Тест погружения считается одним из самых эффективных испытание на коррозию методы оценки коррозионной стойкости материала при контролируемом воздействии жидкости. В этом испытании компоненты образца погружаются в 3%-5% солевой раствор на определенный период времени, и оценивается эффект. Оценка выполняется путем измерения скорости коррозии, потери веса и других механических свойств компонентов. Испытание дает ценную информацию о материале покрытия для производства компонентов в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, машиностроение и аэрокосмическая промышленность.
Содержание:
Зачем проводится тест на погружение?
Испытание погружением проводится с целью:
- Оценить стойкость материала в различных жидких средах.
- Прогнозирование долгосрочной оценки коррозии для прогнозирования характеристик металлов и сплавов.
- Помощь в выборе материала путем сравнения коррозионной стойкости.
- Оценить эффективность защитных покрытий и обработок в условиях погружения.
Процесс испытания погружением
Подготовка компонентов
Первым шагом в проведении иммерсионного теста является подготовка образца или компонентов образца, чтобы сделать результаты более реалистичными. Вот некоторые приготовления, которые выполняются:
- Обычно берутся образцы размером 2.5 см × 5 см × 0.3 см.
- Если в реальных условиях существует вероятность возникновения механических напряжений, компоненты можно сгибать с помощью U-образных изгибов, С-образных колец или растягивающих стержней.
- Для проверки щели в ней можно сделать коррозионные отверстия. Для имитации щелевой коррозии можно использовать щелеобразователи, такие как шайбы или прокладки.
Предварительная очистка компонента
После подготовки компонентов их тщательно очищают перед погружением в солевой раствор. Здесь компоненты очищаются либо нейлоновой щеткой, либо нехлорированной чисткой и промывкой дистиллированной водой. На этом этапе с компонента удаляется пыль, масло или другие остатки.
Предварительные измерения
Перед погружением компонентов образца в раствор измеряют их вес и размеры, что позволяет рассчитать потерю веса после испытания.
Проведение теста на погружение
Теперь компоненты взвешены в коррозионном растворе без контакта друг с другом или с контейнером. Тестовый раствор, объем, температура и перемешивание выбираются на основе стандарта, в соответствии с которым проводится испытание. Например, условия испытания на коррозию погружением astm g31 суммированы здесь:
| Параметр | Характеристики |
|---|---|
| Состав раствора | 3.5% NaCl (морское моделирование) или 1 N HCl (агрессивное тестирование) |
| Контроль температуры | 25 ± 2 °C (стандарт); до 45 °C для тяжелых условий |
| pH раствора | Запишите начальный pH; отрегулируйте с помощью HCl или NaOH; сохраните, если pH влияет на результаты |
| проветривание | Аэрированный – барботирование воздуха; Деаэрированный – барботирование азота или аргона до и во время испытания |
| Скорость решения | Использовать системы потока (например, перемешиваемый раствор, вращающийся цилиндр); записывать тип и величину |
| Продолжительность теста | Обычно от 24 до 168 часов; достаточно для измеримой коррозии без отколов |
Проверка после испытаний
После завершения испытания компоненты вынимаются из раствора и проводится визуальный осмотр. Обычно это делается с помощью оптического увеличения для обнаружения коррозии, точечной или щелевой коррозии. Перед любой очисткой образцы визуально осматриваются, часто с помощью оптического увеличения, для обнаружения областей локализованного воздействия, таких как точечная или щелевая коррозия.
Очистка после теста
Наконец, компоненты очищаются для точной проверки потери массы во время погружения. Очистка выполняется в соответствии со стандартами, такими как ASTM G1 или ASTM G31. После очистки компоненты повторно взвешиваются для расчета общей потери массы.
Расчет и оценка скорости коррозии
На последнем этапе скорость коррозии рассчитывается на основе потери массы на открытой поверхности и продолжительности испытания. Эта потеря массы обычно выражается в милах в год (mpy) или миллиметрах в год (mm/y). Вот формула, используемая для расчета потери массы:
Скорость коррозии (mpy) = (534 × W) / (D × A × T)
Скорость коррозии (мм/год) = (87.6 × W) / (D × A × T)
Где:
- K = константа для преобразования единиц, 534 (mpy), 87.6 (мм/год)
- W = потеря веса образца (в мг)
- A = площадь открытой поверхности (в см²)
- T = время (в часах)
- D = плотность (в г/см³)
Критерии провала теста на погружение
Ниже приведены общие критерии отказа, используемые при испытаниях на коррозию при погружении, основанные на руководстве ASTM G31.
Чрезмерная скорость коррозии
Если рассчитанная скорость коррозии превышает допустимые пределы для материала или применения, испытание считается неудачным. Эти пределы могут различаться в зависимости от отрасли и рабочей среды.
Точечная коррозия или локализованная атака
Если во время визуального осмотра обнаружена локальная коррозия, такая как язвы, щели или межкристаллитная коррозия, это приводит к выходу компонентов из строя.
Деградация материала или повреждение поверхности
Значительное огрубение поверхности, изменение цвета, растрескивание или отслоение покрытий также указывают на неисправность.
Потеря механической целостности
Если после испытания на погружение компонент теряет прочность на растяжение, твердость или пластичность, он классифицируется как неисправный.
Потеря массы за пределами допустимого отклонения
В расчетах испытаний на погружение потеря массы компонента измеряется, если она выходит за пределы ожидаемого предела. Это также указывает на отказ. Хотя потеря массы ожидаема, снижение веса за пределы предопределенных пороговых значений указывает на чрезмерную коррозию и отказ.
Типы тестов на погружение
Испытание на погружение в воду
Этот тест используется для оценки общего коррозионного поведения в естественных или имитируемых водных средах. Итак, как проверить ржавчину в воде? Обычно при испытаниях на погружение в воду компоненты погружают в воду при определенной температуре на определенное время. Условия погружения в воду устанавливаются в соответствии со стандартами, такими как ISO 21809-1 и ISO 21809-3.
Испытание на химическое погружение
Химическое испытание погружением обычно используется для имитации агрессивных химических сред для изучения конкретных механизмов коррозии. В этом испытании компоненты погружаются в агрессивные химические растворы, такие как кислоты, щелочи или солевые растворы. Это испытание проводится для проверки устойчивости компонента к кислотному воздействию, щелочной коррозии или коррозии, вызванной солью.
Ускоренный тест на погружение
Этот тест обычно предназначен для ускорения процесса коррозии путем использования более жестких условий испытаний или химикатов. Здесь поддерживаются повышенные температуры, повышенные скорости потока раствора или измененный pH для получения результатов за короткий период времени.
Применение теста на погружение
Электронные компоненты
Он используется для проверки производительности различных электрических устройств, таких как разъемы, печатные платы и корпуса, когда они подвергаются воздействию влаги. Испытание погружением таких компонентов гарантирует, что даже во влажных или загрязненных условиях эти компоненты сохраняют свою функцию без сбоев.
Покрытия и защитные покрытия
Испытание погружением также используется для оценки гальванических или поверхностных покрытий, таких как Никелирование и цинкование, а также насколько хорошо они противостоят коррозии. Это помогает инженерам выбирать правильное покрытие и материал для компонентов.
Автомобильные Компоненты
Испытание погружением используется в автомобильной отрасли, где детали более подвержены воздействию соленой воды, химикатов и различных температур. Здесь такие детали, как болты, корпуса двигателей или компоненты ходовой части, подвергаются испытанию погружением. Это гарантирует, что они устойчивы к коррозии и остаются прочными на протяжении всего срока службы транспортного средства.
Преимущества и ограничения теста погружением
Преимущества теста погружением
Просто и экономично
Установки для испытаний методом погружения относительно недороги по сравнению с электрохимическими методами, но для точных испытаний могут потребоваться ванны с контролируемой температурой или автоматизированные системы дозирования.
Имитирует реальные условия
Испытание погружением известно тем, что оно воспроизводит реальные условия эксплуатации, такие как морская, промышленная или кислотная среда. Таким образом, вы можете испытывать материалы в реалистичных условиях.
Поддерживает покрытие
Испытание погружением является высокоэффективным для оценки эффективности защитных покрытий. Оно помогает выяснить, насколько хорошо покрытие ведет себя в суровых условиях.
Применимо во всех отраслях промышленности
Испытание погружением является универсальным и широко применяется в таких отраслях, как автомобилестроение, судостроение и электроника, для оценки прочности в жидких средах.
Ограничения иммерсионного тестирования
Требует много времени для долгосрочной оценки
Испытание погружением может быть длительным, особенно для коррозионно-стойких материалов. Оно может занять от нескольких часов до недель.
Требуется очистка и анализ после теста
При иммерсионном тестировании окончательная оценка проводится путем измерения потери веса, что требует тщательной очистки от продуктов коррозии без удаления основного материала. Это может увеличить риск ошибки, если очистка не будет проведена тщательно.
Отсутствие мониторинга в реальном времени
В отличие от электрохимических методов, испытания погружением не позволяют осуществлять непрерывный мониторинг коррозионного поведения.
Возможность загрязнения раствора
При долгосрочном иммерсионном тестировании растворенные ионы металлов могут изменить химию раствора. Это может повлиять на результаты, если растворы не заменяются или не контролируются регулярно.
Испытание погружением в сравнении с испытанием солевым туманом
В следующей таблице сравниваются различия между испытаниями методом погружения и испытание в солевом тумане в деталях.
| Аспект | Тест соленых брызг | Тест погружения |
|---|---|---|
| Экспозиция | Подвергает детали воздействию соляного тумана на воздухе | Полностью погружает детали в жидкий раствор |
| Среда смоделирована | Атмосферная коррозия (например, прибрежный воздух) | Коррозия при контакте с жидкостью (например, погруженные в жидкость детали) |
| Общий стандарт | ASTM B117 | ASTM G31 |
| Типичное решение | 5% NaCl распыляется в виде тумана | 3–5% раствор NaCl или кислоты в жидкой форме |
| Стиль применения | Сухая камера с распыляемым рассолом | Резервуар с полностью погруженными образцами |
| Цель | Ускоренное испытание покрытий или краски на воздухе | Оцените материал или покрытие при использовании под водой |