Las superficies de acero se limpian con frecuencia mediante impacto abrasivo o con herramientas eléctricas antes de la aplicación de recubrimientos protectores. El perfil resultante superficie debe evaluarse con precisión para garantizar el cumplimiento de las especificaciones del trabajo o del contrato.
Pero, ¿es la altura del perfil por sí sola (el parámetro que se mide con más frecuencia) un buen indicador del rendimiento a largo plazo recubrimiento ?
En este artículo se informa sobre pruebas recientes en las que se comparan numerosos perfiles con la adhesión de arranque. Se utilizó un dispositivo de campo sencillo y de bajo costo para obtener 3 parámetros de perfil a partir de la medición de una cinta de réplica: altura del perfil, densidad de pico y área de superficie desarrollada. Las superficies de prueba se volvieron a medir con complejos y costosos microscopios 3D y los resultados se compararon con los de la cinta de réplica.
El chorro abrasivo y la limpieza con herramientas eléctricas de las superficies de acero eliminan los recubrimientos anteriores, la cascarilla de laminación, el óxido y los contaminantes. Además, raspan la superficie para mejorar recubrimiento adherencia . El perfil resultante superficie , o patrón de anclaje, está compuesto por un complejo entramado de picos y valles que debe evaluarse con precisión para garantizar el cumplimiento de las especificaciones del trabajo o del contrato y asegurar el éxito del proyecto de recubrimiento (Fig. 1).
En general, se acepta que la naturaleza de estas superficies predice el rendimiento del revestimiento a largo plazo. Las características de una superficie chorreada incluyen la altura del pico, la densidad del pico, el área superficial desarrollada, la angulosidad, la nitidez y la forma. Hoy en día sólo se mide habitualmente la altura de pico (H). Si esta altura es insuficiente, la pintura no se adherirá. Si es demasiado grande, se necesita más pintura para Llenar los "valles" y los picos altos pueden sobresalir a través de la pintura y convertirse en focos de corrosión.
Los primeros métodos de caracterización consistían en patrones visuales que se colocaban sobre el superficie sometido a chorro de arena para su comparación. Aunque todavía se utiliza en la actualidad, esta solución cualitativa ha sido sustituida en gran medida por dispositivos cuantitativos medición , cuyo precio y complejidad varían en función de si están destinados al uso sobre el terreno o en laboratorio. Los métodos de campo más populares en la actualidad consisten en medir la altura media de pico a valle del perfil utilizando micrómetros de profundidad y/o cinta réplica.
Un micrómetro de profundidad superficie con perfilador cuenta con una base plana que se apoya sobre la superficie superficie y una punta con resorte sonda que se hunde en los valles del perfil superficie . La base plana se apoya en los picos más altos y, por lo tanto, cada medición corresponde a la distancia entre los picos locales más altos y el valle concreto en el que se ha hundido la punta. Estos dispositivos, destinados generalmente a superficies planas, tienen la ventaja de medir grandes alturas de perfil que superan el rango de la mayoría de los demás instrumentos (Fig. 2).
cinta réplica, objeto de este artículo, se conoce desde hace tiempo por su capacidad para caracterizar superficies. Es sencillo, relativamente económico y resulta especialmente útil en superficies curvas. Su funcionamiento se describe en varias normas internacionales, entre ellasla ASTM1D44172, la ISO8503-53, la NACERP02874 y la AS 3894.55.
cinta réplica Consta de una capa de espuma compresible fijada a una lámina de poliéster incompresible sustrato con un espesor muy uniforme espesor de 2 mils +0,2mils⁶(50,8 micras + 5 micras). Al presionarla contra un acero rugoso superficie , la espuma se comprime y forma una impresión del superficie. Al colocar la cinta comprimida entre los yunques de un micrómetro espesor medidor y restar la contribución del material incompresible sustrato, 2 mils o 50,8 micras, se obtiene una medida de la altura del perfil superficie (Fig. 3).
En 1974, Keane et al.⁷señalaron que una superficie superficie preparada para la pintura mediante limpieza con chorro de arena no podía describirse completamente midiendo únicamente la distancia entre picos y valles (H). Su artículo respaldaba la experiencia práctica, que sugería que existía otro parámetro importante además de H, a saber, el número de picos por unidad de longitud (recuento de picos - Pc) o el número de picos por unidad de superficie (densidad de picos - Pd). Además de aumentar el área de unión superficie , el artículo explicaba que el aumento del número de picos en un área definida incrementaba la angularidad de dicha área. Esto ejercía una mayor tensión de cizallamiento adherencia sobre el recubrimiento en lugar de una tensión de tracción (desprendimiento). Esto aumentaba recubrimiento la resistencia de la unión del recubrimiento aplicado, ya que los valores de cizallamiento son siempre superiores a los de tracción. El recubrimiento aplicado, por supuesto, debe humedecer al 100 % el superficie.
La figura 4 es un ejemplo simplificado de por qué TANTO la altura de los p icos como la densidad de los picos son importantes para comprender el rendimiento del revestimiento. Las dos superficies tienen geometrías diferentes, pero sus mediciones de altura son las mismas. Para obtener una imagen más clara de la superficie disponible para la adhesión, también deben obtenerse mediciones de la cantidad de picos. Además, ambos valores medidos permiten investigar el aumento de la superficie resultante del proceso de granallado.
No cabe duda de que las mediciones de la densidad de picos son importantes para la industria de la corrosión, pero el problema hasta ahora es que los recuentos de picos no han sido fáciles de determinar.
En junio de 2005, un importante artículo de Roper et al.⁸reveló que el recuento de picos podía controlarse y que, al igual que la altura de los picos, influía en el rendimiento de l recubrimiento . Su trabajo dio lugar a la creación de la norma ASTMD71279, que también se publicó ese mismo año.
En un artículo de seguimiento del año siguiente concluyeron que "los perfiles de acero óptimos para una amplia gama de revestimientos industriales estándar que mojarán completamente las superficies son una altura de perfil de 2 a 3 mil (50 a 75 micras) y un recuento de picos entre 110 y 150 picos/pulgada (40 y 60 picos/cm)". "El número de picos óptimo para un revestimiento concreto depende de sus propiedades reológicas". Explicaron que "una regla general para ajustar el recuento de picos con el fin de optimizar el rendimiento del revestimiento es utilizar el abrasivo más pequeño y duro que pueda hacer el trabajo. Para obtener una superficie uniforme, hay que controlar la técnica de granallado y el tamaño de las partículas del abrasivo. El revestimiento debe ser capaz de mojar completamente la superficie".10
Los autores recomendaron que en el sector de la corrosión se utilizaran los instrumentos de rugosidad « palpador », los mejores instrumentos de campo disponibles at en aquel momento, para obtener los dos datos fundamentales sobre el perfil:la alturade los picos yla densidad de los picos.
palpador Los instrumentos de rugosidad registran los movimientos ascendentes y descendentes de un e palpador e externo que recorre una superficie superficie (fig. 5). Miden un parámetro de altura denominado Rt, de conformidad conla norma ISO 11428712, que corresponde a la distancia vertical entre el pico más alto y el valle más bajo dentro de cualquier longitud de evaluación dada de 0,5 pulgadas (12,5 mm). Se realizan cinco trazos y se calcula la media de los valores de Rt para obtener el valor medio de las distancias máximas entre el pico y el valle.
Un estudiocomparativo de la ASTM realizado en 2011¹³ determinó que la altura de pico a valle (Rt), medida con instrumentos de rugosidad de tipo « palpador », guardaba una estrecha relación con el valor H, medido con micrómetros de profundidad y cinta réplica.
Pero si los instrumentos de rugosidad de palpador pudieran generar mediciones tanto de la altura de los picos como del número de picos detectados a lo largo de una longitud de muestreo, ¿por qué el sector de la corrosión ha tardado tanto en adoptarlos?
Es probable que esta reticencia se deba a razones económicas y prácticas. palpador Los instrumentos de medición de rugosidad son, por naturaleza, frágiles, ya que dependen de un palpador calibrado con precisión que a menudo sobresale del cuerpo del propio dispositivo. Su configuración y manejo pueden resultar complejos, y proporcionan una serie de parámetros de rugosidad que revisten un interés limitado para la industria de los recubrimientos. Es probable que todos estos factores disuadan a los posibles usuarios.
¿Qué otras soluciones de medición existen? En el sector de la corrosión se cree, aunque no hay datos que lo respalden, que los dispositivos definitivos medición deben utilizar métodos de laboratorio como la interferometría de luz blanca, la microscopía de variación de enfoque, la microscopía láser confocal y la microscopía de fuerza atómica. Sin embargo, estos potentes dispositivos se enfrentan a dificultades a la hora de medir superficies complejas tratadas con chorro de arena. Su adquisición resulta costosa, no funcionan sobre el terreno y requieren una formación exhaustiva para configurar los innumerables parámetros de prueba necesarios para el análisis topográfico, entre los que se incluyen aspectos como las regiones de banda muerta, los gráficos de escala de área, el análisis de escala de complejidad, los filtros, la unión de imágenes y los tamaños de los parches espaciales.
Los profesionales de la corrosión simplemente quieren saber si tienen una buena superficie sobre la que aplicar un revestimiento. ¿Se ha preparado la superficie adecuadamente? ¿Es aceptable para el cliente? Quieren objetivos medibles y parámetros de granallado ajustables con los que cumplir esos objetivos.
Por lo tanto, es conveniente disponer de un instrumento de campo asequible y resistente, diseñado específicamente para el sector de la corrosión, que proporcione mediciones tanto de la altura del pico (H) como de la densidad del pico (Pd), con el fin de ofrecer a los inspectores una predicción más significativa y funcionalmente correlativa del comportamient recubrimiento e durante la preparación de l superficie .
La solución la ofrece cinta réplica. No es muy conocido que las réplicas de superficie obtenidas mediante la cinta de Testex contengan mucha más información que la simple altura de los picos medida con un micrómetro. Se puede obtener información relevante a través dela imagen digital.
La cinta de réplica se ha utilizado para medir el perfil del acero granallado por abrasión desde finales de la década de 1960. Su funcionamiento se describe en varias normas internacionales, como la ASTM D4417, la ISO 8503-5 y la NACE RP0287. En comparación con otros métodos, tiene las ventajas de la robustez, un costo de puesta en marcha relativamente bajo, una buena repetibilidad y la posibilidad de conservar una réplica física de la superficie evaluada. El método es ampliamente utilizado y comprendido. (Fig.7)
Una ventaja adicional, a veces subestimada, es que, a diferencia de las técnicas de « palpador », el método de réplica toma muestras de un área bidimensional (2D) contigua lo suficientemente grande como para obtener estadísticas fiables. Por ejemplo, un solo escaneo con un medidor de rugosidad electrónico superficie toma muestras de una línea a lo largo de una superficie tratada con chorro abrasivo superficie de 12,5 mm (0,5”) de largo y 10 μm de ancho, lo que supone un área total de 0,12 mm². Una sola réplica de espuma plástica toma muestras de aproximadamente 31 mm², un área 250 veces mayor. Un nuevo enfoque consiste en utilizar una propiedad de la cinta que está relacionada con su capacidad para replicar superficies, pero que es diferente de ella, es decir, el aumento de la transmisión óptica de la cinta en los puntos donde se comprime. La transmisión es proporcional al grado de compresión. Muchas de las pruebas realizadas para este artículo utilizaron los grados «Coarse» y «X-Coarse» existentes de cinta réplica. Para mejorar la resolución óptica y reducir los artefactos ópticos, laempresa Testex ¹⁴también suministró una versión de grado óptico de su cinta del grado «X-Coarse», que se ha comercializado recientemente.
Una fotografía de un trozo de cinta retroiluminada (Fig.9) revela zonas claras de mayor compresión (picos) y zonas oscuras de menor compresión (valles).
Aplicando el principio de transparencia, el recuento de picos puede determinarse simplemente contando los puntos brillantes en la imagen digital de la impresión obtenida en sensor. Estas mediciones de brillo se corresponden con mediciones de « espesor », que, a su vez, reflejan el perfil del original superficie. Un instrumento portátil (fig. 11) puede identificar los picos y determinar la densidad de picos por unidad de superficie, es decir, cuántos picos hay por milímetro cuadrado, o Pd, tal y como se define en la norma ASME B46.115.
Aunque son muy utilizados en la industria del mecanizado de metales, los medidores de rugosidad basados en el método « palpador » se enfrentan a dificultades debido a los complejos patrones generados por las operaciones de limpieza « superficie ». Estos medidores solo miden una única línea sobre una superficie rugosa « superficie » y la mayoría de las características que registran como «picos» son, en realidad, «hombros de picos», en los que el « palpador » ha trazado el contorno por el lateral del pico en lugar de por la parte superior del mismo (Fig. 16). Por el contrario, los contadores de picos cinta réplica , al igual que los delicados y costosos perfilómetros ópticos interferométricos de laboratorio, calculan las densidades reales de picos en dos dimensiones.
Otra ventaja de estas imágenes es que se utilizan más datos para obtener cada medición (1 000 000 de puntos para un único cinta réplica medición frente a 5 000 puntos para un único escaneo de 1” palpador ). Además, todo ello se lleva a cabo con un instrumento de campo resistente que utiliza hardware económico para obtener superficie datos de caracterización similares a los que se obtienen con instrumentos de laboratorio.
Una vez aplicada la relación grosor/transparencia a la interpretación de la imagen de intensidad, pueden extraerse otros parámetros de caracterización de la superficie mediante un software de representación tridimensional (3D). El resultado son mapas en 3D de la superficie del acero granallado a un costo muy inferior al de los dispositivos de perfilado interferométrico o confocal. En las figuras 10 a 12 se muestra un ejemplo de cómo funciona el proceso.
A partir de las imágenes 3D es posible medir un último parámetro relacionado que se cree que ayuda a promover la unión química y mecánica, es decir, el aumento de la superficie resultante de una operación de granallado. Sdr es la relación de área interfacial desarrollada16 expresada como el porcentaje de área superficial adicional aportada por la textura en comparación con un plano ideal del tamaño de la región de medición. Los profesionales del revestimiento creen que este parámetro del perfil ofrece una correlación funcional con la técnica de aplicación al proporcionarles un valor de rugosidad, es decir, el área superficial adicional creada por el granallado como incremento porcentual (área real / área x-y).17 Sin embargo, las discusiones posteriores en este documento sugerirán que hay poco mérito práctico en informar sobre el área superficial desarrollada en la industria de la limpieza por chorro.
Para validar las mediciones en 3D cinta réplica , se compararon los dos nuevos parámetros obtenidos a partir de la cinta —la densidad máxima (Pd) y el área desarrollada superficie (Sdr)— con dos métodos consolidados superficie de medición de la rugosidad medición : la microscopía confocal y la profilometría palpador .
El primer paso que se dio fue confirmar que las imágenes de intensidad luminosa de la cinta réplica arrojaban valores de Pd y Sdr comparables a los obtenidos con métodos de laboratorio conocidos. Se realizó un estudio utilizando tres paneles de acero preparados por KTA Labs18. Se utilizaron los medios de granallado Amasteel G-50, GMA Garnet Coarse y Amasteel S-230/G40. Los tres paneles se enviaron a WPI19 junto con 3 juegos de cinta de réplica bruñida de grado óptico para su medición con un microscopio confocal LEXT (Fig.13).
Las imágenes fueron marcadas at el valor medio más el 10% de Sz20. Todas las islas mayores de 1.000 μm2 se contaron como pico para fines comparativos. Los resultados fueron comparables (Fig. 14).
Para comparar las mediciones obtenidas a partir de imágenes 3D de cinta réplica con las de los instrumentos de rugosidad de palpador , se realizaron mediciones de la densidad de picos en los cinco paneles utilizados en el estudio de prueba interlaboratorial de la ASTM de 2011. Esto proporcionó palpador resultados de ensayo de once operadores independientes que midieron el recuento de picos lineales ( Pc , Rpc) cinco veces en cada uno de los cinco paneles utilizando tres instrumentos de rugosidad palpador disponibles en el mercado: el Mitutoyo SJ-201, el Taylor Hobson Surtronic 25 y el MahrSurf PS1.
Para obtener datos de imagen en 3D mediante el método « cinta réplica », se realizaron tres pulidos en cada panel utilizando un disco de pulido de grado óptico cinta réplica y se midieron con el sistema de imagen « PosiTector » 6000 RTR-P cinta réplica (fig. 11).
Dado que los instrumentos de rugosidad palpador proporcionan un medición en 2D en picos/mm y que el método cinta réplica en 3D ofrece mediciones en picos/mm², los dos conjuntos de datos no son directamente comparables. A efectos de este análisis, las mediciones de rugosidad palpador se elevaron al cuadrado, de modo que ambas técnicas medición proporcionaran mediciones comparables desde el punto de vista dimensional. En la figura 15 se resume una comparación de los métodos medición .
Como puede verse en este gráfico, existe una fuerte relación lineal entre los dos métodos de medición. Las mediciones en cuatro de los cinco paneles probados se sitúan dentro de una desviación de estándar de una línea de tendencia que pasa por el origen. Sin embargo, de la figura 15 pueden extraerse dos observaciones. En primer lugar, no existe una relación 1:1 entre los dos métodos de medición. En segundo lugar, los datos no se ajustan perfectamente a la línea de tendencia, por lo que el valor R2 es de 0,91.
No es de extrañar que no exista una relación 1:1 entre las medidas al cuadrado del instrumento palpador y los métodos de obtención de imágenes en 3D. Aunque al elevar al cuadrado las medidas del instrumento palpador se obtienen medidas con las mismas dimensiones, esto no tiene en cuenta la naturaleza bidimensional del instrumento palpador . Por ejemplo, al trazar una línea recta es posible cruzar una cresta varias veces, lo que da lugar a múltiples «picos» donde, en realidad, solo hay un único pico adyacente a la trayectoria de palpador. Además, la clasificación de lo que constituye un «pico» en tres dimensiones no es trivial, y es probable que el análisis de imágenes 3D pase por alto características que se registrarían como un pico en el medidor de rugosidad palpador .
palpador Los instrumentos de rugosidad pueden registrar 0, 1 o 2 picos, dependiendo del recorrido de la traza. No está claro por qué los datos no se ajustan perfectamente a la línea de tendencia. Dado que cada uno de los cinco paneles de ensayo estaba destinado a reflejar una amplia gama de métodos de preparación diferentes, es probable que la discrepancia se deba, at al menos en parte, a las limitaciones del instrumento palpador . En perfiles con picos agudos y estrechos, el palpador a veces puede rodear el pico, en lugar de pasar por encima de él. Esto puede provocar que el palpador instrumento subestimelectura en algunos perfiles.
Dada la investigación anterior de Roper et. al. sobre la correlación entre la adherencia y tanto la altura del perfil (H) como la densidad del pico (Pd), se llevó a cabo un estudio para determinar si los métodos de obtención de imágenes de cinta de réplica en 3D daban resultados similares. Se prepararon veinticinco muestras de acero mediante Sponge-Jet21 utilizando una variedad de medios de granallado. Tras el granallado, se realizaron mediciones con la réplica de cinta 3D. A continuación, se rociaron las muestras con un revestimiento epoxi, uno acrílico de dos componentes y uno compuesto de polímero, y se dejaron curar. A continuación, se realizaron tres ensayos de adherencia por arrancamiento en cada muestra siguiendo el método de ensayo descrito en la norma ASTM D454122, utilizando un probador de adherencia por arrancamiento hidráulico de tipo V descrito en el anexo A4 (método de ensayo E) de dicha página web estándar (Fig. 17).
En el artículo de 2006 de Roper et.al, se teorizaba que "según la experiencia de los autores, los perfiles de acero óptimos para una amplia gama de revestimientos industriales de estándar que mojarán completamente las superficies tienen una altura de perfil de 2 a 3 mil (50 a 75 micras)". Las observaciones de este estudio parecen confirmar esta hipótesis. Las mayores fuerzas de adhesión se observaron en el rango de 2 a 3 mil, con valores de adhesión que disminuyen a medida que las alturas de los perfiles aumentan por encima de 3 mil (Fig. 18). Aunque no se tomaron muestras con alturas de perfil inferiores a 2 mils, se teoriza que los niveles de adhesión comenzarían a disminuir con la disminución de la altura del perfil. Como se ha indicado anteriormente en este documento, se considera que la adherencia comienza a disminuir en los perfiles de más de 3 mils debido a que el revestimiento no consigue mojar completamente el sustrato. Se cree que la adherencia empieza a disminuir con perfiles inferiores a 2 mils porque no hay suficiente perfil para anclar el recubrimiento. En la figura 19 se superpone una línea de tendencia hipotética con Pd y Sdr constantes a los datos de este estudio.
Parece haber una fuerte correlación positiva entre la densidad de picos y la adherencia (Fig. 20), lo que refuerza la hipótesis de Roper et al de que el número de picos es relevante para el rendimiento del revestimiento. Su artículo afirmaba que "los perfiles de acero óptimos para una amplia gama de revestimientos industriales estándar que mojarán completamente las superficies son... un recuento de picos entre 110 y 150 picos/in (40 y 60 picos/cm)".
Dado que los autores utilizaron un perfilómetro palpador en su investigación, sus cifras no son directamente comparables con los datos de este estudio. Sin embargo, a partir de la relación aparente entre las mediciones del perfilómetro palpador y las mediciones ópticas 3D cinta réplica descritas anteriormente en este artículo, se puede deducir una densidad de picos 3D equivalente de entre 4 y 8 picos/mm². Por lo tanto, se plantea la hipótesis de que la relación positiva observada entre la resistencia adherencia y la densidad de picos no persistiría at con densidades de picos superiores a las observadas en este estudio. Esta relación teórica entre adherencia y Pd, manteniendo constantes H y Sdr, se muestra en la figura 21.
En la figura 22 se resume un gráfico que muestra la relación entre el área desarrollada observada superficie y adherencia . Los datos at parecen, a primera vista, contradecir la afirmación de Roper et al. de que «cuanto mayor sea el área superficie de recubrimiento, mejor». Sin embargo, los autores afirman a continuación que las dos formas principales de aumentar el área superficie —aumentar la altura de los picos y aumentar la densidad de los picos— pueden inhibir la humectación y resultar perjudiciales para el rendimiento recubrimiento más allá de un punto óptimo. Se cree que los datos de este estudio reflejan dicha afirmación. Las elevadas mediciones del área superficie en varias de las muestras (por ejemplo, las perlas de vidrio) parecen haber sido un reflejo de las grandes distancias entre picos y valles en dichas muestras. Por lo tanto, no es de extrañar que las muestras con áreas superficie elevadas, debidas a alturas excesivamente grandes entre picos y valles, mostraran un rendimiento deficiente recubrimiento .
Se cree que la cantidad de superficie aumentada resultante del granallado abrasivo está directamente relacionada con la altura y la densidad de los picos, lo que anula la necesidad de medirla e informarla. En el Apéndice se presenta un análisis más detallado.
En general, se acepta que las características de las superficies de acero tratadas mediante chorro abrasivo permiten predecir el comportamiento a largo plazo recubrimiento . El sector de la corrosión no comprende del todo la dinámica de este complejo problema, pero dispone de varios parámetros medibles, entre los que se incluyen la altura de pico, la densidad de picos, el área de superficie , la angularidad, la nitidez y la forma. Las creencias generalizadas en el sector sugieren que aumentar varios de estos parámetros mejorará el comportamiento a largo plazo recubrimiento . Los datos empíricos indican que no es tan sencillo.
El más importante de estos parámetros, la altura del pico (H), es el que se mide habitualmente en la actualidad y suele ser el único que se indica. Aunque su importancia es innegable, un solo parámetro no describe por sí solo la dinámica de una relación recubrimiento/sustrato .
La densidad máxima (Pd) es también un indicador importante del rendimiento. Aunque tampoco puede ser una medida única, como lo ha sido el H durante varias décadas,juntocon el H ofrece una mejor predicción del rendimiento a largo plazo recubrimiento , medido mediante ensayos de desprendimiento adherencia .
Esta relación ayuda a explicar por qué las mediciones de H por sí solas no siempre han sido un método fiable para predecir el rendimiento en todos los tipos de recubrimiento . Un recubrimiento puede adherirse a un superficie con un valor bajo de H y alto de Pd igual de bien que a uno con un valor alto de H y bajo de Pd. Por este motivo, el sector de la corrosión debería indicar ambos valores para que los clientes puedan determinar la mejor proporción para su aplicación concreta de recubrimiento . Ambos parámetros se controlan mediante la selección adecuada del tipo y el tamaño del material abrasivo. Quizás en el futuro se especifique un parámetro híbrido.
Las réplicas de la superficie obtenidas mediante la cinta de réplica contienen mucha más información que la simple H medida por un micrómetro. Se pueden obtener datos significativos mediante la obtención de imágenes digitales. Un aparato portátil sencillo y de bajo costo que utiliza sensores de espesor y de imagen puede caracterizar la cinta de réplica y generar imágenes y estadísticas de la superficie original, sobre todo de Pd.
Los resultados de este estudio confirman la estrecha relación existente entre la rugosidad cinta réplica, palpador y las mediciones obtenidas mediante microscopía confocal de los dos parámetros más importantes:
H – La media de las distancias máximas entre pico y valle obtenidas al medir el perfil espesor de un cinta réplica pulido con un micrómetro o un espesor sensor que compensa la no linealidad de la cinta. Los mejores valores de «pull-off» adherencia se obtienen con alturas de perfil uniformes en el rango de 2,5 mils (65 µm) y un elevado número de picos superficie , en los que los recubrimientos aplicados cubren al cien por cien el superficie.
Pd – Densidad máxima superficial según la norma ASME B46.1. Al aumentar este valor, se incrementa la angularidad, lo que permite desarrollar una mayor resistencia al cizallamiento adherencia en lugar de a la tracción. Para obtener los mejores resultados recubrimiento adherencia (protección contra la corrosión), el recuento máximo debe ser lo más alto posible, garantizando al mismo tiempo la humectación completa de la superficie preparada superficie.
El autor desea agradecer la ayuda de Leon Vandervalk de DeFelsko Corporation.
Limitaciones del SDR
Según la norma ASME B46.1, la relación de área interfacial desarrollada (Sdr) es el porcentaje de área e superficie e adicional que aporta la textura en comparación con un plano ideal del tamaño de la región medición , tal y como se calcula en la figura 23. Se calcula en función de la escala sumando las áreas de una serie de mosaicos virtuales que cubren la superficie medida superficie a modo de mosaico.
La dificultad de utilizar este método para caracterizar una superficie de acero granallado es que los cálculos están sujetos a la interpretación de la definición. Si un laboratorio selecciona un tamaño de triángulo muy pequeño con un dispositivo de escaneo de alta resolución, declarará inevitablemente un aumento mayor de la superficie que otro laboratorio que utilice un equipo diferente con ajustes de umbral más bajos (Fig. 24). La superficie total medida por las baldosas triangulares aumenta a medida que disminuye la escala de observación (área de las baldosas).
Se cree que la cantidad de superficie aumentada resultante del granallado abrasivo está directamente relacionada con la altura y la densidad de los picos, lo que anula la necesidad de medirla e informarla. H y Pd son suficientes. Una alternativa es calcularla de forma similar a la siguiente fórmula pitagórica:
Se plantea la hipótesis de que, si la altura y la densidad de los picos se mantuvieran constantes, existiría una correlación positiva entre el área desarrollada superficie y la resistencia adherencia . Sin embargo, esta correlación positiva parece leve y, tal y como muestra este estudio, no es significativa en comparación con los efectos de la altura y la densidad de los picos. Además, el autor de este artículo desconoce cualquier método práctico para modificar el área desarrollada superficie con medios abrasivos, manteniendo constantes los valores de altura y densidad de los picos. Por lo tanto, parece que tiene poco sentido práctico informar sobre el área desarrollada superficie en el sector de la limpieza con chorro de arena.
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1 ASTM internacional, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428.
2 ASTM D4417 "estándar Test Methods for Field Measurement of Surface Profile of Blast Cleaned Steel" (ASTM internacional, West Conshohocken, PA)
3ISO 8503-5 «Preparación de sustratos de acero antes de la aplicación de pinturas y productos afines — superficie Características de rugosidad de los sustratos de acero limpios mediante chorro — Parte 5: cinta réplica Método para la determinación del perfil superficie » (Ginebra, Suiza: ISO)
4 NACE estándar RP0287-2002, "Field Measurement of Surface Profile of Abrasive Blast-Cleaned Steel Surfaces Using a Replica Tape". (National Association of Corrosion Engineers (NACE), 1440 South Creek Dr., Houston, TX USA 77084-4906)
5 Australian estándar AS 3894.5-2002, "Site testing of protective coatings, Method 5: Determination of surface profile". (estándars Australia, GPO Box 476, Sydney NSW 2001 Australia)
6 Para convertir de unidades imperiales a métricas, utilice 1 mil = 25,4 micras (μm).
7J.D. Keane, J.A. Bruno y R.E.F. Weaver, «superficie Profile for Anti-Corrosion Paints», Publicación n.º 74-01, SSPC: The Society for recubrimientos protectores, Pittsburgh, PA 15222, 1974
8H.J. Roper, R.E.F. Weaver y J.H. Brandon, «The Effect of Peak Count or superficie Roughness on recubrimiento Performance», Journal of recubrimientos protectores and Linings, junio de 2005, pp. 52-64
9 ASTM D7127 "estándar Test Method for Measurement of Surface Roughness of Abrasive Blast Cleaned Metal Surfaces Using an Electronic Portable Stylus Instrument" (ASTM internacional, West Conshohocken, PA)
10H.J. Roper, R.E.F. Weaver y J.H. Brandon, «Peak Performance from Abrasives», Journal of recubrimientos protectores and Linings, junio de 2006, pp. 24-31
11 Organización Internacional de Normalización (ISO), 1 rue de Varembé, Case postale 56, CH-1211, Ginebra 20, Suiza
12ISO 4287: 1997 «Especificaciones geométricas de productos (GPS) — Textura desuperficie : Método del perfil — Términos, definiciones y parámetros superficiales» (Ginebra, Suiza: ISO)
13 ASTM Research Report RR:D01-1169 (ASTM internacional, West Conshohocken, PA)
14 Testex, 8 Fox Lane, Newark, DE 19711 Estados Unidos
15ASME B46.1-2009 «superficie textura (superficie : rugosidad, ondulación y orientación)» (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos, Three Park Avenue, Nueva York, NY 10016-5990, EE. UU.)
16ISO 25178-2 «Especificaciones geométricas de productos (GPS) — Textura « superficie »: Areal — Parte 2: Términos, definiciones y parámetros de textura « superficie »» (Organización Internacional de Normalización (ISO), 1 rue de Varembé, Case postale 56, CH-1211, Ginebra 20, Suiza)
17 C.A. Brown y S. Siegmann, "Fundamental scales of adhesion and area-scale fractal analysis", internacional Journal of Machine Tools and Manufacture, 41 (2001) 1927-1933
18 KTA-Tator, Inc. (KTA), 115 Technology Drive, Pittsburgh, PA 15275 USA.
19 Instituto Politécnico de Worcester. (WPI), 100 Institute Rd., Worcester, MA 01609-2208 USA Matthew A. Gleason bajo la supervisión del profesor Christopher A. Brown.
20Se trata de un parámetro tridimensional derivado del parámetro de rugosidad (2D) Rz. Es la distancia entre el pico máximo y el valle máximo de la « superficie » dentro del área medida.
21 Sponge-Jet, Inc., 14 Patterson Lane, Newington, NH 03801 USA bajo la supervisión de Michael Merritt
22 ASTM D4541 "estándar Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers" (ASTM internacional, West Conshohocken, PA)
23 Christopher A. Brown, William A. Johnsen, Kevin M. Hult, Scale-sensitivity, Fractal Analysis and Simulations, Int. J. Mach. Tools Manufact. Vol 38, Nos 5-6, pp. 633-637, 1998)
DAVID BEAMISH(1955 – 2019), expresidente de DeFelsko Corporation, una empresa con sede en Nueva York dedicada a la fabricación de instrumentos portátiles de ensayo recubrimiento que se comercializan en todo el mundo. Era licenciado en Ingeniería Civil y contaba con más de 25 años de experiencia en el diseño, la fabricación y la comercialización de estos instrumentos de ensayo en diversos sectores internacionales, entre ellos la pintura industrial, el control de calidad y la fabricación. Impartió seminarios de formación y fue miembro activo de diversas organizaciones, entre ellas NACE, SSPC, ASTM e ISO.
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