Viscosidad Copa FORD PDF

 

NORMA ARGENTINA

IRAM 1109-A14* Segunda edición

1109-A14 1999

1999-08-06

Pinturas Métod Mé todos os d de ee ens nsayo ayo generales Parte A14: Determinación de la viscosidad con la copa Ford Paints - General test methods. Part A14: Determination of viscosity by Ford cup.

* Corresponde a la revisión de la edición de 1980.

Referencia Numérica: IRAM 1109-A14:1999

 

IRAM 1999 No está permitida la reproducción de ninguna de las partes de esta publicación por cualquier medio, incluyendo fotocopiado y microfilmación, sin permiso escrito del IRAM.

 

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Prefacio El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociación civil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácter  de Organismo Argentino de Normalización, son establecer normas técnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además de propender al conocimiento y la aplicación de la normalización como base de la calidad, promoviendo las actividades de certificación de productos y de sistemas de la calidad en las empresas para brindar seguridad al consumidor. IRAM es el representante de la Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en el Comité MERCOSUR de Normalización (CMN). Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre los diversos sectores involucrados, los Organismos que a través de sus representantes han intervenido en los de Estudio de Normas correspondientes. La designación IRAM 1109 abarca a la mayoría de las normas referentes a los métodos de ensayo empleados para la evaluación de pinturas y productos afines. Los métodos denominados “A” son los que se aplican a las pinturas al estado de entrega, mientras que los “B” son los aplicables a las películas de pintura obtenida. Esta norma corresponde a la revisión de la edición de 1980 de la norma IRAM 1109-A XIV.

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Índice Página

1 OBJETO Y CAMPO CAMPO DE APLICACIÓN ..............................................................5 2 NORMAS NORMAS PARA CONSULTA ...........................................................................5 3 DEFINICIONES.................................................................................................5 4 RESUMEN ........................................................................................ ........................................................................................................6 ................6 5 CONSIDERACIONES CONSIDERACIONES DE LA TEMPERATURA ................................................6 6 INSTRUMENTAL .................................................................................... ..............................................................................................6 ..........6 7 MUESTREO......................................................................................................7 8 PROCEDIMIENTO............................................................................................8 9 PRECISIÓN ....................................................................................... ......................................................................................................9 ...............9 10 INFORME................ INFORME........................................................................................................9 ........................................................................................9 Anexo A (Normativo)..........................................................................................11 Anexo B (Informativo (Informativo).........................................................................................13 ).........................................................................................13 Anexo C (Infor (Informativo) mativo) ............................................................... ........................................................................................14 .........................14

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Pinturas Métod Mé todos os d de ee ensayo nsayo generales Parte A14: Determinación de la viscosidad con la copa Ford 1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓ APLICACIÓN N 1.1 Esta norma establece el método de determinación de la viscosidad de pinturas, lacas y barnices con la copa Ford. 1.2 Se especifican copas de cuatro diámetros de orificios y se incluye el método para su calibración. 1.3 Este método se aplica a materiales de ensayo en los cuales se puede determinar con certeza el momento que la corriente de flujo deja de ser continua en el orificio de la copa. Este punto es difícil de determinar y reproducir  para materiales con tiempo de flujos mayores a 100 s debido a los efectos que se producen por  la disminución del flujo.

2 NORMAS PARA CON CONSULTA SULTA Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones, las cuales, mediante su cita en el texto, se transforman en disposiciones válidas para la presente norma IRAM. Las ediciones indicadas eran las vigentes en el de su publicación. Todo documento esmomento susceptible de ser revisado y las partes que realicen acuerdos basados en esta norma se deben esforzar para buscar la posibilidad de aplicar sus ediciones más recientes. Los organismos internacionales de normalización y el IRAM mantienen registros actualizados de sus normas. IRAM 1022:1967 - Pinturas y materias primas para pinturas. Muestreo, rotulado y recepción.

ISO 1513:1992 -Paints and varnishes. Examination and and prepara preparation tion of samples for testings. (*) IRAM 5066:1995 – Roscas en pulgadas ISO. Plan general, medidas básicas, juegos y tolerancias. (*) Hasta tanto no se estudie una norma IRAM equivalente se considerará a esta como norma para consulta.

3 DEFINICIONES Para los fines de la presente norma IRAM se aplican las definiciones siguientes: 3. 3.1 1 tiempo de flujo.  Intervalo de tiempo medido a partir del momento que el material bajo ensayo comienza a fluir del orificio de la copa llena, hasta el momento que la corriente de flujo deja de ser continua. 3.2 flujo newtoniano.  Tipo de flujo exhibido por un material en el cual la razón entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad no varía con el tiempo ni con el gradiente de velocidad. Cuando las variaciones de esta razón son pequeñas, el efecto sobre la viscosidad de alteraciones mecánicas, tanto como de la agitación, es despreciable y el material se dice que tiene un flujo cercano al newtoniano. 3.3 flujo anómalo. Tipo de flujo que exhibe un material en el cual, a una temperatura constante, la razón entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad varía con el tiempo o con el esfuerzo de corte. Por ejemplo, con los llamados materiales tixotrópicos, la agitación o alguna otra alteración mecánica inmediatamente antes del ensayo, reducirá el tiempo de flujo por debajo del tiempo de una muestra no agitada. Con estos materiales, se obtienen valo-

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res de tiempo de flujo inciertos y variables con cualquier tipo de copa.

asegurar que la variación de temperatura no sea mayor que 1 ºC durante todo el ensayo.

3.4 viscosidad dinámica.  Razón entre el esfuerzo de corte aplicado y el gradiente de velocidad.

6 INSTRUMENTAL

Nota 1. 1. La unidad SI para la viscosidad dinámica es el pascal segundo (Pa · s). La unidad tradicional es el centipoise (cP); 1 cP = 1 mPa · s.

3.5 viscosidad cinemática. Razón entre la viscosidad dinámica y la densidad del líquido. Nota 2. 2. La unidad SI para viscosidad cinemática es el metro cuadrado por segundo (m2/s). La unidad tradicional es el centistokes; 1 cSt = 1 mm2/s.

4 RESUMEN El método consiste en: a) llenar la copa Ford hasta el enrase con la muestra en ensayo y hacerla drenar; b) registrar el tiempo de flujo continuo.

5 CONSIDERACIONES DE LA TEMPERATURA 5.1 El efecto de la temperatura sobre el tiempo de flujo es altamente significativo con respecto a las propiedades de aplicación y varía con el tipo de producto.

6.1 Copa For d 6.1.1 Medidas. Las medidas de la copa Ford y las tolerancias permitidas en la fabricación serán las indicadas en la figura 1. Nota 3. 3. La tolerancia más crítica es la del diámetro interno del orificio de la copa, porque el tiempo de flujo es inversamente proporcional a la cuarta potencia de esta medida.

El orificio de la copa se debe hacer de acero inoxidable, de carburo sintetizado o de cobre, a menos que se especifique de otra forma, y el cuerpo de la copa se debe hacer con un material resistente a la corrosión y que no sea afectado por los productos que se ensayarán. 6.1.2 Construcción.  Las medidas no establecidas, tales como el espesor de pared, se deben determinar de manera que no ocurran distorsiones cuando se usa la copa. Se recomienda el aspecto exterior mostrado en la figura 1, pero se puede modificar a conveniencia del usuario o del fabricante, asegurándose que el orificio de la copa esté protegido de daños accidentales todo lo posible, por una manga protectora exterior. Ésta no debe encontrarse adyacente al orificio para prevenir la acción capilar cuando fluya el material de ensayo.

5.2 Para poder hacer comparaciones, es esencial normalizar una temperatura de ensayo y en esta norma IRAM se establece (23 ± 1) ºC. Sin embargo, puede ser más conveniente realizar  ensayos comparativos a alguna otra temperatura acordada entre el fabricante y el usuario (por  ejemplo, 25 ºC) debido a las condiciones de temperatura prevalecientes en el lugar de ensayo.

Nota 4. 4. Son preferibles las copas que tengan fundas par para a mejor control de la temperatura.

5.3 Para control del tiempo de flujo, se deben acondicionar la muestra y la copa a una temperatura acordada o a la establecida, y se debe

Nota 5.  5.  El requisito de la norma sobre acabado es equivalente a una rugosidad máxima de 0,5 mm.

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6.1.3 Acabado.  Las superficies interiores de las copas, incluido el orificio, deben ser lisas y libres de marcas de uso, grietas, rebordes y asperezas, los cuales pueden causar flujos aleatorios o retención de la muestra o material de limpieza.

 

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6.1.4 Calibración. Copas de medidas similares darán, con líquidos de flujo Newtoniano, similares tiempos de flujo, si se asegura que la temperatura de ensayo es la misma. El uso de tales líquidos para calibrar copas proporciona un medio usual de verificación inicial debido a que copas de medidas similares presentan

comportamiento similar dentro de genes aceptados, y también se ciertos utiliza márpara verificar periódicamente si hay algún deterioro o daño suficiente como para que los resultados de las mediciones se encuentran fuera de los márgenes aceptados. Las copas se deben calibrar de acuerdo al procedimiento descripto en el Anexo A. La frecuencia de esta calibración depende de la frecuencia de su uso y el cuidado que recibe la copa. Si al aplicar el método de ensayo con el producto indicado en el anexo A, la copa varía más de un 10 % con respecto a ese patrón, no se debe usar.

6. 6.2 2 Instrumental suplementario 6.2.1 Termómetro, con una precisión de 1 ºC y graduado a intervalos de 1 ºC o menores. 6.2.2 Dispositivo de sostén , apropiado para sostener la copa, provisto de tornillos nivelado-

res. 6.2.3 Nivel de burbuja , preferentemente del tipo circular. 6.2.4 Placa plana de vidrio o recipiente de borde recto 6.2.5 Cronómetro , o algún otro dispositivo apropiado para medir el tiempo, con una exactitud de 1 s, o mejor. 6.2.6 Ambiente o recinto con temperatura controlada, capaz de mantener la copa y la muestra a la temperatura recomendada cons-

tante (ver capítulo 5).

6.1.5 Marcado. Cada copa Ford debe tener  permanentemente, las siguientes inscripciones legibles marcadas sobre ellas:

Nota 6. 6. Éste no será necesario si la copa tiene una cubierta que controle la temperatura.

a) la designación de la copa: Ford N Nºº 2, 3, 4 ó 5;

7 MUESTREO

b) el número de identific identificación ación de la copa; c) el nombre del fabricante o marca comercial. 6.1.6 Cuidado y verificación de la copas Ford. Se limpia la copa Ford inmediatamente después de su uso y antes que comience a secarse la muestra, usando un solvente adecuado. Nunca se deben usar herramientas de metal o alambres para limpiar. Si el orificio se contamina con depósitos secos, se los remueve con un solvente adecuado y se limpia cuidadosamente, por ejemplo pasando un trozo de tela fina a través del orificio.

Se verifica periódicamente que la copa este libre de deterioros o daños, con el procedimiento de calibración especificado en 6.1.4.

Se toma una muestra representativa del material, como se describe en la norma IRAM 1022. Si el ensayo es llevado a cabo con propósitos de arbitraje, se filtra la muestra a través de un tamiz apropiado dentro de un recipiente limpio y seco. Se examina y se prepara la muestra para ISOensayo 1513. como se describe en la norma Para ensayos con otros propósitos, también es aconsejable filtrar la muestra. Una muestra filtrada de 150 ml es suficiente para llevar a cabo un ensayo. Se debe tener cuidado de mezclar  completamente el material, tan rápido como sea posible, ya que se debe evitar la pérdida del solvente por evaporación.

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8 PROCEDIMIENTO 8.1 8.1 Ve Verific rific ación preliminar  8.1.1 Se elige una copa Ford que proporcione un tiempo de flujo entre 30 s y 100 s para el material en ensayo. 8.1.2 Se determina el tiempo de flujo como se especifica en 8.2, asegurándose que el material esté bien agitado antes de verterlo en la copa. Se quita el dedo 5 s después de haber llenado la copa. 8.1.3 Se repite la determinación, pero esta vez se mantiene al material dentro de la copa durante 60 s antes de quitar el dedo. 8.1.4 Si el segundo resultado difiere del primero por más del 10 %, el material debe ser   juzgado como líquido no newtonian newtoniano o y por lo tanto inadecuado para control de la consistencia por medición del tiempo de flujo. 8.2 8.2 De Determinación terminación del tiempo de flujo 8.2.1 Elecció n de la cop 8.2.1 copa a Ford. Se elige una copa Ford que de un tiempo de flujo entre 20 s y 1000 s, pero es preferible que dé un tiempo de flujo entre 30 s y 100 s para el ensayo del material. 8.2.2 Ajust e de temperatura. Se ajusta la 8.2.2 temperatura de la muestra filtrada y de la copa, a (23 ±  1) ºC, o a una temperatura acordada previamente (ver 5). Nota 7. 7. Si se usa el recinto con temperatura controlada, es aconsejable acondicionar la muestra y la copa antes del filtrado, teniendo lugar esto dentro del recinto.

La muestra debe considerarse preparada para el ensayo inmediatamente después que se han quitado las burbujas de aire producidas durante la preparación y el filtrado. Se verifica que la temperatura de la muestra se encuentre con un margen de 1 ºC de acuerdo con la temperatura de ensayo, inmediatamente después del llenado de la copa.

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8.2.3 Preparación de la cop a Ford. Se colo8.2.3 ca la copa Ford en el dispositivo de sostén (6.2.2), en un lugar libre de corrientes de aire. Usando el nivel de burbuja (6.2.3), se ajustan los tornillos niveladores del dispositivo de sostén, asegurándose que el borde superior de la copa esté en un plano horizontal. 8.2.4 Llenad 8.2.4 Llenado o de la cop a. Con el orificio cerrado por el dedo, se llena la copa con la muestra recientemente filtrada y libre de burbujas.

Si se forman algunas burbujas, se extiende la superficie y se remueven. Se remueve el menisco formado por sobre el borde de la copa con una espátula o deslizando sobre el borde de la copa una placa plana de vidrio (6.2.4) con bordes redondeados de manera que no se formen burbujas entre el vidrio y la superficie de la muestra. Luego se desliza la placa horizontalmente a travéssedel borde de la copa de forma tal que cuando quite la placa, el nivel de la muestra coincide con el borde superior de la copa. 8.2.5 Me 8.2.5 Medició dició n del tiempo de flujo. Se coloca un recipiente adecuado debajo de la copa de manera que la distancia entre la copa y la superficie del recipiente nunca sea menor que 100 mm. Se quita el dedo del orificio y simultáneamente se pone en funcionamiento el cronómetro (6.2.5), y se detiene lo más rápido posible, tan pronto como se corte el flujo continuo en el orificio. Se registra el tiempo de flujo al 1 s.

Si el ensayo no es llevado a cabo en un recinto de temperatura controlada, se coloca el termómetro (6.2.1) en la corriente de la muestra de manera que no interfiera con la observación del corte de fluencia. Si existiera alguna diferencia con respecto a la temperatura inicialmente ajustada, ésta no debe ser mayor que 1 ºC. Nota 8. 8. Para esto es conveniente sostener el termómetro con el bulbo colocado formando un ángulo con respecto al flujo y completamente sumergido en la corriente emergente y a 100 mm del orificio como mínimo. Es conveniente usar el mismo termómetro que el usado para ajustar la temperatura al inicio.

 

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8.2.6 Re 8.2.6 Repetición petición de las dete determinacio rminacio nes. Se lleva a cabo una segunda determinación sobre alguna otra porción de la muestra original y se verifica cuidadosamente que la temperatura de ensayo este dentro de los límites establecidos. Se registra el tiempo de flujo lo más cercano a 1 s. Se calcula la media aritmética de

9.2 Reproducibilidad (R)

las dos determinacion determinaciones. es. Si las dos determinaciones difieren en más de un 5 %, se lleva a cabo una tercera determinación; si las determinaciones anteriores difieren en más de un 5 % con respecto a esta última, el método de ensayo no es adecuado debido a que presenta un comportamiento de flujo anómalo y se considera que se debe realizar otro método de ensayo. Si solamente una de las determinaciones realizadas anteriormente difiere en más de un 5% con respecto a la realizada en último término, se descarta, y se calcula el resultado como la media aritmética de las dos determinaciones aceptadas.

material,usando por operadores en diferentes laboratorios, el método normalizado, se puede esperar que se encuentre dentro del 10 % con una probabilidad del 95 %.

El valor calculado como porcentaje de la diferencia absoluta entre dos resultados de ensayos, obtenidos como la media aritmética de los duplicados, con respecto a la media aritmética de ambos resultados, obtenidos de un idéntico

10 INFORME El informe incluirá, al menos, la siguiente información: a) la determinació determinaciónn re realizada alizada y el número de esta norma; b) todos los ddetalles etalles necesarios para identificar el producto en ensayo;

9 PRECISIÓN La precisión del método, así como la obtenida por el análisis análisis estadístico de los resultado resultadoss de ensayos interlaboratorios, es como se indica a continuación.

c) la designación (Nº 2, 3, 4 ó 5) de la copa usada; d) el número de identificac identificación ión de la copa usada; e) la temperatura de ensayo;

9.1 Repetibilidad (r)

f) El valor calculado como porcentaje de la diferencia absoluta entre dos resultados de ensayos, obtenidos como la media aritmética de los duplicados, con respecto a la media aritmética de ambos resultados, obtenidos de un idéntico material, por un mismo operador, en un laboratorio, dentro de un corto intervalo de tiempo, usando el método normalizado, se puede esperar que se encuentre dentro del 5 % con una probabilidad del 95 %.

el valor medio y los valores individuales del tiempo de flujo, en segundos;

g) cualquier desviación, ya sea acordada o de otro tipo, al procedimiento de ensayo descripto; h) la fecha del ensayo.

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 Anexo  An exo A (Normativo)

Procedimiento de calibración calibr ación para las copas Ford  A.1 Se emplean patrones de viscosidad como primera muestra.  A.2 Se selecciona un líquido apropiado como patrón de viscosidad para la calibración de la copa (ver Tabla 1). Se acondiciona la copa y el líquido patrón de viscosidad a temperatura constante tan cercana como sea posible a 23 ºC o a la temperatura de operación de la copa. Se determina el tiempo de flujo al 1 s usando el procedimiento detallado en el apartado 8.2. La temperatura determinada se debe conservar dentro de ± 1 ºC. Si la temperatura no es de 23 ºC, debe anotarse dicha temperatura y se debe corregir la viscosidad del líquido patrón a esta temperatura.  A.3 Para convertir el tiempo de flujo t, en segundos, a viscosidad cinemática, V, se emplean las siguientes fórmulas: n2 =

1,44 (t – 18,0)

n3 =

2,31 (t – 6,58)

n4 =

3,85 (t – 4,49)

n5 =

12,1 (t – 2,00)

Donde n2, n3, n4, y n5 son viscosidades cinemática usando orificios Nº 2, 3, 4 y 5 respectivamente, en centistokes. Ta Tabla bla 1 - Patrones Patrones de vi scosi dad recomendados para calibración de las copas Ford

2

 Ámbi  Ám bito to de vvis isco cosi si dad aproximada (cSt) 25 a 120

3 4 5

49 a 220 70 a 370 200 a 1200

Número de copa

a

S – 20

Viscosidad aproximada designada desi gnada a 25 ºC (cSt) 35

S – 60 S – 60 S – 200

120 120 460

Designación del Designación aceite patrón

a

Las viscosidades certificadas se informan con las muestras de aceites.

 

 A.4  La diferencia entre la viscosidad certificada del líquido patrón y la viscosidad del líquido patrón determinada con la copa, multiplicada por 100, y dividida por la viscosidad certificada, será el porcentaje de variación de la copa con respecto al patrón. Se puede aplicar un coeficiente de corrección al segundo flujo cuando la copa está en uso normal. Si la copa varía más que el 10 % del patrón, se recomienda que el orificio sea reemplazado y la copa recalibrada.

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Figur a 1 - Copa Ford Nota:  Las roscas indicadas en la figura 1, están denominadas según las normas IRAM 5066, y guardan, con el sistema de Nota: Las denominación americano, las equivalencias siguientes:

IRAM 5066 3/8 – 24 UNF 2B (tuerca) 3/8 – 24 UNF 2A (tornillo)

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Designación americana 9,5 mm – 24 NF 2 Tap 9,5 mm – 24 NF 2 Thd

 

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 Anexo  An exo B (Informativo)

Bibliografía En la revisión de esta norma se han consultado los antecedentes siguientes: ISO -

INTER INTERNATIONAL NATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION ORGANISATION ORGANISATIO N INTE INTERNATIONALE RNATIONALE DE NORMALISATION ISO 2431:1993 - Paints and varnishes - Determination of flow time by use of flow cups.

 ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MA MATERIAL TERIALS S ASTM D 1200-94 - Standard test method for viscosity by Ford viscosity cup. IR IRAM AM -

IN INST STIT ITUT UTO O ARG ARGEN ENTI TINO NO DE NO NORM RMALIZAC ALIZACIÓ IÓN N IRAM 1109 A14:1980 - Pinturas. Métodos de ensayo generales. Método de determinación de la viscosidad con la copa Ford.

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 Anexo  An exo C (Informativo) La revisión de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la forma siguiente:

Subcomité Subcomit é de P Pintur inturas as In t eg r an te

Rep r es en t a a:

Ing. Lic. Lic. Ing. Sr. Lic. Lic. Sr. Lic. Ing.

SORBALOK S.A. MARTÍN DANIEL SAIC PREPAN S.A. ARQUIMEX S.A. ARQUIMEX S.A. INTI SHERWIN WILLIAMS PREPAN S.A. SINTEPLAST S.A. IRAM

Lina ARIEL de BÖHM Alicia GINESTA Joice HIRSCH Juan JASINSKI Rodolfo MILIONE Mónica PINTO Gerónimo RIZZO Claudio Miguel SALAS Jesús Jorge TOBIO Flavio A. DURANTE

Comité Comit é General de Nor Normas mas (C.G. (C.G.N.) N.) In t eg r an te

In teg r an te

Dr. Ing. Lic. Lic. Dr. Ing. Ing. Ing.

Ing. Ing. Dr. Ing. Sr. Sr. Ing.

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Víctor ALDERUCCIO Eduardo ASTA José CARACUEL Alberto CERINI Álvaro CRUZ Diego DONEGANI Ramiro FERNÁNDEZ Jorge rge KO KOS STIC

Jorge MANGOSIO Samuel MARDYKS Alberto F. OTAMENDI Tulio PALACIOS Francisco R. SOLDI Ángel TESTORELLI Rodolfo BARBOSA

 

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ICS 87.040-40 * CNA 8010

* Corresponde a la Clasificación Nacional de Abastecimiento asignada por el Servicio Nacional de Catalogación del Ministerio de Defensa.