ASTM G31 Лабораторно изпитване на корозия с потапяне на метали

Стандартът „ASTM G31 Стандартна практика за лабораторно изпитване на корозия чрез потапяне на метали“, публикуван от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва приетите процедури за лабораторно изпитване на корозия чрез потапяне, по-специално тестовете за загуба на маса, и факторите, влияещи върху тези тестове. Тези фактори включват подготовка на пробите, оборудване, използвано в тестовете, условия на изпитване, методи за почистване на пробите, оценка на резултатите, както и изчисляване и докладване на скоростите на корозия. Стандартът също така подчертава важността на записването на всички съответни данни и предоставя контролен списък за докладване на данни от тестове.

В повечето случаи продуктът от корозията върху реактивните метали титан и цирконий е твърд, плътно свързан оксид, който е трудно да се отстрани чрез химични или конвенционални механични методи. В много такива случаи скоростите на корозия се определят от нарастването на масата, а не от загубата на маса.

Специфичното разглеждане на ефектите от локализираното въздействие, напукването, подпомогнато от околната среда, и течението на разтвора е извън обхвата на този стандарт.

Този стандарт е предназначен за употреба от тези, които проектират лабораторни тестове за потапяне и не са запознати с всички променливи и трудности, свързани с проектирането и провеждането на такива тестове. Този метод трябва да се използва като ориентир, за да се гарантира, че данните, свързани с приложението, се генерират с минимална намеса.

Корозионните изпитвания, по самата си същност, изключват създаването на цялостен стандарт. Следователно, този стандарт е представен като ръководство за избягване на някои от капаните на подобни изпитвания, а не като стандартен метод за изпитване.

Не всички метали и сплави реагират еднакво на многото фактори, които влияят на корозията, а ускорените тестове за корозия предоставят само индикативни резултати. Те често могат да бъдат подвеждащи. С изключение на тестовете за квалификация на материалите, които трябва да бъдат стандартизирани, е непрактично да се препоръчва строга стандартна лабораторна процедура за тестване на корозия за обща употреба. Една от целите на този стандарт е да подобри бъдещата корелация на резултатите и да намали противоречивите доклади чрез по-подробно записване на значимите фактори и условия.

Накратко, лабораторните тестове за корозия чрез потапяне са фундаментална техника, използвана за оценка на корозионната устойчивост на метали и сплави в контролирани среди. Тя предоставя ценна информация за характеристиките на материалите, помагайки на инженери и учени да изберат подходящи материали за употреба в корозивни среди.

Корозията е естествен електрохимичен процес, който води до влошаване на металите чрез взаимодействие с околната среда. Разбирането и смекчаването на корозията е от решаващо значение в индустрии като аерокосмическата, морската, нефтената и газовата промишленост и строителството, където повредата на материалите може да доведе до рискове за безопасността и икономически загуби. Лабораторните тестове с потапяне са един от най-широко използваните методи за симулиране на реална корозия в контролирана среда, позволяващ сравнителен анализ на различни материали и покрития.

Изпитването за корозия чрез потапяне по същество включва потапяне на метални проби в течна корозивна среда за определен период от време. Тази среда може да включва дестилирана вода, киселинни или алкални разтвори, солеви разтвори (напр. натриев хлорид) или специфични за индустрията корозивни агенти (напр. саламури, симулатори на морска вода). Целта е да се симулират условията на експлоатация и да се наблюдава поведението на метала, включително скоростта на корозия, повърхностните повреди и вида корозия (напр. точкова, хомогенна, галванична).

Като цяло, процесът на тестване включва следните стъпки:

Подготовка на пробите: Металните проби се изрязват до стандартни размери и повърхностите им се обработват машинно, за да се осигури еднородност. Обичайните практики включват шлайфане и полиране за отстраняване на оксидни слоеве.
Първоначално претегляне: Пробите се претеглят с висока прецизност, за да се определи елементарната маса.
Потапяне: Пробите се потапят изцяло в тестовия разтвор, който се поддържа при постоянна температура и pH за определен период от време (от часове до седмици).
Почистване след потапяне: След изпитване, продуктите от корозия се отстраняват с помощта на методите за химическо почистване, посочени в този стандарт.
Окончателно претегляне и анализ: За да се изчисли скоростта на корозия, се измерва загубата на тегло. За допълнителна оценка често се използват техники за повърхностен анализ, като сканираща електронна микроскопия (SEM), енергийно-дисперсионна спектроскопия (EDS) и оптична микроскопия.

Лабораторните тестове за потапяне са особено важни за:

Избор на материали за корозивни среди.
Сравнение на покрития или обработки (напр. анодиране, пасивация).
Изследване на влиянието на легиращите елементи върху корозионната устойчивост.
Оценка на механизмите на повреди след експлоатационно въздействие.

Основните предимства на този метод са контролираната среда, която позволява повторяемост, и директното измерване на скоростите на корозия. Той обаче може да не обхване всички реални променливи (напр. динамика на потока, микробна активност), а подготовката на повърхността може значително да повлияе на резултатите. Освен това, времето за тестване на пасивни материали може да бъде продължително.

Стандартът ASTM G31 се счита за важен поради следните причини:

Установява последователен метод за изпитване: Този стандарт предоставя унифицирана и възпроизводима процедура за изпитване на корозия чрез потапяне. Тази последователност е от решаващо значение за сравняване на резултатите между лаборатории, материали или индустрии.
Осигурява точно измерване на скоростта на корозия: Обяснява как да се измери загубата на тегло, повърхностната площ и времето на експозиция, които са необходими за изчисляване на скоростта на корозия. Без стандартизиран метод данните могат да бъдат изкривени от вариации в подготовката на пробите или условията на изпитване.
Определя средата и условията на изпитване: Този стандарт определя състава на разтвора (напр. натриев хлорид, киселини, солеви разтвори), контрола на температурата, процедурите за аериране или обезвъздушаване и времето на потапяне. Това позволява на изпитването реалистично да симулира условия на експлоатация или специфични среди (напр. морска, промишлена, киселинна).
Подпомага избора и проектирането на материали: Проектантите разчитат на стандарта ASTM G31, за да оценят нови материали или покрития, да сравнят характеристиките на сплавите и да идентифицират рисковете от повреди в корозивни среди. Това подпомага по-интелигентния избор на материали в индустрии като аерокосмическа, морска, автомобилна, нефтена и газова промишленост и инфраструктура.
Той осигурява основата за научноизследователска и развойна дейност. Този стандарт се използва в научноизследователски и развойни лаборатории за скрининг на сплави или повърхностни обработки, валидиране на инхибитори на корозия, изучаване на механизмите на корозия (напр. хомогенност и питинг) и осигуряване на научно валидна основа за експериментални сравнения.

В резултат на това, лабораторните тестове за корозия чрез потапяне остават крайъгълен камък в науката за корозията, предоставяйки ценна информация за поведението на металите при разграждане при различни условия на околната среда. Когато се извършват в съответствие с ASTM G31 и подобни стандарти и са подкрепени от усъвършенствани анализи на повърхността, тестовете за потапяне осигуряват надеждна основа за избор на материали и стратегии за предотвратяване на корозия.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги по тестване в съответствие със стандартната практика ASTM G31 за лабораторно изпитване на корозия чрез потапяне на метали.