INTERLABORATORIO: PESO DE CAPA DE FOSFATIZADO
POR XRF

J. Cogno (1), F. Amelotti (1), G. Abuin (1), S. Amore (2), Á. Castro(3)
(1) INTI Procesos Superficiales
(2) INTI-Química
(3)INTI - Servicio Argentino de Interlaboratorios (SAI)

jac@inti.gob.ar

Introducción
Los ensayos interlaboratorios de aptitud
brindan a los participantes la posibilidad de
demostrar su competencia técnica, además de
revelar posibles fuentes no identificadas de
incertidumbre de medición, y en última
instancia, demostrar la comparabilidad de
resultados de calibraciones y ensayos.
Dos centros de INTI (Procesos Superficiales y
Química) son proveedores de servicios de
determinación de espesor de capa de
fosfatizado aplicado sobre chapas de acero
laminadas en caliente (SPH) y en frío (SPC)
por el método de fluorescencia de Rayos X
(XRF). INTI-Procesos Superficiales además
realiza la determinación de espesor de capa
por el método gravimétrico (destructivo) contra
el cual puede calibrarse el método XRF.
Una empresa automotriz con filial en Argentina
(Toyota) y su principal autopartista (METALSA
S.A.) son clientes de INTI para este tipo de
servicios. Toyota dispone en su filial argentina
de laboratorios de ensayo equipados con XRF,
pero realiza la calibración del mismo contra
resultados del método gravimétrico provistos
por su casa matriz, mientras que METALSA no
cuenta con equipos de XRF. Dados los
requerimientos de calidad establecidos por
Toyota a nivel global para sus filiales y
proveedores se identificó la necesidad de
realizar este ensayo de aptitud.

Objetivo
Validar las determinaciones realizadas en dos
centros de INTI de espesores de capa de
fosfatizado, incluyendo la generación de
materiales de referencia por métodos
gravimétricos.

Descripción
Se llevó a cabo la determinación de peso de
capa de fosfato de zinc depositado sobre acero
SPH y SPC. Las muestras están constituidas
por paneles o placas planas de acero provistas
por METALSA S.A., con espesores de capa
entre 1,5 g/m2 y 4.0 g/m2, y tienen definida una
cara A y una cara B. La elección de placas
planas en lugar de muestras reales (las que se
podrían obtenerpor recorte de autopartes
estructurales) es debida a la necesidad de
mayor homogeneidad para la validación de los
resultados del interlaboratorio.El proceso de
fosfatizado realizado en estas placas planas es
igual al proceso de producción.

INTI no dispone de materiales de referencia
para la determinación del peso de capa por
XRF, por lo que tiene que autogenerarlos por el
método gravimétrico o decapado químico. Las
mediciones con XRF se informan por cara, no
así las mediciones gravimétricas.

Los 4 paneles de cada “familia de peso de
capa” se midieron por XRF antes de realizar el
decapado químico, para que INTI-SAI analice
los resultados y determine cuáles muestras
eran homogéneas y por lo tanto aptas para
distribuir entre los participantes.

Se seleccionó el panel más representativo para
reservarlo como “Panel de Referencia”. Se
estandarizaron las posiciones de medición
dentro de un panel, ya que suele suceder que
los bordes presenten resultados diferentes de
la zona central. Para ello se marcaron
suavemente con una lapicera los puntos de
medición dentro de cada panel.

Se aplicó la siguiente secuencia de medición:
INTI recibe de METALSA 10 muestras por
cuadruplicado (cada muestra con un espesor
de capa diferente debida a distintos tiempos de
procesamiento) de dimensión 20 cm x 20 cm.
Estas chapas son cortadas en 4 piezas del
mismo tamaño (10 cm x10 cm). INTI utiliza 3 de
cada una de esas muestras para el ensayo
gravimétrico (destructivo) y la cuarta muestra
para el ensayo por XRF. Estas últimas son
enviadas por INTI a Toyota, quien realiza el
ensayo por XRF e informa a INTI-SAI. Toyota
utiliza sus propios patrones de calibración (no
recibe el dato gravimétrico obtenido por INTI).
Las muestras vuelven a INTI, donde se repite el
ensayo de XRF, para obtener los valores de
cierre de la comparación.
Las mediciones XRF de INTI–Procesos
Superficiales se realizan en un equipo Thermo
Scientific - ARL Quant'x (20 kV, 60 s, colimador
8 mm); y las de INTI–Química en un equipo
Phillips - PW 2400 (24 kV, 90 s, colimador 0.55
mm, sistema de giro de muestra).

Figura 1: Equipo de medición XRF de INTI-Procesos
Superficiales.

Resultados
El análisis ANOVA de las mediciones XRF
realizadas sobre el conjunto de muestras
preparadas en METALSA revela que su
homogeneidad está limitada por la variabilidad
entre promedios de caras anverso-reverso.
Este efecto es imposible de aislar cuando INTI
utiliza el método gravimétrico para obtener la
curva de calibración, dado que el decapado
actúa sobre ambas caras. En la figura 2 se
muestra la desviación standard de los
promedios del conjunto de muestras
preparadas en METALSA en función del tiempo
de exposición en fosfatizado.



Figura 2: Desviación estándar de las mediciones RXF
de las muestras, en función del tiempo de fosfatizado.
En la figura 3 se grafica la recta de ajuste LS
obtenida en INTI a partir de su propios patrones
gravimétricos, junto con sus curvas (hipérbolas)
de límites superiores e inferiores para un
intervalo de confianza de 95%. El coeficiente
de correlación obtenido es 0,991.



Figura 3: Curva de calibración realizada en base a los
resultados obtenidos.

Utilizando esa curva de calibración los
resultados (espesor de capa) obtenidos por
ambos centros de INTI concuerdan con los de
Toyota (obtenidos según su calibración
proveniente de su casa matriz) dentro de los
niveles de incertidumbre declarados (0,1 g/m2 y
0,2 g/m2 para intervalo de confianza de 95%
para INTI y para Toyota, respectivamente), ya
que resultó ser |En|<1 para todas las muestras
ensayadas [2].

Conclusiones
El grado de acuerdo de los resultados del inter-
laboratorio realizado permite validar el proceso
de medición (espesor de capa de fosfatizado
por XRF) llevado a cabo en INTI-Procesos
Superficiales e INTI-Química. En el caso del
centro INTI-Procesos Superficiales este
proceso de medición incluye la generación de
patrones de calibración por métodos
gravimétricos. Este proceso de medición
validado será incorporado en la oferta
tecnológica del Instituto y en el sistema de
gestión de la calidad del centro INTI-Procesos
Superficiales.

Bibliografía
[1] Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement
(JCGM 100:2008)
[2] Informe INTI-SAI PRO-23/2016.