Le camere per prove di corrosione ACS ed alcune recenti normative sulla resistenza dei componenti automobilistici.

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Maria Ferrara
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1 Leonardo Alemanno Torino, 27 Novembre 2013

2 Nel mondo si contano oltre 50 differenti metodi omologati per prove di resistenza alla corrosione in atmosfera salina. Questo testimonia quanto sia elevata la necessità di conoscere meglio il fenomeno della corrosione in modo da poterlo controllare più efficacemente. Per questa ragione la simulazione di condizioni che favoriscono l insorgere di processi chimici che provocano la corrosione è diventata sempre più complessa. Se per molti anni e per la maggior parte delle applicazioni il metodo più diffuso è stato quello dell ambiente saturo in nebbia salina, negli ultimi anni, in particolare nel settore automobilistico, si sono evoluti e sono andati diffondendosi, metodi di invecchiamento accelerati basati sull alternanza ciclica di condizioni di umido e condizioni di secco a temperature più elevate.

Per questa ragione la simulazione di condizioni che favoriscono l insorgere di processi chimici che provocano la corrosione è diventata sempre più complessa.

3 Normative: Organismi nazionali ed internazionali Principali organismi nazionali di omologazione delle prove di corrosione nel mondo: ASTM, SAE (USA) BS (UK) DIN, VDA (Germania) NF (Francia) UNI (Italia) JIS, JASO (Giappone) Molti di essi hanno un riconoscimento internazionale. L organismo internazionale è ISO Molte case automobilistiche hanno definito propri metodi di prova: In Italia: FIAT - IVECO In Germania: VW BMW In Francia: Renault PSA In Giappone: Nissan - Toyota Negli USA: GM - Chrysler

4 I vari metodi possono essere divisi in due categorie principali: Prove continue: L oggetto da provare è costantemente mantenuto in ambiente molto umido (nebbia salina). Prove alternate o cicliche: L oggetto da provare è esposto alternativamente a condizioni di alta umidità e a condizioni di clima secco. Nel secondo caso si ha una simulazione più vicina alla realtà, in cui le condizioni climatiche possono variare, come ad es.: dall umidità della pioggia o della notte al secco della tramontana o del giorno. Le prove cicliche sono nate oltre 25 anni fa, ma si sono evolute e maggiormente diffuse nell ultimo decennio e attualmente sono le più adottate dalle case automobilistiche in quanto offrono un maggior livello di affidabilità. Anche la divisione ACS (camere ambientali), oggi marchio di ATT, può vantare due metodi brevettati da oltre 20 anni per la riproduzione rispettivamente di corrosione sottopellicolare a bolle e filiforme.

Nel secondo caso si ha una simulazione più vicina alla realtà, in cui le condizioni climatiche possono variare, come ad es.

5 Il metodi sono stati omologati dalla UNICHIM (UNI): Metodo UNICHIM 741 (UNI 9590) corrosione sottopellicolare a bolle (scab corrosion) Metodo UNICHIM 692 (UNI 9399) corrosione filiforme Entrambi prevedono l alternanza di una fase in nebbia salina e di una fase di asciugatura e si differenziano solo per la temperatura e la durata delle due fasi. L apparecchiatura per effettuare prove secondo i sopra elencati metodi, oltre a poter eseguire altre tipologie di prove, ha marchio registrato DCTC che significa Dry Corrosion Test Cabinet.

fase di asciugatura e si differenziano solo per la temperatura e la durata delle due fasi.

6 La norma SAE J2334 Per ogni ciclo la fase salina è anticipata da caldo umido e seguita da caldo secco. Un ciclo di 24h è costituito da tre fasi: 1) 6h a +50 C e 100% UR (wetting) 2) 15min di nebbia salina 3) 17h e 45min a+60 e 50% UR Sono richiesti almeno 60 cicli La concentrazione di cloruro di sodio è 0,5%. Sui provini vanno eseguite delle incisioni per innescare la corrosione. Insieme ai provini vanno sottoposti a test dei campioni di cui è noto il comportamento alla corrosione.

e 50% UR Sono richiesti almeno 60 cicli La concentrazione di cloruro di sodio è 0,5%.

8 Concentrazione della soluzione salina La concentrazione di cloruro di sodio (NaCl) è 10 volte inferiore rispetto a quella dei tradizionali metodi (spruzzatura continua ASTM B117). Lo 0,5% di sale in acqua garantisce comunque un elevato livello di aggressività. Una concentrazione più elevata (5%) produrrebbe uno strato di sale sulla superficie del provino durante l asciugatura (fase secca). Lo strato proteggerebbe il prodotto da ulteriori attacchi. Importanza della temperatura La temperatura di + 60 C sembrerebbe piuttosto elevata, ma va considerato che durante la stagione estiva, le parti metalliche esposte all irraggiamento solare possono raggiungere questi valori anche nei paesi più a Nord. I processi chimici di ossidazione sono tanto più veloci quanto più elevata è la temperatura. Lo ione ferro (Fe++) formatosi durante la fase umida in corrispondenza delle incisioni, subisce ulteriori ossidazioni che portano alla formazione di triossido di ferro Fe 2 O 3 (ruggine), particolarmente veloce a temperature superiori ai +45 C circa. Il prodotto si presenta notoriamente come una polvere rossa che aumentando di volume (fino a 10 volte) causa il distaccamento della vernice dal supporto.

Una concentrazione più elevata (5%) produrrebbe uno strato di sale sulla superficie del provino durante l asciugatura (fase secca). Lo strato proteggerebbe il prodotto da ulteriori attacchi.

9 Importanza dell asciugatura (fase secca) La fase di secco a +60 C è ottenuta facendo circolare aria compressa nel volume di prova. L aria porta con se nuovo ossigeno sulla superficie soggetta alla prova. La ventilazione realizzata dall aria compressa asciuga il provino bagnato dalla precedente fase di nebbia salina, lasciando scoperte le microporosità della superficie. L ossigeno si insinua nelle microporosità lasciate dall evaporazione della soluzione salina, dando ulteriore spinta ai processi corrosivi.

La ventilazione realizzata dall aria compressa asciuga il provino bagnato dalla precedente fase di nebbia salina, lasciando

10 La nostra DCTC1200P W Immissione acqua Cappa in plexiglass per allagamento del fondo vasca Atomizzatore soluzione salina Valvola automatica scarico acqua di allagamento Immissione aria compressa

Atomizzatore soluzione salina Valvola automatica

12 La norma GMW Per ogni ciclo la fase salina è anteposta alle fasi umida e secca. Un ciclo di 24h è costituito da tre fasi: 1) 8h ambiente +25 C e 45% UR con fasi di spruzzatura salina nel mezzo. 2) 8h a +49 C e 100% UR (wetting) 3) 8h a+60 e 30% UR Sono richiesti almeno 40 cicli La concentrazione di cloruro di sodio è 0,9%. Sui provini vanno eseguite delle incisioni per innescare la corrosione. Insieme ai provini vanno sottoposti a test dei campioni di cui è noto il comportamento alla corrosione.

2) 8h a +49 C e 100% UR (wetting) 3) 8h a+60 e 30% UR Sono richiesti almeno 40 cicli La concentrazione di cloruro di sodio è

13 Ci sono anche norme Giapponesi che prevedono test accelerati secondo il metodo dell alternanza umido-secco. Tuttavia i requisiti sulle transizioni da una fase all altra sono più stringenti e richiedono che le macchine di prova vengano dotate di ulteriori accessori che le rendono più costose.

Tuttavia i requisiti sulle transizioni da una fase all altra sono più

14 Grazie

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