Métodos de prueba estándar ASTM D968 para la resistencia a la abrasión de recubrimientos orgánicos mediante medios abrasivos de gota

Métodos de prueba estándar ASTM D968 para la resistencia a la abrasión de recubrimientos orgánicos mediante medios abrasivos de gota

La norma "ASTM D968 Métodos de prueba estándar para resistencia a la abrasión de recubrimientos orgánicos por caída de medios abrasivos" publicada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) describe métodos de prueba para determinar la resistencia de los recubrimientos orgánicos a la abrasión causada por la caída de medios abrasivos sobre recubrimientos aplicados a una superficie plana y dura, como paneles de metal o vidrio.

Métodos de prueba estándar ASTM D968 para la resistencia a la abrasión de recubrimientos orgánicos mediante medios abrasivos de gota

Esta norma cubre dos métodos de prueba basados ​​en diferentes abrasivos:

  • Método A: Prueba de abrasión por caída de arena
  • Método B: Prueba de desgaste por caída de carburo de silicio

Debido a la baja reproducibilidad de los métodos que utilizan valores numéricos, estos deben limitarse a las pruebas en un solo laboratorio. La concordancia interlaboratorio aumenta significativamente cuando se utilizan valores ordinales en lugar de numéricos.

La arena de sílice ofrece un desgaste más lento para los recubrimientos orgánicos que el carburo de silicio. También puede proporcionar una mayor diferenciación para algunos tipos de recubrimiento.

Aunque las escalas de resistencia a la abrasión obtenidas con ambos métodos difieren, la clasificación de los recubrimientos en términos de resistencia a la abrasión es aproximadamente la misma. Ambos métodos han demostrado ser útiles para evaluar la resistencia a la abrasión de tipos específicos de recubrimientos. Por ejemplo, el Método A (caída de arena) se ha utilizado para evaluar recubrimientos de suelos, mientras que el Método B (caída de carburo de silicio) se ha utilizado para evaluar recubrimientos en cubiertas de barcos.

En la prueba, se deja caer un abrasivo sobre un panel recubierto a través de un tubo guía desde una altura predeterminada hasta que el sustrato se hace visible. La cantidad de abrasivo por unidad de espesor de película se expresa como la resistencia al desgaste del recubrimiento del panel. Se puede utilizar arena de sílice o carburo de silicio, según se especifique.

En el mundo de la ciencia e ingeniería de materiales, la durabilidad de los recubrimientos protectores es fundamental. Los recubrimientos orgánicos, como pinturas, barnices y lacas, se utilizan ampliamente para proteger superficies del desgaste ambiental, la corrosión y los daños mecánicos. Sin embargo, uno de los tipos de degradación más comunes que experimentan estos recubrimientos es la abrasión causada por la fricción, el impacto o la acción abrasiva de partículas abrasivas. Los métodos de prueba estándar son esenciales para medir y comparar esta resistencia. En este sentido, la norma ASTM D968 proporciona un marco fiable para evaluar la resistencia de los recubrimientos a las fuerzas abrasivas, ayudando a fabricantes, ingenieros y profesionales del control de calidad a tomar decisiones informadas. Esta norma garantiza la coherencia en sectores como el automotriz, el marítimo, la construcción y el de bienes de consumo.

La norma ASTM D968 incluye dos métodos de prueba básicos para evaluar la resistencia a la abrasión de recubrimientos orgánicos aplicados a superficies duras y planas, como paneles de metal o vidrio. El principio básico es simple pero eficaz: simular la abrasión real permitiendo que el material abrasivo fluya desde una altura fija sobre la superficie recubierta de forma controlada. La cantidad de abrasivo necesaria para desgastar el recubrimiento hasta el sustrato es una medida directa de su durabilidad.

Esta norma se aplica a recubrimientos orgánicos sobre superficies planas y duras. Se centra en la abrasión causada por la caída de partículas, en lugar de por el deslizamiento o la fricción (lo cual se contempla en otras normas como la ASTM D4060 para la abrasión Taber).

Esta norma enfatiza la seguridad al requerir que los usuarios establezcan prácticas de salud apropiadas y adhieran a los límites legales, ya que las pruebas de abrasión pueden generar polvo y partículas.

Esta norma utiliza dos métodos diferentes, cada uno con un abrasivo distinto y con diferentes índices de desgaste. Esta dualidad permite a los evaluadores elegir el método más adecuado para su tipo de recubrimiento o sus necesidades de aplicación:

  • Método A - Método de goteo de arena de sílice
    • Abrasivo: Arena de sílice de gradación homogénea (normalmente conforme a la norma ASTM E11, tamaños de partículas entre 20 y 30 mallas).
    • Instalación: El panel recubierto se coloca horizontalmente en una máquina de pruebas. La arena se descarga desde una tolva a través de un embudo y cae verticalmente sobre la superficie del recubrimiento a una velocidad controlada desde una altura aproximada de 61 cm.
    • Procedimiento: Se vierte arena continuamente hasta que el recubrimiento se haya erosionado en el sustrato en un número predeterminado de puntos (normalmente entre 5 y 10). Se mide el volumen de arena utilizado.
    • Propiedades: La arena de sílice produce un desgaste más lento que los abrasivos más afilados, lo que la hace ideal para recubrimientos más gruesos o duraderos. Suele proporcionar una mejor separación entre formulaciones similares.
  • Método B - Método de caída de carburo de silicio
    • Abrasivo: Grano de carburo de silicio angular (clasificado según el estándar ANSI B74.12 o equivalente, típicamente malla 120-220).
    • Instalación: Similar al método A, pero el carburo de silicio se alimenta desde una altura de 61 cm a una velocidad de aproximadamente 1,8-2,2 litros por minuto.
    • Procedimiento: La erosión continúa hasta registrar el volumen de carburo de silicio. Para garantizar la fiabilidad estadística, las pruebas pueden incluir varios paneles.
    • Características: Este método acelera el desgaste gracias a la agudeza del grano, lo que resulta en resultados más rápidos. Es especialmente útil para clasificar recubrimientos en situaciones de alto desgaste.

Ambos métodos utilizan un dispositivo de prueba estándar, como el aparato de abrasión por caída de arena descrito en la norma. Este dispositivo incluye un embudo, un regulador de flujo y una bandeja de recolección. Los paneles se preacondicionan para garantizar la repetibilidad (p. ej., a 23 °C y 50 % de humedad relativa). La resistencia a la abrasión se calcula según la fórmula proporcionada en la norma. Los valores más altos indican una resistencia superior. Por ejemplo, un revestimiento de suelo puede requerir de 200 a 500 L/mil para cumplir con los requisitos de calidad del Método A.

La resistencia a la abrasión es un indicador crítico del rendimiento de los pavimentos en entornos hostiles. Un rendimiento deficiente a la abrasión puede provocar fallos prematuros, mayores costes de mantenimiento y riesgos de seguridad, como la decoloración de una señal de tráfico por la abrasión de los neumáticos y la arena.

Como se especifica en esta norma, la arena de sílice (Método A) proporciona una mayor discriminación para algunos recubrimientos, mientras que el carburo de silicio (Método B) ofrece pruebas más rápidas. Ambos métodos ofrecen clasificaciones similares, pero tienen diferentes escalas absolutas.

Las principales aplicaciones industriales de esta norma son:

  • Recubrimientos marinos y de cubiertas: el método B es el preferido para cubiertas de barcos donde los abrasivos afilados simulan impactos de sal y escombros.
  • Recubrimientos para pisos e industriales: El método A evalúa pinturas resistentes al tráfico en almacenes o garajes.
  • Automotriz y aeroespacial: garantiza la resistencia de las capas transparentes a la suciedad de la carretera y a las influencias ambientales.
  • Construcción: Prueba recubrimientos protectores en puentes o tuberías contra la arena arrastrada por el viento.

Además del cumplimiento normativo, la norma ASTM D968 también facilita el desarrollo de formulaciones. Los químicos de recubrimientos la utilizan para optimizar los tipos de resina, rellenos o reticulantes para una mayor durabilidad. Además, es parte integral del control de calidad, lo que influye en las certificaciones y garantías de los productos.

Como resultado, la norma ASTM D968 se destaca como un pilar fundamental para la evaluación de recubrimientos orgánicos, combinando la precisión de laboratorio con la fiabilidad práctica. Al medir la resistencia a la abrasión, permite a las industrias desarrollar soluciones duraderas y resistentes.

Nuestra organización, con una larga trayectoria de servicio y un meticuloso seguimiento de los avances científicos y tecnológicos globales, cuenta con un equipo cualificado y una amplia infraestructura para realizar pruebas, mediciones y análisis en una amplia gama de áreas para empresas de todos los sectores. En este contexto, también ofrecemos servicios de prueba de acuerdo con la norma ASTM D968, Métodos de prueba para la resistencia a la abrasión de recubrimientos orgánicos mediante la aplicación de abrasivos.

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