O teste de imersão é considerado um dos mais eficazes teste de corrosão Métodos para avaliar a resistência de um material à corrosão sob exposição controlada a líquidos. Neste teste, os componentes da amostra são submersos em uma solução salina de 3% a 5% por um período específico, e o efeito é avaliado. A avaliação é feita medindo a taxa de corrosão, a perda de massa e outras propriedades mecânicas dos componentes. O teste fornece informações valiosas sobre o material de revestimento para a fabricação de componentes de diversos setores, como automotivo, engenharia e aeroespacial.
Conteúdo
Por que o teste de imersão é realizado?
O teste de imersão é realizado para:
- Avalie a durabilidade do material em vários ambientes líquidos.
- Preveja a avaliação de corrosão de longo prazo para prever o desempenho de metais e ligas.
- Auxiliar na seleção de materiais comparando a resistência à corrosão.
- Avaliar a eficácia de revestimentos e tratamentos de proteção em condições de imersão.
Processo de teste de imersão
Preparação de componentes
O primeiro passo na realização de um teste de imersão é preparar a amostra ou os componentes para tornar os resultados mais realistas. Aqui estão alguns preparativos que são realizados:
- Normalmente, são coletados componentes de amostra com dimensões de 2.5 cm × 5 cm × 0.3 cm.
- Se houver qualquer tipo de possibilidade de estresse mecânico em condições reais, os componentes podem ser dobrados em curvas em U, anéis em C ou barras de tração.
- Para verificar a fissura, podem ser feitos furos de corrosão. Para simular a corrosão por fissura, podem ser aplicados formadores de fissura, como arruelas ou calços.
Limpeza pré-teste do componente
Após a preparação dos componentes, eles são cuidadosamente limpos antes de serem imersos em solução salina. A limpeza dos componentes é feita com uma escova de náilon ou com uma escova de polimento sem cloro e enxágue com água destilada. Nesta etapa, qualquer poeira, óleo ou outros resíduos são removidos do componente.
Medições pré-teste
Antes de mergulhar os componentes da amostra na solução, seu peso e dimensões são medidos, o que ajuda a calcular a perda de peso após o teste.
Realizando o Teste de Imersão
Agora, os componentes são suspensos na solução corrosiva sem contato entre si ou com o recipiente. A solução de teste, o volume, a temperatura e a agitação são selecionados com base na norma sob a qual o teste está sendo realizado. Por exemplo, as condições do teste de corrosão por imersão ASTM G31 são resumidas aqui:
| Parâmetro | Especificações |
|---|---|
| Composição da Solução | 3.5% NaCl (simulação marinha) ou 1 N HCl (teste agressivo) |
| Controle de Temperatura | 25 ± 2 °C (padrão); até 45 °C para condições severas |
| pH da solução | Registre o pH inicial; ajuste com HCl ou NaOH; mantenha se o pH afetar os resultados |
| arejamento | Aerado – borbulhamento de ar; Desarejado – borbulhamento de nitrogênio ou argônio antes e durante o teste |
| Velocidade da Solução | Use sistemas de fluxo (por exemplo, solução agitada, cilindro rotativo); registre o tipo e a magnitude |
| Duração do teste | Normalmente de 24 a 168 horas; tempo suficiente para corrosão mensurável sem lascamento |
Inspeção pós-teste
Após a conclusão do teste, os componentes são retirados da solução e é realizada uma inspeção visual. Isso geralmente é feito por meio de ampliação óptica para localizar corrosão, pites ou corrosão por frestas. Antes de qualquer limpeza, as amostras são examinadas visualmente, geralmente com ampliação óptica, para localizar áreas de ataque localizado, como corrosão por pites ou corrosão por frestas.
Limpeza pós-teste
Por fim, os componentes são limpos para verificar com precisão a perda de massa durante a imersão. A limpeza é realizada de acordo com normas como ASTM G1 ou ASTM G31. Após a limpeza, os componentes são pesados novamente para calcular a perda total de massa.
Cálculo e Avaliação da Taxa de Corrosão
Na última etapa, a taxa de corrosão é calculada com base na perda de massa sobre a área de superfície exposta e na duração do teste. Essa perda de massa geralmente é expressa em milésimos de polegada por ano (m/a) ou milímetros por ano (mm/ano). Aqui está a fórmula usada para calcular a perda de massa:
Taxa de corrosão (mpy) = (534 × W) / (D × A × T)
Taxa de corrosão (mm/a) = (87.6 × L) / (P × A × T)
Onde:
- K = constante para converter unidades, 534 (mpy), 87.6 (mm/a)
- W = perda de peso da amostra (em mg)
- A = área de superfície exposta (em cm²)
- T = tempo (em horas)
- D = densidade (em g/cm³)
Critérios de falha do teste de imersão
Aqui estão os critérios de falha comuns usados em testes de corrosão por imersão com base na orientação ASTM G31
Taxa de corrosão excessiva
Se a taxa de corrosão calculada exceder os limites aceitáveis para o material ou aplicação, o teste será considerado reprovado. Esses limites podem variar dependendo do setor e do ambiente operacional.
Ataque localizado ou por pitting
Durante a inspeção visual, se for indicada corrosão localizada, como cavidades, fendas ou ataque intergranular, isso resultará na falha dos componentes.
Degradação do material ou danos à superfície
Aspereza superficial severa, descoloração, rachaduras ou delaminação dos revestimentos também indicam falha.
Perda de integridade mecânica
Se o componente perder sua resistência à tração, dureza ou ductilidade após o teste de imersão, ele será classificado como uma falha.
Perda de massa além da tolerância aceitável
Em cálculos de testes de imersão, a perda de massa de um componente é medida se estiver além do limite esperado. Isso também indica uma falha. Embora a perda de massa seja esperada, uma redução de peso além dos limites predefinidos indica corrosão excessiva e falha.
Tipos de Testes de Imersão
Teste de imersão em água
Este teste é usado para avaliar o comportamento geral da corrosão em ambientes aquáticos naturais ou simulados. Então, como testar a ferrugem na água? Normalmente, em testes de imersão em água, os componentes são submersos em água a uma temperatura específica por um período específico. As condições para imersão em água são definidas de acordo com normas como ISO 21809-1 e ISO 21809-3.
Teste de imersão química
Um teste de imersão química é normalmente usado para simular ambientes químicos agressivos e estudar mecanismos específicos de corrosão. Neste teste, os componentes são imersos em soluções químicas agressivas, como ácidos, álcalis ou soluções salinas. Este teste é realizado para verificar a resistência do componente ao ataque ácido, corrosão alcalina ou corrosão induzida por sais.
Teste de Imersão Acelerada
Este teste é normalmente projetado para acelerar o processo de corrosão, utilizando condições de teste ou produtos químicos mais severos. Nele, temperaturas elevadas, maiores vazões de solução ou pH alterado são mantidos para obter resultados em um curto período.
Aplicações do Teste de Imersão
Componentes Eletrônicos
É usado para verificar o desempenho de diversos dispositivos elétricos, como conectores, PCBs e invólucros, quando expostos à umidade. O teste de imersão desses componentes garante que, mesmo em condições úmidas ou contaminadas, eles mantenham sua função sem falhas.
Revestimentos de proteção e galvanoplastia
O teste de imersão também é usado para avaliar revestimentos de superfície ou galvanoplastia, como revestimento de níquel e galvanoplastia, e quão bem eles resistem à corrosão. Ajuda os engenheiros a escolher o revestimento e o material certos para os componentes.
Componentes Automotivos
O teste de imersão é utilizado no setor automotivo, onde as peças são mais propensas à exposição à água salgada, produtos químicos e temperaturas variáveis. Nesses casos, peças como parafusos, carcaças do motor ou componentes do chassi são submetidos a testes de imersão. Isso garante que resistam à corrosão e permaneçam duráveis durante toda a vida útil do veículo.
Vantagens e limitações do teste de imersão
Vantagens do Teste de Imersão
Simples e econômico
As configurações de testes de imersão são relativamente baratas quando comparadas aos métodos eletroquímicos, mas os testes de precisão podem exigir banhos de temperatura controlada ou sistemas de dosagem automatizados.
Simula condições do mundo real
O teste de imersão é conhecido por replicar ambientes de serviço reais, como ambientes marítimos, industriais ou em meios ácidos. Assim, você pode testar materiais em condições realistas.
Suporta Revestimento
O teste de imersão é altamente eficaz para avaliar o desempenho de revestimentos de proteção. Ele ajuda a descobrir o desempenho do revestimento em condições adversas.
Aplicável em todos os setores
Os testes de imersão são versáteis e amplamente utilizados em setores como automotivo, marítimo e eletrônico para avaliar a durabilidade em ambientes líquidos.
Limitações dos testes de imersão
Demorado para avaliação de longo prazo
Os testes de imersão podem ser demorados, especialmente para materiais resistentes à corrosão. Podem levar de algumas horas a semanas.
Requer limpeza e análise pós-teste
Nos testes de imersão, a avaliação final é feita pela medição da perda de peso, o que requer uma limpeza cuidadosa dos produtos de corrosão sem remover o material de base. Isso pode aumentar o risco de erro se a limpeza não for cuidadosa.
Falta de monitoramento em tempo real
Ao contrário dos métodos eletroquímicos, os testes de imersão não permitem o monitoramento contínuo do comportamento da corrosão.
Potencial de contaminação da solução
Em testes de imersão de longo prazo, os íons metálicos dissolvidos podem alterar a química da solução. Isso pode afetar os resultados, a menos que as soluções sejam substituídas ou monitoradas regularmente.
Teste de imersão vs. teste de névoa salina
A tabela a seguir compara as diferenças entre os testes de imersão e teste de spray de sal em detalhe.
| Aspecto | Teste de pulverização de sal | Teste de Imersão |
|---|---|---|
| Exposição | Expõe as peças a uma névoa salina no ar | Submerge totalmente as peças em uma solução líquida |
| Ambiente simulado | Corrosão atmosférica (por exemplo, ar costeiro) | Corrosão por contato com líquidos (por exemplo, peças submersas) |
| Padrão Comum | ASTM B117 | ASTM G31 |
| Solução Típica | 5% NaCl atomizado em névoa | 3–5% de NaCl ou solução ácida em forma líquida |
| Estilo de Aplicação | Câmara seca com salmoura pulverizada | Tanque com amostras completamente imersas |
| Propósito | Teste acelerado de revestimentos ou tintas no ar | Avaliar material ou revestimento em uso submerso |