Metodi di prova per l'adesione del rivestimento
Per far sì che i rivestimenti funzionino in modo soddisfacente, devono aderire ai substrati su cui vengono applicati. Per determinare quanto bene un rivestimento è legato al substrato, si possono usare vari metodi riconosciuti.
Le tecniche di misurazione comunemente utilizzate sono eseguite con un coltello o con un tester di adesione pull-off. Dopo qualsiasi test è importante registrare se il cedimento del legame è stato adesivo (cedimento all’interfaccia rivestimento/substrato), coesivo (cedimento all’interno della pellicola di rivestimento o del substrato) o cedimento della colla (separazione visibile della colla da se stessa). Molti standard nazionali e internazionali richiedono che venga registrata la natura della frattura.
Cos’è un test del coltello?
Questo semplice test richiede l’uso di un taglierino per prendere il rivestimento. Stabilisce se l’adesione di un rivestimento a un substrato o a un altro rivestimento (in sistemi multistrato) è a un livello generalmente adeguato. Le prestazioni si basano sia sul grado di difficoltà di rimozione del rivestimento dal substrato sia sulle dimensioni del rivestimento rimosso.
Utilizzando il coltello e la guida di taglio, viene eseguito un taglio a X attraverso il rivestimento fino al substrato. Al vertice, la punta del coltello viene utilizzata per tentare di sollevare il rivestimento dal substrato o dal rivestimento sottostante.
Questo è un test altamente soggettivo e il suo valore dipende dall’esperienza dell’ispettore. Un rivestimento che ha un alto grado di resistenza coesiva può sembrare avere un’adesione peggiore di uno che è fragile e quindi si frattura facilmente quando viene sondato. Non esiste alcuna correlazione nota con altri metodi di test di adesione (test di adesione a strappo, nastro adesivo, ecc.).
Un metodo standard per l’applicazione e l’esecuzione di questo test è disponibile in ASTM D6677—Metodo di prova standard per la valutazione dell’adesione mediante coltello.
Cos’è un test del nastro?
Su substrati metallici, una versione più formale del test del coltello è il test del nastro. Il nastro sensibile alla pressione viene applicato e rimosso sui tagli fatti nel rivestimento. Esistono due varianti di questo test: il test del nastro con taglio a X e il test del nastro con tratteggio incrociato.
Il test del nastro con taglio a X è principalmente destinato all’uso nei cantieri. Utilizzando una lametta affilata, un bisturi, un coltello o un altro dispositivo di taglio, viene eseguito un taglio a X attraverso il rivestimento fino al substrato. Viene utilizzato un righello in acciaio o altro metallo duro per garantire tagli dritti. Il nastro viene posizionato al centro dell’intersezione dei tagli e quindi rimosso rapidamente. L’area del taglio a X viene quindi ispezionata per la rimozione del rivestimento dal substrato o dal rivestimento sottostante e valutata.
Il test del nastro a tratteggio incrociato è principalmente destinato all’uso in laboratorio su rivestimenti di spessore inferiore a 5 mils (125 micron). Utilizza un motivo a tratteggio incrociato anziché un motivo a X. È necessaria una guida di taglio o una speciale taglierina a tratteggio incrociato con più lame preimpostate per assicurarsi che le incisioni siano opportunamente distanziate e parallele. Dopo che il nastro è stato applicato e rimosso, l’area di taglio viene quindi ispezionata e valutata.
Un metodo standard per l’applicazione e l’esecuzione di questi test è disponibile in ASTM D3359—Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test.
Cos’è un test di adesione pull-off?
Un test più quantitativo per l’adesione è il test pull-off in cui un dispositivo di carico, comunemente chiamato dolly o stub, viene fissato tramite un adesivo a un rivestimento. Utilizzando un tester di adesione pull-off portatile, come il PosiTest AT, viene applicato un carico crescente fino a quando il dolly non viene staccato. La forza richiesta per staccare il dolly o la forza che il dolly ha sopportato, produce la resistenza alla trazione in libbre per pollice quadrato (psi) o mega Pascal (MPa). La rottura si verificherà lungo il piano più debole all’interno del sistema composto da dolly, adesivo, sistema di rivestimento e substrato e sarà esposta dalla superficie di frattura.
Questo metodo di prova massimizza la sollecitazione di trazione rispetto alla sollecitazione di taglio applicata da altri metodi, come l’adesione a raschiamento o a coltello, e i risultati potrebbero non essere confrontabili. Inoltre, le misurazioni della resistenza al pull-off dipendono dallo strumento utilizzato nel test. I risultati ottenuti utilizzando dispositivi diversi o risultati per gli stessi rivestimenti su substrati con diversa rigidità potrebbero non essere confrontabili.
I tester di adesione pull-off portatili funzionano utilizzando la pressione meccanica (torsione manuale), idraulica (olio) o pneumatica (aria). Sono classificati come allineati fissi o autoallineanti a seconda della loro capacità di garantire una forza di pull-off verticale. La migliore ripetibilità si ottiene quando la forza di pull-off agisce perpendicolarmente alla superficie sottoposta a test.
La disponibilità di una gamma completa di modelli di tester di adesione pull-off facilita la misurazione dell’adesione del rivestimento su quasi tutti i substrati rigidi. Ad esempio, i dolly da 20 mm possono essere ideali per le tipiche resistenze di adesione del rivestimento su metallo, plastica e legno, mentre i dolly da 50 mm sono più ideali per rivestimenti con resistenze di adesione inferiori su substrati in muratura come il calcestruzzo. È possibile utilizzare diverse dimensioni di dolly per soddisfare esigenze di misurazione speciali.
Ad esempio, riducendo le dimensioni del dolly da 20 mm a 10 mm, aumenta l’intervallo di pull-off del calibro di 4 volte, consentendo ad alcuni produttori di misurare con precisione le resistenze di adesione oltre 12.000 psi (82 MPa). I dolly economici eliminano la necessità di riutilizzo, semplificando notevolmente il processo di preparazione, con un ulteriore vantaggio di consentire la conservazione di campioni fisici per riferimento futuro o prova dei risultati del test di pull-off.
Il tester di adesione PosiTest AT è la soluzione DeFelsko per eseguire con precisione un test di adesione del rivestimento. Disponibile sia nei modelli Manual (PosiTest AT-M) che Automatic (PosiTest AT-A), il tester di adesione pull-off misura l’adesione dei rivestimenti a metallo, legno, cemento e altri substrati rigidi. Fai clic qui per saperne di più sul PosiTest AT.
Cos’è un test di raschiatura?
Un test di raschiatura viene in genere eseguito in laboratorio ed è limitato ai test su superfici di pannelli lisci e piatti. L’adesione viene determinata spingendo i pannelli rivestiti sotto uno stilo arrotondato o un anello che viene caricato in quantità crescenti fino a quando il rivestimento non viene rimosso dalla superficie del substrato. Viene utilizzato un dispositivo chiamato tester di raschiatura-adesione a trave bilanciata.
Un metodo standard per l’applicazione e l’esecuzione di questo test è disponibile in ASTM D2197—Metodo di prova standard per l’adesione di rivestimenti organici mediante adesione a raschiatura.
Altri metodi di test di adesione
Esistono molti altri test di adesione. Alcuni di questi comportano l’uso di macchine per prove di trazione con vernice applicata al substrato con una striscia di tessuto incorporata nella vernice (la macchina per prove di trazione tira il substrato e il tessuto) o hanno la vernice applicata tra due fogli del substrato (la macchina per prove di trazione tira entrambi i pezzi del substrato). ASTM D2370 descrive uno di questi test di allungamento, resistenza alla trazione e rigidità di pellicole organiche quando testate come pellicole libere. L’adesione del rivestimento organico ai substrati di plastica mediante il montaggio di un perno di alluminio e la sua rimozione con un tester di trazione è trattata in ASTM D5179.
ASTM D4145 descrive un test di flessione per determinare la flessibilità e l’adesione dei rivestimenti su substrati metallici preverniciati. Questi rivestimenti organici sono sottoposti a sollecitazioni quando vengono fabbricati in prodotti mediante profilatura a rulli, piegatura a freno o altri processi di deformazione. Queste sollecitazioni possono superare la flessibilità o la forza adesiva del rivestimento, con conseguente frattura del rivestimento, esposizione del substrato o perdita di aderenza al substrato. Questo test è un mezzo per valutare la capacità di un sistema di rivestimento di resistere alle sollecitazioni di fabbricazione.
I test di formabilità e adesione di rivestimenti complessi di primer/cromato ricchi di zinco applicati in fabbrica su acciaio sono descritti in ASTM 4146. In questo test, un campione rivestito viene allungato biassialmente per una determinata distanza in una macchina appropriata, viene applicato del nastro adesivo all’area deformata (cupola) e poi tirato via, e la quantità di rivestimento rimossa viene confrontata con uno standard fotografico per determinare il grado di adesione del rivestimento.
L’adesione è anche un risultato misurabile di alcuni test di durezza effettuati tramite durezza a matita, gravelometro, impatto (freccia cadente, ecc.) o piegatura del mandrino. Durante questi test si dovrebbe registrare la scheggiatura del rivestimento. Infine, si può notare la perdita di aderenza durante alcuni test di resistenza chimica in cui il rivestimento forma bolle, bolle o addirittura cade.
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