Un test fondamentale utilizzato nella simulazione accelerata della corrosione nell'industria aerospaziale in cui si fa riferimento all'integrità strutturale, alla protezione superficiale e all'affidabilità a lungo termine è sottoposto a un test della nebbiaI componenti degli aeromobili sono soggetti a esposizione salina a causa delle risorse di sghiacciamento delle piste costiere e degli inquinanti atmosferici in quota e a livello del suolo. Per misurare la resistenza in condizioni controllate ma aggressive, i laboratori utilizzano protocolli di test di corrosione salina standardizzati che condensano anni di esposizione nell'ambiente in tempi di prova realistici. La sfida non è solo quella di ottenere una corrosione rapida, ma anche quella di evidenziare le reali modalità di guasto di leghe, rivestimenti di elementi di fissaggio e assemblaggi incollati su piattaforme aerospaziali.

Metodologie standard di nebbia salina applicate in ambito aerospaziale

L'altro tipo di metodo di nebbia salina neutra, comune nella qualificazione aerospaziale, si basa sugli standard ASTM e ISO, con eventuali adattamenti specifici. Il test in nebbia salina neutra è un test condotto in una soluzione di cloruro di sodio finemente atomizzata, mantenendo i componenti a temperatura e pH controllati per produrre un film bagnante continuo. Ciò consente di facilitare le reazioni elettrochimiche all'interno dei difetti di rivestimento e le coppie galvaniche, comuni negli assemblaggi misti di metalli.
Il test viene raramente eseguito come un generico esercizio di superamento/fallimento per hardware aerospaziale. Piuttosto, viene incorporato in una sequenza di qualificazione in cui i criteri di ispezione della durata dell'esposizione e di valutazione post-test sono molto specifici. I componenti della stampante possono essere esposti in modo casuale, con un tempo medio tra il risciacquo e l'asciugatura, per approssimare i programmi operativi. Questo metodo può essere utilizzato per distinguere tra un attacco estetico e la corrosione, con conseguente compromissione della resistenza a fatica o dell'integrità dei giunti.
Varianti del test di corrosione salina, rese acide, vengono talvolta utilizzate per valutare la suscettibilità in ambienti chimici più avversi, come quelli contaminati dai gas di scarico o dagli inquinanti industriali negli aeroporti. Tuttavia, queste vengono applicate con cautela nei programmi aerospaziali, poiché un'acidità eccessiva può causare altre modalità di guasto non rappresentative del servizio. La scelta della chimica della nebbia presuppone quindi un giudizio ingegneristico in base all'ambito operativo previsto per il componente.

Influenza dei rivestimenti dei materiali e della progettazione dell'assemblaggio

Esiste una grande varietà di materiali con cui sono realizzate le strutture aerospaziali, come leghe di alluminio, leghe di titanio inossidabile, leghe di magnesio e strutture composite costituite da inserti metallici. Questi materiali presentano una risposta diversa in un test di nebbia. Le leghe di alluminio possono presentare corrosione puntiforme e attacchi intergranulari, in particolare in corrispondenza degli elementi di fissaggio, mentre gli acciai ad alta resistenza tendono a sviluppare rapidamente ruggine rossa in caso di rottura delle finiture protettive. Le leghe di magnesio sono altamente aggressive in termini di corrosione e richiedono rivestimenti speciali, che vengono comunemente testati mediante esposizione prolungata alla nebbia.
La centralità dei sistemi di rivestimento consente la protezione dalla corrosione e i test sulle tarme saline dimostrano la qualità dell'adesione e le prestazioni della barriera. La corrosione del sottofilm su graffi e lati è innescata dai primer dei rivestimenti di conversione, mentre gli strati anodici e i rivestimenti di finitura subiscono uno stress costante a causa dell'esposizione agli elettroliti. La lunghezza della corrosione a bolle e filiforme è un parametro di valutazione comune nelle misurazioni dello scorrimento superficiale (creep) per la qualificazione aerospaziale. Le interazioni galvaniche si manifestano anche nel test di nebbia, in cui metalli dissimili vengono elettricamente contattati e bagnati dal film salino. Sigillanti, isolatori e percorsi di drenaggio sono alcune caratteristiche progettuali che vengono quindi valutate indirettamente in base alla loro funzionalità nella camera.
Fattori importanti sono la geometria dell'assemblaggio. I giunti tra le fessure e le interfacce degli elementi di fissaggio trattengono l'elettrolita e mantengono la corrosione localizzata nonostante la cessazione dell'esposizione. Un programma di test di nebbia opportunamente progettato espone i campioni con orientamenti che favorirebbero la bagnatura nel caso peggiore, anziché un drenaggio ideale. Questa pratica migliora la predittività dei risultati in relazione al servizio effettivo dell'aeromobile.

Figura: Apparecchiatura per il test della nebbia

Controllo dell'esecuzione dei test e interpretazione dei dati

La validità di un test di nebbia si basa sulla rigorosa limitazione delle condizioni nelle camere. La velocità di concentrazione della soluzione, la temperatura di atomizzazione e l'uniformità della deposizione devono essere osservate e registrate durante l'esposizione. Piccole variazioni possono alterare la cinetica della corrosione, il che significa che i risultati ottenuti in un test non possono essere confrontati con quelli di un altro test o di un altro laboratorio. I programmi aerospaziali si concentrano quindi su test di routine per la stabilità della velocità di raccolta, del pH e delle funzioni degli ugelli.
Anche la valutazione post-esposizione è importante. I programmi di risciacquo, il tempo di asciugatura e la frequenza delle ispezioni determinano il danno visualizzato. La propagazione della corrosione tardiva rispetto a quella precoce causata dai sali residui può essere rilevata solo tramite un'ispezione immediata, poiché la corrosione attiva viene rilevata tramite un'ispezione tardiva. La valutazione informe, come la determinazione della perdita di massa al microscopio e gli esperimenti di adesione del rivestimento, che integrano la valutazione visiva, comportano una valutazione non distruttiva. Nel caso di prove meccaniche su componenti portanti dopo l'esposizione in un ambiente umido, potrebbe essere necessario testare il componente dopo l'esposizione all'umidità per dedurre se è stato corroso e se la sua resistenza o la sua durata a fatica sono diminuite.
La rapidità del test deve essere tenuta in considerazione durante l'interpretazione dei dati. I risultati dei test di corrosione salina non sono proporzionali alla durata di vita. Forniscono invece confronti tra le prestazioni e i punti deboli. Per stabilire una valutazione unificata della durevolezza, gli ingegneri aerospaziali confrontano i risultati del test Mog con l'esperienza di servizio e con altri test di valutazione ambientale, tra cui cicli di umidità e temperature.

Selezione delle attrezzature e capacità di laboratorio

Per condurre test di nebbia di livello aerospaziale, sono necessarie camere in cui vi sia coerenza in termini di esposizione di controllo e buona documentazione. Le dimensioni della camera devono essere rappresentative in modo che non vi siano ombreggiamenti di alcun componente o depositi anomali. I parametri ambientali devono essere registrati dai sistemi di controllo per facilitarne la tracciabilità. Per mantenere la ripetibilità durante lunghe campagne di qualificazione, è necessario manutenere e calibrare i sensori e i riscaldatori dei sistemi di spruzzatura.
Per soddisfare queste esigenze, molti laboratori scelgono i sistemi tra i fornitori esistenti. Un esempio è la fornitura di camere a nebbia salina e relativi accessori da parte di Ad esempio LISUN Nelle attività che indagano la corrosione, la coerenza e la documentazione sono i fattori più importanti. È importante che i laboratori dei fornitori misurino le prestazioni delle camere in base ai requisiti aerospaziali e mantengano report completi da selezionare per le attività di audit e certificazione.

Conclusione

Nella pianificazione e nell'esecuzione di test di corrosione salina, la corrosione salina rappresenta un simulatore insostituibile della corrosione accelerata di prodotti aerospaziali, se implementato nell'ambito dell'ingegneria. Quando si scelgono le giuste sostanze chimiche di prova per regolare le condizioni di esposizione e i risultati vengono discussi nell'ambito del rivestimento protettivo applicato ai materiali e della loro progettazione, come in un assemblaggio, i reali rischi di corrosione possono essere rivelati agli ingegneri. In combinazione con una strategia di qualificazione ambientale più completa, la corrosione salina test della nebbia aiuta a fornire sistemi aerospaziali più sicuri e durevoli senza fare previsioni incredibilmente ingenue sulla loro durata.