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INTERCORR2010_160
Copyright 2010, ABRACO
Trabalho apresentado durante o INTERCORR 2010, em Fortaleza/CE no mês de maio de 2010.
As informações e opiniões contidas neste trabalho são de exclusiva responsabilidade do(s) autor(es).
_________________________________________________________________________________________ 1 Prof.-Ingeniero - Compañia Global de Pinturas
2 Ph.D-Ingeniera - Universidad Nacional de Colombia
Evaluación de la resistencia a la corrosión de sistemas de recubrimientos con altos
sólidos por medio de espectroscopia de impedancia electroquimica. Andrés Guzmán Rosas
1, Luz Marina Ocampo
2
Abstract
In this work was assessed the anticorrosion behavior of commercial anti-corrosion coatings
solventborne of high solids (75-90% V/V) sheet applied on Hot Rolled carbon steel
commercial grade by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The coatings applied
were: aluminum epoxy mastic and zinc rich epoxy / polysiloxane topcoat and were exposed to
accelerated corrosion test chambers by 5000 hours (total immersion, salt fog, corrosion cycle).
These specimens were evaluated every 20 days with the help of EIS. For the system zinc
epoxy primer/ polysiloxane topcoat impedance modules were found 109 Ω/cm
2 salt fog,
1010Ω/cm
2 cycle of corrosion and in total immersion 10
9Ω/cm
2 modules in 10
-2M NaCl and
Na2SO4 10-2
M. This system had during the tested almost perfect capacitive behavior. The
other coating tested (aluminum epoxy mastic) presented modules of 106Ω/cm
2 in salt fog,
108Ω/cm
2 cycle of corrosion and 10
6Ω/cm
2 total immersion in 10
-2M NaCl and 10
7Ω/cm
2 in
Na2SO4 10-2
M. From these results we see that the mastic had a lower corrosion behavior,
which can be supported by the presence of Faradic processes.
Resumen
En este trabajo fue evaluado el comportamiento anticorrosivo de recubrimientos comerciales
de altos sólidos (75-90 % V/V) base solvente aplicados sobre láminas de acero al carbono
Hot Rolled grado comercial por la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica.
Los sistemas de recubrimientos contemplados en el estudio fueron: mastic epóxico de
aluminio y sistema primer epoxi rico zinc/acabado polisiloxano. Se sometieron a ensayos de
corrosión acelerada en cámaras (inmersión total, niebla salina, ciclo de corrosión) por 5000
horas. Estas probetas se evaluaron cada 20 días con la ayuda de EIS. Para el caso del sistema
primer epoxi zinc/polisiloxano se encontraron módulos de impedancia de 109 Ω.cm
2 en niebla
salina, de 1010 Ω.cm
2 en ciclo de corrosión y en inmersión total módulos de 10
9 Ω.cm-2
en
NaCl 10-2
M y en Na2SO4 10-2
M. Este sistema tuvo durante la prueba un comportamiento
capacitivo casi perfecto. El otro recubrimiento sometido a ensayos (mastic epóxico de
aluminio) presentó módulos de 106 Ω.cm
-2 en prueba salina, de 10
8 Ω.cm2
en ciclo de
corrosión y de 106Ω/cm
2 en inmersión total en NaCl 10
-2M y de 10
7 Ω.cm-2
en Na2SO4 10-2
M.
De estos resultados, se pudo observar que el mastic tuvo un comportamiento anticorrosivo
inferior, lo cual se puede asociar a la presencia de procesos farádicos.
Palabras claves: altos sólidos, corrosión, impedancia, recubrimientos, acero.
Introducción
INTERCORR2010_160
- 2 -
La predicción del grado de corrosión de una estructura metálica protegida con algún sistema
de recubrimientos lleva mucho tiempo, a menudo entre 10 a 15 años, por tal razón se han
implementado algunas técnicas para poder simular como a lo largo del tiempo el avance de
la corrosión. Los ensayos acelerados de corrosión sobre condiciones controladas han sido los
medios más utilizados para poder conocer la corrosión atmosférica y acortar ese tiempo de
evaluación. Entre los ensayos acelerados, el de niebla salina ha sido el más utilizado durante
décadas, pero ha encontrado serias críticas debido a la falta de correlación con los resultados
obtenidos en las condiciones atmosféricas, sobretodo en atmósferas industriales. Otra tipo de
ensayos se basan en las alteraciones visuales de los recubrimientos, lo que las vuelve
subjetivas [1]. Como respuesta a esta necesidad, aparece la Espectroscopia de Impedancia
Electroquímica (EIS) que permite acompañar el proceso de degradación de los recubrimientos
de pintura a lo largo del tiempo. De los diagramas de impedancia se pueden obtener
parámetros como resistencia y capacitancia en tiempos relativamente cortos de exposición, los
cuales tienen una relación directa con el desempeño relativo de los recubrimientos.
En este trabajo se utiliza la EIS para evaluar en corto tiempo el comportamiento de
recubrimientos anticorrosivos base solvente comerciales de altos sólidos de naturaleza
epóxica y epoxi-silicona hibrida (65-90 % V/V de sólidos) aplicados sobre aceros laminados
en caliente cuando son expuestos a diferentes ambiente agresivos.
Materiales y métodos
Los recubrimientos utilizados en la parte experimental son de carácter comercial, alto sólidos
y fueron suministrados por Compañía Global de Pinturas S.A. (Inversiones Mundial –
Colombia). Se enumeran a continuación sus características:
Tabla 1. Composición de los recubrimientos
Se aplicaron sobre láminas laminadas en caliente (100x150x30mm) con preparadas con chorro
de arena hasta grado comercial SSPC SP6 y se sometieron a las pruebas de corrosión acelerada
en los siguientes equipos:
1. Cámara niebla salina Singleton
2. Cava marca Haceb
3. QUV Basic Accelerated Weathering Tester (QUV Panel)
Recubrimiento Naturaleza
Química
Naturaleza
Química
Catalizador
Pigmentos Porcentaje
Sólidos por
volumen
Viscosidad
(KU)
Espesor
de
película
(mils)
1. Mastic
epóxico de
aluminio
Epóxica Poliamida Aluminio,
Silicato de
magnesio,
sulfato de
bario.
80%
(Catalizado)
90
(Catalizado)
5 - 7
2.1 Primer
Epoxi Zinc
Epóxica
rica en zinc
Poliamida Oxido de
hierro,
aleación
silica-
alúmina
65%
(Catalizado)
75
(Catalizado)
2-4
2.2 Acabado
Polisiloxano
Hibrida
Epoxi –
silicona
Organosilanos TiO2,
metasilicato,
silica.
93%
(Catalizado)
100
(Catalizado)
3 – 7
INTERCORR2010_160
- 3 -
Las tomas del punto de EIS se realizaron en equipos Gamry Reference 600
Potenciostat/Galvanostat/ZRA y Gamry Reference 3000 Potenciostat/Galvanostat/ZRA y
aproximamente cada 21 días de exposición en los ensayos acelerados de corrosión. Se realizo
un barrido de frecuencia entre 40000 y 0.0025 Hz, con una amplitud de perturbación de 10
mV. En el montaje experimental se utilizó una celda de tres electrodos: contraelectrodo de
platino, electrodo de trabajo (la propia muestra), como soluciones de trabajo NaCl 10-2
M y
Na2SO4 10-2
M y como electrodos de referencia calomel saturado y sulfato mercuroso, según el
caso. Las muestras permanecieron inmersas durante 30 minutos en la solución de trabajo antes
de las medidas de EIS para la estabilización del potencial de circuito abierto
La conformación de la exposición de las muestras a los ensayos de corrosión acelerada fue
de la siguiente manera:
1. Se efectuó un ensayo cíclico de corrosión durante 5000 horas con las siguientes
etapas:
(a) 6 días de exposición a la radiación ultravioleta (UV-A) y humedad por
condensación (ciclo de 8 h de UV-A y 4 horas de condensación) según la norma
ASTM G 154 [2].
(b) 1 día a baja temperatura ( -10 C).
(c) 6 días de exposición en niebla salina continua según la norma ASTM B 117 [3]
(d) 1 día a baja temperatura ( -10 C).
2. Ensayo de niebla salina durante 5000 horas según la norma ASTM B 117[3].
3. Las pruebas de inmersión se realizaron en soluciones de NaCl 10-2
M o Na2SO4 10-2
M en agua destilada durante 4500 horas.
Para fortalecer los resultados obtenidos con la espectroscopia de impedancia electroquímica se
evaluó visualmente el desempeño de las muestras pintadas al final de cada ensayo con
relación al ampollamiento según la norma ASTM D 714 [4], cuarteamiento de el recubrimiento
según la norma ASTM D 660 [5], grado de corrosión generalizada según la norma ASTM D
610 [6] y avance de corrosión en la incisión [7].
Las pruebas de Microespectroscopia Raman fueron realizados en un equipo Microraman
LabRAM HR marca Horiba Jobin Yvon, equipado con un láser HeNe (632.81 nm), con una
salida de poder de 0.97 mW, con un focal fijado a 200 µm asegurando una profundidad de
análisis de 10 µm y con un microscopio Olympus. Para la realización de estas medidas fueron
realizados cortes transversales aproximadamente de 2 cm de largo de las muestras, colocados
entre placas de aluminio formando y luego embutidas en resina epóxica. Posteriormente fueron
pulidas hasta grado espejo para poder identificar en un microscopio óptico las zonas de
corrosión y luego realizar los espectros Raman.
Figura 1. Montaje realizado para las medidas Raman y microscopía óptica
Resultados y discusión
INTERCORR2010_160
- 4 -
Los recubrimientos orgánicos son una manera protección anticorrosiva basada en el
aislamiento del metal [8]. La técnica de la espectroscopia de impedancia electroquímica es una
poderosa arma para entender de una manera cuantitativa como es el funcionamiento ante
ambientes corrosivos de estos recubrimientos [9,10]
Por requerimientos ambientales la formulación de recubrimientos de alto sólidos se ha
incrementado convirtiendo en una alterna de uso para el mantenimiento industrial [11]. Dentro
de los más usados se encuentra recubrimientos epóxicos y nuevas familias químicas de
vehículos (epoxi-silicona hibrida) de ahí la necesidad de conocer aún mas estos sistemas
cuando son sometidos a ambientes altamente agresivos. A continuación se presentan los
resultados para el sistema primer epoxi zinc/acabado polisiloxano y luego para el mastic
epóxico de aluminio.
1. Sistema Primer Epoxi Zinc / Acabado Polisiloxano
En la Figura 2 los altos módulos de impedancia del sistema a bajos frecuencias indican el alto
nivel de protección que el sistema ofrece debido a un posible bajo nivel de porosidad y
defectos el recubrimiento, lo cual indica una efectiva película de barrera ante condiciones
ambientales reales de funcionamiento. Se puede apreciar que durante todas las pruebas el
sistema se comporta como un capacitor perfecto debido a que con el paso del tiempo no se da
la penetración de moléculas de agua y de iones a través de la película.
Z /
Ω. cm
2
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
104
105
106
107
108
109
1010
1011
1012 18 d
37 d
59 d
75 d
101 d
115 d
137 d
154 d
175 d
201 d
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
104
105
106
107
108
109
1010
1011
1012 18 d
37 d
59 d
75 d
101 d
115 d
137 d
154 d
175 d
201 d
Prueba Niebla Salina Prueba Ciclo Corrosión
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
105
106
107
108
109
1010
1011
1012
21 d
43 d
62 d
89 d
104 d
126 d
143 d
164 d
190 d
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
104
105
106
107
108
109
1010
1011
1012
21 d
43 d
62 d
89 d
104 d
126 d
143 d
164 d
190 d
Inmersión Total en NaCl Inmersión Total en Na2SO4
Frecuencia / Hz
Figura 2. Diagrama Bode Sistema Epoxi-Zinc/Polisiloxano.
INTERCORR2010_160
- 5 -
El sistema en niebla salina presenta una pequeña caída en el valor del módulo de impedancia
en el tiempo solo pasado 150 días y termina con valores de impedancia de 109 Ωcm
2 al final
de la prueba.
Para el ciclo de corrosión se tiene poco variabilidad del módulo de impedancia en el tiempo en
comparación con la prueba de niebla. En este tipo de pruebas donde el sistema tiene etapas de
recuperación cuando se somete a bajas temperaturas y cuando no tiene exposición continua a
electrolitos el sistema ofrece un rendimiento optimo. Además toca resaltar la contribución del
polisiloxano con su componente inorgánica que ofrece a resistencia térmica y al UV.
En la figura 2 también vemos que el comportamiento del sistema cuando se sometió a
inmersión en ambientes de iones cloruros y sulfatos es muy similar al obtenido en la prueba
cíclica de corrosión pero muy distintos al de niebla donde el sistema permanentemente se ve
atacado por la humedad y altas concentraciones de iones cloruros. Comparando el
comportamiento del sistema en los dos medios de inmersión encontramos una resistencia
superior ante un medio que contenga iones cloruros que ante uno que contenga iones sulfatos
encontrándose valores de impedancia en ambos del orden de 109 Ωcm
2.
Queda manifestada la sinergia que existe entre la protección catódica que ofrece el primer rico
en zinc y las bondades de un recubrimientos de alto sólidos con componentes tanto orgánicas
como inorgánicas, estas últimas mejorando sus propiedades eléctricas.
Z /
Ω .cm
2
0 30 60 90 120 150 180 210
109
1010
1011
ES: 11 mils
0 30 60 90 120 150 180 210
1010
1,2x1010
1,4x1010
1,6x1010
1,8x1010
2x1010
2,2x1010
ES: 10 mils
Prueba Niebla Salina Prueba Ciclo Corrosión
0 30 60 90 120 150 180 210
4x109
6x109
8x109
1010
1,2x1010
1,4x1010
1,6x1010
1,8x10102x10102,2x10102,4x1010
ES: 10 mils
0 30 60 90 120 150 180 21010
9
1010
1011
ES: 11 mils
Inmersión Total en Na2SO4 Inmersión Total en NaCl
Tiempo / días
Figura 3. Módulo de impedancia en el tiempo del sistema Epoxi-Zinc/Polisiloxano
(f= 0.1493 Hz).
INTERCORR2010_160
- 6 -
En la Figura 3 y 4 se aprecia el comportamiento típico de estas dos variables, la primera
decrece y la segunda aumenta en el tiempo. Solo hasta pasado 150 días de ensayos se ve un
cambio fuerte en el comportamiento de la impedancia del sistema en las pruebas de niebla y
ciclo pero sin dejara de ser un capacitor perfecto el recubrimiento. Un comportamiento más
estacionario se presenta en las inmersiones pero con mejor respuesta en el caso de cloruros.
Un comportamiento similar se reporta en una aplicación de polisiloxano directamente cold
rolled y sometido a ensayo de inmersión en distintos ambientes químicos donde se encontraron
valores de impedancia de 107 Ωcm
2 [12].
La capacitancia (Figura 4) en el tiempo muestra valores de 10-10
F/cm2 en el caso de las prueba
de inmersión, 10-9
F/cm2 para niebla y hasta de 10
-11 F/cm
2 para el ensayo cíclico lo cual nos
muestra el poco ingreso de agua a través de la película y el poco desgaste que esta sufre. Este
comportamiento de la capacitancia del sistema se puede atribuir a la contribución química de
cada uno de los recubrimientos del sistema [13] y al espesor de película seca que se tiene,
aproximadamante11mils, entre primer y acabado
C /
F.c
m-2
0 30 60 90 120 150 180 210
0,0
4,0x10-10
8,0x10-10
1,2x10-9
1,6x10-9
ES: 11 mils
0 30 60 90 120 150 180 210
5x10-11
6x10-11
7x10-11
8x10-11
9x10-11
1x10-10
1x10-10
ES: 10 mils
Prueba Niebla Salina Prueba Ciclo Corrosión
0 30 60 90 120 150 180 210
5,0x10-11
1,0x10-10
1,5x10-10
2,0x10-10
2,5x10-10
3,0x10-10
ES: 10 mils
0 30 60 90 120 150 180 210
0
1x10-10
2x10-10
3x10-10
4x10-10
5x10-10
6x10-10
7x10-10
8x10-10
9x10-10
ES: 11 mils
Inmersión Total en Na2SO4 Inmersión Total en NaCl
Tiempo / días
Figura 4. Capacitancia en el tiempo del sistema Epoxi-Zinc/Polisiloxano (f= 0.1493 Hz).
Con los resultados de impedancia y capacitancia en el tiempo a baja frecuencia se vuelve a
ratificar la sinergia del recubrimiento orgánico rico en zinc y del polisiloxano como fuertes
elementos de barrera al ataque de diferentes ambientes que pueden generar corrosión.
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- 7 -
Demostrándose su alta resistencia a la transferencia de iones y la mínima penetración de
electrolitos a través de la película [14].
Pruebas Microespectroscopia Raman
Las micrografías de las muestras expuestas en pruebas de niebla salina y ciclo de corrosión
(figuras 5a y 5b) muestran la ausencia de productos de corrosión en la interface metal/
pintura, lo cual se ve reflejado en los altos valores de impedancia del orden de 109 y 10
10
Ω.cm2. Para el caso de la inmersión en cloruros y sulfatos, las micrografías muestran
productos de corrosión (zonas anaranjadas), que al ser identificados por Raman corresponden
a bandas de goethita[15, 16, 17]. A pesar de la presencia de los productos de corrosión, se
obtienen valores de impedancia del orden 109 Ω.cm
2, lo cual puede atribuirse al carácter a la
protección catódica que brinda el primer epoxi-zinc.
0 300 600 900 12000
10000
20000
30000
40000
50000
(a)
Inte
ns
ida
d
Numero de onda/ cm-1
24
3
29
9 38
5
29
6
39
0
56
0
(b)
(a) Na2SO4 (b) Na2SO4 (c) Niebla Salina (d) Ciclo Corrosión
Figura 5. Microespectroscopía Raman sistema Epoxi zinc/Polisiloxano (Parte superior
sustrato – Parte intermedia epoxi zinc – Parte inferior polisiloxano)
Chequeos Visuales Comportamiento en Pruebas Aceleradas de Corrosión
A las probetas que estuvieron expuestas en las pruebas aceleradas de corrosión en niebla salina
y ciclo de corrosión se les hizo chequeos visuales a su comportamiento anticorrosivo
encontrándose los siguientes resultados:
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- 8 -
Prueba Niebla Salina Ciclo Corrosión
Tiempo / horas 4250 4113
Ampollamiento 6MD 6P
Oxidación 10 10
Corrosión incisión 6 10
Cuarteamiento 10 10
Tabla 2. Resultados pruebas visuales sistema Epoxi zinc/Polisiloxano
Se debe tener en cuenta las horas reales que fueron expuestas cada lámina de las 5000 teóricas
que se tenían, ya que toca restar las horas que se emplearon para la toma de los puntos de
impedancia en el tiempo.
Para el caso del sistema Primer Epoxi-zinc/ Polisiloxano se puede deducir de que el
comportamiento que tuvo en la prueba de niebla salina desde el punto de vista del
ampollamiento presenta un microampollamiento generalizado y medio densa. Este
ampollamiento se hace visible a partir de los 115 de exposición. En lo referente a oxidación se
registro cero rastros de puntos de rusting aunque en la lámina con incisión se dio un pequeño
avance de corrosión y en cuanto al cuarteamiento no presento ningún tipo de daño superficial.
Resultados muy similares se presentaron en la prueba cíclica de corrosión donde el sistema se
comporto de manera satisfactoria frente a la oxidación y cuarteo. Se destaca que se presenta
un microampollamiento leve después de los 180 días de exposición que coincide con la caída
de la impedancia y aumento capacitancia del sistema (Figuras 3 y 4).
2. Mastic Epóxico de Aluminio
El mastic epóxico (Figura 6) presenta el comportamiento típico de un recubrimiento epóxico
donde se tiene una caída de la resistencia frente a la penetración de electrolitos y oxigeno
causando probablemente procesos farádicos en la interface con el metal [9, 18]. Para el caso de
este sistema en niebla se puede apreciar que después de 80 días de ser sometido no presenta
un comportamiento de capacitor puro sino el un resistor donde se da una caída a baja
frecuencia de la resistencia y un incremento de la capacitancia del recubrimiento [19].
Z /
Ω. cm
2
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
105
106
107
108
109
1010
18 d
37 d
59 d
75 d
101 d
115 d
137 d
154 d
175 d
201 d
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
105
106
107
108
109
1010
18 d
37 d
59 d
75 d
101 d
115 d
137 d
154 d
175 d
201 d
Prueba Niebla Salina Prueba Ciclo Corrosión
INTERCORR2010_160
- 9 -
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
104
105
106
107
108
109
1010
21 d
43 d
62 d
89 d
104 d
126 d
143 d
164 d
190 d
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
104
105
106
105
106
107
108
109
1010
21 d
43 d
89 d
104 d
126 d
143 d
164 d
190 d
Inmersión Total en NaCl Inmersión Total en Na2SO4
Frecuencia / Hz
Figura 6. Diagrama Bode Sistema Mastic Epóxico de Aluminio.
Al someter el sistema epóxico de altos sólidos con aluminio a la prueba cíclica de corrosión
encontramos un mejor comportamiento de barrera en comparación con lo encontrado en la
prueba de niebla salina aunque se debe tener en cuenta que después de 180 días de pruebas ya
el recubrimiento tiende mostrar cierto grado permeabilidad a los agentes del ambiente en que
se encuentra. Aquí toca destacar que en esta prueba el sistema cuenta con tiempos de
recuperación que favorecen a que tenga un mejor desempeño con respecto a lo encontrado en
la prueba de niebla. También es importante tener presente el daño que ocasiona la exposición a
los rayos UV en la composición polimérica del recubrimiento y que se manifiesta en el
blanqueamiento después de 60 días de exposición, característica intrínseca de los
recubrimientos epóxicos cuando se ponen en contacto con la luz ultravioleta.
En las Figuras 6 también vemos el comportamiento típico de un recubrimiento epóxico
cuando se somete a un ambiente con la presencia de iones cloruros [18], la impedancia
decrece y su capacitancia aumenta reflejando un estado de resistor donde se está
incrementando la permeabilidad con el tiempo. La tendencia que sigue el recubrimiento en un
medio con iones sulfatos es muy similar al caso en inmersión en un medio de cloruros.
En la etapa inicial de inmersión (Figuras 7-8) podemos ver un crecimiento y decrecimiento
de la impedancia y la capacitancia respectivamente debido posiblemente a que el aluminio es
un pigmento laminar y actúa como barrera para la entrada de agua, pero no se debe olvidar
que resinas como la epóxica con grupos carboxílicos y grupos polares bajo inmersión tienden
a cargarse negativamente atrayendo cationes y agua lo cual reduce la resistencia dieléctrica
del recubrimiento y su permeabilidad, fenómenos apreciable después de 60 días de inmersión
en el caso de cloruros y 80 en el caso de sulfatos. Bajo la presencia de iones sulfatos se tiene
un mayor rendimiento de la protección en comparación con lo obtenido en la inmersión en
cloruros llegando a valores del orden de 10E7 Ωcm
2 y 10E
-8 F/cm
2 mientras que en el
segundo se llego al orden de 10E6 Ωcm
2 y 10E
-7 F/cm
2.
INTERCORR2010_160
- 10 -
Z /
Ω.c
m2
0 30 60 90 120 150 180 210
107
108
109
ES: 7 mils
0 30 60 90 120 150 180 210
108
109
ES: 6,5 mils
Prueba Niebla Salina Prueba Ciclo Corrosión
0 30 60 90 120 150 180 210
107
108
109
ES: 6.5 mils
0 30 60 90 120 150 180 21010
6
107
108
109
ES: 6.5 mils
Inmersión Total en Na2SO4 Inmersión Total en NaCl
Tiempo / días
Figura 7. Módulo de impedancia en el tiempo del sistema Mastic Epóxico de Aluminio (f=
0.1493 Hz).
C /
F.c
m-2
0 30 60 90 120 150 180 210
5x10-8
1x10-7
2x10-7
2x10-7
ES: 7 mils
0 30 60 90 120 150 180 210
02x10
-9
4x10-9
6x10-9
8x10-9
1x10-8
1x10-8
1x10-8
2x10-8
2x10-8
2x10-8
ES: 6,5 miils
Prueba Niebla Salina Prueba Ciclo Corrosión
0 30 60 90 120 150 180 210
5x10-8
1x10-7
2x10-7
2x10-7
3x10-7
3x10-7
4x10-7
4x10-7
5x10-7
ES: 6.5 mils
0 30 60 90 120 150 180 2100
1x10-8
2x10-8
3x10-8
4x10-8
5x10-8
6x10-8
7x10-8
8x10-8
9x10-8
1x10-7
1x10-7
ES: 6.5 mils
Inmersión Total en Na2SO4 Inmersión Total en NaCl
Tiempo / días
Figura 8. Capacitancia en el tiempo del sistema Mastic Epóxico de Aluminio
(f= 0.1493 Hz).
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- 11 -
Para el uso del mastic en un ambiente de altas concentraciones de iones cloruros y alta
humedad se podría clasificar como un recubrimiento de calidad media-pobre y en ambientes
más reales como los simulados en la prueba cíclica e inmersión en sulfatos como buenos ya se
pueden presentar cambios de temperatura que ayudan al sistema a la adsorción y desorción de
agua y que permiten al recubrimiento conservar sus propiedades de barrera. [20,21]
Pruebas Microespectroscopia Raman
En las micrografías de la figura 9d se puede apreciar que el sistema en el ciclo de corrosión
no presenta productos de corrosión, mientras que los demás ensayos (figuras 9a, 9b y 9c)
presentan productos de corrosión (zonas anaranjadas) lo cual es coherente con los resultados
observados en las pruebas de EIS, donde se encontró mejor desempeño en la prueba cíclica en
comparación con las otras pruebas.
0 300 600 900 1200 1500 1800
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
(c)
(b)
Inte
ns
ida
d
Numero de onda/ cm-1
19
02
16
24
9
30
2
38
4
98
7
14
00
19
32
16
25
03
00
38
1
98
7
19
3
24
9 30
0 38
4
54
2
67
4
98
7
(a)
(a) Niebla Salina (b)Inmersión Total Na2SO4 (c) Inmersión Total NaCl (d) Ciclo Corrosión
Figura 9. Microespectroscopía Raman sistema Mastic Epóxico de Aluminio (Parte
superior sustrato – Parte inferior recubrimiento)
Para el caso de las inmersiones en soluciones de iones cloruros y sulfatos se da la formación
en la interface de goethita y se puede apreciar el pico (987 cm-1
) de un anillo aromático del
polímero, mientras que en la prueba de niebla aparte de la formación de goethita se da la de
magnetita (674 cm-1
) [15, 16, 17].
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- 12 -
Chequeos Visuales Comportamiento en Pruebas Aceleradas de Corrosión
Los resultados encontrados para el mastic en las observaciones visuales se enumeran a
continuación, se repite la salvedad de las horas reales expuestas de las probetas:
Prueba Niebla Salina Ciclo Corrosión
Tiempo / horas 4250 4113
Ampollamiento 6P 8P
Oxidación 9-S 10
Corrosión incisión 3 4
Cuarteamiento 10 10
Tabla 3. Resultados pruebas visuales sistema Mastic Epóxico de Aluminio.
Tanto para la prueba cíclica como para niebla el sistema no presenta ningún tipo de cuarteo o
daño superficial pero se logra encontrar un leve microampollamiento en ambas pruebas
después de 190 días de exposición. Una diferencia se nota desde el punto de vista de la
oxidación, la probeta expuesta a la niebla cuentan con pinpoint finalizando el sometimiento al
ensayo mientras que la en el ciclo no se ven rastros de rusting. Aunque las laminas con incisión
tanto para niebla como para el ciclo tienen un fuerte avance de corrosión. Se puede observa un
blanqueamiento de las zonas que estuvieron expuestas a la prueba de UV y humedad por
condensación.
Conclusiones
Los resultados obtenidos para el sistema primer epóxico rico en zinc/Acabado polisiloxano en
los diferentes ensayos de corrosión acelerada muestran que la sinergia de estos dos
recubrimientos nos brinda un capacitor perfecto para ambientes altamente corrosivos gracias la
protección catódica que brinda el uno sumada las propiedades del otro aportadas por tanto por
su parte orgánica como inorgánica. Este sistema se puede considerar como de desempeño
superior. Para el caso del mastic epóxico de aluminio se puede considerar como un sistema de
desempeño medio- bajo debido a la presencia de procesos farádicos reflejado en los
comportamientos típicos de un resistor en los diferentes ensayos de corrosión acelerada, donde
la impedancia disminuía y la capacitancia aumentaba.
Para los dos sistemas los resultados obtenidos en los puntos de impedancia están acorde con las
observaciones visuales realizadas y pruebas Raman. Para el sistema primer orgánico rico en
zinc/polisiloxano se ve un microampollamiento en la prueba de niebla y es en este ensayo
donde se obtuvieron valores bajos de impedancia, al igual que en la inmersión en cloruros y
sulfatos donde se presento la formación de productos de corrosión. Mientras que para el mastic
epóxico se da microampollamiento en ambos ensayos y blanqueamiento en la prueba cíclica
acorde al desempeño medio del recubrimiento en las pruebas en lo referente a la impedancia y
Raman por lo productos de corrosión formados.
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Agradecimientos
A Compañía Global de Pinturas S.A. por las pruebas de corrosión aceleradas y suministro de
recubrimientos. Al DIME - Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín por el apoyo
financiero.
![Estudio de la resistencia a la corrosión por picadura de ...mundial de los aceros inoxidables [2]. La escasez de níquel ocurrida durante la segunda guerra mundial (1939-1945), y](https://img.document.onl/doc/110x75/5e246e3891fbce5a912563e8/estudio-de-la-resistencia-a-la-corrosin-por-picadura-de-mundial-de-los-aceros.jpg)
