اختبار التآكل الدوري (CCT) هو اختبار معملي اختبار التآكل تُستخدم لتقييم مدى مقاومة المواد أو الطلاءات للتآكل في ظل ظروف تحاكي البيئات الحقيقية بشكل أفضل من اختبارات رش الملحفي هذه الطريقة، يتم تعريض المكونات لدورات متناوبة من ضباب الملح والرطوبة وفترات الجفاف، مما يساعد المهندسين على تقييم الموثوقية والأداء بسرعة لمختلف الصناعات.
المحتويات
مبدأ عمل اختبار التآكل الدوري
تعتمد تقنية CCT على مبدأ التعرض المتكرر للمكونات لظروف متعددة، بما في ذلك رذاذ الملح والرطوبة ودرجات الحرارة المتغيرة. تعتمد هذه التقنية بشكل أساسي على محاكاة ظروف العالم الحقيقي، سواءً كانت جافة أو رطبة، للتحقق من مدى تأثر المكون بهذه الظروف. الهدف الرئيسي من هذا الاختبار هو تسريع الظروف الحقيقية في المختبر للتحقق من موثوقية المكونات بكفاءة أكبر.
إجراء اختبار التآكل الدوري
تحضير المكونات
أولاً، يتم تنظيف المكون المراد تقييمه وتجفيفه بشكل صحيح حتى لا يكون هناك أي أوساخ أو حطام يمكن أن يعيق التقييم المناسب.
إعداد الجهاز
في اختبار التآكل الدوري، تتمثل الخطوة الأهم في إعداد الجهاز بشكل صحيح وتحميل المكونات المراد اختبارها فيه. تعتمد هذه الخطوة تحديدًا على نوع المادة ومعيار الاختبار المطبق.
محاكاة التعرض الدوري
بعد وضع المكونات داخل الغرفة المغلقة يتم وضع الاعتبارات مثل الرطوبة ورذاذ الملح وتغيرات درجة الحرارة وضغط الهواء وما إلى ذلك.
اختبار التآكل
يُجرى الآن اختبار التآكل الدوري، والذي قد يستغرق ٢٤ ساعة أو أكثر من أسبوع، حسب المعيار المُستخدم. يتراوح عدد دورات اختبار التآكل الدوري عادةً بين ٤٠ و١٠٠ دورة.
تفسير النتائج
بعد انتهاء الاختبار، تُخرج العينة من الحجرة وتُنظف لمنع أي تفاعلات أخرى. تُحلل العينة للكشف عن التآكل، أو التقشر، أو التقرحات، أو النقوش. لتقييم النتيجة، يُحدد معدل التآكل، فإذا تجاوز الحد المحدد، فهذا يعني فشل المكون في اختبار التآكل.
معايير اختبار التآكل الدوري
فيما يلي بعض اختبارات التآكل الدوري الشائعة وفقًا لمعايير ASTM.
| المجموعة الأساسية | منطقة التطبيق | الوصف |
|---|---|---|
| أستم بكسنومكس | المعادن والطلاءات | إجراءات اختبار رش الملح للمواد والطلاءات المعدنية. |
| ASTM G85 | المعادن والطلاءات | التآكل الدوري تحت تأثير الرطوبة والجفاف ورذاذ الملح والرطوبة. |
| ASTM G44 | المعادن والطلاءات | التآكل بالغمر باستخدام الظروف الرطبة والجافة بالتناوب. |
| ASTM D5894 | عوازل السيارات | الاختبار الدوري لطلاءات السيارات في البيئات المسببة للتآكل. |
| ISO 11997 | عوازل السيارات | إجراءات الاختبار الدوري بما في ذلك رش الملح والتجفيف والتكثيف. |
| ISO 9227 | اختبار التآكل العام | اختبار رش الملح لتقييم مقاومة التآكل للمواد والطلاءات. |
| ISO 7253 | التعرض في الهواء الطلق | اختبارات التجوية مع الظروف الدورية التي تحاكي البيئات الخارجية. |
| ISO 16701 | مكونات السيارات | اختبار الغرفة الدورية للرذاذ الملحي والرطوبة والتجفيف والتكثيف. |
| ISO 14993 | الدهانات والورنيشات | اختبار التآكل للطلاءات في البيئات العدوانية. |
| ISO 16151 | الطلاءات المعدنية | المبادئ التوجيهية لاختبار التآكل الدوري باستخدام رذاذ الملح والتجفيف والرطوبة. |
دورات اختبار التآكل الدورية
فيما يلي دورات التآكل الدورية الأكثر شيوعًا
اختبار الثبات
اختبار التآكل الدوري هو نوع من اختبارات التآكل الدوري، طُوّر لتقييم متانة الطلاءات الصناعية، مثل الكشف عن التآكل الخيطي. في هذه الدورة:
- الإلكتروليت المستخدم عبارة عن خليط مخفف من 0.05% كلوريد الصوديوم و 0.35% كبريتات الأمونيوم
- نطاق الرقم الهيدروجيني من 5.0 إلى 5.4
- تتضمن الدورة ساعة واحدة من التعرض لضباب الملح عند درجة حرارة ٢٥ ± ١ درجة مئوية، تليها فترة تجفيف لمدة ساعة عند درجة حرارة ٢٣ ± ١ درجة مئوية تقريبًا باستخدام الهواء النقي لإزالة الرطوبة. تتكرر هذه الدورة التي تستمر ساعتين بشكل مستمر.
دورة التآكل/التجوية
هذه هي النسخة المُحسّنة من اختبار التآكل، حيث تُعرّض العينة للأشعة فوق البنفسجية للتحقق من تأثيرها على التحلل. في دورة التجوية
- الإلكتروليت هو نفسه الموجود في اختبار Prohesion
- الرقم الهيدروجيني يتراوح بين 5.0 و 5.4
- تتضمن الدورة ساعة واحدة من الضباب الملحي عند درجة حرارة ٢٥ درجة مئوية، وساعة واحدة من التجفيف عند درجة حرارة ٣٥ درجة مئوية، وأربع ساعات من التعرض للأشعة فوق البنفسجية UVA-25 عند درجة حرارة ٦٠ درجة مئوية، وأربع ساعات من تكثيف الماء النقي عند درجة حرارة ٥٠ درجة مئوية. تُكرر هذه الدورة أسبوعيًا، بحيث تصل مدة الاختبار الإجمالية إلى ٢٠٠٠ ساعة.
دورة GM 9540P/B
تُستخدم هذه الدورة غالبًا في صناعة السيارات لتقييم متانة طلاءات الطلاء على الأجزاء المعدنية. في هذه الدورة:
- الإلكتروليت عبارة عن خليط من 0.9% كلوريد الصوديوم، 0.1% كلوريد الكالسيوم، و0.25% بيكربونات الصوديوم
- درجة الحموضة بين 6.0 و 8.0.
- تتضمن الدورة استخدامات متعددة لرذاذ الملح، يتبع كل منها فترات راحة محيطة تتراوح بين 90 و210 دقائق عند درجة حرارة 25 درجة مئوية ورطوبة نسبية تتراوح بين 30 و50%. يلي ذلك 8 ساعات في رطوبة تتراوح بين 95 و100%، و8 ساعات من التجفيف عند درجة حرارة 60 درجة مئوية ورطوبة نسبية أقل من 30%. يُجرى الاختبار على مدار 80 دورة، أي ما يعادل 1920 ساعة تقريبًا.
الأمطار الحمضية CCT
يقوم هذا الاختبار بمحاكاة البيئات المتأثرة بالمطر الحمضي استنادًا إلى إرشادات JASO M609 المعدلة.
- الإلكتروليت عبارة عن خليط معقد يحتوي على 5% كلوريد الصوديوم، و0.12% حمض النيتريك، و0.173% حمض الكبريتيك، و0.228% هيدروكسيد الصوديوم.
- مع قيمة pH نموذجية تتراوح بين 3.2 و 3.4، اعتمادًا على التركيبة الكيميائية الدقيقة المستخدمة.
- تتكون كل دورة من ساعتين من الضباب الملحي عند درجة حرارة 2 درجة مئوية، و35 ساعات من الجفاف عند درجة حرارة 4 درجة مئوية مع رطوبة نسبية أقل من 60%، وساعتين في ظروف رطبة/مبللة عند درجة حرارة 30 درجة مئوية مع رطوبة نسبية تزيد عن 2%. أوقات الانتقال محددة: من الضباب إلى الجفاف خلال 50 دقيقة، ومن الجفاف إلى الرطوبة خلال 95 دقيقة، ومن الرطوبة إلى الضباب خلال 30 دقيقة.
مزايا اختبار التآكل الدوري
ارتباط أفضل مع الظروف الخارجية
يوفر اختبار CCT ظروفًا أفضل لإجراء اختبارات التآكل من خلال التعرض المتكرر للرطوبة والجفاف وتغيرات درجات الحرارة. ونتيجةً لذلك، يُقدم نتائج أكثر دقةً مقارنةً بأساليب اختبار التآكل التقليدية الأخرى.
فعال لأنواع التآكل المتعددة
تقدم تقنية CCT تنوعًا ويمكن استخدامها لتقييم التآكلات المتعددة، بما في ذلك التآكل العام والجلفاني والشق والخيطي، بشكل أكثر فعالية من الاختبارات التقليدية.
تأهيل المواد بشكل أسرع
تُسرّع اختبارات التآكل الدورية من ظروف العمل الفعلية، مما يُتيح نتائج أسرع دون الحاجة إلى وقت طويل. وهذا يُقلل الحاجة إلى اختبارات ميدانية خارجية طويلة الأمد.
تحسين اختيار المواد والتصميم
تدعم بيانات CCT اتخاذ قرارات مدروسة لاختيار المواد والطلاءات لتطبيقات محددة. ويمكن للمهندسين مقارنة تركيبات مختلفة وتحسين تحمّلات التصميم ضد أضرار التآكل.
التحديات التقنية لاختبار التآكل الدوري
- يُعد اضطراب تدفق الهواء أحد التحديات الرئيسية التي تُلاحظ في تقنية CCTit، مما يُسبب توزيعًا غير متساوٍ لدرجة الحرارة والرطوبة، ويؤدي إلى نتائج غير موثوقة. يحدث هذا عند امتلاء الغرفة بشكل زائد.
- من التحديات الأخرى في تقنية CCT ترسب الضباب بدقة، وهو أمر يصعب قياسه خلال دورات الضباب القصيرة. لذلك، من الضروري التحقق من تجانسه من خلال عمليات رش مستمرة مخصصة لضمان ظروف اختبار موثوقة.
- أي خلل بسيط في دورة التآكل ناتج عن سوء تخزين العينات أو التعامل معها قد يُحدث تباينًا في بيانات التآكل. ونتيجةً لذلك، تتأثر إمكانية تكرار نتائج الاختبار بشكل ملحوظ.
تطبيق اختبار التآكل الدوري
صناعة السيارات
في صناعة السيارات، يتم استخدام CCT لتقييم مقاومة التآكل للأجزاء المطلية والمغطاة مثل ألواح الهيكل وأنظمة الفرامل.
صناعة الطيران
في صناعة الطيران، يتم تطبيقه على مكونات مثل معدات الهبوط ومثبتات الأجنحة لمحاكاة الرطوبة الدورية، وضباب الملح، وتغيرات درجات الحرارة.
القطاع العسكري
يضمن طلاء CCT متانة الأجهزة المطلية، وحوامل الأسلحة، وتجهيزات المركبات. ويتم ذلك بتعريض المكونات لبيئات دورية قاسية تتضمن رذاذ الملح والتعرض للأشعة فوق البنفسجية.
الإلكترونيات
يتم استخدام تكييف الهواء عالي الرطوبة والمليء بالملح لفحص المكونات الإلكترونية مثل لوحات الدوائر والمحطات الطرفية والمرفقات.