ASTM G71 Przeprowadzanie i ocena testów korozji galwanicznej w elektrolitach

Norma ASTM G71 „Wytyczne dotyczące przeprowadzania i oceny badań korozji galwanicznej w elektrolitach”, opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), obejmuje sposób przeprowadzania i ocenę badań korozji galwanicznej w celu scharakteryzowania zachowania się dwóch różnych metali w kontakcie elektrycznym w elektrolicie w warunkach niskiego przepływu. Normę tę można dostosować do metali i stopów przerabianych plastycznie lub odlewanych.

W niniejszym przewodniku omówiono kwestie wyboru materiałów, przygotowania próbek, środowiska testowego, metody ekspozycji i oceny wyników w celu scharakteryzowania zachowania par galwanicznych w elektrolicie.

Celem niniejszego przewodnika jest dostarczenie informacji na temat korozji galwanicznej metali w kontakcie elektrycznym w elektrolicie, którego natężenie przepływu nie jest na tyle wysokie, aby spowodować erozję-korozję lub kawitację.

Norma ASTM G71 opisuje zalecane procedury projektowania, przeprowadzania i interpretacji badań laboratoryjnych i terenowych, które oceniają korozję galwaniczną różnych metali wystawionych na działanie przewodzących elektrolitów. Norma ta pomaga inżynierom w doborze odpowiednich metod badawczych, przygotowaniu próbek, kontrolowaniu warunków środowiskowych, pomiarze prądu galwanicznego i interpretacji uzyskanych wyników dotyczących korozji.

Norma ASTM G71 jest powszechnie stosowana w następujących sektorach:

• automobilowy
• Lotnictwo i kosmos
• inżynieria morska
• Ropa i gaz
• Przetwarzanie chemiczne
• budowa
• elektronika
• Energia odnawialna

Zalecenia zawarte w tej normie są cenne w każdej sytuacji, w której dochodzi do łączenia różnych metali w środowisku wilgotnym lub korozyjnym.

Korozja galwaniczna występuje w następujących sytuacjach:

• Gdy dwa różne metale są połączone elektrycznie
• Gdy oba metale zostaną wystawione na działanie tego samego elektrolitu (np. wody, wody morskiej, wilgoci lub roztworu soli)
• Gdy między nimi występuje różnica potencjałów elektrycznych

W tych okolicznościach,

• Anodą staje się metal mniej szlachetny.
• Szlachetniejszy metal staje się katodą.
• Metale anodowe korodują w przyspieszonym tempie.

Przykłady obejmują:

• Aluminium połączone ze stalą nierdzewną.
• Elementy złączne stalowe w konstrukcjach aluminiowych.
• Rury miedziane połączone ze stalą ocynkowaną.
• Komponenty magnezowe połączone ze stalą.

Zrozumienie korozji galwanicznej jest kluczowe, ponieważ często powoduje ona lokalne uszkodzenia na długo zanim korozja jednorodna stanie się poważna.

Norma ASTM G71 pomaga inżynierom w następujących kwestiach:

• Ocena kompatybilności galwanicznej metali.
• Porównywanie kombinacji materiałów
• Pomiar prądu galwanicznego.
• Oszacowanie stopnia korozji.
• Badanie wpływu na środowisko
• Ocena powłok i systemów ochronnych.
• Wsparcie przy doborze materiałów na etapie rozwoju produktu.

Norma ASTM G71 nie definiuje kryteriów zaliczenia/niezaliczenia testu. Zamiast tego podaje naukowo akceptowane metody uzyskiwania wiarygodnych danych dotyczących korozji. Norma ta obejmuje:

• Laboratoryjne badanie korozji galwanicznej
• Test ekspozycji terenowej
• Pomiary elektrochemiczne
• Monitorowanie prądu galwanicznego
• Pomiary utraty wagi
• Pomiary potencjału korozyjnego
• Symulacja środowiskowa
• Przygotowanie próbki testowej
• Interpretacja danych

Norma ASTM G71 ma zastosowanie do następujących elementów:

• metale
• powłoki metaliczne
• Metale poddane obróbce powierzchniowej
• Łączniki
• Linki źródłowe
• Komponenty mechaniczne

Stopień korozji galwanicznej zależy od kilku współdziałających czynników:

• Różnica potencjałów elektrod: Większa różnica potencjałów zazwyczaj zwiększa prąd galwaniczny. Na przykład,
  • Stal magnezowa: Bardzo duże ryzyko.
  • Aluminium-stal: średnie ryzyko
  • Stal nierdzewna-tytan: niskie ryzyko.
• Przewodność elektrolitu: Elektrolity o wysokiej przewodności zwiększają korozję. Na przykład,
  • Woda morska
  • Sól drogowa
  • Przemysłowa woda chłodząca

Media o niskiej przewodności generalnie redukują ataki galwaniczne.

• Stosunek powierzchni: Jednym z najważniejszych pojęć omawianych w tej normie jest stosunek powierzchni katody do powierzchni anody:
  • Duża katoda + mała anoda: Bardzo poważna korozja.
  • Mała katoda + duża anoda: znacznie niższa szybkość korozji.

Örneğin,

• Małe nity stalowe w panelu aluminiowym
• Duża płyta ze stali nierdzewnej przymocowana do małego aluminiowego uchwytu.

Drugi przykład niesie ze sobą znacznie większe ryzyko galwaniczne.

• Temperatura: Wyższe temperatury na ogół zwiększają następujące czynniki:
  • Szybkości reakcji
  • Przewodność elektrolitu
  • Prąd korozyjny
• Dostępność tlenu: Tlen rozpuszczony wspomaga reakcje katodowe. Słabo wentylowane środowiska mogą powodować inne mechanizmy korozji niż środowiska bogate w tlen.

Norma ASTM G71 dotyczy różnych metod badawczych:

• Badania zanurzeniowe: Próbki zanurzane są w następujących roztworach:
  • Roztwory chlorku sodu
  • sztuczna woda morska
  • Płyny procesowe przemysłowe
  • Słodkowodne
  • Woda chłodząca

Połączone metale pozostają połączone elektrycznie przez cały czas trwania ekspozycji.

• Pomiary elektrochemiczne: Norma ta zaleca wykonanie następujących pomiarów:
  • Prąd galwaniczny
  • Potencjał galwaniczny
  • Potencjał obwodu otwartego
  • Zachowanie polaryzacji

Pomiary te dostarczają ilościowych informacji o aktywności korozyjnej.

• Badanie utraty masy: Szybkość korozji można określić za pomocą następujących metod:
  • Czyszczenie próbek
  • Pomiar masy przed ekspozycją
  • Pomiar masy po ekspozycji
  • Obliczanie strat materiałowych.

Utrata masy jest jedną z najbardziej wiarygodnych metod oceny długotrwałej korozji.

• Ekspozycja w terenie: Testy laboratoryjne mogą nie odzwierciedlać rzeczywistych warunków pracy. Dlatego norma ASTM G71 zaleca przeprowadzanie testów w terenie, gdy tylko jest to możliwe. Na przykład:
  • Konstrukcje morskie
  • Platformy offshore
  • hiperłącza
  • komponenty samochodowe
  • Komponenty samolotu

Wiarygodne wyniki wymagają konsekwentnego przygotowania próbek. Kluczowe kwestie obejmują:

• Yüzey işlemi
• Procesy czyszczenia
• Chropowatość powierzchni
• wymiary
• Skład metalu
• Jakość połączenia elektrycznego
• Przygotowanie krawędzi

Niewłaściwe przygotowanie próbki może mieć istotny wpływ na wyniki badań korozyjnych.

Norma ASTM G71 zaleca sprawdzenie następujących zmiennych środowiskowych:

• Chemia elektrolitów
• Stężenie soli
• wartość pH
• temperatura
• Rozpuszczony tlen
• Przepływ
• Czas ekspozycji
• Wilgotność (do testów atmosferycznych)

Spójność środowiskowa zwiększa powtarzalność i odtwarzalność wyników testów.

Do typowych pomiarów zgodnych z normą ASTM G71 zalicza się:

• Prąd galwaniczny
• Potencjał korozyjny
• Utrata wagi
• Szybkość korozji
• Wygląd powierzchni
• Głębokość dołu
• Çatlak korozyonu
• Atak lokalny
• Powstawanie produktów korozji

Norma ASTM G71 podkreśla, że ​​sam prąd galwaniczny nie powinien być wykorzystywany do przewidywania żywotności. Inżynierowie powinni oceniać wyniki w powiązaniu z następującymi czynnikami:

• Warunki środowiskowe
• Geometria materiału
• Współczynniki powierzchni
• Stan powierzchni
• Czas ekspozycji
• Morfologia korozji
• Obciążenie mechaniczne
• Powłoki ochronne

Norma ASTM G71 jest szeroko stosowana w następujących obszarach:

• Automobilowy:
  • Panele nadwozia aluminiowe
  • Çelik bağlantı elemanları
  • Obudowy akumulatorów
  • Podwozie pojazdu elektrycznego
  • systemy chłodzenia
• Lotnictwo i kosmos:
  • stopy aluminium
  • Konstrukcje tytanowe
  • Połączenia kompozytowo-metalowe
  • Zespoły podwozia
• Morski:
  • Kadłuby statków
  • Śmigła
  • Platformy offshore
  • Rury do wody morskiej
  • Łączniki
• Budynek:
  • stal konstrukcyjna
  • Systemy dachowe
  • Ściany osłonowe
  • Kotwice
  • hiperłącza
• Ropa i gaz:
  • Rurociągi
  • wymienniki ciepła
  • zawory
  • Zbiorniki ciśnieniowe
  • Sprzęt offshore

Normę ASTM G71 często stosuje się w połączeniu z innymi normami dotyczącymi korozji, w tym:

• ASTM G1 Przygotowanie, czyszczenie i ocena próbek do badań korozyjnych.
• ASTM G3 Techniki pomiarów elektrochemicznych
• Test polaryzacji potencjodynamicznej ASTM G5
• ASTM G31 Laboratoryjny test korozyjny zanurzeniowy
• ASTM G44 Alternatywne badanie zanurzeniowe metali w mediach zawierających chlorki.
• Pomiary rezystancji polaryzacji ASTM G59
• ASTM G102 Obliczanie szybkości korozji na podstawie pomiarów elektrochemicznych.

Łącznie normy te stanowią kompleksowe ramy oceny korozji.

Nasza organizacja, z kompetentnym i doświadczonym zespołem, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą ASTM G71.