Dr. Prepper — Edición 3
Definición de estándares de preparación mecánica de superficies con herramientas eléctricas
En esta 3.ª edición de Dr. Prepper, hemos invitado a Roman Dankiw y Daniel Fosdike a compartir sus conocimientos y experiencia.
Roman Dankiw es consultor principal de inspección en Asset Inspection Consultants Pty LTd, Adelaida, y Daniel Fosdike es ingeniero estructural sénior de ASC Shipbuilding, Adelaida, Australia.
Este "RED PAPER" examina los métodos actuales de preparación de superficies mecánica con herramientas eléctricas y los estándares para ayudar a definir los requisitos para los aplicadores que utilizan métodos de inspección menos costosos y más simples.
El RED PAPER regular de MontiPower®. Lleno de datos interesantes y necesarios sobre la preparación de superficies más óptima desde 1987.
La limpieza de superficies de acero con herramientas eléctricas antes de la aplicación de revestimientos está permitida en ciertas circunstancias en proyectos de construcción naval. Especialmente cuando el chorro abrasivo presenta peligros para los equipos eléctricos y mecánicos instalados in situ, y cuando el acceso es restringido para el chorro abrasivo, o para pequeñas reparaciones localizadas.
El requisito de la especificación para superficies preparadas mecánicamente (limpieza con herramienta eléctrica) es que la superficie cumpla con St3 de AS 1627.2 y que proporcione un perfil de superficie angular consistente de 50-100 micras en áreas críticas (sentinas, tanques sumergidos). Este requisito es para asegurar que las áreas preparadas no estén pulidas según la recomendación del fabricante de la pintura.
La norma de limpieza con herramientas eléctricas especificada en AS1627.2 St3
no especifica un perfil de superficie como tal y se refiere a descripciones de limpieza con estándares pictóricos como ayudas visuales.
Para medir el perfil de la superficie con cinta de réplica (Testex)
en numerosas áreas de reparación localizadas, se plantea un proceso de inspección costoso y que requiere mucha mano de obra. Numerosas reparaciones localizadas son necesarias en las sentinas y los espacios de los tanques sumergidos debido a los daños del revestimiento sufridos durante la construcción y las juntas de consolidación.
La limpieza con chorro abrasivo no es práctica en estos espacios debido a la maquinaria y el equipo instalados y la extracción limitada de polvo/abrasivo es posible en espacios restringidos.
Se utilizaron pruebas en placas de diferentes grados de material y diferentes métodos de preparación de limpieza con herramientas eléctricas para comparar las lecturas de la cinta de réplica con la apariencia visual y la textura. Se aplicó un recubrimiento de aproximadamente 200-300 micras de epoxi de aluminio resistente a la abrasión, que se utiliza en las sentinas y los espacios de la maquinaria. Este recubrimiento se evaluó posteriormente con pruebas de desprendimiento de adhesión para determinar el rendimiento de la adhesión del recubrimiento frente a superficies preparadas de manera diferente.
Se prepararon placas de ensayo (aproximadamente 200 mm x 200 mm x 5 mm) a partir de 3 grados de material diferentes utilizados en el proyecto. Tienen diferentes propiedades de dureza, lo que suele afectar el grado de limpieza requerido:
La condición inicial de las placas era Grado A-B según AS 1627 Parte 4, y se prepararon utilizando herramientas rotativas con 3 discos abrasivos diferentes, para lograr un perfil de superficie aproximado de 50 micras utilizando cinta de réplica:
AMOLADORA DISCO DE LIJADO
GRANO #36
DISCO DE LÁMINAS AMOLADORA
GRANO #40
CEPILLO CINTA DE BLÁSTER®
Todas las 3 placas de diferentes grados de material se sometieron a los 3 discos abrasivos diferentes, observándose un comparador de chorro de arena para obtener una idea del tacto de la textura más que visual.
Después de preparar las superficies, se recubrieron con 200-300 micras del recubrimiento epóxico resistente a la abrasión de aluminio. Se pegaron tres muñecas de prueba de arranque a la capa curada (después de una semana).
Las 9 placas se sometieron a pruebas de adherencia por tracción
, la mayoría de las fallas ocurrieron de forma cohesiva en el revestimiento, con un pequeño porcentaje con menos del <20% de las áreas de la muñeca que exhibieron fallas adhesivas en las superficies preparadas para cada método de preparación.
Los valores de adherencia estaban muy por encima del requisito mínimo de 5 Mpa para el recubrimiento utilizando todos los métodos de preparación. El Bristle Blaster® dio menos variación en los valores de adherencia por arrancamiento que los otros 2 métodos (ver gráfico). El Bristle Blaster® dio una variación de aproximadamente 2-3 Mpa, mientras que las variaciones de la amoladora de grano #36 y la amoladora de disco de láminas #40 fueron mayores (aproximadamente 5 Mpa).
Al comparar los métodos de preparación y los valores de adherencia en los 3 grupos de materiales diferentes, los valores de adherencia de DH 36 aparecieron en los rangos de adherencia más bajos, con los valores de adherencia por tracción de los materiales de grado 250 y DH 55 apareciendo en los rangos más altos.
El perfil de la superficie
valores de la
BRISTLE BLASTER® fueron consistentemente por encima de 50 MICRASMientras que los otros métodos midieron perfiles que van de 30 a 40 micras, por debajo de la recomendación del fabricante.
Sin embargo, los perfiles más bajos medidos por los discos de amolado aún pudieron producir valores de adherencia conformes.
Las normas de limpieza con herramientas eléctricas especificadas por el fabricante de la pintura enumeran las siguientes como aceptables para reparaciones puntuales o localizadas:
PT(JSRA SPSS:1984)-
SSPC-SP11-
Sin embargo, algunas especificaciones de recubrimientos para la construcción naval enumeran el estándar aplicable para la limpieza con herramientas eléctricas como AS1627.2 St3 (ISO 8501-1), lo que no es consistente con las recomendaciones del fabricante del recubrimiento.
Al comparar los 3 estándares, solo el SSPC-SP11 especifica un valor de perfil de superficie mínimo de 1 mil (25 micras).
La sección 3.4 del SSPC-SP11 proporciona métodos de preparación de superficies más definidos para producir un perfil de superficie y se refiere al uso de cinta de réplica para medir el perfil de superficie, como se detalla en la sección A.6. Las imágenes del estándar visual (VIS-3) son consistentes con las descripciones, y la calidad de las fotografías de preparación es muy buena.
El JSRA SPSS también proporciona fotografías de buena calidad que son consistentes con las descripciones de preparación de superficies, sin embargo, no se menciona los valores del perfil de superficie.
Al comparar los métodos de preparación de superficies utilizados en el ensayo, el disco Bristle Blaster® proporcionó un mejor perfil de superficie y una textura de superficie más consistente que los discos rotatorios de láminas y de lijado. El Bristle Blaster® es más adecuado para preparar soldaduras y bordes debido a que las puntas de alambre son más flexibles para seguir formas y contornos.
Las apariencias visuales entre los estándares de preparación mecánica ISO 8501-1, SSPC-SP11 y JSRA SPSS son significativamente diferentes, particularmente ISO 8501-1, donde la descripción para la preparación St3 en comparación con la imagen
es inconsistente con "limpieza muy a fondo que produce un brillo metálico".
Los discos rotatorios y de lijado dieron un perfil menor en comparación con el Bristle Blaster®, pero visualmente parecían más brillantes y relucientes, lo que indica un efecto más pulido.
Los resultados de la prueba de adherencia por tracción no muestran una correlación clara entre los valores de adherencia por tracción en los 3 métodos de preparación frente a la altura del perfil (micras), como se muestra en la figura 11, aparte de que el rango (dispersión) de los valores de adherencia fue más estrecho para el Bristle Blaster® en comparación con los discos de esmerilado.
Los valores de adherencia en los 3 grados de material diferentes no mostraron agrupaciones distintivas, aparte del material DH36 que mostró la banda más baja de valores de adherencia en todos los métodos de preparación. No se pudo deducir una explicación clara de por qué los materiales de grado 250 y DH55 producían valores de adherencia más altos que el DH36, considerando que el material de grado 250 es un grado de dureza más blando, en comparación con el DH55, que es el grado más duro.
La apariencia de la superficie del Bristle Blaster® se asemeja mucho al comparador de granos y a los valores de perfil de superficie medidos en las placas de prueba.
El Bristle Blaster® fue capaz de producir un perfil consistente que cumplía con la especificación de recubrimiento naval en acero desnudo y propiedades de adherencia del recubrimiento más consistentes en una variedad de grados de material, y es más adecuado para soldaduras y contornos.
La comparación de los estándares pictóricos SSPC, AS/ISO y JSRA es muy diferente de las apariencias mostradas en los ensayos.
La norma SSPC-SP11 y las correspondientes imágenes pictóricas SSPC-VIS 3 proporcionan una mayor capacidad para la evaluación visual de las superficies preparadas debido a las mejores imágenes representativas y a la información más detallada contenida en las normas pictóricas.
Las especificaciones de recubrimiento para la construcción naval deben redactarse de manera consistente
con las recomendaciones del fabricante del recubrimiento para garantizar la coherencia y la claridad en los criterios de aceptación de las preparaciones de superficies. El estándar pictórico ISO 8501-1 no se considera apropiado para usar en lugar de SSPC-SP11 o JSRA SPPS debido a que la calidad pictórica de la limpieza con herramientas eléctricas St3 no es consistente con su descripción de "limpieza muy a fondo que produce un brillo metálico". La textura del Bristle Blaster® se asemeja mucho al comparador de granos y se puede usar en lugar de la cinta de réplica para la evaluación del perfil de preparación de superficies para reparaciones localizadas o puntuales en acero desnudo.
Roman Dankiw, consultor principal de inspección de Asset Inspection Consultants Pty Ltd, Adelaida.Roman tiene más de 35 años de experiencia en inspección en la construcción y mantenimiento de barcos, submarinos, instalaciones de petróleo y gas, tuberías y estructuras civiles. Su empresa, Asset Inspection Consultants, brinda servicios de inspección a la industria. Roman posee certificaciones de inspección en recubrimientos (NACE nivel 3), soldadura (WTIA, IIW), equipos a presión (AICIP) e ignifugación y aislamiento (Icorr nivel 2). Roman es el presidente del Grupo Técnico de Defensa de la ACA, recientemente reformado, y fue presidente nacional de la ACA (2010).
Daniel Fosdike, Ingeniero Estructural Senior de ASC Shipbuilding, Adelaida, Australia.Daniel es el Ingeniero Senior de materiales y recubrimientos en ASC Shipbuilding, quien contribuyó en gran medida en la recopilación y organización de datos técnicos para este documento. En este puesto, Daniel es responsable de la prevención de la corrosión en los destructores de guerra aérea clase Hobart que actualmente se encuentran en construcción para la Royal Australian Navy. Daniel es copresidente del Grupo Técnico de Defensa de ACA y miembro del Comité de la Rama ACASA. Daniel también es inspector de recubrimientos NACE Nivel 3.
REFERENCIAS:
AS1627.2- Acabado de metales - Preparación y pretratamiento de superficies Parte 2: Limpieza con herramientas eléctricas.
AS3894.5- Ensayos in situ de recubrimientos protectores, método 5: Determinación del perfil de superficie.
ISO 4624- Pinturas y barnices - Ensayo de desprendimiento para la adherencia.
Asociación Japonesa de Investigación en Construcción Naval (JSRA) - Norma para la preparación de superficies de acero antes de la pintura.
The Society for Protective Coatings - Especificación de preparación de superficies n.º 11 - Limpieza con herramientas eléctricas hasta el metal desnudo.