Detection of adherence imperfections at the inteface of substrate-coating layer by using infrared thermography

Detección de imperfecciones de adherencia en la interfaz de la capa de revestimiento del sustrato mediante termografía infrarroja

El artículo presenta la Termografía Infrarroja (IRT) para el examen no destructivo de las imperfecciones en las capas de revestimiento depositadas por Pulverización de Arco Eléctrico (EASP), diseñada para evaluar la dimensión y la posición de la falta de adherencia, como imperfección típica situada en la interfaz entre la capa de revestimiento y el material base. Se utilizaron análisis metalográficos para confirmar la ausencia o presencia de imperfecciones, lo que permitió establecer el etalón para el examen no destructivo y la detección de imperfecciones de adherencia en la capa de interfaz revestimiento-sustrato, junto con los parámetros óptimos del proceso, obtenidos mediante experimentos.

INTRODUCCIÓN

El proceso de pulverización térmica se utiliza para obtener capas de recubrimiento utilizadas como barrera térmica, o para facilitar el aumento de la resistencia a la corrosión y/o al desgaste en ambientes agresivos [1]. La pulverización por arco eléctrico (EASP) es un proceso de pulverización térmica caracterizado por su alta eficiencia, debido principalmente al reducido número de operaciones preparatorias del componente superficial [2]. Este método permite reducir los costes de explotación, ya que sólo es necesario el proceso de granallado de la superficie. Una capa de recubrimiento por proyección térmica se caracteriza típicamente por: estructura, adherencia, densidad y porosidad. La adherencia es una de las características básicas de las capas de recubrimiento, que garantiza la resistencia, durabilidad y protección de los componentes recubiertos [3, 4].

La pulverización térmica a menudo provoca imperfecciones en la interfaz entre el sustrato y las capas de revestimiento, causando grietas y/o desprendimientos. La evaluación no destructiva (END) de las capas de recubrimiento es una demanda actual, ya que las técnicas convencionales de END no permiten su evaluación cuantitativa. La IRT activa se considera una técnica sin contacto y no destructiva adecuada para obtener la evolución en el tiempo del mapa térmico de la superficie del material, con el fin de obtener información sobre el tamaño y la posición de los defectos subsuperficiales de falta de adherencia. El objetivo de esta investigación es presentar un programa experimental que facilite la identificación de las imperfecciones localizadas en la interfaz entre el material base y la capa de recubrimiento, así como determinar su tamaño, en relación a un calibre particular con defectos simulados de dimensiones conocidas. Este programa se concibió basándose en conocimientos previos sobre el tratamiento digital de imágenes [5].

MATERIAL Y MÉTODOS

Los experimentos se realizaron sobre un conjunto de placas de acero S235 de dimensiones 200×200×3 mm. Estas placas (muestras) se recubrieron mediante EASP, de acuerdo con la norma EN 657, utilizando alambre de Al (Aluminium Metco).