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NORMA MEXICANA

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INDUSTRIA DEL GAS – RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE PARTES METÁLICAS O NO METÁLICAS CON O SIN

RECUBRIMIENTO – MÉTODO DE PRUEBA

GAS INDUSTRY –CORROSION RESISTANCE OF METAL OR NON METAL PARTS WITH OR WITHOUT COATED – TEST METHOD

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PREFACIO En la elaboración de la presente de norma mexicana participaron las empresas e instituciones siguientes: - ASOCIACIÓN DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN - ASOCIACIÓN MEXICANA DE FABRICANTES DE VÁLVULAS Y CONEXOS - CENTRO DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE PRODUCTOS - COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE MATERIALES,

EQUIPOS E INSTALACIONES PARA EL MANEJO Y USO DE GAS NATURAL Y L.P.

Grupo de Trabajo Válvulas - IMECIQ - INDUSTRIAS GUTIERREZ - IUSA - NACIONAL DE COBRE

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ÍNDICE DEL CONTENIDO

Número del capítulo Página 1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN 1

2 REFERENCIAS 1

3 MÉTODO DE PRUEBA 1

4 VIGENCIA 9

5 BIBLIOGRAFÍA 9

6 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES 10

APÉNDICE INFORMATIVO A Determinación del daño por corrosión para especímenes metálicos sin recubrimiento 11

APÉNDICE INFORMATIVO B Determinación del daño por corrosión En especímenes con rayado 15

APÉNDICE INFORMATIVO C Determinación del daño por corrosión para especímenes con recubrimiento y sin rayado 16

APÉNDICE INFORMATIVO D Determinación del daño por corrosión cuando se presentan ampollas y/o escamas 17

La Dirección General de Normas de la Secretaría de Economía aprobó la presente norma, cuya declaratoria de vigencia fue publicada en el Diario Oficial de la Federación el:

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INDUSTRIA DEL GAS – RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE PARTES METÁLICAS O NO METÁLICAS CON O SIN

RECUBRIMIENTO – MÉTODO DE PRUEBA

GAS INDUSTRY – CORROSION RESISTANCE OF METAL OR NON METAL PARTS WITH OR WITHOUT COATED – TEST

METHOD

1 OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN La presente norma mexicana establece el método de prueba para determinar los efectos en los componentes con o sin recubrimiento expuestos a una atmósfera de niebla salina.

Este método de niebla salina se utiliza para comprobar la resistencia a la corrosión de partes metálicas o no metálicas con o sin recubrimiento.

2 REFERENCIAS Esta norma mexicana no se complementa ni requiere para su correcta aplicación de ninguna otra norma mexicana vigente.

3 MÉTODO DE PRUEBA

3.1 Fundamento

Este método de prueba genera un ambiente corrosivo controlado que se utiliza para obtener información sobre la resistencia a la corrosión de partes metálicas o no metálicas con o sin recubrimiento expuestos en una cámara de niebla salina.

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3.2 Reactivos y materiales 3.2.1 Solución salina La solución salina debe prepararse disolviendo 5 ± 1 partes por masa de cloruro de sodio (NaCl) en 95 partes de agua destilada, o agua conteniendo no más de 200 mg/g (200 ppm) de sólidos totales. El cloruro de sodio debe estar sustancialmente libre de níquel y cobre, no conteniendo en base seca más de 0,1 % de yoduro de sodio (NaI) y no más de 0,3 % de impurezas totales. 3.3 Aparatos y/o instrumentos El aparato requerido para efectuar la prueba, consiste de una cámara de niebla salina (véase figura 1), formada por un recipiente de solución salina, un suministro de aire comprimido, adecuadamente acondicionado, un humidificador de aire, una o más boquillas de atomización, soportes de especímenes, medios para calentar la cámara y los medios de control necesarios. La dimensión y los detalles de construcción de la cámara son opcionales, siempre y cuando las condiciones obtenidas cumplan con los requisitos siguientes: - Las gotas de solución acumuladas en el techo o cubierta de la

cámara, no deben caer sobre los especímenes que se estén probando.

- Las gotas de solución que caen de los especímenes, no deben regresar al recipiente de solución para repulverizarse.

- Los materiales de construcción de la cámara, deben ser de tal naturaleza, que no sean afectados por la acción de la niebla, ni que afecten la corrosividad de la misma.

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3.4 Preparación del espécimen Los especímenes con recubrimiento deben limpiarse. El método de limpieza es opcional, dependiendo de la naturaleza de la superficie y/o de los contaminantes. Los especímenes recubiertos con pintura o recubrimientos no metálicos, deben limpiarse y prepararse de acuerdo con su uso común y repetido; éstos no deben limpiarse o manejarse con demasiada anticipación a la prueba, estando de mutuo acuerdo las partes involucradas. Cuando se requiera determinar el avance de la corrosión del metal base de un área con recubrimiento de pintura u otro tipo de recubrimiento, se hace un rayón a través del recubrimiento con un instrumento punzo – cortante, el rayón debe hacerse a un ángulo de 45° respecto a la superficie del espécimen, no se permite pasar dos veces el instrumento punzo – cortante sobre el rayón ni que éste llegué a los bordes del espécimen antes de introducir éste a la cámara, para exponer el metal base a la acción de la niebla. Para la evaluación del efecto del rayón en el espécimen se recomienda el uso del apéndice A. Si no se especifica de otra manera, los bordes cortados de los materiales con electro-depósitos, con recubrimientos o dobleces y las áreas que contengan marcas de identificación o que se encuentran en contacto con estantes o soportes, deben protegerse con un recubrimiento estable a las condiciones de la prueba, tales como pintura, cera, cinta u otro medio efectivo de manera que se evite el desarrollo de un efecto galvánico entre dichos bordes y las superficies metálicas. 3.5 Procedimiento 3.5.1 Posición de los especímenes durante la prueba La posición de los especímenes en la cámara de niebla salina durante la prueba debe ser tal que se cumplan las condiciones siguientes:

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- Si no se especifica de otra manera, los especímenes deben colocarse o suspenderse entre los 15° y 30° de la vertical y preferentemente paralelos a la dirección principal del flujo horizontal de la niebla a través de la cámara, con base a la superficie dominante que se está probando.

- Los especímenes no deben entrar en contacto entre sí o con

cualquier material metálico o cualquier material capaz de actuar como indicador del efecto galvánico.

- Cada espécimen debe colocarse de tal manera que se permita el

libre asentamiento de la niebla en todos los especímenes. - La solución salina de un espécimen no debe gotear sobre otro

espécimen bajo prueba. 3.5.2 Condiciones de operación de la cámara La temperatura en el interior de la cámara debe mantenerse a 35 °C C1,1

C7,1°+°−

La temperatura dentro de la zona de exposición de la cámara debe obtenerse con la cámara de niebla salina cerrada para evitar lecturas erróneas, debido al efecto de bulbo húmedo cuando se abre la cámara y registrarse dos veces al día como mínimo, con una diferencia de por lo menos 7 h, salvo los sábados, domingos y días festivos en que la prueba no se interrumpe para exposición, reacomodo o remoción de especímenes de prueba o para verificar y reabastecer la solución al tanque de la cámara. El abastecimiento de aire comprimido a la boquilla o boquillas para atomizar la solución salina, debe estar libre de aceite o impurezas y mantenerse a una presión entre 68,9 kPa y 172,3 kPa. El abastecimiento de aire se libera de aceite y suciedad al burbujearlo en la torre humidificadora de aire. La solución salina preparada debe filtrarse o decantarse antes de ponerla en el tanque o en el extremo del tubo de descarga de la solución al atomizador, con una capa doble de manta de cielo para prevenir la obstrucción del conducto de la boquilla.

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Con anterioridad a que la solución sea atomizada, ésta debe estar libre de sólidos suspendidos. Deben colocarse por lo menos dos colectores de humedad en la zona de exposición para que no se recolecte ninguna gota de solución de los especímenes bajo prueba o cualquier otra fuente. Los dispositivos adecuados de recolección son embudos de vidrio o plástico, cuyo tubo se inserta a través de los tapones de cilindros graduados, o platos de cristalización. Los embudos y los platos con un diámetro de 10 cm tienen un área aproximada de 80 cm2. Los colectores deben colocarse en la proximidad de los especímenes bajo prueba, uno lo más cerca posible a una boquilla y el otro lo más lejos de todas las boquillas. La niebla debe ser tal, que por cada 80 cm2 de área expuesta a la acción de la misma, se recolecten en cada colector de 1,0 ml a 2,0 ml de solución por hora, con base en un estudio de 16 h cómo mínimo. El potencial de Hidrógeno (pH) de la solución salina debe ser tal que cuando se atomice a 35 °C, la solución recolectada esté dentro de un pH de 6,5 a 7,2. La medida de pH se hace a 25 °C utilizando un potenciómetro. La solución con densidad específica de 1,025 a 1,040 a 25 °C cumple con la concentración requerida. La concentración de cloruro de sodio también puede determinarse utilizando un medidor de salinidad (por ejemplo, utilizando un electrodo de vidrio selectivo de iones de sodio) o por medio de un colorímetro de la manera siguiente: Se diluyen 5 ml de la solución recolectada a 100 ml con agua destilada y se mezclan perfectamente; se extraen 10 ml de ésta solución y se colocan en una cápsula de evaporación; se agregan 40 ml de agua destilada y 1 ml de solución al 1 % de cromato de potasio (K2CrO4) y se titula con una solución de 0,1 Normal de nitrato de plata (AgNO3) hasta que aparezca una coloración roja permanente. Una solución que requiera entre 3,4 ml y 5,1 ml de solución de 0,1 Normal de nitrato de plata para adquirir la coloración, cumple con los requisitos de concentración. El suministro de niebla salina por las boquillas, debe dirigirse de tal forma que evite el choque directo del flujo sobre los especímenes bajo prueba.

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3.5.3 Continuidad de exposición Si no se especifica de otra manera, la prueba debe ser continua durante todo el período de prueba. La operación continua implica que la cámara se encuentre cerrada y que la nebulización opere continuamente, salvo por las breves interrupciones diarias necesarias para inspeccionar, reacomodar o remover los especímenes bajo prueba, para verificar y reabastecer la solución en el tanque y para elaborar los registros necesarios tal como se describe en 3.5.2. Las operaciones deben programarse de tal manera que estas interrupciones se mantengan al mínimo. 3.5.4 Período de exposición El período de exposición debe seleccionarse de acuerdo con las especificaciones del material o producto que se está probando, o bien por el tiempo designado de común acuerdo entre las partes involucradas. Los períodos de exposición que se recomiendan son los siguientes: 16 h, 24 h, 48 h, 72 h, 96 h, 200 h, 240 h, 500 h ó 720 h. 3.5.5 Limpieza de los especímenes probados Si no se indica de otra manera en las especificaciones que cubren el material o producto que fue probado, los especímenes deben tratarse al final de la prueba, como se indica a continuación: Deben sacarse de la cámara cuidadosamente y después deben enjuagarse con agua corriente limpia a una temperatura no mayor que 38 °C, con el fin de remover los depósitos de sal de la superficie, deben secarse inmediatamente. Si es necesario, los productos de la corrosión pueden eliminarse con un cepillo de cerdas suaves para observar cualquier corrosión del metal base.

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3.6 Expresión de resultados De inmediato se hace un examen cuidadoso para determinar la extensión de la corrosión de los especímenes o para determinar otras fallas, de acuerdo con la especificación del material o producto que fue probado, previo acuerdo entre las partes involucradas. Se recomienda el uso de los apéndice informativo A, B, C o D, para determinar el grado de afectación por corrosión, ampollas y escamas. 3.7 Informe de resultados El informe de resultados debe contener como mínimo los datos siguientes: - Identificación del laboratorio de pruebas; - Responsable del laboratorio; - Identificación del equipo; - Reactivos utilizados para la prueba:

• Tipo de sal y agua utilizados en la preparación de la solución salina;

• Lectura de temperatura dentro de la zona de exposición de la

cámara; • Registros de los datos obtenidos de cada dispositivo colector de

niebla incluyendo lo siguiente:

Volumen de solución salina recolectada en mililitros por hora para 80 cm2;

Concentración o densidad especifica de la solución

recolectada;

pH de la solución recolectada;

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• Tipo de espécimen y sus dimensiones o número de descripción

de la parte;

• Método de limpieza de especímenes antes y después de la prueba;

• Método de soporte o suspensión del espécimen en la cámara de niebla salina;

• Descripción de la protección utilizada de acuerdo con lo indicado en 3.4;

• Tiempo de exposición;

• Interrupciones en exposición, causa y duración de tiempo - Resultados obtenidos de las pruebas; - comentarios u observaciones sobre los resultados, si existen; - Fecha o fechas de realización de las pruebas. 4 VIGENCIA La presente norma Mexicana entrará en vigor 90 días naturales después de la publicación de su declaratoria de vigencia en el Diario Oficial de la Federación. 5 BIBLIOGRAFÍA ASTM B 117-97 Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog)

Apparatus. ISO 8407:1991 Corrosion of metals and alloys – Removal of corrosion

products from corrosion test specimens.

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ASTM D 1654-92 Standard Test Method for Evaluation of Painted or

Coated Specimens Subjected to Corrosive Environments.

ASTM D714-87 Standard Test Method for Evaluating Degree of

Blistering of Paints. ISO 16701:2003 Corrosion of metals and alloys – Corrosion in artificial

atmosphere – Accelerated corrosion test involving exposure under controlled conditions of humidity cycling and intermittent spraying of a salt solution.

ASTM G1-90 Standard Practice for Preparing, Cleaning, and

Evaluating Corrosion Test Specimens. 6 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma mexicana es no equivalente con normas internacionales, por no existir referencia alguna al momento de su elaboración. La Norma Internacional ISO 8407 únicamente especifica la remoción de la corrosión después de la prueba en la cámara de niebla salina, por tanto no concuerda con ésta norma mexicana.

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APÉNDICE INFORMATIVO A DETERMINACIÓN DEL DAÑO POR CORROSIÓN PARA ESPECÍMENES

METÁLICOS SIN RECUBRIMIENTO Para aquellos especímenes que tengan recubrimiento se debe determinar el grado de pérdida del mismo. Para metales sin recubrimiento el área total de la superficie expuesta del espécimen y la pérdida de masa durante la prueba se determina por el intervalo promedio de corrosión, el cual se obtiene de: Intervalo de corrosión es igual a (K x W) / (A x T x D) En donde: K es una constante (8,76 x 104 para milímetros por año y 8,76 x 107

para micrómetros por año) T es el tiempo de exposición en horas A es el área en centímetros cuadrados W es la pérdida de masa en gramos D es la densidad en g/cm3 (véase tabla A1) Los intervalos de corrosión no son necesariamente constantes con el tiempo de exposición.

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TABLA A1.- Densidades de metales y aleaciones (continúa)

Metal Aleación Densidad g/cm3

Aluminio 1100 2,71 1199 2,70 2024 2,78 2219 2,84 3003 2,73 3004 2,72 5005 2,70 5050 2,69 5052 2,68 5083 2,66 5086 2,66 5154 2,66 5357 2,69 5454 2,69 5456 2,66 6061 2,70 6062 2,70 6070 2,71 6101 2,70 7075 2,81 7079 2,75 7178 2,83 Acero Tipo 201 7,94 Tipo 202 7,94 Tipo 302 7,94 Tipo 304 7,94 Tipo 304 L 7,94 Tipo 309 7,98 Tipo 310 7,98 Tipo 311 7,98 Tipo 316 7,98 Tipo 316 L 7,98

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Tipo 317 7,98 Tipo 321 7,94 Tipo 329 7,98 Tipo 330 7,98 Tipo 347 8,03 Tipo 410 7,70 Tipo 430 7,72 Tipo 446 7,65 Tipo 502 7,82 Metales ferrosos Fundición gris 7,20 Acero al carbón 7,86 Acero al silicio 7,00 Aleaciones bajas en acero 7,87 Aleaciones de cobre Cobre 8,94 Latón 230 8,75 Latón 260 8,52 Latón 360 8,50 Latón 377 8,44 Metal Muntz 280 8,39 Naval 442 8,52 Naval 443 8,52 Naval 444 8,52 Naval 445 8,52 Latón al aluminio 687 8,33 Bronce comercial 220 8,80 Bronce al aluminio 5% 608 8,16 Bronce al aluminio 8% 612 7,78 Compuesto M 8,45 Compuesto G 8,77 Bronce fosforado 5% 510 8,86 Bronce fosforado 10% 524 8,77 85-5-5-5 8,80 Bronce al silicio 655 8,52 Cobre níquel 706 8,94 Cobre níquel 710 8,94 Cobre níquel 715 8,94 Níquel plata 752 8,75

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Estaño Antimonio 10,80 Químico 11,33 Aleaciones de níquel Níquel 200 8,89 Níquel cobre 400 8,84 Níquel cromo hierro 600 8,51 Níquel cromo molibdeno 625 8,14 Acero níquel cromo 825 8,14 Acero níquel cromo 20 Cb-3 8,08 Fundición de acero níquel cromo 20 8,02 Níquel molibdeno B2 9,2 Níquel cromo molibdeno C-276 8,8 Níquel cromo molibdeno G3 8,3 Otros metales Magnesio 1,74 Molibdeno 10,22 Platino 21,45 Plata 10,49 Tantalio 16,60 Estaño 7,30 Titanio 4,54 Zinc 7,13 Zirconio 6,53

Para aquellas aleaciones no consideradas en la tabla debe aplicarse la densidad que se establece en el certificado de calidad de la composición química y propiedades físicas del material que debe proporcionar el fabricante original de la aleación. Si el espécimen fue rayado, el área de la rayadura se evalúa de acuerdo con el Apéndice Informativo B.

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APÉNDICE INFORMATIVO B DETERMINACIÓN DEL DAÑO POR CORROSIÓN EN

ESPECÍMENES CON RAYADO Una vez concluido el período de exposición el espécimen se enjuaga usando agua a una temperatura no mayor que 38 °C, se seca la superficie del espécimen por medio de un dispositivo con aire durante 15 min con una tolerancia de ± 30 s, el cual debe colocarse en un ángulo de 45° respecto al rayón al término del cual se evalúa de acuerdo con la tabla siguiente:

TABLA B1.- Registro de falla en especímenes con rayado

Extensión de la corrosión sobre el rayón

mm Calificación

0 10 De 0,1 a 0,5 9 De 0,51 a 1,0 8 De 1,1 a 2,0 7 De 2,1 a 3,0 6 De 3,1 a 5,0 5 De 5,1 a 7,0 4 De 7,1 a 10,0 3 De 10,1 a 13,0 2 De 13,1 a 16,0 1 De 16,1 en adelante 0

En caso que se presente daño sobre las superficies adyacentes al rayón y éstas se encuentren recubiertas con pintura también se evalúa de acuerdo con el apéndice informativo C.

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APÉNDICE INFORMATIVO C DETERMINACIÓN DEL DAÑO POR CORROSIÓN PARA ESPECÍMENES CON RECUBRIMIENTO Y SIN RAYADO

Para especímenes con recubrimiento y sin rayado una vez concluido el período de exposición el espécimen se enjuaga usando agua a una temperatura no mayor que 38 °C, se seca la superficie del espécimen con toallas de papel o aire comprimido, el secado debe ser tal manera que no se remueva la corrosión de la superficie del espécimen, el resultado se evalúa de acuerdo con la tabla siguiente:

TABLA C1.-Registro de falla en especímenes con recubrimiento y sin rayado

Extensión de la corrosión sobre el área

% de área Calificación

Sin falla 10 De 0,1 a 1 9 De 2 a 3 8 De 4 a 6 7 De 7 a 10 6 De 11 a 20 5 De 21 a 30 4 De 31 a 40 3 De 41 a 55 2 De 56 a 75 1 Mayor a 75 0

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APÉNDICE INFORMATIVO D DETERMINACIÓN DEL DAÑO POR CORROSIÓN

CUANDO SE PRESENTAN AMPOLLAS Y/O ESCAMAS

Una vez concluido el período de exposición, los especímenes se evalúan en cuanto al grado de ampollas que presenten a través de la comparación con las figuras siguientes, las cuales se califican como ampollas tamaño 2, 4, 6 u 8 con subclasificación como: poco, medio, denso-medio y denso. (véase figuras D1, D2, D3 y D4).

Así mismo se determina el grado de falla por escamas a través de la comparación con las figuras D5, D6, D7 y D8, las cuales se califican como escamas tamaño 2, 4, 6 u 8.

Poco Medio

Denso-medio Denso

FIGURA D1.-Ampollas tamaño 2

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Poco Medio Denso-medio Denso

FIGURA D2.-Ampollas tamaño 4

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Poco Medio Denso-medio Denso

FIGURA D3.-Ampollas tamaño 6

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Poco Medio Denso-medio Denso

FIGURA D4.-Ampollas tamaño 8

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FIGURA D5.-Escamas tamaño 2

FIGURA D6.-Escamas tamaño 4

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FIGURA D7.-Escamas tamaño 6

FIGURA D8.- Escamas tamaño 8

México D.F., a

DR. FRANCISCO RAMOS GÓMEZ DIRECTOR GENERAL DE NORMAS

JMRM/FLLL/JVG/KFS