PosiTest HHD, PosiTest HHD C
Quando si applicano rivestimenti protettivi su substrati metallici o barriere impermeabilizzanti sul calcestruzzo, garantire che la superficie sia completamente protetta è fondamentale per garantire le prestazioni a lungo termine sia del sistema di rivestimento che del substrato sottostante. Individuare e riparare i fori presenti nel rivestimento (comunemente chiamati “holidays”, “pinholes” o “porosità”) è una fase necessaria nell’applicazione e nell’ispezione del rivestimento.
Per decenni, le principali norme internazionali relative al rilevamento delle imperfezioni hanno proposto formule e raccomandazioni diverse riguardo alla tensione da utilizzare durante il collaudo di un rivestimento. Molti ispettori hanno seguito criteri empirici diffusi, come la regola empirica dei “100 volt per mil” (~4 V/µm). Purtroppo, questi metodi obsoleti mancavano di una chiara base scientifica e spesso producevano tensioni troppo basse per rilevare in modo affidabile ogni imperfezione.
Recenti ricerche nel campo delle prove ad alta tensione hanno portato all'elaborazione di una nuova formula basata sulla legge di Paschen. La norma ASTM G62-23 è stata la prima a incorporare il metodo aggiornato, seguita dalle norme AMPP/NACE SP0188-2024, ASTM D5162-24, ASTM D4787-24 e ISO 29601:2026.
Un difetto di copertura è un vuoto, un foro o una discontinuità in un sistema di rivestimento in cui il substrato sottostante risulta esposto o protetto in modo inadeguato. I difetti di copertura possono verificarsi quando i rivestimenti vengono applicati con uno spessore insufficiente, quando i contaminanti presenti sulla superficie impediscono l’adesione o quando, durante l’applicazione, viene intrappolato dell’ air e. Anche difetti di dimensioni minime possono consentire all’umidità, all’ossigeno e ai contaminanti solubili di raggiungere il substrato, creando le condizioni necessarie per l’insorgere della corrosione.
Le imperfezioni non individuate rappresentano una delle principali preoccupazioni per qualsiasi sistema di rivestimento utilizzato in ambienti di esercizio aggressivi, tra cui rivestimenti a immersione, aree soggette a esposizione chimica, applicazioni marine e condotte. Un’imperfezione in questi rivestimenti può causare una corrosione rapida e localizzata e il cedimento prematuro del rivestimento. L’individuazione delle imperfezioni è quindi una fase fondamentale del controllo qualità prima che una struttura rivestita venga messa in servizio.
Le imperfezioni nel rivestimento vengono solitamente individuate utilizzando uno strumento specializzato a bassa o alta tensione, progettato specificamente per rilevare discontinuità nel rivestimento. Questi strumenti funzionano applicando un elettrodo caricato alla superficie rivestita. Se nel rivestimento è presente un’imperfezione, la corrente elettrica attraversa la cavità e raggiunge il substrato conduttivo. Poiché il rilevatore è collegato a terra al substrato sottoposto a prova, è in grado di rilevare questa corrente e di avvisare l’operatore che è stata individuata un’imperfezione.
I rilevatori a spugna umida a bassa tensione vengono utilizzati per sistemi di rivestimento sottili, generalmente fino a 20 mil (500 µm), in base alla procedura applicabile. Una spugna inumidita viene fatta scorrere sulla superficie, consentendo alla soluzione di formare un percorso conduttivo attraverso un foro minuscolo fino al substrato collegato a terra. Mentre le impostazioni dei rilevatori di difetti ad alta tensione si basano in genere sullo spessore del rivestimento, i rilevatori a spugna umida a bassa tensione funzionano c at e tensioni di prova e sensibilità specificate dal metodo o dalla procedura di prova applicabile. La soglia di resistenza — in genere 80 o 90 kΩ — determina in larga misura se il rilevatore emette un allarme.
I rilevatori di difetti ad alta tensione sono gli strumenti più comunemente raccomandati per rivestimenti protettivi più spessi, come quelli applicati alle condutture e ad altre infrastrutture. Poiché questi strumenti non utilizzano un mezzo conduttivo come l’acqua, devono applicare una tensione sufficiente a superare le proprietà isolanti (rigidità dielettrica) di air, un processo denominato rottura elettrica. Più lo strato di rivestimento è spesso, maggiore è la distanza che la corrente deve percorrere e maggiore è la tensione richiesta. Per questo motivo, l’impostazione della tensione corretta è una fase fondamentale durante i test con un rilevatore ad alta tensione.
Il rilevamento dei difetti tramite alta tensione si basa sull'applicazione di una tensione sufficiente agli elettrodi per individuare in modo affidabile i difetti senza danneggiare il rivestimento stesso. Il raggiungimento di tale equilibrio dipende in gran parte dalla scelta della tensione di prova corretta. Se si utilizza una tensione errata, possono verificarsi dei problemi:
Nonostante l'importanza di scegliere la tensione corretta, il settore dell'ispezione dei rivestimenti ha storicamente fornito raccomandazioni molto diverse tra loro.
Uno degli approcci più diffusi era la regola empirica dei “100 volt per mil”: bastava moltiplicare lo spessore del rivestimento in mil per 100, il che corrispondeva approssimativamente a 4 V/µm nel sistema metrico. Questa formula era facile da ricordare e veloce da applicare. Laddove non venivano utilizzate regole empiriche, gli ispettori facevano riferimento alle tabelle di tensione pubblicate nelle norme di settore.
A seconda dello standard standard a cui si faceva riferimento, tuttavia, le raccomandazioni specifiche relative alla tensione variavano notevolmente e talvolta risultavano incoerenti all’interno dello stesso standard. La tabella sottostante mette a confronto le raccomandazioni relative a volt/mil pubblicate nelle versioni precedenti di diversi standard principali.
A parte la mancanza di coerenza, queste raccomandazioni sono state elaborate sulla base della prassi storica e dell’esperienza sul campo, piuttosto che di un modello scientifico chiaramente definito.
Le raccomandazioni relative alla tensione sono state influenzate anche dal timore che tensioni elevate potessero bruciare il rivestimento, il che ha portato i progettisti a privilegiare valori più bassi. In pratica, tuttavia, molti comuni rivestimenti protettivi polimerici presentano rigidità dielettriche superiori a 500 V/mil (circa 20 V/µm), e alcuni materiali, come le resine epossidiche legate per fusione, superano i 1.000 V/mil (circa 40 V/µm). Questi valori di rigidità dielettrica sono sostanzialmente superiori alle tensioni di prova riviste per molti rivestimenti protettivi comuni e completamente induriti. Di conseguenza, le tensioni di prova possono spesso essere aumentate considerevolmente al di sopra delle raccomandazioni precedenti senza avvicinarsi alla rottura del rivestimento. È comunque necessario verificare la tensione di prova massima consentita dal produttore del rivestimento.
La mancanza di coerenza e di fondamento scientifico delle raccomandazioni precedenti ha evidenziato la chiara necessità di condurre test sperimentali e di rivalutare la scelta della tensione.
Test di laboratorio controllati hanno evidenziato che, per rilevare in modo affidabile le interruzioni, sono necessarie tensioni superiori a quelle tradizionalmente utilizzate. Uno studio condotto da Walker et al. ha testato pannelli in acciaio rivestito con interruzioni artificiali note, al fine di determinare la tensione necessaria per rilevare il 100% delle interruzioni.¹ I dati sperimentali erano in linea con la legge di Paschen, la relazione fisica che descrive la tensione necessaria per creare un arco elettrico tra due elettrodi.
In condizioni atmosferiche d standard , la tensione necessaria per provocare la rottura elettrica in un air e è data da:²
Sistema metrico (micron): V = 170 + 2,48d + 58√d
Sistema imperiale (mil): V = 170 + 63d + 293√d
Dove:
V = tensione richiesta (volt)
d = distanza tra gli elettrodi (micron o mil)
Le differenze tra questa equazione e i risultati sperimentali possono essere dovute a variabili reali, quali la presenza di residui sull’elettrodo o sul rivestimento, variazioni dello spessore del rivestimento, piccoli spazi tra l’elettrodo e il rivestimento e variazioni delle condizioni ambientali.
I dati sperimentali e teorici combinati hanno dimostrato che molte raccomandazioni tradizionali erano troppo basse per rilevare in modo affidabile tutte le interruzioni di air, in particolare per rivestimenti di spessore inferiore a 50 mil (1.250 µm). At Per spessori di rivestimento maggiori, 100 V/mil si avvicina maggiormente alla soglia teorica di rottura di , ma rimane al di sotto della tensione di prova attualmente raccomandata poiché non prevede alcun margine per le condizioni di campo. Alla luce di questi risultati, era chiaramente necessario un aggiornamento delle formule e delle raccomandazioni.
Per tenere conto delle condizioni reali e allineare meglio la formula teorica ai risultati sperimentali, al valore minimo teorico sono stati applicati i margini di campo. L'equazione di rottura è stata moltiplicata per 1,5 ed è stata aggiunta una tensione di riferimento di 1.500 V, ottenendo:
Sistema metrico (micron): V = 1.500 + 1,5 × (170 + 2,48d + 58√d)
Sistema imperiale (mil): V = 1.500 + 1,5 × (170 + 63d + 293√d)
Dove:
V = tensione di prova raccomandata (volt)
d = spessore del rivestimento (micron o mil)
1,5 = margine per rugosità superficiale, detriti e condizioni dell’elettrodo
+1.500 V = valore di riferimento per superare piccoli e incostanti spazi tra l’elettrodo e la superficie in condizioni operative
Questa formula stabilisce tensioni raccomandate ben al di sopra del minimo determinato nello studio di Walker, pur rimanendo al di sotto della rigidità dielettrica di molti rivestimenti protettivi comuni e completamente induriti. L'utilizzo di queste tensioni ridurrà il rischio di non individuare eventuali difetti o di danneggiare il sistema di rivestimento.
La tabella che segue illustra la differenza tra la formula aggiornata e diversi approcci precedenti. Le raccomandazioni precedenti sono riportate solo a scopo di confronto storico; esse sono state superate dalle norme attuali e non dovrebbero essere utilizzate nelle nuove specifiche. I progetti esistenti dovrebbero attenersi all’edizione prevista dal contratto, a meno che le parti non approvino l’uso del metodo aggiornato.
La differenza è particolarmente evidente nel caso dei rivestimenti più sottili, dove le raccomandazioni precedenti erano nettamente inferiori alla tensione effettivamente necessaria per rilevare in modo affidabile i difetti.
Esempio pratico: Applicazione della formula
Per un rivestimento di 635 µm (25 mil):
V = 1.500 + 1,5 × (170 + 2,48[635] + 58√635)
V = 1.500 + 1,5 × (170 + 1.574,8 + 1.461,5)
V≈ 6.309 V
Per un rivestimento di 1.000 µm (40 mil), la stessa formula fornisce un valore approssimativo di 8.226 V.
In altre parole, la tensione di prova raccomandata per uno spessore del rivestimento di 635 µm è di circa 6.300 V, non i 2.500 V suggeriti dalla tradizionale regola dei 100 V/mil. Per uno spessore del rivestimento di 1.000 µm, la tensione di prova raccomandata è di circa 8.200 V, non i 4.000 V previsti dalle vecchie regole lineari.
La formula aggiornata è scientificamente fondata e validata sperimentalmente. È stata adottata nei recenti aggiornamenti di diversi importanti standard di settore. Il metodo aggiornato si basa sulla legge di Paschen, è supportato da test controllati ed è stato incorporato nelle norme ASTM G62-23, NACE SP0188-2024, ASTM D5162-24, ASTM D4787-24 e ISO 29601:2026.
Per effettuare i controlli in tutta sicurezza, gli ispettori dovrebbero:
PosiTest ,HHD , PosiTest eHHD C includono calcolatori di tensione integrati per questi standard, semplificando la configurazione e riducendo gli errori di calcolo manuale.
Per quanto riguarda il calcestruzzo, l’affidabilità delle prove dipende anche dalla creazione di un percorso di ritorno conduttivo. L’umidità del calcestruzzo, l’armatura incorporata e i sottofondi conduttivi possono influire in modo significativo sulla continuità elettrica; pertanto, è necessario seguire la procedura specifica per il calcestruzzo prevista dalla norma ASTM D4787 e verificare il funzionamento su aree rappresentative.
Le impostazioni di tensione riviste si basano sui principi fisici della rottura elettrica descritti nel documento “ air ” e sono supportate da test controllati. Se applicate in conformità con la norma di riferimento “ standard ” e nei limiti indicati dal produttore del rivestimento, migliorano l’affidabilità del rilevamento riducendo al minimo il rischio di danni al rivestimento.
