ASTM G71 Menjalankan dan Menilai Ujian Kakisan Galvanik dalam Elektrolit

Garis Panduan Piawaian ASTM G71 untuk Menjalankan dan Menilai Ujian Kakisan Galvanik dalam Elektrolit, yang dibangunkan oleh Persatuan Pengujian dan Bahan Amerika (ASTM), merangkumi prestasi dan penilaian ujian kakisan galvanik untuk mencirikan kelakuan dua logam berbeza dalam sentuhan elektrik dalam elektrolit di bawah keadaan aliran rendah. Piawaian ini boleh disesuaikan dengan logam dan aloi tempa atau tuang.

Panduan ini merangkumi pemilihan bahan, penyediaan sampel, persekitaran ujian, kaedah pendedahan dan penilaian keputusan untuk mencirikan kelakuan pasangan galvanik dalam elektrolit.

Tujuan panduan ini adalah untuk memberikan maklumat tentang kakisan galvanik logam dalam sentuhan elektrik dalam elektrolit yang tidak mempunyai kadar aliran yang cukup tinggi untuk menyebabkan hakisan-karat atau peronggaan.

ASTM G71 menerangkan prosedur yang disyorkan untuk mereka bentuk, menjalankan dan mentafsir ujian makmal dan lapangan yang menilai kakisan galvanik antara logam berbeza yang terdedah kepada elektrolit konduktif. Piawaian ini membantu jurutera memilih kaedah ujian yang sesuai, menyediakan sampel, mengawal keadaan persekitaran, mengukur arus galvanik dan mentafsir kelakuan kakisan yang terhasil.

Piawaian ASTM G71 digunakan secara meluas dalam sektor berikut:

• automotif
• Penerbangan dan ruang angkasa
• kejuruteraan marin
• Minyak dan gas
• Pemprosesan kimia
• pembinaan
• Elektronik
• Tenaga Boleh Diperbaharui

Cadangan piawaian ini adalah berharga dalam sebarang keadaan di mana logam yang berbeza digabungkan dalam persekitaran lembap atau menghakis.

Kakisan galvanik berlaku dalam situasi berikut:

• Apabila dua logam berbeza disambungkan secara elektrik
• Apabila kedua-dua logam terdedah kepada elektrolit yang sama (seperti air, air laut, kelembapan atau larutan garam)
• Apabila terdapat perbezaan potensi elektrik di antara mereka

Dalam keadaan ini,

• Logam yang kurang mulia menjadi anod.
• Logam yang lebih mulia menjadi katod.
• Logam anodik berkarat pada kadar yang dipercepatkan.

Contohnya termasuk:

• Aluminium yang dilekatkan pada keluli tahan karat.
• Pengikat keluli dalam struktur aluminium.
• Paip tembaga yang dilekatkan pada keluli tergalvani.
• Komponen magnesium yang digabungkan dengan keluli.

Memahami kakisan galvanik adalah penting kerana ia sering menyebabkan kegagalan setempat jauh sebelum kakisan homogen menjadi ketara.

Piawaian ASTM G71 membantu jurutera dengan perkara berikut:

• Untuk menilai keserasian galvanik logam.
• Membandingkan kombinasi bahan
• Mengukur arus galvanik.
• Menganggarkan tahap keterukan kakisan.
• Mengkaji impak alam sekitar
• Menilai salutan dan sistem pelindung.
• Menyokong pemilihan bahan semasa pembangunan produk.

Piawaian ASTM G71 tidak mentakrifkan kriteria lulus/gagal. Sebaliknya, ia menyediakan kaedah yang diterima secara saintifik untuk menghasilkan data kakisan yang boleh dipercayai. Piawaian ini merangkumi:

• Ujian kakisan galvanik makmal
• Ujian pendedahan lapangan
• Pengukuran elektrokimia
• Pemantauan arus galvanik
• Ukuran penurunan berat badan
• Pengukuran potensi kakisan
• Simulasi alam sekitar
• Menyediakan sampel ujian
• Tafsiran data

Piawaian ASTM G71 terpakai kepada yang berikut:

• logam
• salutan logam
• Logam yang dirawat permukaan
• Pengikat
• Pautan sumber
• Komponen mekanikal

Keterukan kakisan galvanik bergantung kepada beberapa faktor yang saling berinteraksi:

• Perbezaan keupayaan elektrod: Perbezaan keupayaan yang lebih besar secara amnya meningkatkan arus galvanik. Contohnya,
  • Keluli magnesium: Risiko yang sangat tinggi.
  • Aluminium-keluli: Risiko sederhana
  • Keluli tahan karat-titanium: Risiko rendah.
• Kekonduksian elektrolit: Elektrolit dengan kekonduksian yang tinggi meningkatkan kakisan. Contohnya,
  • Air laut
  • Garam jalan raya
  • Air penyejukan perindustrian

Media kekonduksian rendah secara amnya mengurangkan serangan galvanik.

• Nisbah luas: Salah satu konsep paling penting yang dibincangkan dalam piawaian ini ialah nisbah luas katod-anod:
  • Katod besar + anod kecil: Kakisan yang sangat teruk.
  • Katod kecil + anod besar: Kadar kakisan yang jauh lebih rendah.

Sebagai contoh,

• Rivet keluli kecil dalam panel aluminium
• Plat keluli tahan karat yang besar dilekatkan pada pendakap aluminium kecil.

Contoh kedua menimbulkan risiko galvanik yang jauh lebih besar.

• Suhu: Suhu yang lebih tinggi biasanya meningkatkan perkara berikut:
  • Kadar tindak balas
  • Kekonduksian elektrolit
  • Arus kakisan
• Ketersediaan oksigen: Oksigen terlarut menyokong tindak balas katodik. Persekitaran yang kurang pengudaraan boleh menghasilkan mekanisme kakisan yang berbeza berbanding persekitaran yang kaya dengan oksigen.

Piawaian ASTM G71 menangani pelbagai kaedah ujian:

• Ujian rendaman: Sampel direndam dalam larutan berikut:
  • Larutan natrium klorida
  • air laut buatan
  • Cecair proses perindustrian
  • Air tawar
  • Air penyejuk

Logam yang terikat kekal bersambung secara elektrik sepanjang tempoh pendedahan.

• Pengukuran elektrokimia: Piawaian ini mengesyorkan agar pengukuran berikut dilakukan:
  • Arus galvani
  • Potensi galvani
  • Potensi litar terbuka
  • Tingkah laku polarisasi

Pengukuran ini memberikan maklumat kuantitatif tentang aktiviti kakisan.

• Ujian penurunan berat: Kadar kakisan boleh ditentukan menggunakan kaedah berikut:
  • Membersihkan sampel
  • Mengukur jisim sebelum pendedahan
  • Mengukur jisim selepas pendedahan
  • Mengira kerugian bahan.

Penurunan berat adalah salah satu kaedah yang paling boleh dipercayai untuk menilai kakisan jangka panjang.

• Pendedahan lapangan: Ujian makmal mungkin tidak mewakili persekitaran perkhidmatan sebenar dengan tepat. Oleh itu, piawaian ASTM G71 menggalakkan ujian lapangan apabila boleh. Contohnya,
  • Struktur marin
  • Platform luar pesisir
  • hiperpautan
  • Komponen automotif
  • Komponen pesawat

Keputusan yang boleh dipercayai memerlukan penyediaan sampel yang konsisten. Pertimbangan utama termasuk:

• Rawatan permukaan
• Proses pembersihan
• Kekasaran permukaan
• dimensi
• Komposisi logam
• Kualiti sambungan elektrik
• Penyediaan tepi

Penyediaan sampel yang lemah boleh menjejaskan keputusan kakisan dengan ketara.

Piawaian ASTM G71 mengesyorkan agar perkara berikut diperiksa dari segi pembolehubah persekitaran:

• Kimia elektrolit
• Kepekatan garam
• nilai pH
• suhu
• Oksigen terlarut
• kadar aliran
• Masa dedahan
• Kelembapan (untuk ujian atmosfera)

Ketekalan persekitaran meningkatkan kebolehulangan dan kebolehulangan keputusan ujian.

Pengukuran biasa di bawah piawaian ASTM G71 termasuk yang berikut:

• Arus galvani
• Potensi kakisan
• Penurunan berat badan
• Kadar kakisan
• Rupa permukaan
• Kedalaman lubang
• Kakisan celah
• Serangan tempatan
• Pembentukan produk kakisan

Piawaian ASTM G71 menekankan bahawa arus galvanik sahaja tidak boleh digunakan untuk meramalkan hayat perkhidmatan. Jurutera harus menilai keputusan bersama-sama dengan yang berikut:

• Keadaan persekitaran
• Geometri bahan
• Nisbah kawasan
• Keadaan permukaan
• Masa dedahan
• Morfologi kakisan
• Pemuatan mekanikal
• Salutan pelindung

Piawaian ASTM G71 digunakan secara meluas dalam bidang berikut:

• Automotif:
  • Panel badan aluminium
  • Pengikat keluli
  • Perumah bateri
  • Casis kenderaan elektrik
  • sistem penyejukan
• Penerbangan dan angkasa lepas:
  • Aloi aluminium
  • Struktur titanium
  • Sambungan komposit-logam
  • Perhimpunan gear pendaratan
• Marin:
  • badan kapal
  • Kipas-kipas
  • Platform luar pesisir
  • Paip air laut
  • Pengikat
• Bangunan:
  • Keluli struktur
  • Sistem bumbung
  • Dinding langsir
  • Sauh
  • hiperpautan
• Minyak dan gas:
  • Pipelines
  • penukar haba
  • injap
  • Kapal Tekanan
  • Peralatan luar pesisir

Piawaian ASTM G71 sering digunakan bersama-sama dengan piawaian kakisan yang lain, termasuk:

• ASTM G1 Penyediaan, pembersihan dan penilaian spesimen ujian kakisan.
• Teknik pengukuran elektrokimia ASTM G3
• Ujian polarisasi potensiodinamik ASTM G5
• Ujian Kakisan Rendaman Makmal ASTM G31
• ASTM G44 Ujian rendaman alternatif logam dalam media yang mengandungi klorida.
• Pengukuran rintangan polarisasi ASTM G59
• ASTM G102 Pengiraan kadar kakisan daripada pengukuran elektrokimia.

Secara keseluruhannya, piawaian ini menyediakan rangka kerja yang komprehensif untuk penilaian kakisan.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan pasukannya yang cekap dan berpengalaman, telah memahami keperluan pelanggannya, menyediakan perkhidmatan ujian lanjutan yang mereka perlukan, dan membantu mereka dalam penubuhan, pelaksanaan dan penambahbaikan sistem pengurusan. Dalam rangka kerja ini, kami juga menyediakan perkhidmatan ujian mengikut piawaian ASTM G71.