finition en métal. Numéro de guide et d'annuaire. Publié par Metal Finishing Magazine, 1996
Voir également
- Corrosion
- Ingénierie de la corrosion
- Essais de corrosion cyclique
- Chambre environnementale
- Normes industrielles japonaises
- ASTM International
- Organisation internationale de normalisation
Lectures complémentaires
- Norme d'essai au brouillard salin modifié ASTM G85
- Deutsches Institut für Normung eV DIN 50021 Sprühnebelprüfungen mit verschiedenen Natriumchloridlösungen. Beuth Verlag GmbH, 1988. Cette norme a été remplacée par l'ISO 9227 et elle n'est mentionnée qu'à des fins bibliographiques
- ISO Organisation internationale de normalisation. ISO 9227 Essais de corrosion en atmosphères artificielles — Essais au brouillard salin, 2006
- ISO Organisation internationale de normalisation. ISO 4628-3 Peintures et vernis. Évaluation de la dégradation des revêtements. Désignation de la quantité et de la taille des défauts, et de l'intensité des changements uniformes d'apparence. Partie 3 Évaluation du degré de rouille
- MIL-STD-810 Considérations d'ingénierie environnementale et tests de laboratoire
- Conditions d'essai, méthode et application de l'ASTM B117