I sali solubili che rimangono sulla superficie prima dell'applicazione del rivestimento sono una delle principali cause di deterioramento prematuro del rivestimento stesso. Sebbene questi contaminanti siano spesso invisibili, possono ridurre notevolmente la durata del rivestimento e aumentare i costi di manutenzione.
Questi sali attraggono l'umidità, favoriscono la corrosione sotto il rivestimento e possono causare la formazione di bolle o la perdita di adesione dopo la verniciatura. Poiché i comuni metodi di preparazione delle superfici, come la sabbiatura o la pulizia con utensili elettrici, non rimuovono in modo affidabile i sali solubili, una verifica prima dell'applicazione del rivestimento è spesso fondamentale per garantirne le prestazioni a lungo termine.
Tre diversi ispettori analizzano la stessa superficie in acciaio sabbiata utilizzando il metodo Bresle. Uno rileva un valore di 22 µS/cm, un altro di 28 mg/m², il terzo di 2,5 µg/cm². Tutti e tre ritengono che la superficie sia conforme. Chi ha ragione?
Situazioni come questa sono comuni perché il test del sale solubile viene spesso frainteso. Il metodo Bresle non misura direttamente la quantità di sale presente su una superficie, ma fornisce semplicemente agli ispettori le istruzioni su come prelevare campioni dalla superficie. Per ottenere risultati significativi da questi campioni è necessario seguire altre norme e effettuare altri calcoli.
A complicare ulteriormente le cose, alcuni metodi di analisi misurano la concentrazione dei singoli ioni salini presenti su una superficie. Sebbene anche questi metodi verifichino la presenza di contaminazione superficiale, forniscono un valore completamente diverso e non possono essere confrontati direttamente con i risultati di un test di conducibilità.
Per garantire risultati coerenti e significativi, è importante che tutte le parti coinvolte comprendano le norme applicabili, le unità di misura utilizzate nelle specifiche e le migliori pratiche per la misurazione e la comunicazione dei sali solubili.
Le norme ISO 8502-6 e ISO 8502-9, utilizzate congiuntamente, forniscono un metodo standardizzato e ripetibile per valutare la contaminazione da sali solubili sulle superfici in acciaio prima del rivestimento.
La norma ISO 8502-6 specifica le modalità di rimozione dei sali solubili dalla superficie. Un volume definito di acqua deionizzata viene messo a contatto con un'area superficiale nota, utilizzando un tampone o una cella, al fine di dissolvere i contaminanti idrosolubili.
L'acqua deionizzata viene fatta passare attraverso il tampone e lasciata agire per un determinato periodo di tempo, prima di essere prelevata per l'analisi.
Il cerotto adesivo DeFelsko PosiPatch e il cerotto adesivo in lattice sono entrambi conformi alla norma ISO 8502-6.
La norma ISO 8502-9 specifica le modalità di valutazione della soluzione estratta. La conducibilità della soluzione viene misurata utilizzando un conduttimetro con compensazione della temperatura.
La densità superficiale del sale viene calcolata utilizzando il valore noto della conduttività dei diversi tipi di sale, il volume d'acqua impiegato nella prova e la superficie con cui l'acqua è entrata in contatto.
La sondaSST PosiTector SST è conforme alla norma ISO 8502-9 e guida gli utenti nell'applicazione dei metodi di prova previsti dalle norme ISO 8502-6 e 8502-9.
Sintesi: La norma ISO 8502-6 definisce le modalità di estrazione dei sali; la norma ISO 8502-9 definisce le modalità di conversione della conduttività in un valore comparabile di contaminazione superficiale.
Il sale è una vasta categoria di composti chimici naturali, che possono presentare proprietà e valori di conducibilità diversi. Una superficie da rivestire presenta in genere una miscela di sali diversi, ognuno dei quali può influire in modo diverso sulla conducibilità.
Il metodo definito dalle norme ISO 8502-6 e ISO 8502-9 non identifica la composizione specifica dei sali presenti su una superficie. Il calcolo si basa invece su un profilo di contaminazione derivato dall’acqua di mare. Un influente articolo di Åke Bresle (da cui il metodo prende il nome) ha proposto l’utilizzo di una costante di conducibilità pari a 5 kg·m⁻²·S⁻¹. Questo valore è stato ricavato direttamente dalla relazione tra la conducibilità e la massa totale di sali disciolti nell'acqua di mare, che funge da modello di riferimento per la contaminazione da sali solubili. Poiché i residui dell'acqua di mare e dei sali stradali/marini interni sono le fonti predominanti di contaminazione, questa ipotesi rimane valida per la stragrande maggioranza delle applicazioni.
Sono state proposte altre costanti basate sull'ipotesi che una superficie contenga un solo tipo di sale (come il NaCl) o uno specifico ione (come il Cl⁻). Queste alternative vengono talvolta specificate per particolari applicazioni o a fini comparativi, ma la norma ISO 8502-9 stabilisce una costante di 5 kg·m⁻²·S⁻¹ per la preparazione generale delle superfici in ambito industriale.
Per rispondere at questa domanda, dobbiamo at dei sali. Nella stragrande maggioranza dei progetti di rivestimento, la composizione ionica specifica non ha importanza poiché è prevedibilmente costante. La maggior parte della contaminazione da sali solubili sulle strutture in acciaio deriva da due fonti principali: air marina air i sali antigelo. I sali presenti nell'aria provenienti dall'oceano possono spostarsi notevolmente verso l'interno, mentre strade e ponti vengono spesso trattati con sale grosso. Entrambe le fonti depositano una miscela di sali in cui predomina il cloruro di sodio (NaCl).
Poiché queste due fonti rappresentano la stragrande maggioranza della contaminazione superficiale, la composizione degli ioni presenti su una superficie in acciaio raramente è un mistero: si tratta quasi sempre di una miscela ricca di cloruri, simile all'acqua di mare. È proprio questa uniformità il motivo per cui il calcolo previsto dalla norma ISO 8502-9 funziona: esso presuppone una miscela "standard" di sali (basata sull'acqua di mare) che rispecchia la realtà nella maggior parte dei progetti di verniciatura industriale.
Tuttavia, esistono casi in cui la fonte di contaminazione non corrisponde a questo profilo. In tali casi, un test di conducibilità generico potrebbe risultare fuorviante. Ad esempio, le strutture situate in prossimità di centrali elettriche a carbone o di impianti di lavorazione chimica potrebbero essere contaminate da solfati o nitrati anziché da cloruri. Inoltre, se una superficie viene lavata con detergenti altamente conduttivi o inibitori di ruggine, un test di conducibilità potrebbe dare esito "negativo" a causa dei residui innocui del detergente piuttosto che della presenza di sali corrosivi dannosi. In questi scenari specifici, un test di conducibilità generico non è in grado di distinguere tra un cloruro pericoloso e un residuo di detergente innocuo, e sono necessari metodi specifici per gli ioni (come le provette di titolazione).
Sebbene il tipo di ione abbia un ruolo fondamentale nella corrosione chimica, è la concentrazione totale a determinare la formazione di bolle.
Attacco chimico (corrosione) Alcuni ioni specifici attaccano l'acciaio con diversi livelli di aggressività. I cloruri sono ioni di piccole dimensioni e altamente mobili che penetrano nello strato di ossido passivo dell'acciaio, provocando una rapida corrosione puntiforme. I solfati, comuni nelle zone industriali, reagiscono con l'acciaio formando prodotti di corrosione che si espandono e crepano il rivestimento dal basso. Da un punto di vista strettamente correlato alla corrosione, una determinata quantità di cloruro è più pericolosa per l'acciaio rispetto alla stessa quantità di un sale meno aggressivo (come un carbonato).
Attacco fisico (formazione di bolle per osmosi) Al contrario, la formazione di bolle per osmosi è determinata dalla concentrazione, non dalla chimica. I sali solubili rimasti sotto un rivestimento sono igroscopici e attirano l'umidità attraverso il film semipermeabile della vernice per via osmotica. La forza di questa attrazione (pressione osmotica) è determinata dalla concentrazione delle particelle disciolte, indipendentemente dagli ioni specifici presenti. Pertanto, un valore di conducibilità elevato indica un'alta concentrazione di sali disciolti e un rischio di formazione di bolle proporzionalmente elevato, anche se gli ioni presenti non sono chimicamente aggressivi.
Poiché la formazione di bolle per osmosi dipende dalla concentrazione totale, il metodo ISO 8502-9 costituisce un eccellente indicatore del rischio di formazione di bolle, indipendentemente dal tipo di sale.
Furthermore, it acts as a conservative safety net for corrosion. If the total conductivity is low enough to meet a strict specification (e.g., < 20 mg/m²), the concentration of any individual aggressive ion within that mix must intrinsically be even lower. By limiting the total salt level, the standard effectively limits the aggressive ions without requiring complex, expensive, and slow chemical analysis in the field. This "catch-all" approach ensures that if a surface passes the Bresle test, it is generally safe for coating.
I risultati relativi ai sali solubili vengono solitamente riportati in uno dei tre modi seguenti:
Le specifiche di progetto indicano solitamente i criteri di accettazione in una di queste unità. Comprendere cosa rappresenta ciascuna unità e sapere quali conversioni sono possibili è fondamentale per interpretare e riportare correttamente i risultati dei test
La conduttività è il valore più semplice da riportare quando si effettuano prove con il metodo Bresle. Dopo aver eseguito il processo di estrazione definito nella norma ISO 8502-6, è possibile misurare il liquido di estrazione utilizzando un conduttimetro, ottenendo un risultato espresso in µS/cm o in un'unità equivalente.
Più comunemente, le specifiche si basano sulla concentrazione massima di sali che può essere presente sulla superficie, espressa in unità di densità superficiale. La conversione dei valori di conducibilità in densità superficiale richiede un calcolo che tenga conto del volume di estrazione, dell'area di prova e della conducibilità del sale presente sulla superficie.
Nota: alcune specifiche richiedono misurazioni relative a ioni specifici (adg, la concentrazione di cloruro in ppm). Tali misurazioni non possono essere calcolate sulla base dei valori di conducibilità; è necessario ricorrere ad altri metodi di analisi.
Per calcolare la densità superficiale dei sali solubili (ρA)inmg/m², la norma ISO 8502-9 fornisce la seguente equazione:
ρA = c × 10² × V × Δγ / A
Due di questi parametri (V e A) derivano dalle specifiche della procedura di prova e dagli strumenti utilizzati e possono variare a seconda del produttore e del modello. ∆γ è il valore rilevato dal conduttimetro.
Come illustrato in precedenza (vedi: In che modo la norma ISO 8502-9 determina il tipo di sale presente sulla superficie?), la costante c si basa sulla natura ipotizzata del sale presente sulla superficie sottoposta a prova. La norma ISO 8502-9 raccomanda di utilizzare un valore di 5 kg·m⁻²·S⁻¹ per rappresentare una standard dei sali comunemente presenti sulle superfici.
Esempio di calcolo:
Dati di prova:
• Lettura della conducibilità (Δγ): 20 µS/cm
• Volume di estrazione (V): 3 ml
• Area di prova (A): 12,5 cm² = 1250 mm²
Ipotesi:
Costante di conducibilità ionica (c): 5 kg·m⁻²·S⁻¹
Applicare la formula:
ρA=(c ⋅〖 10〗^2⋅ V ⋅ ∆γ)/A=(5 ⋅ 100 ⋅ 3 ⋅ 20)/1250
= 30000/1250 = 24 mg /m2
Interpretazione:
Se le specifiche del progetto consentono un massimo di 50mg/m² prima del rivestimento, questa superficie è conforme. Se le specifiche prevedono 20mg/m², questa superficie non è conforme.
Nota: i moderni conduttimetri progettati per le analisi secondo il metodo Bresle, come il PosiTector SST, sono in grado di eseguire automaticamente i calcoli sopra indicati. Impostando il volume di estrazione, l'area di analisi e il tipo di sale ipotizzato durante la configurazione, lo strumento visualizzerà automaticamente sia la conduttività (µS/cm) sia la densità del sale (mg/m² oµg/cm²) subito dopo aver eseguito l'analisi.
La densità superficiale dei sali solubili viene solitamente specificata e indicata in due diverse unità di misura: mg/m² eµg/cm². Entrambe queste unità misurano la massa di sale per unità di superficie, ma at scale at . Proprio come i metri e i centimetri, queste unità possono essere convertite l'una nell'altra utilizzando un semplice fattore di moltiplicazione.
Per convertire le unità, moltiplica o dividi per dieci:
Per il calcolo di esempio riportato sopra, se i risultati devono essere espressi inµg/cm², è sufficiente dividere per 10 per ottenere un risultato finale di 2,4µg/cm².
Ricordate i nostri tre ispettori di cui abbiamo parlato prima? Ognuno di loro riteneva che la superficie rientrasse nei limiti previsti, sebbene avessero riportato valori espressi in unità diverse: 22 µS/cm, 28mg/m² e 2,5µg/cm².
Una volta acquisita una solida comprensione di queste tre diverse unità di misura, possiamo effettuare dei calcoli per rendere questi valori facilmente comparabili. Dopo aver verificato con il primo ispettore che abbia utilizzato 3 ml di liquido di estrazione e una cella di prova con un'area di 1250mm², possiamo calcolare una densità superficiale di 26,4mg/m². Per quanto riguarda la terza ispettrice, possiamo moltiplicare il suo risultato per 10 per convertirlo in 25mg/m².
Ora abbiamo tre risultati con le stesse unità di misura: 26,4mg/m², 28mg/m² e 25mg/m². Questi tre valori rientrano nella normale variazione di misurazione e, se confrontati con il valore previsto dal capitolato di 50mg/m², i tre ispettori possono concordare correttamente che la superficie è conforme ed è pronta per essere verniciata.
Oltre al metodo di prova e al calcolo, diversi fattori possono influenzare i risultati delle prove. È importante che l'ispettore comprenda in che modo tali fattori incidono sui risultati delle misurazioni, garantisca la coerenza tra le prove e segnali eventuali scostamenti dalla standard .
Il primo passo nell'esecuzione di un test con il metodo Bresle consiste nell'effettuare una misurazione in bianco o di fondo per correggere eventuali contaminazioni presenti nell'acqua o nelle attrezzature, piuttosto che provenienti dalla superficie stessa.
Seguendo le istruzioni del produttore, misurare la conduttività dell'acqua deionizzata utilizzata prima della prova. Una volta registrata, questa lettura della prova in bianco deve essere sottratta dalla lettura finale della conduttività per misurare la variazione della conduttività dell'acqua dopo il contatto con la superficie (∆γ = conduttività dopo la prova – conduttività della prova in bianco).
In genere, un risultato della prova pari o inferiore a 5 µS/cm è considerato accettabile. Se si riscontrano valori superiori, sciacquare il conduttimetro e gli strumenti di prova con acqua deionizzata oppure utilizzare una nuova bottiglia di acqua deionizzata.
La normalizzazione della temperatura compensa l'influenza della temperatura sulle letture della conducibilità, consentendo così di confrontare i risultati in modo accurato e coerente. La conducibilità elettrica aumenta all'aumentare della temperatura, poiché gli ioni si muovono più liberamente nelle soluzioni più calde.
Per eliminare questo effetto, le misurazioni della conducibilità utilizzate per l'analisi dei sali solubili vengono normalizzate a 25 °C, come previsto da norme quali la ISO 8502-9. Questa correzione viene solitamente eseguita automaticamente dallo strumento tramite un sensore di temperatura integrato e un algoritmo di correzione.
Il tempo di permanenza dell’acqua a contatto con la superficie può influire sulla quantità e sui tipi di sali estratti. La maggior parte dei produttori di strumenti raccomanda un tempo di permanenza di 2 minuti come buon compromesso tra praticità ed efficienza di estrazione. Le singole norme forniscono raccomandazioni diverse riguardo al tempo da dedicare all’estrazione dei sali solubili. La norma ISO 8502-9 storicamente non richiedeva un tempo di permanenza specifico; la più recente revisione del 2020 specifica un tempo di permanenza di at 10 minuti. Altre norme internazionali (come la Guida SSPC 15) raccomandano tempi di permanenza di appena 90 secondi.
È importante utilizzare lo stesso tempo di permanenza quando si eseguono più prove e confrontare i risultati solo tra prove effettuate con tempi di permanenza simili. Consultare le specifiche del lavoro o standard uso per stabilire se sia necessario utilizzare un tempo di permanenza specifico, oppure concordare il tempo di permanenza con le parti interessate prima di procedere alle prove, specialmente quando più ispettori dovranno confrontare i risultati delle prove.
Dopo aver eseguito correttamente la prova e calcolato la densità superficiale, i risultati devono essere confrontati con i criteri di accettazione. Le norme ISO 8502-6 e 8502-9 non specificano il livello di sale accettabile su una superficie; tali limiti sono invece definiti dalle specifiche di progetto o dai requisiti prestazionali del rivestimento applicato. Non esiste un limite universale di superamento/fallimento per i sali solubili. I livelli accettabili dipendono dall'ambiente di servizio, dal sistema di rivestimento, dal metodo di preparazione della superficie e dalle specifiche di progetto.
Fattori che determinano i livelli accettabili di sale
Le norme evitano volutamente di fissare soglie rigide, lasciando alla specifica il compito di definire i limiti di accettabilità.
Si tratta solo di esempi illustrativi. Prima di procedere, verificare sempre i requisiti specifici del progetto consultando la documentazione contrattuale aggiornata e le schede tecniche del produttore.
Limiti tipici secondo gli standard di settore
IMO PSPC ( Serbatoi di zavorra - Nuove costruzioni)—50mg/m² ( 5µg/cm²)
ISO 12944-9 (Offshore e nautico - Ambienti C5/CX)—20mg/m² (2µg/cm²)
Settore petrolifero e del gas (g. Aramco) Servizio di rivestimento / immersione critica — 20mg/m² (2µg/cm²)
Petrolio e gas (adg. Aramco) Non a immersione / atmosferico — 50mg/m² (5µg/cm²)
Industria generale (atmosferico leggero - C1-C3) — 80-100mg/m² (8-10µg/cm²)
Per interpretare i risultati relativi ai sali solubili è necessario comprendere sia cosa misura il test, sia come vengono calcolati e riportati i risultati. Il metodo Bresle misura la conduttività elettrica di una soluzione estratta, non la massa effettiva né la composizione dei sali presenti sulla superficie. Tale conduttività viene poi convertita in densità superficiale utilizzando il volume di estrazione, l'area di prova e una costante di conduttività ipotizzata sulla base di miscele saline tipiche.
Quando i risultati vengono correttamente normalizzati in funzione della temperatura, verificati rispetto a un campione bianco pulito e riportati nelle unità di misura corrette, costituiscono un indicatore affidabile e ripetibile della contaminazione da sali solubili. Se interpretati nel contesto delle specifiche del progetto, questi risultati consentono a ispettori, progettisti e committenti di prendere decisioni informate in merito alla conformità o alla non conformità prima dell'applicazione del rivestimento.
Punti chiave
• I sali solubili possono depositarsi sulle superfici trattate e sono una causa comune di deterioramento prematuro del rivestimento.
I sali solubili causano il deterioramento del rivestimento attraverso due processi: attacco chimico e formazione di bolle per osmosi.
• Il metodo Bresle non misura la massa di sale, ma la conducibilità di una soluzione estratta
• La norma ISO 8502-6 definisce come estrarre i sali solubili da una superficie; la norma ISO 8502-9 definisce come interpretare la conducibilità
• I risultati dei test sono tipicamente riportati in unità di densità superficiale, non nella composizione effettiva del sale o nella concentrazione ionica
• I valori di conducibilità devono essere normalizzati in base alla temperatura e verificati rispetto a un test in bianco per essere significativi
• Le unità di misura sono importanti: µS/cm descrive la conduttività della soluzione, mentre mg/m² o µg/cm² descrivono la contaminazione superficiale
• La conversione della conduttività in densità superficiale richiede ipotesi sul volume di estrazione, sull'area di prova e sulla composizione salina
• Non esiste un limite universale di superamento/fallimento: i criteri di accettazione sono definiti dalle specifiche del progetto
• Se interpretati correttamente, i risultati del test dei sali solubili forniscono un indicatore ripetibile e standardizzato della pulizia della superficie prima del rivestimento
