Печать
Опубликовано: 15 сентября 2014 15 сентября 2014
Просмотров: 6348 6348

 

Коррозионные испытания материалов (испытания на стойкость к коррозии) являются чрезвычайно важными. Данный вид испытаний позволяет обнаружить несовместимость материалов, используемых в изделии. Кроме того, коррозионные испытания помогают рационализировать конструкцию конкретного оборудования с целью минимизации коррозии, а также оценить срок его службы. Анализ продуктов коррозии и подвергшегося ей металла может дать полезную информацию по мерам ее предотвращения. Меры предотвращения коррозии могут заключаться в нанесении защитных покрытий, добавления в коррозионную среду ингибиторов или легирующих элементов в металл.

 Подготовка образцов.

При проведении лабораторных коррозионных испытаний необходимо обеспечить особую подготовку образцов. Так как коррозия является реакцией на поверхности металла и сопровождается изменением веса, важно обеспечить точность взвешивания до 0,1 мг, а поверхность образца данной массы должна быть достаточно большой. Оба этих условия соблюдаются и случае образцов для испытаний, имеющих форму тонкой пластики. Обычно толщина в пределах от 0,1 мм до 1,5 мм является приемлемой во всех отношениях. В то же время, масса образца для испытаний не может выходить за пределы взвешивания аналитических весов.

Образцы для испытаний на стойкость к коррозии обычно вырезаются из листа металла. В процессе резки на краях и углах вырезаемой пластинки образуются механические напряжения. Из-за этих напряжений край н углы приобретают повышенную активность и при погружении в коррозионную среду разрушение на этих участках будет происходить более быстро.

Перечисленные трудности преодолеваются путём отжига пластинки до тех пор пока все механические напряжения не спадут. Другой способ состоит в нанесении на края и углы образца изолирующего покрытия. Покрытие должно быть тонким. В результатах испытаний учитывают только ту часть поверхности, которая осталась непокрытой.

Не менее важно, чтобы на поверхности образцов не было царапин и питтингов, никаких бугорков и ямок. Прежде всего, неровности поверхности образца могут привести к неконтролируемой коррозии в результате образования микроскопических кислородных концентрационных элементов. Кроме того, неровности не позволят точно рассчитать поверхность. Рекомендуется перед испытаниями производить шлифовку образцов.

Непосредственно перед испытаниями образцы должны быть чистыми, без следов грязи, жирных веществ и отложений. К образцу, готовому к испытаниям, не следует прикасаться руками. Для удаления маслянистых и жирных веществ лучше всего подходит трихлорэтилен. Оксидные и иные отложения хорошо удаляются механической полировкой. Особо трудные отложения можно ослабить, поместив образец в электролитическую ванну и включив его катодом. Выделение водорода на поверхности образца ослабит отложения, которые затем можно удалить механически. Такой способ может быть полезен в том случае, когда нет опасности водородного охрупчивания. Отложения также можно удалить путем травления образца в кислотной или щелочной ванне в присутствии подходящего ингибитора.

Необходимо стремиться, чтобы условия в лаборатории были близки к условиям эксплуатации материала. Необходимо, чтобы концентрации всех веществ, присутствующих в коррозионной среде, (например, кислот и ингибиторов) не убывали в ходе эксперимента. Этого можно достичь, взяв достаточно большой объем коррозионной среды. Рекомендуется брать объём от 25 мл до 40 мл на каждый квадратный сантиметр поверхности образца.

В зависимости от требований испытания образец можно погружать в коррозионную среду полностью или частично. Однако следующие условия необходимо соблюдать независимо ни от чего:

1.           Коррозионная среда должна иметь свободный доступ к поверхности.

2.      Крепёж образца для испытаний не должен образовывать щели поверхностью образца и не должен вступать в реакцию с коррозионной средой.

В процессе лабораторных испытаний требуется контролировать множество параметров системы: температуру, скорость потока коррозионной среды, наличие взвешенных частиц, размер взвешенных частиц, концентрацию различных веществ в коррозионной среде и т.д.

Продолжительность экспонирования зависит от скорости коррозии. Но следует учитывать, что испытания не должны приводить к образованию отверстий в образце, поскольку при этом изменяется площадь испытываемой поверхности.

 

Оценка ущерба от коррозии.

Если продукты коррозии образуют на поверхности образца адгезивный слой отложений, то мерой глубины коррозии может служить привес образца. Иногда, впрочем, предпочтительно удалять продукты коррозии с поверхности образца. В этом случае мерой коррозии служит потеря веса образца. При очистке поверхности образца необходимо соблюдать следующие условия: удаляются только продукты коррозии, и они удаляются полностью без остатка. Любое существенное несоблюдение этих условий приводит к ошибочным результатам.

Существует несколько способов очистки образцов для испытаний. Можно держать образец под струёй воды до тех пор, пока не смоются все продукты коррозии. Продукты коррозии с поверхности образца можно соскрести металлической щёткой. Можно подвергнуть образец пескоструйной обработке. Существует также ряд химических методов очистки поверхности. Реагенты, применяемые для очистки поверхности некоторых металлов, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Реагенты, применяемые для очистки поверхности металлов

Металл

Реагент

Медь

5% H2S04 + 15% HCl + 1%бензотриазол

Свинец

Кипящий 1%-раствор уксусной кислоты

Магний

Хромовая кислота и хромат серебра

Никель

15-20% HCl+ 10% H2S04,

(погружение при комнатной температуре)

Цинк

Раствор ацетата аммония
(с последующим мягким соскребанием)

Алюминий

2%-раствор хромовой кислоты

Железо

HCl+ 50 г/л хлорида олова + 20 г/л оксида сурьмы

 

Ускоренные коррозионные испытания

Как следует из названия, ускоренные испытания нужны для получения результатов, которые в обычных обстоятельствах потребовали бы длительного ожидания. Необходимость в ускорении возникает в тех случаях, когда коррозия заторможена нанесением защитного покрытия или применением ингибиторов. Процесс ускоряется внешними средствами, но без изменения механизма коррозии, который требуется изучить.

Существует несколько способов, которыми можно ускорить коррозию: повысить интенсивность действия коррозионных веществ, повысить температуру или частоту соприкосновений с коррозионными веществами. Поскольку ускоренные методы предназначены в основном для испытания защиты от атмосферной, водной и морской коррозии, ускорение коррозии производят с помощью выбора условий испытаний.

Можно выделить следующие виды ускоренных испытаний при воздействии различных климатических факторов:

1.     Испытание погружением

2.     Испытание во влажной атмосфере

3.     Испытание в соляном тумане

4.     Усиленные испытания в соляном тумане

Достоинства ускоренных испытаний:

1.     Резкое сокращение времени, необходимого на проведение испытаний.

2.     Ускоренные испытания хорошо подходят для сравнения поведения разных металлов в данной коррозионной среде.

3.     Точный контроль параметров испытаний: температуры, рН, содержания солей, влажности и т.д.

4.     С помощью ускоренных испытаний можно судить об эффективности мер по предотвращению коррозии. Легко сравнивать их между собой.

Недостатки ускоренных испытаний:

1.     Ускоренные испытания годятся только для качественных оценок.

2.     В таких испытаниях невозможно выявить эффекты, обусловленные длительным воздействием коррозионной среды.

3.     Получаемые результаты годятся только для сравнения средств защиты или коррозионных сред между собой.

4.     Для получения статистически значимых результатов приходится проводить испытания на большом числе образцов с усреднением скорости коррозии.

Литература:

Р. Ангал. Коррозия и защита от коррозии. Изд-во «Интеллект», 2013. – 344 с.