La longevità e le prestazioni dei rivestimenti protettivi in ambito industriale, soprattutto in ambienti corrosivi, sono fortemente influenzate dalla qualità della preparazione della superficie. L'approccio convenzionale si basa su metodi di sabbiatura abrasiva che, sebbene efficaci, sono spesso poco pratici in contesti di manutenzione con accesso limitato. La sabbiatura a setole, un metodo di preparazione della superficie relativamente nuovo introdotto da International Paint Ltd., presenta un'alternativa promettente che combina l'efficienza degli utensili elettrici con una qualità del profilo superficiale che si avvicina a quella della sabbiatura abrasiva tradizionale.
La necessità di metodi avanzati di preparazione delle superfici
La preparazione delle superfici nella manutenzione industriale, soprattutto per le strutture offshore e onshore esposte ad ambienti corrosivi, rimane fondamentale per prolungare la durata dei rivestimenti protettivi. Le strutture offshore, ad esempio, devono affrontare costi di manutenzione elevati che possono arrivare fino a 20 volte il costo iniziale se i rivestimenti si degradano prematuramente. Per queste applicazioni, la pulizia e il profilo della superficie sono essenziali per un'efficace adesione del rivestimento. I principali standard industriali, come SSPC-SP 5 e SP 10, richiedono la sabbiatura abrasiva; tuttavia, in aree ristrette o remote, questa soluzione potrebbe non essere praticabile, richiedendo alternative come SSPC-SP 11. Gli utensili elettrici standard, come le spazzole metalliche e le smerigliatrici, pur essendo accessibili, non soddisfano questi standard, con il risultato che le superfici lucidate sono soggette a guasti di adesione e corrosione.
Tecnologia di sabbiatura a setole: Una panoramica tecnica
La tecnologia di sabbiatura a setole introduce un approccio innovativo grazie all'utilizzo di setole temprate e affilate collegate a una testina rotante che setaccia la superficie. A differenza delle spazzole metalliche convenzionali, che producono striature superficiali, le setole di questo metodo si ritraggono al momento dell'impatto, creando crateri e un modello di ancoraggio simile a quello della sabbiatura. Questo caratteristico profilo superficiale migliora notevolmente l'adesione del rivestimento. Inoltre, la sabbiatura a setole ha dimostrato la capacità di avvicinarsi agli standard di pulizia della SSPC-SP 5, ottenendo al contempo profili vicini a quelli della granigliatura: un risultato innovativo per i metodi basati su utensili elettrici.
Analisi comparativa: Sabbiatura a setole rispetto ai metodi convenzionali
I test condotti da International Paint Ltd. hanno messo a confronto la sabbiatura a setole con altri elettroutensili e con la granigliatura abrasiva in diverse condizioni, tra cui cicli termici, condensazione continua e immersione in acqua di mare. I risultati principali di questi test sottolineano l'affidabilità e l'efficacia della sabbiatura a setola:
1. Profilo e rugosità della superficie (Rmax): Utilizzando un profilometro, lo studio ha registrato la rugosità della superficie e la profondità del profilo ottenute con ciascun metodo. Sia per l'acciaio di grado di ruggine A che per quello di grado di ruggine D, la sabbiatura a setole ha raggiunto valori di Rmax (2,7-4,6 mil) simili a quelli della granigliatura, superando in modo significativo la spazzolatura a filo elettrico. Valori Rmax più elevati indicano una superficie più strutturata, fondamentale per un'adesione ottimale del rivestimento.
2. Resistenza alla corrosione: Nei test di corrosione ciclica accelerata ISO 12944-9:2018, la sabbiatura a setole ha dimostrato una resistenza alla corrosione superiore. Mentre le superfici spazzolate con filo metallico hanno mostrato un'estesa corrosione strisciante, le superfici sabbiate con setole sono rimaste intatte con una corrosione minima. La granigliatura ha superato leggermente la sabbiatura a setola; tuttavia, la sabbiatura a setola ha ottenuto risultati significativamente migliori rispetto alla spazzolatura a filo elettrico.
3. Forza di adesione: I test di adesione eseguiti sui rivestimenti su superfici sabbiate a setola hanno mostrato un netto miglioramento rispetto a quelli su superfici spazzolate a filo. I valori di adesione dei rivestimenti su superfici sabbiate con setole si sono avvicinati a quelli delle superfici sabbiate con graniglia, rafforzando l'efficacia del metodo di sabbiatura con setole nel migliorare le prestazioni dei rivestimenti in condizioni difficili.
4. Ciclo termico e immersione in acqua marina: Ulteriori test, tra cui quelli termici ciclici e di immersione in acqua di mare, hanno valutato le prestazioni del rivestimento sulle superfici sabbiate con setola rispetto a quelle delle superfici spazzolate a filo e sabbiate con graniglia. Dopo sei mesi, non è stato osservato alcun arrugginimento o disbondamento per nessuno dei metodi, il che indica che la sabbiatura a setola soddisfa gli standard di durata per l'esposizione marina a lungo termine.
Vantaggi e limiti della sabbiatura a setola
Vantaggi
La sabbiatura a setola eccelle per la sua adattabilità e facilità d'uso in spazi ristretti, dove le tecniche tradizionali di sabbiatura possono essere logisticamente e finanziariamente impraticabili. La capacità di ottenere un profilo di ancoraggio desiderabile, simile a quello della sabbiatura, apre nuove possibilità per migliorare la protezione dalla corrosione in aree precedentemente difficili da raggiungere. Inoltre, la sabbiatura a setole riduce i rischi di esposizione alle vibrazioni per i lavoratori, rendendola più sicura rispetto ai metodi tradizionali, come l'agugliatura.
Limitazioni
Tuttavia, la sabbiatura a setole presenta alcuni limiti rispetto alla sabbiatura a graniglia. Richiede molto tempo ed è meno efficiente per le grandi superfici, quindi è più adatta alla manutenzione di aree più piccole e localizzate. Sebbene il metodo di sabbiatura a setola offra prestazioni elevate su progetti di piccole dimensioni, la granigliatura rimane la scelta preferita per le grandi superfici industriali grazie alla sua velocità e capacità di copertura. Tuttavia, la sabbiatura a setola offre una riduzione significativa dell'impronta di carbonio rispetto alla sabbiatura a graniglia.
Applicazioni e potenziale futuro
Date le sue solide prestazioni nei test di laboratorio e negli studi sul campo, la sabbiatura a setole sta trovando spazio nelle specifiche di manutenzione industriale, in particolare negli ambienti offshore ad alta corrosione. Pur essendo ancora in fase di sviluppo, questa tecnica ha il potenziale per supportare sistemi di rivestimento ad alte prestazioni, tra cui epossidici ricchi di zinco che offrono una protezione prolungata in condizioni severe come gli ambienti corrosivi C5M (offshore) e C5I (onshore), secondo gli standard ISO 12944.
Inoltre, l'industria continua a innovare la tecnologia della sabbiatura a setole, esplorando ulteriori applicazioni nei cantieri navali e negli impianti petroliferi e del gas. Con la diffusione di questo metodo, ulteriori ricerche e studi sul campo contribuiranno a perfezionarne le capacità e a convalidarne la durata a lungo termine.
Conclusioni
Per gli ingegneri meccanici e i professionisti della manutenzione, la sabbiatura a setole offre un significativo progresso nella tecnologia di preparazione delle superfici. Colma il divario tra la praticità degli elettroutensili e le prestazioni della granigliatura abrasiva, fornendo una soluzione versatile per la manutenzione dei rivestimenti industriali in ambienti difficili e corrosivi. La sabbiatura a setole consente di ottenere standard di profilo superficiale più elevati, una maggiore resistenza alla corrosione e una maggiore adesione del rivestimento, contribuendo così a prolungare i cicli di manutenzione e a ridurre i costi a lungo termine. Anche se non potrà sostituire completamente la granigliatura, il ruolo di nicchia della sabbiatura a setole nella manutenzione si sta già dimostrando indispensabile per le aree piccole, complesse e difficili da raggiungere.
Abbiamo basato questo articolo sull'articolo originale di Neil Wilds, presentato durante la NACE 2009. Potete scaricarlo qui