Método de teste padrão ASTM B636/B636M-15 para medição de tensão interna de revestimentos metálicos revestidos com contratoma espiral

O padrão “Método de teste padrão ASTM B636/B636M-15 para medição de tensão interna de revestimentos metálicos revestidos com contratoma espiral” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve o uso do contratoma espiral para medir a tensão interna de revestimentos metálicos produzidos a partir de soluções de revestimento em um cátodo espiral. Este método de teste pode ser usado com depósitos eletrolíticos e autocatalíticos.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• Estresse compressivo refere-se ao estresse que causa a expansão de um sedimento.
• A tensão interna refere-se à tensão líquida restante no sedimento quando ele está livre de forças externas. O estresse interno tende a comprimir ou esticar os depósitos.
• A tensão de tração refere-se à tensão que faz com que um sedimento encolha.

O método de teste para medir a tensão com um medidor de tensão espiral é baseado na aplicação de um revestimento na parte externa de uma hélice. A hélice é formada enrolando uma tira ao redor de um cilindro e depois recozendo-a. Durante a operação, uma extremidade da hélice é fixa e a outra pode se mover conforme as tensões se desenvolvem. A extremidade livre é fixada a uma agulha indicadora por meio de engrenagens que ampliam o movimento da hélice. À medida que a hélice é revestida, a tensão no depósito faz com que a hélice se enrole mais firmemente ou relaxe, dependendo se a tensão é de compressão (−) ou de tração (+). A partir da quantidade de deflexão da agulha e outros dados, a tensão interna é calculada. Com modificações no instrumento, o movimento da hélice pode ser medido eletronicamente em vez de mecanicamente, como descrito acima.

Quando usado corretamente, o contratômetro espiral fornecerá resultados repetíveis em uma ampla faixa de valores de tensão. Com esse método, os limites de tensão interna podem ser especificados para uso tanto pelo comprador quanto pelo fabricante de peças revestidas ou eletroformadas.

Revestimentos com grandes tensões de tração reduzem a resistência à fadiga de um produto feito de aço de alta resistência. Para minimizar isso, limites máximos de tensão podem ser especificados. Outras propriedades afetadas pelo estresse incluem resistência à corrosão, estabilidade dimensional, rachaduras e descascamento.

No controle de soluções de eletroformação, os efeitos da tensão são mais amplamente reconhecidos e o controle da tensão geralmente é necessário para obter uma eletroforma utilizável. Limites de estresse interno podem ser determinados e especificados para controle de produção.

Os valores de tensões internas obtidos com um medidor espiral não refletem necessariamente os valores de tensões internas encontrados em uma peça revestida na mesma solução. A voltagem interna varia dependendo de muitos fatores, como espessura do revestimento, preparação do substrato, densidade de corrente e temperatura, e composição da solução. Uma correlação mais próxima é obtida quando as condições de teste correspondem às condições usadas no revestimento da peça.

Os fatores que afetam a precisão incluem:

• Variações na preparação da hélice podem causar mudanças significativas nos resultados.
  • O material de parada deve ser aplicado uniformemente no interior da hélice. O material de parada deve ser fino e flexível para permitir que a hélice se mova livremente durante o teste. Um peso de revestimento inferior a 3 mg/pol. é suficiente. O interior deve ser revestido com algum revestimento inerte e flexível. Um material de parada aceitável é o microstop. Uma parte de Microstop é diluída com duas partes de acetona antes do uso. Qualquer níquel depositado no interior da hélice tem um efeito oposto.
  • Hélices permanentemente revestidas internamente com TFH-fluorocarbono podem fornecer resultados variáveis ​​ao testar tensões próximas de zero.
  • Alterações na limpeza e preparação da superfície da hélice antes do teste podem produzir resultados variáveis. Por exemplo, a eletrolimpeza da hélice deve ser sempre catódica e controlada em termos de corrente, tempo e temperatura. A limpeza anódica nesta fase pode proporcionar grandes variações. A limpeza abrasiva da hélice e o uso de abrasivos devem ser evitados.
  • Sedimentos muito finos, menores que cerca de 3 pm, são mais afetados pelas condições da superfície e pela preparação da hélice do que sedimentos mais grossos.
• A voltagem interna varia com a densidade de corrente usada na galvanoplastia. A mudança não é previsível e depende do metal depositado, impurezas ou aditivos e da faixa de densidade de corrente considerada. É importante que a corrente seja medida e controlada de perto durante todo o teste de tensão. As mudanças nas correntes devem ser mantidas em menos de 2%.
• Como a temperatura da solução de revestimento pode afetar o estresse interno, ela deve ser mantida dentro de 2 graus durante o teste. O ponto de repouso inicial e o ponto de repouso final do medidor são obtidos na temperatura operacional da solução de revestimento para eliminar tensões térmicas.
• A composição da solução não deve mudar durante o teste. Geralmente, se os testes de repetibilidade forem atendidos, pode-se presumir que a solução não mudou durante as execuções dos testes. Por outro lado, quando os testes de repetibilidade não são atendidos, a solução de revestimento deve ser analisada para determinar se houve alguma alteração na composição da solução durante o teste.
  • Testes em soluções de galvanoplastia usando ânodos insolúveis ou inertes podem resultar em mudanças significativas na solução durante o teste.
  • Ao testar soluções de revestimento autocatalítico, os componentes da solução de revestimento podem ser significativamente esgotados durante o teste se não forem regenerados.
• Existe uma relação entre a área de superfície a ser revestida e o volume de soluções de revestimento autocatalítico que pode afetar o caráter do depósito. Ao testar soluções de revestimento autocatalítico, a proporção entre a área de superfície revestida e o volume de solução normalmente usado no tanque de revestimento deve ser mantida. Quando forem utilizadas soluções proprietárias, a recomendação do fornecedor deve ser seguida.

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